Unterrichtsmaterialien Evolution: Ganze Werke Seite 20/24
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Biologie
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Gesamtwerk
Evolutiver Wettlauf zwischen dem Saatweizen und dem Getreideschwarzrost
Das Wirt-Pathogen-Paar Saatweizen und Getreideschwarzrost eignet sich ideal zur Veranschaulichung der (Teil-)Erfolge von Resistenzzüchtungen gegen Pflanzenschädlinge und der Illustration der Probleme, die sich aus dem evolutiven Wettlauf zwischen Züchtungsprodukt und präadaptierten Varianten eines Pathogens ergeben. Inhaltlich wird in diesem Beitrag Grundlagenwissen aus der Genetik (Proteinbiosynthese) und aus der Evolutionsbiologie (Koevolution) behandelt und mit realen Problemstellungen und Lösungsstrategien aus der Pflanzenzüchtung verknüpft.
Gesamtwerk
Ingenieurbiologie
Ingenieurbiologie ist ein biologisch-technisches Fachgebiet, das sich mit der Sicherung von Bauwerken und Nutzungen vor Erosion mithilfe von Pflanzen und Pflanzenbeständen befasst. Aus dem Inhalt: Grundlagen – Pflanzen als lebende Baustoffe, Naturbaustoffe, Standortbeurteilung; Planung, Ausführung und Pflege ingenieurbiologischer Maßnahmen; Erdbauwerke und Deponien, Begrünung und Erosionsschutz; Regenwassermulden gestalten und Erosionsgräben sanieren; Gewässer naturnah entwickeln und sichern; Windschutz für Landwirtschaft und Verkehrsanlagen; Naturnaher Küstenschutz; Dieses Buch zeigt die ingenieurbiologischen Möglichkeiten im Erd-, Wasser-, Berg- und Deponiebau sowie bei der Flurneuordnung auf. Beispiele aus verschiedenen Landschaften erläutern die Vorgehensweise bei Planung und Ausführung. Möglichkeiten zur Prognose bzw. zum Nachweis der Wirksamkeit und die Übertragbarkeit von Erfahrungen in andere Naturräume werden dargestellt und diskutiert.
Gesamtwerk
Der Höckerschwan
Der Höckerschwan ist der auffälligste und bekannteste Entenvogel. Die eleganten Tiere mit dem schneeweißen Gefieder zählen zu den größten und schwersten flugfähigen Wasservögeln weltweit. Seinen deutschen Namen hat er von dem schwarzen Höcker, der sich an der Wurzel des orangeroten Schnabels wölbt. Die verschiedenen Kapitel im Film zeigen die Anpassung dieses genügsamen Vogels an die Lebenswelt im und am Wasser. Im Frühling wird ein Schwanenpaar bei der Paarung, dem Nestbau und der Brut beobachtet. Angriffslustig verteidigt das Schwanenmännchen sein Revier. Ende Mai schlüpfen die Küken, um die Aufzucht kümmert sich das Paar gemeinsam. Im Oktober sind die Jungschwäne schon groß, das weiße Gefieder bekommen sie aber erst im zweiten Lebensjahr. Der Herbst bringt auch andere Schwanenarten zum Überwintern ins Land. Frieren die Gewässer zu, suchen Schwäne ihre Nahrung an Land. Zusatzmaterial: Interaktive Arbeitsblätter; Umfangreiche Begleitmaterialien.
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Gesamtwerk
Ökosystem Moor
Moore sind raue, karge und unzugängliche Landschaften, nicht Wasser und nicht Land. Das gilt besonders für Hochmoore. Wie ein Moor entsteht, war den Menschen Jahrtausende lang unbekannt. Nach der letzten Eiszeit, vor etwa 10.000 Jahren, begann die Moorbildung. Mit dem Abschmelzen der Eispanzer wurden ungeheure Mengen Wasser freigesetzt. Die Niederschläge nahmen ebenfalls zu. Zahlreiche Täler, Senken und Niederungen wurden überflutet. Durch das Pflanzenwachstum verlandeten die Gewässer zum Teil wieder. Heute sind nur noch 3 % der Landfläche der Erde Moor. Sie werden immer häufiger trockengelegt, um Raum und Torf zu gewinnen. Welche Tiere und Pflanzen in den Mooren leben, wie ein Moor entsteht und welche Versuche es gibt, um die Moore zu retten, wird erläutert. Zusatzmaterial: 16 Arbeitsblätter; 20 Testaufgaben; 8 Materialblätter; 5 interaktive Arbeitsblätter.
