Unterrichtsmaterialien Biologie: Ganze Werke
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Biologie
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Einfluss des Klimawandels auf Bäume
In dieser Lerneinheit erwerben Ihre Schüler Kompetenzen zu den Auswirkungen des Klimawandels. Dabei werden grundlegendes Fachwissen zum natürlichen und anthropogenen Treibhauseffekt vermittelt, die Effekte der Erderwärmung am globalen Wasserkreislauf sichtbar gemacht, mit den Folgen extremer Wetterphänomene. Die heute bereits unübersehbare Zerstörung großer Waldflächen in Deutschland wird als Resultat einer übermäßigen Emission von Treibhausgasen seit Beginn der Industrialisierung konkretisiert. Methodisch steht die selbstständige Modellierung der komplexen biophysikalischen, natürlichen Prozesse im Fokus. Es werden damit naturwissenschaftliche Grundlagen zu den ökologischen Reaktionen auf den Klimawandel kontextgebunden und zukunftsorientiert vermittelt.
Gesamtwerk
UV-Strahlung und DNA-Reparatur
Was passiert auf der Ebene der DNA, wenn wir uns dem UV-Licht am Strand aussetzen? Wie schützt der Körper sich durch eigene DNA-Reparaturmechanismen vor möglicherweise folgenschweren Mutationen? Die Einheit widmet sich zunächst dem Basiswissen zum Thema um dann schließlich auf die molekulare Struktur der DNA hinein zu „zoomen“. Das alltagsnahe Thema und das problemorientierte Arbeiten garantieren eine hohe Schülermotivation.
Gesamtwerk
Blutzuckerregulation und Diabetes mellitus
In Deutschland gibt es immer mehr Menschen, die an Diabetes mellitus erkrankt sind. Die Deutsche Diabeteshilfe macht eine ungesunde Ernährung, Adipositas und wenig körperliche Bewegung für die steigende Tendenz der Diabeteserkrankung verantwortlich. Unter dem Aspekt der Prävention sollen die Schüler in der vorliegenden Unterrichtseinheit ein Bewusstsein für den Zusammenhang zwischen dem Lebensstil und Diabetes mellitus erlangen. Die Lerngruppe führt eine fiktive Diabetikerschulung mithilfe von Expertengesprächen selbstständig durch.
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Gesamtwerk
Der Klimawandel und seine Auswirkungen
Was hat ein Treibhaus mit dem Klima zu tun, warum machen auch ein paar Grad einen Unterschied und wer profitiert vom Klimawandel und wer verliert? An Stationen werden der natürliche und der anthropogene Treibhauseffekt erarbeitet und die Auswirkungen des Klimawandels für Ökosysteme und den Menschen diskutiert. Da alle Stationen einzeln eingesetzt werden können, eignen sie sich auch für kleinere Einheiten oder für Vertretungsunterricht.
Gesamtwerk
SARS-CoV-2
Corona. Ein Wort, dass uns seit Beginn 2020 tagtäglich begegnet. Die Corona-Pandemie ist derzeit das alles überschattende Thema für die gesamte Gesellschaft. Schülerinnen und Schüler erleben, wie wissenschaftliche Forschung abläuft, werden allerdings auch permanent damit konfrontiert, dass wissenschaftliche Erkenntnisse aus ganz unterschiedlichen Beweggründen in Frage gestellt werden. Mithilfe dieser Unterrichtsreihe werden die Lernenden kompetent darin gemacht, omnipräsente Aspekte wie Virengenetik, das Corona-Testverfahren oder mögliche Therapieansätze zu verstehen und dadurch besser am Diskurs über die Thematik teilnehmen zu können.
Verwandte Themen
Gesamtwerk
Impfung gegen COVID-19
Fast jeden Tag gibt es neue Informationen zum Themenkomplex COVID-19-Impfung. Aber wie wirken die neu entwickelten Impfstoffe? Und wie sicher schützen sie vor einer Infektion mit SARS-CoV-2? Welche Nebenwirkungen können auftreten? Um Antworten auf diese Fragen zu verstehen, müssen zunächst die Vorgänge verstanden werden, die nach einer Impfung im Körper ablaufen. Dann können Schülerinnen und Schüler Argumente für und gegen das Impfen und bestimmte Impfstoffe in der öffentlichen Diskussion zu Corona verstehen und sich daran beteiligen.
