Unterrichtsmaterialien Biologie: Ganze Werke
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Biologie
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Räuber und Beute
Beutetiere versuchen mit Tarnung und anderen Methoden den Beutegreifern zu entkommen. Aber auch die Raubtiere haben Tricks entwickelt, um ihre Beute zu ergreifen. In dieser Unterrichtseinheit führen die Schülerinnen und Schüler zunächst ein Gruppenpuzzle zu den Taktiken von Beutegreifern durch und schlüpfen anschließend bei Spielen selbst in die Rolle eines Beutegreifers. Kompetenzen: Strategien von Beute- und Raubtieren nennen; die wechselseitige Abhängigkeiten von Arten beschreiben; Fachsprache nutzen; Diagramme, Tabellen und Texte wissenschaftlich auswerten
Gesamtwerk
Lebensspender Wasser
Für uns Menschen in der industrialisierten westlichen Welt ist es selbstverständlich, dass wir jederzeit sauberes Trinkwasser zur Verfügung haben. Demgegenüber haben weltweit rund 884 Millionen Menschen keinen ausreichenden Zugang zu sauberem Wasser. Doch wo genau befindet sich Wasser auf unsere Erde? Wie funktioniert eigentlich der Wasserkreislauf auf unserem Globus? Der nachfolgende Beitrag gibt den Schülern Antworten. Dabei testen sie anhand von verschiedenen Stationen ihr Wissen. Sie lernen, dass es neben dem tatsächlichen Wasserverbrauch noch einen virtuellen Wasserverbrauch gibt. Zum Schluss dient eine Lernerfolgskontrolle mit LearningApps der Wissensüberprüfung. Kompetenzen: Inhaltsstoffe des Trinkwassers angeben, Wasserkreislauf beschreiben, virtuellen Wasserverbrauch kennen
Gesamtwerk
Woher kommt die Gesichtsmaske?
In Asien gehört sie schon lange zum Alltag. Doch woher kommt die Gesichtsmaske, warum wurde sie überhaupt erfunden, und wie funktioniert sie eigentlich?
Testen kostet nichts
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Wie funktioniert der PCR-Test?
Was ist das PCR-Verfahren, wofür kann man es noch nutzen? Und: Wie sicher ist der Test überhaupt?
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Verhalten ist individuell
Gibt es innerhalb einer Art "Tierpersönlichkeiten" oder verhalten sich alle Tiere gleich? Die Verhaltensbiologie ist in den letzten Jahren zu dem Schluss gekommen, dass Tiere sich tatsächlich individuell unterschiedlich verhalten. Und selbst Pflanzen sind in der Lage zu lernen. Die Unterrichtsmodelle geben Einblick in die erstaunlichsten Verhaltensweisen von Tieren und Pflanzen, zum Beispiel in das Verhalten der Farbratten, die als Heimtiere gehalten werden, oder von Wölfen in Zoos. Sie zeigen, wie Staaten bildende Ameisen den schnellsten Weg zur Futterquelle finden oder wie Meerechsenmännchen auf Galapagos ihre Gestalt verändern, um sich effektiver fortpflanzen zu können. Und selbst Mimosen können ähnlich wie der Pawlowsche Hund lernen. Aus dem Inhalt: Empathische Farbratten – Über Videos das Verhalten der Tiere beobachten und auswerten | Pflanzen und Lernen – Mithilfe von Lernversuchen Erkenntnisse ableiten | Sneaker- oder Satellitenmännchen? – Die Fortpflanzungstaktiken der Meerechsen auf Galapagos verstehen.
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Moderne Verhaltensbiologie
Ist Verhalten individuell? Wie hat sich Verhalten entwickelt? Und welche bedeutenden Einflüsse vor und nach der Geburt bestimmen das Verhalten? Antworten dazu gibt die Verhaltensforschung. Tiere sind wie Menschen Individuen, so lautet eine neue Erkenntnis der Verhaltensforschung. Sie zeigen Emotionen und diese lassen sich sogar messen. Zudem besitzen viele Tiere eine erstaunliche Intelligenz und kooperieren komplex und erfolgreich miteinander. Aus diesem kooperativen Verhalten können Modelle erarbeitet werden, wie sich die Sprache und die Moral in der Evolution zum Menschen entwickelt haben. Die ausgewählten Themenschwerpunkte lassen die Schülerinnen und Schüler Einblicke in die spannende Welt der Verhaltensforschung gewinnen. Dabei erkennen sie, dass sich Mensch und Tier in vielen Dingen ähnlich sind. Zum Inhalt: Was ist Verhalten? | Wie konnte der Hund zum besten Freund des Menschen werden? – Der Hund als Kompagnon | Verhaltensforschung kann die Emotionen von Tieren bestimmen – Tierhaltung und Tierethik.
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Die Welt der Vögel
Vögel lassen sich gut beobachten. Schnell glaubt man, sie gut zu kennen. Fragt man Kinder nach einer typischen Eigenschaft der Vögel, so antworten viele, dass die Tiere fliegen können. Doch ist das wirklich typisch für Vögel, wenn wir an Pinguine oder Fledermäuse denken? Ein genauer Blick auf diese Wirbeltiere lohnt sich! Nutzen Sie unsere Unterrichtsideen und vermitteln Sie Ihren Schülerinnen und Schülern sowohl Wissen über bedrohte Vogelarten, wie den Schreikranich oder den Hyazinth-Ara, als auch über unsere heimischen Gartenvögel, wie den Haussperrling oder die Elster. Lassen Sie Ihre Klasse die Problematik rund um die Haltung von Legehennen erkennen und zeigen Sie Ihnen, wie wir heute schon Bruderküken retten können. Aus dem Inhalt: Aussterbende Artenkenntnis! – Vogelarten kennenlernen | Legehennen retten ihre Bruderküken – Alternativen zur Tötung von Bruderküken auf einem ökologischen Bauernhof erleben | Wie intelligent sind Vögel? – Kognitive Fähigkeiten der Vögel im Vergleich zum Menschen betrachten.