Gesamtwerk
Pinguine
Das Interesse an Pinguinen hängt zum einen mit ihrer eigentümlichen Schwarz-Weiß-Färbung, die an einen Frack erinnert, und zum anderen mit ihrem aufrechten Gang zusammen. Alle Vögel sind das Ergebnis von Anpassungen in Größe, Form und Farbe an ihren Lebensraum und die Nahrung, doch bei den Pinguinen zeigen sich davon gleich mehrere. Kein anderer Vogel schafft es, bei Minus 60 °C zu brüten und dabei ein Drittel seines Körpergewichtes zu verlieren. Kein anderer Vogel schafft es, mehrere Hundert Meter tief zu tauchen und schneller zu schwimmen als mancher Fisch. Zusatzmaterial: 12 Arbeitsblätter; 20 Testaufgaben; ergänzendes Unterrichtsmaterial; 5 Arbeitsblätter (interaktiv).
Verwandte Themen
Gesamtwerk
Zugvögel
Wenn Vogelarten die Jahreszeiten an unterschiedlichen Orten verbringen, werden sie als Zugvögel bezeichnet. Mehrere Milliarden von ihnen sind jährlich unterwegs. Alljährlich machen sie sich von ihren Brutplätzen auf den Weg in ihr Winterquartier und zurück. Dabei fliegen manche Arten tausende Kilometer. Sie überqueren Gebirge, Ozeane und Kontinente. Es ist eine Reise voller Hindernisse und Gefahren. Wie finden Zugvögel punktgenau ihr Ziel? Sie haben mehrere Möglichkeiten: Mit ihrem inneren Kompass können sie das Erdmagnetfeld wahrnehmen. Wie sie das genau machen, weiß man noch nicht. Sie können sich aber auch am Stand der Sonne, der Sterne und anhand der Landschaften orientieren. Den Sonnenstand erkennen sie selbst bei bedecktem Himmel, da sie UV-Licht wahrnehmen. Durch Meeresbrandung entstehen tiefe, für uns unhörbare sogenannte Infraschalltöne. Auch danach können sich einige Vogelarten orientieren. Zusatzmaterial: 14 Arbeitsblätter; 20 Testaufgaben; 9 Materialblätter; 5 interaktive Arbeitsblätter.
Gesamtwerk
Evolution im Becherglas – Urzeitkrebse beobachten und bestimmen
Vor über 100 Millionen Jahren bevölkerten sie bereits unsere Erde und überlebten selbst Temperaturen von über 50 °C – die Urzeitkrebse. In dieser Reihe lernt Ihre Klasse diese faszinierenden Vertreter lebender Fossilien hautnah im Klassenzimmer kennen. Hier werden die Krebse von Ihren Schülern beobachtet und bestimmt. Anschließend erforschen die Lernenden das Erfolgsgeheimnis lebender Fossilien in der Evolution. Die Schüler variieren in Experimenten künstlich den Lebensraum der Urzeitkrebse und erkennen dadurch, dass Evolution kein abgeschlossener Prozess ist, sondern immer andauert. In einer „Triade“ werden die Lerninhalte dann kooperativ wiederholt.
Gesamtwerk
Lernzielkontrollen Biologie
Wie fit sind meine Schüler wirklich in Biologie? Können sie eine Pflanzenzelle mikroskopieren? Wissen sie, wie das Ökosystem Wasser funktioniert oder wie Fossilien entstehen? Was verbinden sie mit dem Schlagwort Gentechnik? Diese Lernzielkontrollen verschaffen Ihnen einen genauen Überblick über den Leistungsstand Ihrer Klasse und verdeutlichen, wo noch Nachholbedarf besteht. Die Tests für die Klassen 5 bis 10 berücksichtigen die wichtigen Themen des Lehrplans und liegen jeweils in zwei Differenzierungsstufen vor. Die Aufgaben der Tests eignen sich zudem zum Üben und Wiederholen oder zur Vorbereitung auf Klassen- und Abschlussarbeiten. Lösungsseiten erleichtern die schnelle Kontrolle.
