Unterrichtsmaterialien Biologie: Ganze Werke Seite 38/85
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Biologie
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Stammzellforschung
Dem US-amerikanischen Forscher James Thomson gelang es 1998 erstmals, menschliche embryonale Stammzellen zu erzeugen. Sein Experiment erwies sich als folgenschwer. Es löste eine heftige ethische Kontroverse aus und beflügelte die Hoffnung auf neue Therapien. Moralischer Konflikt und medizinisches Potenzial, beides hat mit der Herkunft der embryonalen Stammzellen zu tun. Ob menschliche embryonale Stammzellen für medizinische Therapien genutzt werden sollten, wird in einem angeleiteten mehrperspektivischen „Themen-Talk“ am Beispiel der Querschnittslähmung diskutiert. Die Bewertungskompetenz Ihrer Schülerinnen und Schüler wird auf anspruchsvolle Weise gefördert.
Gesamtwerk
Die Pest
Die Pest ist bis heute die größte Pandemie der Weltgeschichte. In nur fünf Jahren, zwischen 1348 und 1353, starben 25 Millionen Menschen an dieser Seuche. Damit fielen ihr ein Drittel der Europäer zum Opfer. Die Bezeichnung „Schwarzer Tod“ wurde im Mittelalter noch nicht verwendet, sondern stammt aus dem 16. Jahrhundert. Damit wurde bildhaft das Schreckenerregende dieser Krankheit zum Ausdruck gebracht. Die Bezeichnung „Schwarzer Tod“ wird aber auch den Nekrosen zugeschrieben, schmerzhaften Pestbeulen, um die sich die Haut schwarz verfärbt und abstirbt, vor allem an Fingern, Zehen und Nase. Wissenschaftlich war es bisher umstritten, ob das Bakterium Yersinia pestis die Seuche des Mittelalters auslöste. Eine aktuelle genetische Analyse von Skeletten mittelalterlicher Pestopfer belegt die Präsenz des Pestbakteriums. Diese Leistungsaufgabe fokussiert die Evolution des Pesterregers und seine Übertragungswege auf der Basis molekulargenetischer Befunde.
Gesamtwerk
Sauerstoffsensor HIF-1
Jede biologische Zelle benötigt zum Leben und Überleben Sauerstoff. Die Bedeutung einer konstanten Sauerstoffversorgung zeigt sich auch daran, dass mehrere Regelkreise die Sauerstoff-Homöostase unter verschiedenen Bedingungen absichern. Lange Zeit ungeklärt war dagegen, ob und wie einzelne Zellen ihren Versorgungszustand bezüglich des Sauerstoffs registrieren und daraufhin eine physiologische Reaktion einleiten können. Die Nobelpreisträger für Medizin und Physiologie des Jahres 2019 haben einen eleganten Mechanismus entschlüsselt, der beides ermöglicht. In dieser Einheit erarbeiten Sie mit Ihren Schülern diese grundlegenden Forschungsergebnisse rund um den Transkriptionsfaktor HIF-1 sowie deren Anwendung in praktischen Transferaufgaben.
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Gesamtwerk
Gegen das Treibhausgas Kohlenstoffdioxid mit Escherichia coli
Das gramnegative Bakterium Escherichia coli wird von vielen Menschen mit Krankheiten, Fäkalien und potenzieller Gefahr assoziiert. In diesen Aufgaben, die auch als Test oder Klausur geeignet sind, wiederholen die Schüler den Aufbau von Bakterien und üben sich in einer Anwendungsaufgabe zur Gentechnik. Dabei wird ihnen verdeutlicht, dass die Forschung Escherichia coli auch zu ganz anderen, sinnvollen Zwecken einsetzen kann.
Gesamtwerk
Photorezeptoren und neuronale Verarbeitung
In dieser Unterrichtseinheit tauchen Sie mit Ihren Schülerinnen und Schülern in die Welt des Sehens auf neuronaler Ebene ein. Als Grundlage dienen die von den Nobelpreisträgern David Hubel und Torsten Wiesel durchgeführten Experimente zum Verständnis der Funktion der Photorezeptoren in der Retina sowie der Neuronen im visuellen Cortex unseres Gehirns. Ihre Schülerinnen und Schüler erarbeiten an diesem anschaulichen Beispiel das Prinzip des rezeptiven Felds bzw. der On-/Off-Zellen und erklären den Begriff des präferierten Stimulus bei der Ausrichtung eines Lichtreizes mithilfe von räumlicher Summation und Inhibition.
