Unterrichtsmaterialien Biologie: Ganze Werke
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Friedrich Verlag
Gesamtwerk
Genomik
Mit der Möglichkeit zur Untersuchung und zum Vergleich von Genomen ist die Genetik in eine neue Phase eingetreten, weg von der klassischen Mendel-Genetik, hin zu modernen genetischen Arbeitsweisen. Diese lassen sich trainieren. Wie, zeigen wir dir anhand ausgewählter Beispiele in diesem Heft. Von Mendel zur Genomik: Im Bereich der Genetik hat sich in den letzten 30 Jahren viel getan. Ein wichtiger Meilenstein war die erste Sequenzierung eines menschlichen Genoms. Sie dauerte ganze 13 Jahre lang. Heute macht es die sich ebenfalls rasant entwickelnde Technik möglich, menschliche Genome in weniger als einem halben Tag zu sequenzieren. Das Wissen um die Genomik beeinflusst viele naturwissenschaftliche Bereiche wie die Systematik oder die Evolution. Sie wirkt sich aber auch auf unseren Alltag aus, zum Beispiel durch einfache Gentests, die jeder zuhause selbst durchführen kann. Einstieg über die Molekulargenetik: Dies alles spricht dafür, im Unterricht mit der Molekulargenetik einzusteigen und Mendel und seine Regeln erst später und nur am Rand zu streifen. Der Erkenntnisweg geht heute vom Gen zum Merkmal und nicht mehr umgekehrt. Gene sind nach neuen Erkenntnissen nicht mehr nur definierte DNA-Abschnitte, sondern sie setzen sich meist aus mehreren Abschnitten mit unterschiedlichen Zwecken zusammen. Wissen schafft Verstehen: Lass deine Schüler:innen an diesem neuen Wissen teilhaben und bereite sie so auf die Anforderungen des Alltags vor. Verschaffe ihnen die Möglichkeit, sich an aktuellen Diskussionen beteiligen und Fake News von wissenschaftlichen Erkenntnissen unterscheiden zu können. Stelle ihnen ausgewählte Anwendungsfälle vor, in denen die Arbeit mit Genomen zentral ist: Personalisierte Medizin durch Genomseqenzierung; Statt Blu-Rays bald nur noch DNA-Speicher? Verwandtschaft durch Sequenzanalyse bestimmen; Vergleichende Genomik bei Blütenpflanzen; Wie Gene getaktet werden. Diese spannenden Themen helfen deinen Schüler:innen sich mit der modernen Genetik anzufreunden und beim Gedanken an den Genetik-Unterricht nicht nur an das Erstellen klassischer Kreuzungsschemata zu denken.
Gesamtwerk
Veränderlichkeit von Arten
Mit dem Arbeitsheft erfahren die Schüler:innen der Sek. I, welche Ursachen für die Veränderlichkeit von Arten bis heute herausgefunden wurden. In vier Lernbereichen wiederholen sie Grundwissen, sammeln neue Fachinformationen und übertragen ihr Wissen auf Beispiele aus der Natur. Das Arbeitsheft ist für Schüler:innen der Sekundarstufe I ausgelegt. Mithilfe vielseitiger Materialien und Aufgaben erfahren sie, was eine Art überhaupt ist, wie Unterschiede innerhalb einer Art zustande kommen und wie es zu Veränderungen von Arten kommt: Ein Fragekatalog motiviert zum Bearbeiten des Heftes. Infokästen zu „Ansichten & Einsichten“ sowie „Wörter & Begriffe“ vertiefen und erklären Aspekte aus den Texten. Ein Abschlussquiz gibt Feedback zum Lernerfolg. Ziel des Heftes ist es, die meist auf den ersten Blick unzusammenhängenden Fragen zu Arten durch das Aneignen von Hintergrundwissen zu vernetzen. So zum Beispiel: Wie stark müssen Unterschiede sein, dass Lebewesen verschiedenen Arten angehören? Passen sich Arten an ihre Umwelt an? Wenn Arten sich verändern, wieso bleiben sie dann gleich? Nach dem Arbeiten mit diesem Heft sollten die Schüler:innen diese Fragen beantworten und die Antworten fachlich richtig begründen können. Aus dem Inhalt: Artbegriff definieren - Lernbereich 1: Was ist eine Art? Rolle von Genen und Umwelt auf die Variation erklären - Lernbereich 2: Unterschiede innerhalb derselben Art; Ursachen für die Veränderlichkeit der Arten verstehen - Lernbereich 3: Veränderungen von Arten; Erkenntnisse zur Veränderlichkeit der Arten auf den Menschen anwenden - Lernbereich 4: Die heutige Menschenart.
