Unterrichtsmaterialien Biologie: Ganze Werke
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Fruktosestoffwechsel und Fruktoseintoleranz
Ihre Schülerinnen und Schüler beschäftigen sich in dieser Unterrichtseinheit mit den stoffwechselphysiologischen und molekulargenetischen Grundlagen der Fruktosemalabsorption und der hereditären Fruktoseintoleranz. Neben der Kohlenhydratverdauung werden auch Therapieansätze der modernen Medizin und Diagnoseverfahren wie die Stammbaumanalyse behandelt. Die Materialien sind für den Einsatz im bilingualen Biologieunterricht auch in englischer Sprache verfügbar.
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Interaktives Weihnachtsrätsel zur Evolution
Interaktives Weihnachtsrätsel zur Evolution
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Die Alpen als Natur-, Lebens- und Wirtschaftsraum
Die Alpenregion ist ein beliebtes Touristenziel und ein ebenso wichtiger Transitraum. In dieser schülerzentrierten Lerneinheit werden mittels Stationenarbeit die Lebensweisen der Menschen in der Alpenregion, prägende Naturereignisse und wirtschaftliche Standpunkte behandelt. Ihre Schülerinnen und Schüler erarbeiten Informationen zu Höhenstufen und beziehen Stellung zur touristischen und landwirtschaftlichen Nutzung des Alpenraumes.uristischen und landwirtschaftlichen Nutzung des Alpenraumes.
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Abiturtraining 5: Aminosäuren, Peptide und Proteine
Dieser fünfte Beitrag der Reihe „Abiturtraining“ nimmt das bedeutsame Thema der Aminosäuren, Peptide und Proteine in den Blick. Auf drei unterschiedlichen Niveaustufen können die Schülerinnen und Schüler wesentliche Inhalte dieses Themenfelds wiederholen und vertiefen. Dazu gehören der Aufbau von Aminosäuren, deren Klassifizierung über die Eigenschaften der Seitenkette, die Beeinflussung ihrer Struktur in Abhängigkeit vom pH-Wert sowie Trenn- und Nachweisverfahren für Aminosäuren, die Peptidbindung als Verbindungselement zwischen Aminosäuren zu Peptiden und Proteinen, Peptidsynthesen, relevante Strukturebenen von Proteinen, Denaturierungsprozesse und enzymatische Reaktionen. Bei der Konzeption der differenzierten Aufgaben wurden alle vier Kompetenzbereiche berücksichtigt, um ein möglichst effektives Training für das Abitur zu gewährleisten.
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Horizontaler Gentransfer und adaptive Radiation
Abiturienten bereiten mit diesem Material den Vortrag in der mündlichen Abiturprüfung vor. Die Informationen zum Kaffeekirschenkäfer, einem parasitären Rüsselkäfer der Kaffeebäume, sind unter genetischen, ökologischen und evolutionsbiologischen Aspekten zu beschreiben und zu deuten. Weibliche Käfer und ihre Larven legen Gangsysteme in den Kaffeekirschen, den Kaffeebohnen, an. Die Käferlarven ernähren sich von Galactomannan, einem spezifischen, stärkeähnlichen Kohlenhydrat des Kaffeebaumes. Das abbauende Verdauungsenzym und damit das kodierende Gen sind bakteriellen Ursprungs. Es liegt ein horizontaler Gentransfer zwischen einem Prokaryoten und einem Tier vor. Die für Käfer einmalige genetische Ausstattung ermöglicht dem Nahrungsspezialisten seine erfolgreiche Wirt-Parasit-Beziehung, die hohe ökonomische Schäden zur Folge hat. Pflanzenfressende Käfer erobern mit ihrer unvergleichlichen Biodiversität seit dem Mesozoikum die Erde. Erst 2019 wurden auf der indonesischen Insel Sulawesi in kürzester Zeit 103 neue Rüsselkäferarten der flugunfähigen Gattung Trigonopterus beschrieben. Die Schülerinnen und Schüler deuten die jüngst dokumentierte Artenvielfalt als adaptive Radiation nach Inselkolonisierung durch eine Gründerpopulation.
