Unterrichtsmaterialien Biologie: Ganze Werke
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Biologie
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Modellierung der translationshemmenden Wirkung
Ein Mord wie im Spionagefilm: Georgi Markow, ein regimekritischer Autor aus Bulgarien, der 1978 in London für die BBC arbeitet, spürt in der rechten Wade einen stechenden Schmerz und sieht einen Mann mit einem Regenschirm davoneilen. Drei Tage später ist er tot. Der Regenschirmmörder hat ihm eine tödliche Dosis Rizin injiziert. Deutschland 2020: ein Ehepaar wird zu langen Haftstrafen verurteilt. Der Rizin-Bomber und seine Komplizin wollen mit dem hochgiftigen Biokampfstoff Rizin, verpackt in einer Splitterbombe, möglichst viele Menschen töten. Doch was genau ist Rizin? Wie und wo wirkt es? Rizin, das toxische Protein aus den Samen der Rizinus-Pflanze, dem Wunderbaum, zählt zu den stärksten biologischen Giften. In dieser Lerneinheit erarbeiten und modellieren Ihre Schülerinnen und Schüler die molekularbiologische Vergiftungsdynamik des Translationshemmers Rizin. Am spannenden Kontext wird die Translation, als Teilprozess der Proteinbiosynthese, kompetenzorientiert vertieft. Am Beispiel
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Gene und Umwelt: Teamplayer der Merkmalsausprägung
Die Erforschung der Interaktion von Genom und Umwelt, die Epigenetik, ist heutzutage in den Mittelpunkt des Interesses gerückt. Die Basensequenz der DNA codiert die genetische Information, aber chemische Marker an der DNA können Teile des Genoms an- oder abschalten. Die Aktivität einzelner Gene wird damit an die Umwelt angepasst. Individuelle Genexpressionsmuster stellen das Epigenom dar. Beeinflussten die Evolutionstheorien Darwins und Lamarcks lange die Argumentationsrichtung, so vermitteln heute Erkenntnisse der Zwillingsforschung und der Epigenetik ein immer differenzierteres Bild. Der fruchtlose Grundsatzstreit zwischen Erbtheorie- und Milieutheoretikern ist aktuell einer vielschichtigen Betrachtungsweise gewichen. Über einen kurzen historischen Rückblick dringen Ihre Schülerinnen und Schüler einer auf Kooperation angelegten Unterrichtsarchitektur in die Thematik ein. Wissenschaftliches Denken und Arbeiten, Modellieren und Diagrammkompetenzen stehen methodisch im Vordergrund.
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Mitose und Meiose
Die beiden Formen von Kern- und Zellteilung führen bei Schülerinnen und Schülern leicht zu Verwirrung. Klarheit soll erreicht werden, indem einerseits anschaulich eine Zuordnung zu den Bereichen Wachstum und Fortpflanzung erfolgt und andererseits zur aktiven Auseinandersetzung mit dem jeweiligen Ablauf der Vorgänge angeleitet wird. Als roter Faden dient die Bedeutung des genetischen Materials für die Zellen und deren Verteilung bei den Kernteilungen.
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Klausurvorschlag zur Humanevolution
In dieser Klausuraufgabe werden Ihre Schülerinnen und Schüler dazu herausgefordert, ihr Fachwissen zur Humanevolution, zur Molekulargenetik und zu grundlegenden Methoden der Paläogenetik auf konkrete aktuelle Forschungsfragen und Ergebnisse anzuwenden. Anhand wissenschaftlicher Daten ist die interessante Frage nach der verwandtschaftlichen Beziehung des modernen Menschen und des Neandertalers zu klären.
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Angepasstheiten von Tieren an die Jahreszeiten
Was verändert sich in den Jahreszeiten? Diese Einheit behandelt in einem Stationenlernen die Angepasstheiten von verschiedenen Tieren an die Jahreszeiten. Jede Station enthält Schwerpunktaufgaben, die für den Erwerb der Kompetenzen zum Thema notwendig sind. Darüber hinaus stehen Zusatzaufgaben, die sprachförderliche, experimentelle und weiterführende Anforderungen bieten, zur Verfügung und ermöglichen so eine Binnendifferenzierung.
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Umwelteinflüsse als Selektionsfaktoren
Evolutionsprozesse entziehen sich meist der direkten Beobachtung, da Veränderungen der Zusammensetzung von Populationen über viele Generationen erfolgen. Computergestützte Simulationen bieten die Möglichkeit, Hypothesen zum Anpassungswert von Mutationen im Modell zu testen. Die in dieser Einheit verwendeten Simulationen involvieren die Schülerinnen und Schüler in die dynamische Veränderung von Modellpopulationen. Neben der motivierenden Wirkung fördert diese Form der Auseinandersetzung mit dem Thema Evolution das Verständnis für die Bedeutung der Abfolge von Generationen und den Einfluss von Umgebungsparametern auf die Individuen der Population.