Gesamtwerk
Paradigmenwechsel
Kopernikus, Darwin, Virchow: Ihre wissenschaftlichen Ergebnisse stellten vorhandenes Wissen auf den Kopf. Denn Wissenschaft bleibt nie stehen, sondern fördert neue Erkenntnisse. Wie das funktioniert, kannst du mit deinen Schüler:innen trainieren. Nutze dazu Paradigmenwechsel aus verschiedenen Epochen. Wir zeigen dir, wie es geht. Theorien sind ein Spiegelbild ihrer Zeit: Anfang des 20. Jahrhundert wurden Mikroorganismen als Feinde gesehen, die gejagt werden müssen. Diese Theorie beruhte auf der Beobachtung des Nobelpreisträgers Robert Koch: Bakterien machen krank! Seine Theorie und die daraus resultierende Bekämpfung von Mikroorganismen rettete vielen Millionen Menschen das Leben. Einige Kolleg:innen waren unzufrieden mit dieser einseitigen Sichtweise, hegten Zweifel und forschten weiter. Veränderungen führen zu Fortschritt: 100 Jahre später werden Mikroorganismen auch zur Heilung von Krankheiten eingesetzt. Aus den Feinden von damals sind Verbündete geworden. Heute weiß man: Die Gemeinschaft von Mensch und Mikroorganismen ist das Ergebnis einer langen Koevolution. Das menschliche Mikrobiom wird nun als eine Art Organ definiert. Wissen schafft Verstehen: Nimm deine Schüler:innen mit auf wissenschaftliche Gedankenreisen. Lass sie das Wesen von Wissenschaft und Forschung erkennen und verstehen: Eine Theorie ist der Anfang. Hypothesen werden aufgestellt. Daten geben Hinweise. Neue Erkenntnisse entstehen. Die Theorie wird verändert. Der Kreislauf beginnt von vorne. Trainiere mit deinen Schüler:innen diesen Prozess der Erkenntnisgewinnung an ausgewählten Paradigmenwechseln der Biologie: Gärten sind Naturinseln in der Kulturlandschaft. Gene und Umwelt bestimmen Merkmale von Lebewesen. Gesamtfitness ist wichtiger als Arterhaltung. Mikroorganismen helfen heilen. Fehlgefaltete Proteine sind Krankheitserreger. Stärke deine Schüler:innen für die biologischen Herausforderungen unserer Zeit. Forschung schafft auch hierzu keine Fakten für die Ewigkeit. Sie produziert Wissen für die Zukunft. Und das bedeutet: Was heute unser Handeln bestimmt, kann morgen schon veraltet sein. Wer das versteht, kann Informationen bewerten, Fake News erkennen und neue Wege gehen.
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Gesamtwerk
digital unterrichten – Biologie -7/2022
digital unterrichten – Biologie -7/2022
Gesamtwerk
Evolution aktuell
Die Evolution steht nicht still. Durch Faktoren, wie Mutation, Selektion oder Isolation, entstehen bei Individuen laufend neue Merkmale und Merkmalsvarianten. Erweisen sich diese als vorteilhaft, bleiben sie im Genpool erhalten. Sind sie dagegen nachteilig, gehen sie bald wieder verloren. Dies führt dazu, dass die Art im Laufe der Zeit evolviert. Evolution zeichnet sich im unterrichtlichen Kontext insbesondere durch seine klassischen Beispiele aus. In dieser Ausgabe liegt der Fokus da bewusst nicht nur auf aktuelle Forschungsergebnisse, die bekanntes Wissen in Frage stellen, sondern auch auf neuen Beispielen zu grundlegenden Evolutionsmechanismen. Aus dem Inhalt: Das verrückte Vogelleben – Die Erklärung der Anpassungserscheinungen des Kuckucks über ein Rätsel spannend aufbereiten; Sokotra − Galapagos des Indischen Ozeans – Neue Erkenntnisse, die verantwortungsvollen Umgang mit sich bringen; Steht die Wiege der Menschheit in Afrika? – Aktuelle wissenschaftliche Erkenntnisse für den Unterricht nutzen.