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Kunststoffe im marinen Ökosystem
Der steigende Eintrag von Plastik in die Weltmeere gibt zunehmend Anlass zur Sorge. Auch Deutschland kann sich hier nicht aus der Verantwortung ziehen. Immer mehr Gegenbewegungen zur Vermeidung von Plastikmüll werden ins Leben gerufen. So zum Beispiel auch der „Unverpackt-Laden“. In dieser Unterrichtseinheit erörtern Ihre Schüler die Folgen des Plastikmülls in den Weltmeeren und analysieren im Gruppenpuzzle arbeitsteilig mögliche Lösungsstrategien im Hinblick auf Ihre Nachhaltigkeit. Zum Abschluss entwickeln sie für ein fiktives Parlament im Diskurs eine nationale Strategie gegen Plastikmüll und versprachlichen die Entscheidung in einer „Pressemitteilung“.
Gesamtwerk
Angepasstheiten an das Wasser
Stockente und Graureiher sind vermutlich jedem Ihrer Schüler bekannt und daher hervorragende Beispielobjekte für den Unterricht. Als Ergebnis der Evolution aufgrund sich ändernder Umweltbedingungen sind beide Wasservögel auf unterschiedliche Weise an ihren Lebensraum angepasst. Diese Angepasstheiten sowie ihre Lebens- und Ernährungsweise erkunden die Schüler in dieser Einheit näher. Je nach Möglichkeiten bietet es sich auch an, eine Freilandexkursion in den Unterricht mit einzubinden, um den Schülern Beobachtungen vor Ort zu ermöglichen.
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Vergleich von Sinnen
Vergleich von Sinnen
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Wie tickt das Bienengehirn
Wie tickt das Bienengehirn
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Die Laufbahn einer Arbeitsbiene
Die Laufbahn einer Arbeitsbiene
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digital unterrichten – Biologie -4/2020
digital unterrichten – Biologie -4/2020
Gesamtwerk
Plagegeister des Menschen
Ob die Schnecken im Garten, die Kopfläuse in der Kindergartengruppe oder die Kleidermotten im Schrank – einmal als Plagegeist eingestuft, verlieren die Tiere in den Augen vieler jegliche Lebensberechtigung. Doch schauen wir noch einmal genau hin, können wir die Schönheit der Natur auch in diesen Lebewesen erkennen. Die Unterrichtsideen bieten Anregungen zur unterrichtlichen Auseinandersetzung mit Zecken, Läusen, aber auch anderen Plagegeistern unseres Alltags, wie Krähen, Maulwürfen und Co. Gleichzeitigkeit fördern die Unterrichtsideen die Mündigkeit der Schülerinnen und Schüler, indem diese die gesellschaftlich vorgefassten Meinungen zu diesen Tieren hinterfragen lernen. Aus dem Inhalt: Krähenplage im Kurpark – Alltagsnah recherchieren, untersuchen, diskutieren und bewerten | Bandwürmer: schön und gefährlich – Die parasitäre Lebensweise verschiedener Bandwurmarten verstehen und vergleichen | Die zehn biblischen Plagen – Die Bibelgeschichte mithilfe eines Dokumentarfilms naturwissenschaftlich analysieren.
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Salz – Nicht nur zum Kochen
Salz – Nicht nur zum Kochen
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Warum wir sprechen können
Schon die Neandertaler besaßen das Sprach-Gen FoxP2, das beim modernen Menschen für die Sprachentwicklung zuständig ist. War also der Höhlenmensch ähnlich sprachgewandt wie Homo sapiens?
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Unsere Erde: einzigartige Lebensbedingungen
Vor 14 Milliarden Jahren entstanden mit dem Urknall nach und nach Sonnen, Planeten, Galaxien und Sterne. Einzigartig: die Erde. Wasser, Wärme und der Schutzschild der Atmosphäre schaffen Bedingungen, die es im ganzen Universum wahrscheinlich nur einmal ...
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Heilpflanzen als Medizin
Ob Fenchel, Gänsefingerkraut oder Andorn. Die medizinische Wirkung vieler Pflanzen ist belegt.
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Die Rolle von Ketonen beim Fasten
Ist die Glucose bei Nahrungsverzicht aufgebraucht, steigt der Körper auf Fettverbrennung um. Dabei werden Ketone freigesetzt, die dem Gehirn und anderen Organen Energie liefern.
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Drei wichtige Hormone für den Stoffwechsel
Hunger und Körpergewicht werden durch diese drei wichtigen Hormone beeinflusst: Leptin, Insulin und Ghrelin. Gemeinsam regulieren sie maßgeblich unseren Stoffwechsel.
