Unterrichtsmaterialien Biologie: Ganze Werke
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Biologie
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Gesamtwerk
Das menschliche Auge und die Gefährdung durch Smartphones
Von unseren fünf Sinnen wird der Sehsinn als der mitunter wichtigste angesehen. Auch den Schülerinnen und Schülern ist die Bedeutung des Auges als hochspezialisiertes, sehr empfindliches Präzisionsinstrument bewusst. Handeln die Jugendlichen aber auch entsprechend augenschonend? Der ungebremste Gebrauch von Smartphone und Tablet spricht eigentlich dagegen – die Kurzsichtigkeit, die zum großen Teil darauf zurückzuführen ist, belastet etwa die Hälfte der jungen Generation. Augenärzte sprechen von „digitalem Augenstress“, der zu „digitalen Augenerkrankungen“ führen kann. Wenn also die Anatomie des Auges, die Schutzeinrichtungen und -wirkungen und der Sehvorgang im Unterricht behandelt werden, sollte den angesprochenen Auswirkungen auf das Auge Rechnung getragen werden, um damit eine zielgerichtete Gesundheitsvorsorge zu betreiben. Als Lehrkraft dürfen Sie sich dabei der Zustimmung der meisten Eltern gewiss sein.
Gesamtwerk
Biokatalyse
Jede Zelle stellt eine größere Anzahl verschiedener Stoffe her als große chemische Fabriken. Die Geschwindigkeiten der meisten Reaktionen sind an den jeweiligen Bedarf angepasst. Ein wesentlicher Grund dafür ist die Konzentration reaktionsspezifischer Katalysatoren, der Enzyme. Ihre Wirkungsweise bei der Herabsetzung der Aktivierungsenergie, ihre Typen und der Einfluss des pH-Werts und der Temperatur sowie unterschiedlicher Hemmstoffe sind Gegenstand dieser Unterrichtseinheit. Dabei werden Grundlagen zum Thema Reaktionsgeschwindigkeit und Katalyse reaktiviert und um biogen relevante Aspekte erweitert. Methodisch halten sich Schülerexperimente und Materialien zur selbstständigen Erarbeitung von Inhalten die Waage.
Gesamtwerk
Organspende als Pflicht für alle?
In dieser Einheit befassen sich Ihre Schülerinnen und Schüler mit den biologischen, rechtlichen und persönlichen Aspekten der Organ- und Gewebetransplantation. Dabei steht der bioethische Konflikt der Frage „Sollte Organspende Pflicht sein?“ im Vordergrund. Ihre Lernenden beziehen Position aus eigens recherchierten Informationen und lernen eine zielführende Argumentation.
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Gesamtwerk
Fossilien als Belege der Evolution
In der vorliegenden Unterrichtsreihe bearbeiten Ihre Schülerinnen und Schüler das Thema Fossilien als Belege der Evolution. Im Fokus steht dabei ein Lernportfolio, das motivierendes Basiswissen zum Arbeiten mit Sketchnotes und biologisches Grundlagenwissen zum Themen-gebiet Evolution der Wirbeltiere vermittelt. Ihre Lernenden trainieren zusätzlich die Arbeit mit Neuen Medien, eigenständige Internet-Recherche und die Visualisierung relevanter Informationen.
Gesamtwerk
Abiotische und biotische Faktoren in Ökosystemen
Die vorliegende Einheit enthält zwei Klausurvorschläge zum Themenbereich der Ökologie und Nachhaltigkeit, welche zur Abiturvorbereitung dienen können. Ihre Lernenden bearbeiten dabei Aufgaben zu den Themenbereichen ökologische Faktoren, Artenvielfalt, Populationsentwicklung, Stoffkreisläufe und Beeinflussung des Menschen auf Ökosysteme.