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Gesamtwerk
Die Evolution des Menschen entdecken
Mit dem Arbeitsheft entdecken Schüler:innen der Sek. I die Evolution des Menschen. Fiktive Darstellungen, Bilder und Grafiken fossiler Funde fördern das Verständnis der evolutiven Zusammenhänge. Lernaufgaben unterstützen und sichern die Bearbeitung der Inhalte. Ein Quiz verdeutlicht den eigenen Lernerfolg. Das Arbeitsheft richtet sich direkt an die Schüler:innen der Sekundarstufe I. Anhand von vielfältigen Materialien und Aufgaben erarbeiten sie sich selbstständig den aktuellen Kenntnisstand zur Evolution des Menschen: Fiktive Darstellungen der Vorfahren des Menschen und Abbildungen fossiler Funde unterstützen das Verstehen evolutiver Zusammenhänge. Lernaufgaben fördern und sichern die Bearbeitung der Inhalte. Ein Quiz gibt Feedback zum Lernerfolg. Das Arbeitsheft spannt den Bogen von den Menschenaffen bis zum Homo sapiens. Die Analyse von Schädel- und Gebissformen sowie Knochenproportionen von Fossilien verdeutlicht ursprüngliche und abgeleitete Merkmale. Am Beispiel von Australopithecus afarensis und Homo erectus werden Angepasstheiten an die Lebensweise thematisiert. Als Frühmenschengruppen stehen Neandertaler und Denisova-Menschen im Fokus. Wie viel evolutives Erbe der moderne Mensch von den Neandertalern noch heute in sich trägt, klärt die Analyse der Verwandtschaftsverhältnisse. Aus dem Inhalt: An Knochenfunden ursprüngliche und abgeleitete Merkmale untersuchen – Was können uns Fossilien sagen? Angepasstheiten an die Lebensweise ermitteln – Die frühen Vorfahren des Menschen. Migrationswege und Verwandtschaftsverhältnisse des Homo sapiens klären – Der moderne Mensch erscheint.
Gesamtwerk
Wasserhaushalt der Pflanzen
Pflanzen übernehmen eine wichtige Rolle im globalen Wasserkreislauf und sichern die Verfügbarkeit von Wasser. Die Unterrichtsideen stammen aus den Bereichen Cytologie, Ökologie und Physiologie. Sie thematisieren, wie Pflanzen ihren Wasserhaushalt in unterschiedlichen Ökosystemen regulieren, und verdeutlichen Angepasstheiten an die Lebensbedingungen. Die Unterrichtsanregungen bieten vielfältige Ansätze die Rolle der Pflanzen im globalen Wasserkreislauf zu erarbeiten: Lapbooks, Freilanduntersuchungen und Experimente bieten handlungsorientierte Zugänge. Der Einsatz von Apps verbindet digital gestützten Unterricht mit Freilandarbeit. Die Auseinandersetzung mit Klimawandel und Bodenverdichtung unterstützt Bildung für nachhaltige Entwicklung. Die Grundprinzipien von Wasseraufnahme, -leitung und -abgabe sind bei allen Pflanzen gleich. Im Laufe der Evolution haben sich spezifische Angepasstheiten an den Mangelfaktor Wasser entwickelt. Es gibt Pflanzen, die aussehen, wie in die Erde versenkte Steine. Andere Arten tolerieren lebensfeindliches Salz im Boden und benötigen es sogar zum Überleben. Für die Kulturpflanzen in Zeiten des Klimawandels ist es wichtig, einen sparsamen Wasserverbrauch umzusetzen. Erfahrungen lassen sich im Schulgarten sammeln. Zusätzlich in dieser Ausgabe: Klausuraufgabe Sek. II zur Ökologie: Globale Erwärmung der Ozeane; Klausuraufgabe Sek. II zur Cytologie/Genetik: Was die Spaltöffnungen der Pflanzen leisten; Ideen für digital gestützten Unterricht: Interaktive Videoformate für den naturwissenschaftlichen Unterricht.
Gesamtwerk
digital unterrichten – Biologie –6/2022
digital unterrichten – Biologie –6/2022
Gesamtwerk
Acker und Grünland
Die menschengemachte Kulturlandschaft aus Acker und Grünland brachte den Artenreichtum Mitteleuropas hervor. Durch die zunehmende Technisierung und Intensivierung der Landwirtschaft ist dieser Artenreichtum jedoch heutzutage bedroht. Grund genug sich mit diesen Lebensräumen ausführlicher auseinanderzusetzen. Das Thema Acker und Grünland eignet sich nicht nur zur Erweiterung der Artenkenntnisse. Es gibt auch Gesprächsanlass zu verschiedenen Naturschutzmaßnahmen, wie der Beweidung oder dem ANpflanzen von Blühstreifen, dem Nahrungsmittelerwerb über Brandrodung und der Wiederansiedlung von Wölfen. Aus dem Inhalt: Ein Paradies für (Honig-)Bienen – Den Nahrungserwerb von Bienen durch die Auswahl passender Pflanzenarten gewährleisten; Solarparks auf Ackerflächen – Über ein Mystery sensibilisieren und mittels eines Rollenspiels zum Diskutieren anregen; Naturschutz auf trockenen und feuchten Wiesen – Selten gewordene Lebensräume entdecken und erforschen.