Gesamtwerk
Giftig, giftiger, aber nicht giftig genug
Wenngleich der Schwerpunkt deutlich auf dem evolutiven Aspekt der Koevolution liegt, behandeln die Einzelmaterialien auch Aspekte der Ökologie, der Neurophysiologie, der Evolution mit dem Schwerpunkt Selektion und der Genetik. Dieser Beitrag bietet sich demnach als wiederholendes und zusammenfassendes Übungsmaterial gegen Ende der Qualifikationsphase an. Dabei belegt er exemplarisch die Aussage von DOBZHANSKY „Nichts in der Biologie erscheint sinnvoll, außer im Lichte der Evolution“.
Gesamtwerk
Vogelfütterung im Winter – wir organisieren ein Umweltprojekt an unserer Schule
Vogelfütterung im Winter – ja oder nein? Diese Frage beantworten die meisten Menschen jedes Jahr mit einem deutlichen Ja, auch wenn die Fütterung biologisch umstritten ist. Doch welche Argumente sprechen eigentlich für die Fütterung der Vögel und welche dagegen? Dieser Frage gehen Ihre Schüler in einem Stationenlernen nach. Dabei lernen sie die Fütterungsproblematik zu beurteilen und entwickeln Regeln zur sachgerechten Fütterung. An einem Projekttag setzt Ihre Klasse dann das erworbene Wissen in die Praxis um, stellt eigenes Vogelfutter her und richtet Futterplätze auf dem Schulgelände ein.
Gesamtwerk
Von der Raupe zum Schmetterling
Das Thema „Verwandlung“, z. B. von der Raupe zum Schmetterling, begeistert, weil es sich dabei um einen uns mysteriös erscheinenden Vorgang des Gestaltwechsels handelt. Das Wachstum von Insekten ist vor Eintritt ihrer Metamorphose durch mehrere Häutungen gekennzeichnet, die von zahlreichen Faktoren beeinflusst werden. Die inneren Faktoren spielen für die Entwicklung die weitaus größere Rolle, denn ohne körpereigene Signale (Hormone) kann keine Entwicklung stattfinden.
Gesamtwerk
Mathematik in den Life Sciences
Was hat Mathematik mit den Lebenswissenschaften zu tun? Kann man die belebte Natur überhaupt in Formeln fassen? Und wenn ja, warum sollte man das? Naturwissenschaftliches Verständnis von Lebensvorgängen gewinnt man, indem man Theorien an Beobachtungen und Experimenten misst. In diesem Prozess spielt Mathematik sowohl bei der Theoriebildung – Stichwort: Modellierung – als auch bei der Überprüfung der Theorie an der Realität – Stichwort: Statistik – eine wichtige Rolle. Anders als in herkömmlichen Lehrbüchern bilden daher Modellbildung und Statistik den Kern dieses einführenden Buches. Viele Beispiele werden mit der freien Statistiksoftware R bearbeitet, und der Anhang bietet eine anwendungsorientierte Einführung in R durch „Learning by Doing“. Aus dem Inhalt: Wachstums- und Populationsmodelle; Grafische Darstellung von Daten und beschreibende Statistik; Modellierung mit Differenzialgleichungen; Wahrscheinlichkeitsrechnung; Testen und Schätzen; Korrelation und Regression; Sequence Alignment.
Gesamtwerk
Der Seehund – aus dem Leben eines heimischen Meeressäugers
Mit ihrem dem Kindchenschema entsprechenden Aussehen erobern Seehunde in Windeseile die Sympathie der Menschen. Die Auseinandersetzung mit diesen heimischen Säugern wird aus diesem Grund auch Ihren Schülern leicht fallen: Vergleiche zwischen Menschen und Seehunden lassen sich schnell nachvollziehen. Die Unterrichtsreihe zielt darauf ab, durch Wissensvermittlung bei den Lernenden ein Verständnis für diese Tierart zu entwickeln, ihre Schutzbedürftigkeit herauszustellen und die Schüler zu einem rücksichtsvollen Verhalten gegenüber Seehunden anzuleiten.
