Unterrichtsmaterialien Biologie: Ganze Werke
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Wird Bad Vogelsang "vogelfrei"?
Seit dem Jahr 2000 ist die Stromgewinnung durch Erneuerbare Energien das erklärte Ziel der Bundesregierung. Doch welche Konsequenzen ergeben sich dabei für die Natur? In der vorliegenden Unterrichtseinheit sollen sich die Lernenden zielgerichtet mit der Windkraft als einem Beispiel der Erneuerbaren Energien und deren Auswirkungen auf die Vogelbestände Mitteleuropas befassen. Die gewonnenen Informationen sollen für spätere Entscheidungen im Sinne einer nachhaltigen Entwicklung eingesetzt werden. Die Förderung der Bewertungskompetenz steht dabei im Mittelpunkt dieser Unterrichtseinheit.
Gesamtwerk
Die Temperaturabhängigkeit enzymatischer Reaktionen
Warum wird eigentlich Butter bei Raumtemperatur schneller ranzig als im Kühlschrank? Um diese Frage zu beantworten, stellen Ihre Schüler Hypothesen auf. Sie erkunden dann im Partnerpuzzle anhand eines Versuchs die Temperaturabhängigkeit von Enzymen. Dabei werden Ihre Lernenden mit wichtigen Begriffen wie "RGT-Regel", "Denaturierung" und "Optimumskurve" vertraut.
Gesamtwerk
Schlafen wie ein Murmeltier
Der Winterschlaf der Murmeltiere ist sprichwörtlich. Schülerinnen und Schüler lernen ihn bereits in der Sekundarstufe I als Möglichkeit kennen, dem winterlichen Doppelproblem von Nahrungsmangel und Kälte zu begegnen. Es handelt sich um ein interessantes biologisches Phänomen, anhand dessen sich die Angepasstheit der Lebensweise an die Umweltbedingungen thematisieren lässt. Die nachfolgende Unterrichtseinheit in Form eines Gruppenpuzzles bietet die Möglichkeit, diese Erkenntnis im Kursstufenunterricht durch vertiefte physiologische und verhaltensbiologische Betrachtung zu festigen und auszubauen. Dabei wird der für die Biologie typische Wechsel der Organisationsebenen vollzogen, vom Molekül bis zum Ökosystem.
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Gesamtwerk
Der Regulation des Blutzuckerspiegels auf der Spur mit 2 Farbfolien
Das Blut in unserem Körper transportiert die Nährstoffe zu unseren Körperzellen. Bei dieser Energieverteilung spielt der Blutzuckerspiegel eine wichtige Rolle. Doch welche Mechanismen regulieren ihn, sodass er auch bei schwankendem Energieverbrauch weitgehend konstant bleibt? In diesem Beitrag lernen Ihre Schüler die wichtige Rolle von Insulin und Glucagon bei der Regulation des Blutzuckerspiegels kennen. Dabei erfahren sie auch, wie Insulin aufgebaut ist und wie dieses Hormon im Körper synthetisiert wird. Zudem sammeln Ihre Lernenden grundlegendes Wissen über Diabetes: Sie setzen sich mit den Symptomen, Unterschieden und Therapieformen von Diabetes Typ 1 und Typ 2 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.
Verwandte Themen
Gesamtwerk
Der Rekordsommer 2003 und seine Auswirkungen auf die Forstwirtschaft
Die Aufgabe erfordert Vorkenntnisse zur Wirkung des abiotischen Faktors Temperatur auf Lebensprozesse, wobei insbesondere die RGT-Regel zu nennen ist. Um Ursachen und Folgen des Insektenbefalls angemessen einschätzen zu können, sind außerdem Kenntnisse zu Eigenschaften und Anpassungen der angesprochenen Baumarten bezüglich ihres Wasserhaushalts hilfreich. Das erleichtert den Vergleich zwischen Waldkiefer (Tiefwurzler, stark reduzierte Anzahl an Spaltöffnungen) und Fichte (Flachwurzler) hinsichtlich ihrer Widerstandsfähigkeit gegenüber Trockenheit und Insektenbefall.
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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.
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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!
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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.
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.
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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
Kreuzblütler
Antibiotika,Antibiotikaresistenz,Puromycin,Actinomycin,Bakterien,Transkription,Translation,Evolutionstheorien
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
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.
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