Unterrichtsmaterialien Biologie: Ganze Werke Seite 27/36
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Gesamtwerk
Mitochondriopathie
Mitochondrien als die Zellorganellen der Energiebereitstellung spielen bei allen Lebensvorgängen eine entscheidende Rolle. Dieser Beitrag thematisiert die kleinen „Kraftwerke“ der Zelle im Zusammenhang mit mitochondrialen Erkrankungen und deren Vererbung abseits mendelscher Regeln. Ihre Schüler wiederholen dabei kurz Aufbau und Funktion der Mitochondrien, bevor sie sich u. a. im Hinblick auf Heilungschancen mit den Unterschieden zwischen somatischer und Keimbahntherapie sowie neuesten Fertilisationstechniken und deren ethischer Bewertung auseinandersetzen. Darüber hinaus ist eine Wiederholung und Vertiefung der Translationsvorgänge Bestandteil der abwechslungsreichen Klausuraufgabe.
Gesamtwerk
Homologie und Analogie
Unter dem Begriffspaar Homologie und Analogie versteht man in der vergleichenden Anatomie die Übereinstimmung von Organen, Organsystemen und anderen Körperstrukturen, z. B. Knochen, die auf einer gemeinsamen Abstammung beruht (Homologie) bzw. die sich in der Phylogenese parallel und unabhängig voneinander entwickelt hat (Analogie). Die erste klare Abgrenzung des Begriffspaars für die Biologie wurde von dem britischen Zoologen RICHARD OWEN (1804 –1892), einem Gegner der DARWINschen Evolutionstheorie, formuliert. Neben dessen Definition werden in diesem Beitrag wichtige Etappen der Entwicklung und Klärung des Homologie- bzw. Analogiebegriffes u. a. bei PIERRE BELON (1517–1564) und CARL GEGENBAUR (1826 –1903) behandelt. Indem die Schülerinnen und Schüler die historischen Abbildungen und Textauszüge einordnen und nach heutigem Kenntnisstand bewerten, setzen sie sich aktiv mit den angesprochenen Konzepten auseinander.
Gesamtwerk
Der Widder "Solid Gold"
Der Fall des Widders „Solid Gold“ belegt, wie die klassischen Regeln der Genetik (mendelsche Regeln) außer Kraft gesetzt werden. Ausgehend von klassischen Kreuzungsschemata und einer Stammbaumanalyse, die an diesem Beispiel wiederholend eingeübt werden können, wird die Bedeutung epigenetischer Modifikationen auf die Merkmalsausprägung exemplarisch entwickelt. Die Materialien verbinden Inhalte der verschiedenen Strukturierungsebenen, der klassischen Genetik, der Zytogenetik und der Molekulargenetik, und sind daher geeignet, nach der Erarbeitung des Themenbereichs „Genetik“ die bislang gelernten Inhalte miteinander zu vernetzen.
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Gesamtwerk
Dem Grippevirus auf der Spur
Was läuft in unserem Körper eigentlich ab, wenn wir uns mit der Grippe infizieren? Wie kann man einen grippalen Infekt von einer "echten" Grippe unterscheiden? Und wie ist ein Influenzavirus aufgebaut? Diesen und anderen Fragen gehen Ihre Schüler in dieser Einheit nach. Im Rollenspiel tauschen sie Argumente für und gegen eine Grippeschutzimpfung aus. Mit Farbfolie!
Gesamtwerk
Von Mineralstoffen, Vitaminen und Nahrungsergänzungsmitteln
Der menschliche Körper kann Mineralstoffe und Vitamine nicht selbst herstellen. Sie müssen mit der Nahrung zugeführt werden. Viele Menschen greifen jedoch zu Nahrungsergänzungsmitteln, um den Bedarf an diesen Nährstoffen zu decken. Doch ist das nötig? Reicht eine ausgewogene Ernährung nicht aus, um den täglichen Bedarf zu decken? Im Gruppenpuzzle erarbeiten sich Ihre Schüler Expertenwissen zu Magnesium, Calcium, Eisen und Zink und widmen sich der Bedeutung dieser Mineralstoffe. Ihre Lernenden diskutieren den Einsatz von Nahrungsergänzungsmitteln und betrachten die Folgen einer Überdosierung.