Gesamtwerk
Wasser als abiotischer Faktor bei Pflanzen
Pflanzen schaffen durch ihre Biomasse die Grundlage fast aller Ökosysteme. Angepasst an die jeweiligen Gegebenheiten absorbieren sie Energie aus Sonnenlicht, begrenzt durch das Angebot an Wasser. Der gesamte Organismus und Lebenszyklus der Pflanze unterliegt dem Optimierungsproblem zwischen Verhungern oder Verdursten, ein schmaler Grat, den die Pflanzen durch unterschiedliche Anpassungen ihrer Organe meistern. Diese Unterrichtseinheit richtet einen anwendungsbezogenen Blick auf diese Pflanzenteile mit einem hohen Anteil an Schülerexperimenten zur Mikroskopie einfacher und leicht zu beschaffender Präparate. Das ausgewählte Material gibt einen Überlick über die verschiedenen Anpassungen und macht das besagte Optimierungsproblem für die Lernenden begreifbar.
Gesamtwerk
Resistenz gegen HIV durch CRISPR/Cas?
Die Infektionskrankheit Aids, verursacht durch das HI-Virus, ist seit den 1980er-Jahren für Menschen zur ständigen Bedrohung geworden. Obschon die Schutzmaßnahmen bekannt sind, ist bei den Neuinfektionen kein Abwärtstrend erkennbar. Bisherige Therapien können nur eine Abmilderung der Symptome und das Ausbrechen von Aids verhindern. Hoffnung auf Heilung erzeugt nun erstmalig die CRISPR/Cas9-Technik. Die Schülerinnen und Schüler entdecken, was es bedeuten kann, sich mit HIV zu infizieren, und welche Möglichkeiten die Genschere CRISPR/Cas9 eröffnen könnte. Die Thematik wird am Beispiel des realen Falles des „Berliner Patienten“, der weltweit als erster HIV-Infizierter durch medizinische Eingriffe tatsächlich geheilt werden konnte, dargestellt. Am authentischen Kontext wird auch die ethische Brisanz einer gentechnischen Modifizierung des menschlichen Erbgutes beleuchtet und die Urteilsbildung gefördert.
Gesamtwerk
Antiviraler Wirkstoff, Ursprung und Evolution der Grippe-Viren
Im Schatten des Ersten Weltkrieges forderte 1918 die Spanische Grippe, ausgelöst durch das Influenza-Virus (H1N1), in Europa innerhalb von nur drei Jahren mehr Todesopfer als beide Weltkriege zusammen. Die Grippe-Viren infizierten in einer Pandemie 500 Millionen Menschen und brachten über 50 Millionen Menschen den Tod. Viren sind keine Lebewesen und für grundlegende Lebensfunktionen, wie Stoffwechsel und Replikation, auf lebende Wirtszellen angewiesen. In dieser Klausuraufgabe zeigen Ihre Schüler ihre molekularbiologischen Kompetenzen zum Replikationszyklus von Influenza-Viren. Diagramme zur antiviralen Medikamentenforschung sowie zum Ursprung und zur Evolution von Influenza-Viren werden ausgewertet. Die Schüler begründen auf der Basis von Fachwissen die Schwierigkeit, einen wirksamen Impfstoff für die nächste Grippewelle zu planen.
Gesamtwerk
SARS-CoV-2: Zoonose oder Biowaffe?
Im Jahr 2000 waren vier Coronaviren bekannt, die beim Menschen milde Erkäl-tungskrankheiten auslösen. 2002 erschien SARS-CoV, 2012 folgte MERS-CoV, die beide zahlreiche Todesopfer forderten. Ende 2019 trat SARS-CoV-2 erstmalig in China auf. Innerhalb von zwei Monaten hatte sich das Virus weltweit verbreitet und Ende Oktober 2020 sind bereits mehr als eine Million Menschen weltweit der Krankheit COVID-19 erlegen. In dieser Einheit erfahren die Schüler mehr über die Familie der Coronaviren und deren Verwandtschaft und beschäftigen sich intensiv mit verschiedenen Aspekten von SARS-CoV-2 von dessen Aufbau über Hypothesen seiner Entstehung bis hin zum molekularbiologischen Hintergrund des Virusnachweises sowie der Möglichkeit von Sequenzvergleichen inklusive derer Analysen. Die Frage, ob die Entstehung von SARS-CoV-2 das Ergebnis einer zufälligen natürlichen Rekombination war oder ob künstliche Methoden seine bewusste Erzeugung befördert haben, beschäftigt nach wie vor viele Menschen.