Verwandte Themen
Gesamtwerk
Dem Hepatitis-C-Virus auf der Spur
Hepatitis, eine entzündliche Erkrankung der Leber, geht zunächst mit Müdigkeit, Appetitlosigkeit und Erbrechen einher, schließlich kommt es oft zu der als „Gelbsucht“ bekannten typischen Verfärbung von Haut und Augen. Bei einem chronischen Verlauf drohen Leberzirrhose und Tumorbildung. Neue methodische Ansätze, die wesentlich von Harvey J. ALTER, Michael HOUGHTON und Charles M. RICE geprägt wurden, brachten den Nachweis des lange unbekannten Hepatitis-C-Virus (HCV). Dies war die wesentliche Grundlage für Fortschritte in der Diagnostik und Therapie. Im Jahr 2020 wurden die drei Wissenschaftler daher mit dem Nobelpreis für Medizin oder Physiologie geehrt. Hepatitis als bedeutsame Erkrankung, die wissenschaftliche Arbeit der drei Preisträger, aber auch die heutigen Behandlungsmöglichkeiten bieten interessante Anknüpfungspunkte für klassische Themen des Biologieunterrichts in der Sekundarstufe II.
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Chemiewaffe Nowitschok, ein Synapsengift: mündliche Abiturprüfung
Abiturientinnen und Abiturienten bereiten mit diesem Material den Vortrag in der mündlichen Abiturprüfung zur Wirkung des Neurotoxins Nowitschok vor. Die Chemiewaffe war 2018 weltweit in den Medien, nachdem der ehemalige russische Doppelagent Sergej Skripal und seine Tochter Julija in Salisbury damit vergiftet wurden. 2020 war auch beim Attentat auf den Kreml-Kritiker Alexej Nawalny eindeutig Nowitschok die Ursache der lebensbedrohlichen Intoxikation. Nowitschok hemmt die Aktivität der Acetylcholinesterase. Ist das Enzym blockiert, strömen unaufhörlich Natriumionen in die postsynaptische Nervenzelle und lösen ein aktivierendes Signal (EPSP) aus. Dies hat Muskelkrämpfe zur Folge. Bei schneller medizinischer Betreuung können Atropin oder Oxime zur Rettung eingesetzt werden. Mithilfe ihrer Kompetenzen zur Enzymatik und Neurobiologie erklären Ihre Schüler die Vergiftungserscheinungen auf molekularer Systemebene.
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Chlamydien
Chlamydien sind nicht nur aus humanpathogener, sondern auch aus biologischer Sicht erwähnenswert, denn sie haben eine besondere Stellung unter den Bakterien. Trotz überwiegend bakterieller Eigenschaften besitzen sie einen virenähnlichen Entwicklungszyklus und zählen daher (wie Viren) zu den obligat intrazellulären Parasiten. Heimlich haben diese Parasiten die Menschheit durchseucht. Eine wirksame Impfung liegt bis dato nicht vor. Die Unwissenheit unter den Jugendlichen und jungen Erwachsenen, trotz schulischer Bildung inklusive Sexualerziehung und anderem Unterricht, ist ein nicht zu unterschätzender Faktor, der zur weiteren Verbreitung dieses Erregers beiträgt. Somit kann dieser Sachgegenstand, der viele biologische Anknüpfungsthemen bietet, auch einen überfachlichen Beitrag zur Gesundheitserziehung leisten.
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Homologie & Analogie bei Nervensystemen und Proteinen: mündliches Abitur
Abiturienten bereiten mit diesem Material den Vortrag in der mündlichen Abiturprüfung vor. Die Schülerinnen und Schüler untersuchen verschiedene Nervensysteme und Wirbeltiergehirne hinsichtlich ihrer Verwandtschaft und Abstammung auf Homologien. Analoge Organe haben dieselbe Funktion, aber keine gemeinsame Abstammung. Man bezeichnet dies auch als konvergente Evolution. Diese kommt vor, wenn auf Lebewesen ein ähnlicher Selektionsdruck wirkt, diese aber unabhängig voneinander gleichartige Angepasstheiten entwickeln. Kreationisten unterstellen gerne, dass Evolution mit Ähnlichkeit begründet und umgekehrt Homologie durch evolutionstheoretische Annahmen bestimmt werde. Damit entstünde ein Zirkel gegenseitiger Selbstbestätigung, wodurch das evolutionstheoretische Homologieargument an Wert verlöre. Kreationisten übersehen jedoch, wie perfekt belegte Homologien in ein System gemeinsamer Abstammung passen. Der Beweis für gemeinsame Abstammung stammt allerdings aus den Ähnlichkeitsmustern vieler
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MINT Zirkel – Ausgabe 4, Dezember 2021
Was es Neues aus der Milchstraße gibt, wie unsere Gedanken entstehen und warum wir sie lesen können, wie man einen Robotergreifarm aus günstigen Materialien bauen kann und viele weitere spannende Themen erwarten euch in der neuen Ausgabe von MINT Zirkel. Ein paar Zusatzmaterialien sind auch wieder dabei. Jetzt reinschauen!