Verwandte Themen
Gesamtwerk
Ohne Enzyme läuft nichts
Das Thema der Enzymatik eignet sich aufgrund der vielfältigen Auswahl an Versuchen besonders gut, um das geöffnete Experimentieren innerhalb einer Unterrichtseinheit einzuüben. Neben dieser Kernkompetenz des wissenschaftlichen Experimentierens werden in diesem Beitrag auch die theoretischen Grundlagen der Enzymatik durch kooperative Lernformen und den Einsatz von gestuften Hilfen erarbeitet, sodass ein weitgehend selbstständiges Arbeiten der Schüler und Schülerinnen möglich ist. Hierbei dienen die gestuften Hilfen als Tipps bzw. zur Selbstkontrolle. Die Lehrperson kann somit als Berater fungieren und gezielt auf leistungsschwächere Schüler eingehen.
Gesamtwerk
Kreuzblütler
Antibiotika,Antibiotikaresistenz,Puromycin,Actinomycin,Bakterien,Transkription,Translation,Evolutionstheorien
Gesamtwerk
Energietransfer und Elektronenübertragung
Ziel dieser Lernhilfe zur Abgrenzung von Energie- und Elektronenübertragung ist sowohl deren modellhafte Veranschaulichung im Spiel als auch insbesondere die Wiederholung sowie Festigung von Faktenwissen rund um die Fotosynthese, wozu sich vor allem der Einsatz grundlegender Darstellungen und deren Beschreibung und Analyse eignen.
Gesamtwerk
Stoffkreisläufe in der konventionellen und ökologischen Landwirtschaft
Die vorliegende Einheit bietet insbesondere in ländlichen Gebieten einen großen Alltagsbezug. Nach der Wiederholung / Erarbeitung der grundlegenden Elemente eines Stoffkreislaufs in einem natürlichen Ökosystem, im Zusammenhang mit dem Energiefluss, werden diese Grundlagen vertiefend auf den Stoffkreislauf eines Agrarökosystems angewendet. Im Anschluss wird zwischen konventionellem und ökologischem Landbau differenziert. Da die Stickstoffdüngung in der Landwirtschaft eine wichtige Rolle spielt, wird diese, nach Rekapitulation des Stickstoffkreislaufs, vertieft untersucht. An dieser Stelle der Einheit steht das Erarbeiten komplexer Materialien mit anschließender Präsentation im Vordergrund. Zuletzt werden ökologische Grundlagen auf den chemischen und biologischen Pflanzenschutz angewendet.
Gesamtwerk
Trickreiche Fühlerschlangen
Dieser für den Einsatz als Klausuraufgabe konzipierte Beitrag stellt das raffinierte Jagdverhalten der Fühler- oder Tentakelschlange Erpeton tentaculatum vor, das genau auf einen als C-Start bezeichneten Fluchtreflex von Beutefischen abgestimmt ist, und befasst sich mit den neurobiologischen Hintergründen. Dabei wird u. a. das Verständnis von Reflexen vertieft: Die Schülerinnen und Schüler begreifen, dass scheinbar „intelligentes“ Fluchtverhalten auf vergleichsweise einfachen, wechselseitig-hemmenden neuronalen Verschaltungen beruhen kann. Darüber hinaus wird ihnen bewusst, dass die Verrechnung eingehender Signale die wesentliche Voraussetzung auch komplexer Gehirnleistungen ist.
Gesamtwerk
Enzyme
Die meisten enzymatisch katalysierten Stoffwechselreaktionen laufen unter physiologischen Bedingungen nur sehr langsam ab. Die besondere Bedeutung der Enzyme liegt darin, die notwendige Aktivierungsenergie herabzusetzen und dadurch die Reaktionen zu beschleunigen. Die Materialien behandeln mit dem Schlüssel-Schloss-Prinzip und der Ableitung der Michaelis-Menten-Konstante aus einem Reaktionsgeschwindigkeits-Substratkonzentrations-Diagramm die Grundprinzipien der Enzymkinetik.
Gesamtwerk
Wie wirkt das Synapsengift Tubocurarin?
Die Einheit knüpft an die allgemeinen Grundlagen der Neurophysiologie an. Dabei steht das Basiskonzept „Information und Kommunikation“ im Mittelpunkt. Voraussetzung für den Einsatz der Einheit ist die Behandlung der Prozesse der Erregungsweiterleitung an der Synapse. Allosterische und kompetitive Hemmung sollten für die Bearbeitung ebenfalls bekannt sein. Die Einheit bietet die Möglichkeit, die bereits erarbeiteten Unterrichtsinhalte aufzugreifen und in den Kontext der Wirkung der neuroaktiven, muskelrelaxierenden Substanz Tubocurarin zu stellen.