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DNA-Struktur durch Modellbau verstehen
In dieser Einheit entwickeln die Lernenden ein vertieftes Verständnis für die Raumstruktur der DNA. Sie erfahren, dass die DNA der Speicherung und Weitergabe genetischer Information dient und einen codierten Bauplan darstellt, nach dessen Informationen die Strukturproteine und Enzyme eines Lebewesens gebildet werden. Sie erarbeiten die Nukleotide als Bauelemente der DNA und lernen, dass vier unterschiedliche Nukleotide in artspezifischer Reihenfolge die DNA ausmachen. Verschiedene DNA-Modelle werden beschrieben und hinsichtlich Zweckes und Güte analysiert. Dabei durchlaufen die Lernenden den Modellierungsprozess in didak-tisch strukturierten Phasen: Modellerfassung, -reflexion, -kritik, Grenzen des Mo-dells und Modelloptimierung. Sie planen und gestalten selbstständig DNA-Modelle, beurteilen deren Aussagekraft, kritisieren kriteriengeleitet und machen Optimierungsvorschläge. Sie erwerben metakognitives Wissen über die Funktion von Modellen in der Forschung und im Biologieunterricht und
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Biotechnologie am Beispiel der Bierherstellung
Bier – seit vielen Tausend Jahren eines der wichtigsten und beliebtesten Getränke der Menschheit. Doch seine Herstellung war lange Zeit dem Zufall überlassen. Wie die Bierherstellung heutzutage funktioniert, welche Zutaten enthalten sein dürfen, wie der Alkohol und die typische Farbe des Bieres entstehen und ob alkoholfreies Bier tatsächlich keinen Alkohol enthält, sollen sich die Schülerinnen und Schüler mit einfachen Schülerexperimenten und Texten weitgehend selbstständig erarbeiten. Als Lernprodukt erstellen sie – beispielsweise mit dem Tool BookCreator – ein zusammenfassendes E-Book. Am Ende der Einheit dienen interaktive LearningApps-Übungen zur spielerischen Lernzielkontrolle
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Das Reich der Pilze
In dieser Unterrichtseinheit gewinnen Ihre Schülerinnen und Schüler Erkenntnisse über den Aufbau, die Lebensweise, die Systematik, die Ernährungsweise und die Ökologie von Hutpilzen. Im Zentrum der Unterrichtseinheit steht ein Unterrichtsgang in den Wald, der gemeinsam mit der Klasse oder im Distanzunterricht selbstständig von den Lernenden durchgeführt werden kann. Anhand methodischer Vielfalt üben sich die Lernenden nicht nur im Textverständnis, sondern auch im Übertragen des Gelernten auf andere Kontexte wie Zeichnungen, Fotozuordnungen etc. Einige der Materialien können alternativ auch in Form interaktiver LearningApps-Übungen bearbeitet werden.
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Zeig dem Krebs die Rote Karte
Mit der Krankheit Krebs verbinden viele Schülerinnen und Schüler Angst, aber Wissen und Informationen zur Krankheit und dessen derzeit möglichen Präventionen können helfen, dass diese gemindert wird. In dieser Unterrichtseinheit lernen Ihre Schülerinnen und Schüler mithilfe von Stationenlernen alle nötigen Informationen zum Thema Krebs: Wie entsteht die Krankheit Krebs? Welche Arten von Krebs gibt es? Wie kann dem Krebs Einhalt geboten werden? Welche Risikofaktoren gibt es? Was sind die Behandlungsmöglichkeiten?
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Anatomie und Funktion des Penis
Das Glied des Mannes besteht aus Peniswurzel, Schaft und Eichel. Ist der Mann sexuell erregt, sendet sein Gehirn Signale an die Nerven in den Schwellkörpern im Schaft. Der Penis wird steif und richtet sich auf.
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Wie schützt man sich vor Geschlechtskrankheiten?
Was sind Geschlechtskrankheiten, welches sind die häufigsten Erkrankungen und wie kann man sich davor schützen?
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Biochemie
Biochemie kurz gefasst. Das Basiswissen der Biochemie verständlich und kompakt zusammengefasst: Kompartimentierung von Zellen und selektiver Transport über biologische Membranen - Funktionsweise und Einteilung der Enzyme - Assimilation von Kohlenstoff, Stickstoff und Schwefel - Zusammensetzung und Eigenschaften von Kohlenhydraten, Lipiden und Proteinen - Genetischer Code und Genexpression. utb basics - Lehrbücher mit einem klaren Konzept: Definitionen, Beispiele und Zusammenfassungen erleichtern den Überblick; Testfragen fordern das Verständnis; Tabellen und zahlreiche Farbabbildungen machen Fakten deutlich; ideal für die Prüfungsvorbereitung.
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Infraschall - Wie Elefanten kommunizieren
Elefanten leben in einer engen Gemeinschaft, in der Kommunikation eine wichtige Rolle spielt. Die Tiere verständigen sich oft in sehr tiefen Tonlagen. Der sogenannte Infraschall ist für das menschliche Ohr nicht wahrnehmbar.
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Energie in Natur und Technik
Energie lässt sich weder einfach beschreiben noch einordnen. Mittlerweile ist es Konsens, dass es keine allgemeingültige Definition von Energie gibt. Mit dem Energieformen- und dem Energieträger-Konzept sollen sie den Schülerinnen und Schülern in Natur und Technik nähergebracht werden. Gerade naturnahe Techiken aus dem modernen Alltag, wie die Biogasanlage im Nachbardorf oder die Fotovoltaikanlage auf dem eigenen Dach, betonen heute tagtäglich die Energie, die in der Natur steckt. Bei einer solchen Lebewelt der Schülerinnen und Schüler lohnt es sich, Energie in Natur und Technik im Biologieunterricht zu beleuchten. Gemeinsam können Sie betrachten, wie die Energie in der Natur fließt und wie wir sie heute schon für uns nutzbar machen. In unseren Unterrichtsvorschlägen zeigen wir Ihnen, wie sich das Thema Energie im Biologieunterricht auf verschiedene Weise integrieren lässt! Aus dem Inhalt: Auf dem Schulhof stehen Fabriken! – Ein Mystery zu den Grundlagen der Fotosynthese; Energie vom Acker: Segen? Fluch? – Wissen über Biogasanlagen interaktiv erarbeiten und ihren Einsatz ökologisch bewerten; Nahrung und Energie aus Algen – Aktuelle Forschungsprojekte und Produktionsverfahren kennenlernen.
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