Gesamtwerk
Wenn ein Pilz eine Froschart ausrottet
Das Material zeigt die Vernetzung von Neurophysiologie, ökologischer Anpassung und Evolution. Am Beispiel des Corroboree-Froschs lässt sich demonstrieren, wie eine spezialisierte Lebensweise in Zusammenwirkung mit einer Infektion zum Aussterben einer Art führen kann. Daneben sollen Überlegungen zur Entwicklung von Parasiten angestellt werden sowie zu den Folgen der Einbürgerung nicht-heimischer Arten. Das Material lässt sich optimal kurz vor der Abiturprüfung einsetzen, da Kenntnisse aus drei Themenbereichen gefragt sind.
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Das "Dreiecksverhältnis" der Paranuss
Das Material zeigt ein Beispiel von komplexer Koevolution, bei der drei Arten betroffen/einbezogen sind und innerhalb einer Art (Bienen) zudem Männchen und Weibchen unterschiedliche Spezialisierungen aufweisen. Zur Lösung dieser Aufgabe sind Kenntnisse der Evolutionsfaktoren (Mutation, Selektion, Isolation) erforderlich.
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Sukkulenten
Die Klausur ist als Abschluss des Themengebietes "Energiebindung und Stoffaufbau durch Fotosynthese" konzipiert. Neben grundlegendem Vorwissen zur Zellbiologie, insbesondere dem Feinbau der Biomembran und den unterschiedlichen Möglichkeiten des Stofftransportes, werden die Kenntnisse der Schülerinnen und Schüler über den Ablauf der Fotosynthese in den Chloroplasten sowie über die Abhängigkeit der Fotosynthese von verschiedenen Umweltfaktoren überprüft. In der Klausur müssen die Schüler ihr Wissen über den im Unterricht behandelten Calvin-Zyklus mithilfe der zur Verfügung gestellten Materialien auf eine für sie komplett unbekannte Variante der Fotosynthese, den CAM-Säurestoffwechsel, anwenden.
Gesamtwerk
Die Evolution
Von den Kaiserpinguinen auf dem antarktischen Packeis über die farbenprächtigen Schmetterlinge auf der Bergwiese bis zu den skurrilen Geschöpfen der dunkelsten Tiefsee – auf unserer Erde finden wir eine atemberaubende Vielfalt an Lebewesen. Doch wie konnte sich diese entwickeln? Und wie kam das Leben überhaupt in die Welt? Die von Charles Darwin entworfene und seither stetig weiterentwickelte Evolutionstheorie gibt auf diese und zahlreiche weitere Fragen wissenschaftlich fundierte Antworten. Das vorliegende Buch bietet eine gründliche und leicht verständliche Einführung in die komplexe Geschichte der Entstehung und Entwicklung des Lebens.
Gesamtwerk
Physik verstehen
Das Werk bietet eine gebietsübergreifende Zusammenfassung der wichtigsten Grundlagen. Physikalische Prozesse und Phänomene werden allgemein verständlich dargestellt und anhand praktischer Beispiele aus dem Alltag erklärt. Der Schwerpunkt wird auf grundlegende Konzepte, Begriffe und Denkweisen gelegt, wobei weitgehend auf den mathematischen Formalismus verzichtet wird. Zahlreiche Grafiken unterstützen den Text. Den Studierenden der Medizin, naturwissenschaftlicher oder technischer Studienrichtungen werden die notwendigen Grundlagen des Faches vermittelt. Zur praktischen Erläuterung werden Zusammenhänge zwischen physikalischen Prozessen und Alltagsphänomenen aufgezeigt. Im Anhang finden sich eine Sammlung der verwendeten Abkürzungen, die sowohl in physikalischen Formeln als auch im fachlichen Sprachgebrauch ihre Anwendung finden, sowie ein ausführliches Register, anhand dessen das rasche Auffinden von Information erleichtert wird.
