Unterrichtsmaterialien Biologie: Ganze Werke
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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.
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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
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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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.
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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.
Verwandte Themen
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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).
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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!
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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.
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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.
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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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