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Ist Verhütung Frauensache?
Das Leitthema dieser Einheit könnte als herausfordernd oder etwas angriffslustig empfunden werden, trifft es doch genau den Zeitgeist. Wer übernimmt heute die Verantwortung für die Verhütung von Schwangerschaft und sexuell übertragbaren Krankheiten? Ein zu kurz greifender Verweis auf die Antibabypille überträgt allein der Frau die Verantwortung für ein unbeschwertes Sexualleben. Für junge Mädchen und Frauen bietet sich ein Hormonpräparat aber nicht immer an und kein hormonell wirksames Verhütungsmittel schützt vor Geschlechtskrankheiten. In dieser Einheit erarbeiten die Lernenden am Fall von Samanta und Jacob die Nöte eines jungen Liebespaares vor dem „ersten Mal“. Sie erwerben Sachkompetenzen zum Befruchtungsprozess und den Vor- und Nachteilen gebräuchlicher Verhütungsmittel. Auch ihre Assoziationen und Emotionen zum brisantesten Thema der Pubertät werden aufgegriffen. Zum Ende beziehen sie begründet Stellung und haben eine reflektierte Haltung zur Thematik erworben.
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Mikroskopieren
Diese Unterrichtseinheit beschäftigt sich mit dem Aufbau, der Funktionsweise sowie der praktischen Anwendung des Mikroskops. Nach einer kurzen theoretischen Einführung zum Mikroskop selbst liegt der Schwerpunkt auf dem praktischen Mikroskopieren verschiedener Zellen. Die Einheit ist als Lernzirkel konzipiert, der je nach Klassenstufe und Leistungsstand variiert werden kann. In der fünften Klasse bieten sich vor allem die Stationen zur Heranführung an das Mikroskopieren an. In der siebten Klasse hingegen reicht es, den Aufbau des Mikroskops kurz zu wiederholen und den Schwerpunkt auf den „Profilteil“ zur mikroskopischen Zeichnung sowie die Kleinstlebewesen zu legen. Die Motivation wird durch Abwechslung in Form von Spielen, Rätseln und praktischen Übungen sowie einem Fokus auf dem selbstständigem Arbeiten gefördert.
Gesamtwerk
Aktive und passive Immunisierung
Die Thematik "Impfungen" hat in den letzten Jahren stetig an Aktualität gewonnen. In der vorliegenden Unterrichtseinheit erarbeiten die Schülerinnen und Schüler Eigenschaften verschiedener Krankheitserreger und des Immunsystems. Es werden Unterschiede der passiven und aktiven Immunisierung sowie der zellulären und humoralen Immunantwort und Immunität erläutert. Die Einheit endet mit einer Impfdebatte, in der die Lernenden ihr erlerntes Wissen testen können.
Gesamtwerk
Die Skelettmuskulatur
In dieser Lerneinheit werden verschiedene Modelle genutzt, um den Muskelaufbau und die Funktion von Muskeln zu veranschaulichen und zu erklären. Die Schülerinnen und Schüler erarbeiten selbstständig Fachwissen über den menschlichen Bewegungsapparat und das Spieler-Gegenspieler-Prinzip unserer Skelettmuskulatur. Anhand von drei wesentlichen Qualitätsmerkmalen findet eine kritische Reflexion der selbst erstellten Modelle statt.
Gesamtwerk
Ein Adventskalender zu Evolution
In diesem Adventskalender prüfen Ihre Schülerinnen und Schüler auf humorvolle Weise ihr Fachwissen zu berühmten Evolutionstheoretikern, Umwelteinflüssen auf die Genetik und Selektionsprozessen. In 24 Schritten wird die weihnachtliche Geschichte einer Schweineherde erzählt und dabei auf Fachbegriffe aus Themengebieten wie Artbildung und Biodiversität eingegangen.
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