Gesamtwerk
digital unterrichten – Biologie –5/2022
digital unterrichten – Biologie –5/2022
Gesamtwerk
Die bunte Welt der Blütenpflanzen
Die Vielfalt der Blütenpflanzen ist riesig. Allein in Mitteleuropa wachsen über 3000 Arten. Bei einem genauen Blick auf ihren Blütenbau und ihre Blätterform lässt sich viel über die verschiedenen Pflanzenarten und ihre Verwandtschaft zu anderen Arten lernen. Die Schülerinnen und Schüler tauchen ein in die bunte Welt der Bedecktsamigen Samenpflanzen. Sie eignen sich Grundwissen zu ihrem Aufbau, ihren Vermehrungsstrategien und ihrer systematischen Einordnung an. Über ein Pflanzenfamilien-Quartett lernen sie spielerisch die Verwandtschaftsbeziehungen wichtiger heimischer Pflanzenarten kennen. Besonders viel Freude bringen Anleitungen zum Basteln und Gärtnern. Das fördert die Kreativität und lässt das Gelernte direkt anwenden. Am Ende eines jeden Beitrags stehen Aufgaben und Infokästen bereit, welche die wichtigsten Informationen nochmals zusammenfassen und wiederholen. Zum Inhalt: Fruchtpflanzen ‒ aus Blüten werden Früchte; Vermehrung ohne Samen; Verwandtschaft, Evolution, Systematik.
Gesamtwerk
Artenschutz 4.0
Die Artenkenntnis bei Kindern und Jugendlichen verschwindet immer mehr. Über die Verknüpfung mit digitalen Medien lässt sich die Natur motivierend neu entdecken. Das Kennenlernen heimischer Arten trägt zur Meinungsbildung bei und hilft, den globalen Verlust der biologischen Vielfalt zu stoppen. In dieser Ausgabe von UNTERRICHT BIOLOGIE zeigen wir Ihnen, wie digitale Medien eingesetzt werden können, um die Natur anders zu erleben und entsprechende Lerninhalte spannend zu vermitteln. Die Lernenden legen in einer App digitale Bienenstöcke an. Auf dem Schulhof entdeckte Biodiversität lässt sich mithilfe digitaler Karten dokumentieren. Die digitale Bestimmung von Pflanzen mittels Smartphones und das Anlegen eines digitalen Herbariums wirken der zunehmenden „Plant Blindness“ entgegen. Digitalgestützt mit Rätseln lassen sich auch Tiere bestimmen und einordnen. Mithilfe eines Simulationsspiels zu Passionsblumenfaltern können die Lernenden Veränderungen des Artbegriffs nachvollziehen.
Gesamtwerk
digital unterrichten – Biologie -4/2022
digital unterrichten – Biologie -4/2022
Gesamtwerk
digital unterrichten – Biologie –3/2022
digital unterrichten – Biologie –3/2022
Gesamtwerk
Sexualität
Unsere Gesellschaft ist vielfältig und ständig im Wandel. Das Thema Sexualbildung muss im Unterricht neu gedacht und umgesetzt werden. Die Lernenden benötigen eine solide fachliche Grundbildung, mit der sie eine reflektierte, offene und diversitätssensible Haltung entwickeln können. In dieser Ausgabe von UNTERRICHT BIOLOGIE zeigen wir Ihnen, wie Sie das Thema Sexualität neu denken und adressat*innengerecht planen und umsetzen können. Sie erfahren, wie Sie einen werteorientierten und vorurteilsfreien Unterricht gestalten können, der offen für die Vielfalt in unserer Gesellschaft macht. Neben Themen wie Geburt oder Safer Sex finden Sie Unterrichtsvorschläge zur geschlechtlichen und sexuellen Vielfalt, motivierend gestaltet mit Tatsachenberichten und Rollenspielen. Der Bericht einer Bataillonskommandeurin mit Trans-Hintergrund und ein Interview mit einem Facharzt für Geschlechtsangleichungen ermöglichen eine kritische Reflexion über den Umgang mit geschlechtlicher Vielfalt.
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