Gesamtwerk
John Spizizens Versuche mit Bacillis subtilis (1958)
Mit dieser Aufgabe kann im Rahmen des Themenbereiches Molekulargenetik ein klassisches Experiment zur Transformation analysiert, bewertet und in der experimentellen Vorgehensweise nachvollzogen und geprüft werden. Dabei werden die folgenden Kompetenzen eingeübt: Angemessene Verwendung der Fachsprache, Verwendung von formulierten Regeln und Definitionen als Arbeitsmittel, Begriff lich präzises Erfassen biologischer Sachverhalte, Sachgerechte Problemanalyse, Entwicklung von Lösungsmöglichkeiten.
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Schmetterlingskinder
Diese Prüfungsaufgabe zur seltenen Erbkrankheit Epidermolysis bullosa kann als Klausur oder zur Abiturvorbereitung für die Themen Zytologie (Schwerpunkt Proteine) und Molekulargenetik eingesetzt werden. Sie liefert dabei ein anschauliches Beispiel für das Struktur-Funktions-Prinzip: Das Protein Laminin, Bestandteil der extrazellulären Matrix, verleiht Tier- bzw. Pflanzenzellen durch seinen Aufbau sowohl Elastizität als auch Festigkeit. Aufgrund dieses Struktur-Funktions-Zusammenhangs wird Laminin auch von kreationistischen Strömungen, die großes Interesse an Biomolekülen mit Symbolcharakter (Kreuzform) zeigen, instrumentalisiert.
Gesamtwerk
Manipulation der Geruchswahrnehmung
Lästige Stechmücken können Grillabende und Urlaubsvergnügen beeinträchtigen. In tropischen und subtropischen Ländern sind sie bei Urlaubern als Überträger von Krankheiten gefürchtet. Als chemische Schutz- und Abwehrmittel gegen die Plagegeister werden Repellents wie Autan® oder Nobite® auf die Haut aufgetragen oder als Imprägnierungsmittel für die Kleidung verwendet. Einer der Wirkstoffe darin ist DEET (N,N-diethyl-meta-toluamid).
Gesamtwerk
Der Nobelpreis für Medizin 2013
Die folgenden Materialien und Aufgaben greifen einige Aspekte der Arbeit von SCHEKMAN, ROTHMAN und SÜDHOF auf und verknüpfen sie mit klassischen Themen des Biologieunterrichts in der Kursstufe. So werden zunächst die bestehenden Vorkenntnisse der Schülerinnen und Schüler zu Bau und Eigenschaften der Biomembran sowie zu vesikulären Transportvorgängen mit Blick auf das Basiskonzept „Struktur und Funktion“ systematisiert.
Gesamtwerk
Chorea Huntington
Die Materialien zum Thema „Chorea Huntington“ sind so konzipiert, dass eine enge Verzahnung der Basiskonzepte aus dem Bereich Genetik, Molekularbiologie und Nervenphysiologie möglich ist. Dadurch kann semesterübergreifend gearbeitet werden, z. B. die Wiederholung der Proteinbiosynthese als tragende Säule für das Verständnis der nervenphysiologischen Prozesse. Der Ablauf der Erregungsübertragung an einer Synapse wird im Modell auf den Schülertischen simuliert. Diese ungewöhnliche Methode, den Tisch als „Malblock“ zu benutzen, hat neben der Anschaulichkeit auch den Vorteil, dass die Schülerinnen und Schüler aktiv zusammenarbeiten und miteinander kommunizieren müssen.
Gesamtwerk
Biowaffen im Arsenal von Neozoen
Dieser als mündliche Prüfung konzipierte und für den Einsatz im Abitur geeignete Beitrag stellt am Beispiel des japanischen Marienkäfers das Phänomen der Verdrängung einheimischer Tierspezies durch neu eingeführte Arten (Neozoon-Problematik) vor.