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Die Maus als Adipositas-Modell
Die Adipositas, als weltweit verbreitete Krankheit, wird als Pandemie eingestuft. Auch in Deutschland sind zwei Drittel der Männer und etwa die Hälfte aller Frauen im Erwachsenenalter übergewichtig. Die Fettleibigkeit beruht auf einem homöostatischen Ungleichgewicht. Wissenschaftler bemühen sich fieberhaft, Ursachen zu klären und Therapien zu erforschen. Sie verfolgen an mutierten adipösen ob-Mäusen einen vielversprechenden Ansatz. Die Schülerinnen und Schüler stellen die Regulation des Fettstoffwechsels unter Kontrolle von Leptin in einem Regelkreis dar, beschreiben die „ob-Maus“ als Adipositas-Modellorganismus und werten ein Experiment mit erstaunlichen Ergebnissen unter Reflexion des naturwissenschaftlichen Erkenntnisweges aus.
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Laub- und Nadelbäume
In Deutschlands Wäldern gibt es etwa achtzig verschiedene Baumarten. Der Anteil der Nadelbäume beträgt 56 %, die Laubbäume machen 44 % aus. Sie alle zu kennen, ist wohl Spezialisten vorbehalten. Richtig angeleitet, ist es für die Schülerinnen und Schüler der Orientierungsstufe aber kein Problem, die zehn bekanntesten Waldbäume anhand arttypischer Merkmale zu bestimmen. Oftmals verraten schon Größe und Wuchsform den Namen des Baumes. Auch der Standort kann wichtige Hinweise geben. Für die Feinbestimmung werden die Blätter, die Früchte und die Rinde (Borke) betrachtet. Nach dem Einstieg im Klassenzimmer wird dies in dieser Unterrichtseinheit mit gezielten Bestimmungsübungen in der freien Natur motivationsbetont verwirklicht. Selbstgestaltete Herbarien, Früchtesammlungen oder Steckbriefe der Bäume können die Bestimmungsübungen ergänzen und abrunden.
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Schmerzen
Schmerzen belasten Körper und Seele, schränken das Privat- oder Berufsleben ein und haben oftmals Auswirkungen auf die sozialen Kontakte. Nicht nur Erwachsene sind davon betroffen, auch viele Schülerinnen und Schüler, sei es durch schmerzhafte Verletzungen beim Spielen, im Sportunterricht oder auch durch Erkrankungen, die eine langwierige Schmerztherapie erfordern. Diese Unterrichtseinheit zielt darauf ab, das Schmerzgeschehen transparent zu gestalten, das Wissen darüber zu erweitern und den Umgang mit quälenden Schmerzen besser zu verstehen. Zielgerichtete und schülergerechte Materialien vermitteln, wie es zur Schmerzentstehung,- weiterleitung und -verarbeitung kommt und zeigen, wie Schmerzen diagnostiziert und durch unterschiedliche Methoden behandelt werden können. Dabei lernen die Jugendlichen einige themenbezogene medizinische Fachbegriffe kennen.
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Ökosysteme
Ausgehend von einem Flaschengarten als besondere Form eines kleines Ökosystems erarbeiten sich bzw. wiederholen die Lernenden die Grundbegriffe der Ökologie sowie die Beziehungen in einem Ökosystem. Mithilfe von Informationstexten, Artikeln und Videos erweitern die Schülerinnen und Schüler ihr Wissen zur Entwick-lung von Ökosystemen, der Sukzession und Artenvielfalt. An den Beispielen von Zersiedelung, Landwirtschaft und Flussregulierung reflektieren sie den Einfluss des Menschen auf Ökosysteme und analysieren ihren eigenen ökologischen Fußabdruck. Sie beschäftigen sich mit Möglichkeiten desindividuellen Beitrags zur Nachhaltigkeit und der Übernahme von Verantwortung.
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MINT Zirkel - Ausgabe 3, September 2021
Warum Babys besser mit Wahrscheinlichkeiten umgehen können als Erwachsene, was es mit Waldbränden auf sich hat, wir ihr mit eurer Klasse den Boden erforschen könnt, welche Möglichkeiten es gibt, um Mädchen für Informatik zu begeistern und vieles mehr erwarten euch in der neuen Ausgabe von MINT Zirkel. Außerdem dürft ihr euch auf tolle Zusatzmaterialien freuen. Schaut doch mal rein!
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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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