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Evolution verstehen
Evolution formt unsere Umwelt und alles Leben auf der Erde. Verantwortlich sind Evolutionsfaktoren wie Mutation, Selektion oder Alleldrift. Je besser wir die Evolutionsprozesse verstehen, desto mehr lernen wir über unsere eigene Entwicklung, über Umweltveränderungen oder mögliche Bedrohungen für die Biodiversität auf unserer Erde. In diesem Kompakt werden sechs Geschichten von bedeutsamen und recht aktuellen Forschungsvorhaben erzählt. Sie haben das Ziel, für das Abitur relevantes evolutionsbiologisches Wissen anschaulich und ausführlich zu erklären und immer wieder die notwendigen Bezüge zur Genetik herzustellen. Dazu enthalten die Texte jeweils vertiefende Aufgaben. Nicht zuletzt zeigt das Heft, wie vielfältig und unterschiedlich die Antworten auf biologische Fragestellungen sein können und – anders als in den anderen Naturwissenschaften – Generalisierungen in der Biologie nur bedingt möglich sind. Zum Inhalt: • Hirschmäuse – kleine große Stars der Evolutionsbiologie • Zitterspinnen auf Wanderschaft • Killifische – Anpassung an menschengemachte Umweltveränderungen?
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Pflanzenevolution
Pflanzen fristen im Biologieunterricht leider meist ein stiefmütterliches Dasein. Die Mechanismen der Evolution werden nahezu immer am Reich der Tiere erklärt. Vor diesem Hintergrund werden in einzelne Themen der Pflanzenevolution für den Biologieunterricht vorgeschlagen und Anreize gegeben, Pflanzen im Biologieunterricht in eine prominentere Position zu bringen. Aus dem Inhalt: - Der Lauf der Geschichte – Modellierung phylogenetischer Stammbäume am Beispiel von Pflanzen - Altruismus – auch bei Pflanzen? Das Gesamtfitnesskonzept erarbeiten und auf Pflanzen anwenden - Was entstand zuerst? Fotosynthese oder Atmung? Stoffwechselprozesse evolutionär erklären.
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Was hilft gegen Viren?
Impfen kann gegen Viren helfen. Bei einer aktiven Impfung werden Teile der Viren gespritzt. Bei einer passiven Impfung werden Antikörper, die man im Labor gewonnen hat, eingeimpft.
Gesamtwerk
Wir untersuchen wirbellose Tiere im Laubstreu
In einem Hektar Mischwald fallen jährlich circa fünf Tonnen Laub von den Bäumen. Trotzdem ersticken die Waldböden nicht, denn das Laub wird am Boden von kleinsten Lebewesen zersetzt. Die Schüler werden in dieser Unterrichtseinheit mit den Zersetzungsstadien eines Blattes vertraut gemacht und erforschen dann selbst, welche Lebewesen im Laubstreu zu finden sind. Hierfür fangen die Schüler einzelne Tiere aus dem Laubstreu und untersuchen diese mithilfe eines Binokulars. Sie zeichnen die Tiere, beschreiben die Körpermerkmale und können die gefundenen Lebewesen mithilfe von Bestimmungshilfen benennen und einer Gruppe der Wirbellosen zuordnen. Eine abschließende Ausstellung der Tiere zeigt auf, welche Lebewesen die Klasse im Laubstreu gefunden hat.
Gesamtwerk
Blutgruppen des Menschen und Mendel'sche Vererbung
Blut ist nicht gleich Blut. Dies wird spätestens dann deutlich, wenn eine Blutspende anstehen soll. In dieser Unterrichtseinheit erarbeiten sich Ihre Schüler die Merkmale der verschiedenen Blutgruppen sowie deren Vererbung nach den Mendel’schen Gesetzen. Das Erlernte wird durch den Bau von Erythrozytenmodellen zu verschiedenen Blutmischszenarieren sowie einem Rollenspiel zu einem Fallbeispiel veranschaulicht. Anhand eines Mysterys sowie mithilfe eines Dominospiels werden die neu erlernten Erkenntnisse auf spielerische Art und Weise eingeübt.
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Dürfen wir Wale töten?
Walarten sind heute durch Umweltverschmutzung, Lärm und Klimawandel belastet, können sich aber auch in Fischernetzen verfangen oder kollidieren mit Schiffen. Eine große Gefahr stellt ihre Übernutzung durch den Walfang dar. Experten sind sich einig, dass nur eine kontrollierte nachhaltige Nutzung ein Aussterben der imposanten Meeressäuger verhindern kann. Die Schüler werden in dieser Lernaufgabe mit historischen und aktuellen Bezügen des Walfangs vertraut gemacht. Sie lernen Gründe für den Walfang aus verschiedenen Perspektiven kennen und eine eigenständige, ethisch reflektierte Position zu beziehen.
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Was sind Viren?
Viren haben keine eigene Zelle und keinen eigenen Stoffwechsel. Außerdem können Sie sich nicht ohne fremde Hilfe vermehren. Deshalb sind sie genau genommen auch keine Lebewesen. Wie vermehren sich Viren?
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