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Die Influenza
Die historische Spanische Grippe gilt als die „Mutter“ aller Pandemien. Im Zeitraum von 1918–1920 hat sie bis zu 50 Millionen Menschen weltweit das Leben gekostet. Das ursprünglich aus Populationen von Wasservögeln stammende Influenzavirus überwand damals die Artgrenze zwischen Vogel und Mensch und mutierte anschließend in Anpassung an den neuen Wirt. In dieser Lernaufgabe gehen Ihre Schüler den Ursprüngen der Spanischen Grippe auf den Grund, entdecken selbstständig die typischen Merkmale von Grippeviren, lernen die aktuelle epidemiologische Situation kennen und beurteilen die Grippeschutzimpfung. Die Förderung von Diagrammkompetenz und Urteilsfähigkeit steht methodisch im Vordergrund.
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MINT Zirkel – Ausgabe 4, Dezember 2020
Mädchen für MINT-Berufe begeistern, Green IT, Materie und Antimaterie. In dieser Ausgabe haben wir wieder spannende Artikel zu diesen Themen und noch vielen weiteren zusammengetragen. Zusätzlich dürft ihr euch auch auf tolle Arbeitsblätter zur Ergänzung der Artikel „Green IT - Mehr als nur Stromsparen“, "Was bewirkt die Vermittlung von finanzieller Grundbildung in der Schule?", "Technik des Elektroantriebs im Unterricht" und "„Girls’ Digital Camps“ – Mädchen für MINT-Berufe begeistern" freuen.
Gesamtwerk
Die Rückkehr des Luchses
Immer wieder ist in den Medien von Luchsufnahmen in Wildtierfotofallen oder von durch einen Luchs gerissene Tiere die Rede. Diese Unterrichtseinheit soll die Rückkehr des Luchses in den Fokus nehmen. Dabei erfahren die Schüler, was für oder gegen dessen Rückkehr spricht und lernen den Luchs dabei näher kennen. Anhand von Informationstexten erarbeiten sich die Lernenden in Gruppenarbeit wichtigen Informationen rund um den Luchs, die sie in Form einer Mindmap zusammenfassen und präsentieren. Neben der Erkenntnisgewinnung stehen damit auch die Kommunikations-, Präsentations- und Bewertungskompetenz im Mittelpunkt dieser Einheit.
Gesamtwerk
Bionik
Die Natur hält zahlreiche Kniffe bereit, sei es der Lotuseffekt zur raffinierten Selbstreinigung, die bestens haftenden Saugnäpfe von Kraken oder der spezielle Körperbau bestimmter Tiere wie der Libellen. Schon seit langer Zeit beschäftigen wir Menschen uns damit, solche Phänomene aus dem Tier- und Pflanzenreich auf die Technik zu übertragen und damit das Leben ein wenig zu erleichtern. Bringen Sie den Lernenden mit dieser Einheit an ausgewählten Beispielen aus Flora und Fauna die Bionik näher. Spielerisch nähern sie sich anhand eines Memorys der Thematik, um dann bei der Erstellung eines eigenen Lapbooks in Gruppenarbeit nicht nur neue Erkenntnisse zu gewinnen, sondern auch der Kreativität freien Lauf lassen zu können. Experimente zum Lotuseffekt sowie ein abschließender Tandembogen als Gesamtsicherung runden die Unterrichtseinheit ab.
Gesamtwerk
Rind und Huhn
Hausrind und Huhn gewinnen zunehmende Bedeutung als Nutztiere in der Fleisch-, Eier- und Milchwirtschaft. Im Unterricht über das Rind und Huhn eignen sich Ihre Schülerinnen und Schüler ein Grundwissen an, das sie befähigt, sich an der Diskussion über eine artgerechte Tierhaltung zu beteiligen. Diese Einheit legt zunächst den Schwerpunkt auf Verhalten, Körperbau und Verdauung des Hausrinds, wobei diese Materialien ohne den Vergleich mit dem Huhn eingesetzt werden können. Ein Gruppenpuzzle zu den Haltungsformen beider Nutztiere und eine mit LearningApps digital durchführbare Lernerfolgskontrolle ergänzen Ihren Unterricht. Kompetenzen: Verhaltensweisen von Rind und Huhn aufzählen, Körperbau der Tierarten beschreiben, Anforderungen an eine Artgerechte Tierhaltung aufstellen.
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