Gesamtwerk
Rätselreise rund um die Insektenvielfalt
Schwarz gepunkteter Marienkäfer, Biene oder leuchtender Schmetterling – Ihre Schüler begegnen schon in früher Kindheit zahlreichen Insekten. Sie wissen, dass es eine große Vielfalt unterschiedlicher Insekten gibt. Doch nicht immer können sie diese richtig benennen. Und was haben denn eigentlich alle Insekten so gemeinsam? Lassen Sie Ihre Lernenden über Rätsel zur artenreichsten Tierklasse knobeln. Sorgen Sie damit für einen packenden Unterricht. So erweitern und festigen Ihre Schüler in Suchsel und Kammrätsel ihre Artenkenntnisse. Zudem bringt ihnen ein Kreuzworträtsel die fleißigen Nektarsammler näher. In weiteren Rätseln kommen der Bau der Insekten sowie die Insektenentwicklung ebenfalls nicht zu kurz.
Gesamtwerk
Ein Ökosystem unter der Lupe – unser Schulhof
Warum in die Ferne schweifen? Der Schulhof bietet sich geradezu an, um die Grundzüge und Prinzipien eines Ökosystems kennenzulernen. Auch im vom Menschen dominierten Ökosystem Schulhof lassen sich leicht ökologische Untersuchungen durchführen und Gesetzmäßigkeiten erkennen. Ihre Schüler kartieren dabei zunächst den ganzen Schulhof, bevor sie in Kleingruppen seine verschiedenen Biotope (z. B. Regentonne, Wiese, Hecke) mit ihren abiotischen und biotischen Faktoren genauer untersuchen. Zum Abschluss der Einheit werden Maßnahmen zur Erhöhung der Diversität auf dem Schulhof festgelegt und durchgeführt.
Gesamtwerk
Dem Stress auf der Spur – die Stresshormone
Ein schnellerer Herzschlag, Aufregung, Nervenkitzel und Schwitzen – dies sind typische Begleiterscheinungen bei Stress. Doch was ist Stress eigentlich und was passiert dabei im Körper? Diesen Fragen gehen Ihre Lernenden nach: Sie werden zu Zeugen von „Ermittlungen“, die nach und nach das Wesen des Stresses ans Licht bringen. Beleuchtet werden unter anderem die Wirkungen der Stresshormone auf Stoffwechsel, Herz-Kreislauf-System, Immunsystem und Verdauung sowie negative Auswirkungen von Stress.
Gesamtwerk
Ohne Licht geht nichts!
Wie kann die Energie des Sonnenlichts für die Pflanze nutzbar gemacht werden? Welche Rolle spielt Traubenzucker als Energielieferant? Wo sitzt die "Zuckerfabrik" in den Pflanzen und welche Voraussetzungen müssen erfüllt sein, bevor Zucker entsteht? Diesen Fragestellungen gehen Ihre Schüler in spannenden Experimenten nach.
Gesamtwerk
Fette im Kontext
"Zu viel Fett macht dick und ist ungesund!" Diese Vorstellung verbinden Jugendliche meist mit dem Thema "Fette". Doch ist ihnen auch bewusst, welche wichtigen Aufgaben diese biomolekularen Bausteine in unserem Körper und in der Natur übernehmen? Die vielfältigen biologischen und alltäglichen Anknüpfungspunkte in diesem Beitrag erleichtern es Ihren Schülern, sich die chemischen Grundlagen anzueignen und Brücken zu ihrem alltäglichen Leben zu schlagen. Mit Vorlage für eine Farbfolie!
Gesamtwerk
Vom Rattengift zum Heilmittel
Diese Klausuraufgabe sieht die Analyse eines historischen Experiments mit anschließender eigenständiger Versuchsplanung vor. Darüber hinaus wird mit der Funktion des Blutes und dem Blutkreislauf humanphysiologisches Grundlagenwissen wiederholt. Als abiturrelevante Übung eignen sich die Analyse eines komplexen Stoffwechselvorgangs (Blutgerinnung) sowie die Diskussion von Nebenwirkungen in der modernen Arzneimittelforschung.
Gesamtwerk
Die Entwicklung der Rostpilze
Anhand der folgenden Einheit lernen die Schülerinnen und Schüler neben dem Entwicklungszyklus mit der für viele Pilze typischen dikaryotischen Kernphase auch die durch verschiedene Vertreter der Ordnung der Rostpilze hervorgerufenen Rostkrankheiten und die durch Ernteausfälle verursachten wirtschaftlichen Schäden dieser Pflanzenkrankheiten kennen.
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