Gesamtwerk
Chemie berechnen
"Chemie ist schrecklich, Rechnen ist mühsam, aber muss deshalb chemisches Rechnen schrecklich mühsam sein?" Ein Buch für Einsteiger in die Chemie ... ob für das Studium oder die Tätigkeit im chemischen Labor. Vorausgesetzt werden ausschließlich die Grundrechnungsarten. Alles Weitere wird ausführlich erklärt und anhand passender Rechenbeispiele Schritt für Schritt erläutert. Im Anschluss an jedes Kapitel finden sich zusätzliche Aufgaben entweder als Übungsmöglichkeit zur Selbstkontrolle oder als Arbeitsmaterial für die Lehre. Die Lösungen sind ebenfalls angegeben.
Gesamtwerk
Endosymbiontenhypothese
Dieser Beitrag lässt sich beispielsweise im Zusammenhang mit der Behandlung von Pro- und Eukaryoten einsetzen. Anhand der Lebensweise des Bakteriums im Blattfloh können die Schüler die Theorie zur Endosymbiontenhypothese überprüfen und wiedererkennen. Die Aufgabe eignet sich auch zur Überprüfung des Wissens um diese Theorie als kurze Lernerfolgskontrolle.
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Die Blumenuhr von Linné
Die Aufgabe kann sowohl im Zusammenhang mit der Evolutionsbiologie als auch mit der Ökologie eingesetzt werden. Da sie beide Themen verbindet, wäre sie auch als Einstieg in die mündliche Prüfung denkbar. Ebenso ist der Einsatz im Unterricht in Phasen der Festigung gut möglich.
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Ökosystem See
Ökosystem See
Gesamtwerk
Fledermäuse
Fledermäuse sind die einzigen Säugetiere, die aktiv fliegen können. Sie jagen in erster Linie Insekten und übernehmen damit eine wichtige Rolle als natürliche Schädlingsbekämpfer. Trotz ihrer Nachtaktivität sehen Fledermäuse nicht besonders gut und orientieren sich durch Echoortung. Der Film gibt Einblicke in die Biologie der Fledermäuse und beleuchtet die Unterschiede in der Lebensweise der verschiedenen einheimischen Arten. Als Kulturfolger konnten sich manche von ihnen neue Lebensräume erschließen, anderen macht der Schwund ihres Lebensraumes schwer zu schaffen. Alle europäischen Fledermausarten sind durch das Bundesnaturschutzgesetz streng geschützt. Zuzsatzmaterial: Arbeitsblätter; Testaufgaben; Ergänzende Materialien; Interaktive Arbeitsblätter.
Gesamtwerk
Biodiversität
Die genaue Anzahl der Arten von Pflanzen und Tieren auf der Erde ist unbekannt. Was wir jedoch mit Sicherheit wissen, ist der dramatische Rückgang der Artenvielfalt, dessen Auslöser hauptsächlich der Mensch ist. Die "Bedrohungen der Biodiversität" sowie ihre Ursachen sind das Thema des Filmes. Er verdeutlicht den rücksichtslosen Umgang mit den Ressourcen der Erde an Land und in den Ozeanen. Die Abholzung der Wälder, die Überfischung und Verschmutzung der Meere zerstört Lebensräume und dadurch eine immer größere Anzahl der Tier- und Pflanzenarten. Auch der ebenfalls durch den Menschen beschleunigte Klimawandel trägt zu einer Beschleunigung des Artensterbens bei. Der Film verdeutlicht die "Folgen des Artenschwundes" durch den Raubbau des Menschen und sensibilisiert zu einem rücksichtsvollen Umgang mit der Natur. Die Artenvielfalt sichert die Ernährung, ist ein wichtiger Faktor für die Gesundheit der Menschen und trägt zu einer wirtschaftlichen Stabilität bei. Zusatzmaterial: Didaktische Hinweise; Sprechertexte.
Gesamtwerk
Emu, Nandu und Strauß
Im Hinblick auf die Lebensweise und den Körperbau von Emu, Nandu und Strauß kann Wissen über die Anpassung von Tieren an ihren Lebensraum optimal erarbeitet bzw. überprüft werden. Auch auf die synthetische Evolutionstheorie geht dieser Beitrag am Beispiel der Entwicklung der Laufvögel ein. Material zum Vorkommen des Nandus in Deutschland stellt einen Alltagsbezug her und bietet eine Grundlage dafür, mit Lerngruppen über Neozoen und die Verantwortung des Menschen gegenüber seiner Umwelt zu diskutieren.
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