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digital unterrichten – Biologie -7/2020
digital unterrichten – Biologie -7/2020
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Y-Chromosom und Wanderwege des Menschen
Alle Männer, die einst aus Afrika auswanderten, haben die gleiche Mutation auf dem Y-Chromosom. Mit der Zeit traten weitere Mutationen auf, die heute noch nachgewiesen werden können.
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‚Basiskonzepte‘ der Erkenntnisgewinnung im Biologieunterricht
Im Biologieunterricht spielen viele Konzepte, die für ein Wissenschaftsverständnis und ein naturwissenschaftliches Denken und Erklären erforderlich sind, eine eher untergeordnete Rolle. Sie werden nicht explizit zum Gegenstand des Unterrichts gemacht, sondern laufen nur implizit im Hintergrund mit, obwohl sie zum Verständnis naturwissenschaftlicher Erkenntnisprozesse seitens der Lernenden unabdingbar sind. Das Ziel dieses Buches ist es, diese Basiskonzepte der Erkenntnisgewinnung und Erklärung in der Biologie systematisch darzustellen, an Beispielen zu erläutern und miteinander in Beziehung zu setzen. Darüber hinaus soll anhand von Aufgabenbeispielen gezeigt werden, wie sie selbst zum Gegenstand eines kognitiv aktivierenden, konzeptbildenden Biologieunterrichts gemacht werden können.
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Xenotransplantation mit CRISPR/Cas9?
Neuste biotechnologische Methoden ermöglichen einen präzisen Eingriff in das Erbgut von Schweinen. Genmanipulierte Schweineherzen können als Transplantate für herzkranke Menschen dienen, ohne dass eine Abstoßungsreaktion befürchtet werden muss. Der große Mangel an Spenderherzen könnte so kompensiert werden. Ist die Transplantation artfremder Organe, eine Xenotransplantation, überhaupt ethisch vertretbar? Die Gesellschaft vertritt hier kontroverse Positionen. Diese Lernaufgabe ermöglicht Ihren Schülerinnen und Schülern eine auf Fachwissen aufbauende Partizipation am bioethischen Diskurs zur Xenotransplantation. Der Weg zum Werturteil wird in dieser Unterrichtssequenz durch das Pyramidenmodell für das bioethische Lernen strukturiert.
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CRISPR/Cas: Heilung der Phenylketonurie?
Die Phenylketonurie ist als häufigste angeborene Stoffwechselkrankheit bisher unheilbar. Betroffene können die Aminosäure Phenylalanin nicht abbauen. Mit einer eiweißarmen Diät bleibt die Krankheit symptomlos. Ursache ist eine Punktmutation auf dem die Phenylalaninhydroxylase (PAH) codierenden Chromosom 12. Über 400 verschiedene Mutationen dieses Gens sind bekannt, die alle autosomal-rezessiv vererbt werden. Hoffnung auf Heilung macht erstmalig die Genschere. In Experimenten mit PKU-Labormäusen konnten etwa 60 Prozent der Leberzellen ihre normale Funktion wieder aufnehmen, nachdem das fehlerhafte Gen mit CRISPR/Cas repariert wurde. Eine weiter spezifizierte Genschere verspricht noch größeren Erfolg. Dürfen wir aber menschliche Gene modifizieren? Die Schüler entdecken in dieser Unterrichtssequenz, was es bedeutet an PKU zu erkranken, und welche Optionen die Gen-schere bietet. Der Diskurs über Designerbabys eröffnet ein moralisches Dilemma und fordert einen ethischen Standpunkt heraus.
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Bestimmung der genetischen Distanz von Primaten
Lange gab es unterschiedliche Ansichten, welche Primaten zur Familie der Großen Menschenaffen zu zählen sind. Mithilfe molekularbiologischer Methoden kann man Verwandtschaftsbeziehungen heutzutage sehr gut bestimmen. Die genetische Distanz zwischen Populationen oder Arten ist zum einen ein Maß für die zeitliche Dauer der Abspaltung von einer gemeinsamen Stammart zum anderen ein Maß für den Grad der genetischen Differenzierung. In dieser Leistungsaufgabe bestimmen Ihre Schülerinnen und Schüler auf der Basis molekulargenetischer DNA-Sequenzvergleiche die Verwandtschaftsbeziehungen der Großen Menschenaffen, prüfen verschiedene Hypothesen und rekonstruieren selbstständig den Stammbaum der Großen Menschenaffen.
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Herdenimmunität
Fünf Fragen und Antworten: Was ist Herdenimmunität, und warum ist sie so wichtig? Wie viele müssen immun sein, wie errechnet man sie, und welche Voraussetzungen müssen gegeben sein?
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Y-Chromosom und der Stammbaum des Menschen
Das Y-Chromosom wird - nahezu unverändert - immer direkt vom Vater auf den Sohn übertragen. Entsteht eine Mutation, wird diese an alle folgenden Generationen weitergegeben.
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