Unterrichtsmaterialien Biologie: Ganze Werke
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Biologie
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Das "Fakir-Gen"
Der Schmerzsinn ist für unseren Selbstschutz und die Interaktion mit unserer Umwelt von größter Wichtigkeit. Menschen mit der sehr seltenen kongenitalen Analgesie, einer angeborenen Schmerzunempfindlichkeit, können selbst starke Gewebeverletzungen nicht wahrnehmen. Dieser als Klausuraufgabe konzipierte Beitrag wiederholt im Zusammenhang mit der für diese Erbkrankheit verantwortlichen Mutation grundlegende Aspekte der neuronalen Informationsleitung und geht dabei auf unterschiedliche Nervenfasertypen und Rezeptorengruppen ein.
Gesamtwerk
Parasitismus am Beispiel der Schlafkrankheit und Naganaseuche
Im Rahmen der Synökologie lenkt dieser Beitrag den Blick auf Krankheitserreger aus der Familie der Trypanosomen und behandelt dabei die Beziehungen zwischen Mensch (bzw. Säugetier), Tsetsefliege und parasitärem Einzeller.
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Das Rett-Syndrom
Beim Rett-Syndrom, einer sehr seltenen X-chromosomal-dominant vererbten Erkrankung, ist bei den betroffenen Mädchen eine Mutation im MeCP2-Gen Auslöser für die mentale Retardierung und Störungen der Bewegungsabläufe. Der Beitrag behandelt die molekularen Grundlagen der Krankheit sowie deren Auswirkungen auf die neuronale Informationsverarbeitung und verknüpft dabei die Themengebiete Genetik und Neurobiologie. Aufgrund der thematischen Inhalte aus der Zyto- bzw. Molekulargenetik und Gentechnik liegt der Schwerpunkt jedoch auf der Genetik.
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Gesamtwerk
Gewässerökologie am Beispiel Felixsee
Durch die Stilllegung und Flutung ehemaliger Braunkohleabbaustätten entstand in Deutschland in den letzten Jahrzehnten eine Vielzahl an Tagebauseen, die oftmals charakteristische Kennzeichen aufweisen und sich als Erholungsstätten mittlerweile großer Beliebtheit erfreuen. Der folgende Beitrag bietet die Gelegenheit, das Stoffgebiet Ökosystem am Beispiel solch eines jungen Sees in der Lausitz zu behandeln. Einerseits werden dabei die allgemeinen Lehrinhalte wiederholt und gefestigt. Andererseits sind die Schüler aufgerufen, über ihr Faktenwissen hinaus die für den See typischen Daten zu erläutern bzw. deren Zustandekommen zu erklären.
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Varroamilben
Staatenbildende Insekten wie die Honigbiene sind vor allem in der Ökologie ein wichtiges Unterrichtsthema. Neben der Wiederholung und der Vertiefung des Stoffes aus der Mittelstufe (z. B. Staatensystem, Körperbau, Entwicklung) lassen sich hier eindrucksvoll Zusammenhänge und Wechselbeziehungen zwischen unterschiedlichen Umweltfaktoren darstellen. So zeigt dieser Beitrag beispielsweise, wie stark auch der Mensch im Hinblick auf die Versorgung mit wichtigen Lebensmitteln von diesem kleinen Insekt abhängig ist und auf welche Weise der Brutparasit Varroamilbe Bienenpopulationen bedroht.
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Purpurbakterien
Das vorliegende Unterrichtsmaterial vermittelt und vertieft am Beispiel der speziellen Organismengruppe Purpurbakterien biologisches, chemisches und physikalisches Grundlagenwissen zur Fotosynthese. Der Beitrag wurde für den Einsatz als fächerverbindendes Aufgabenprojekt konzipiert. Fächerverbindende Unterrichtsprojekte sind in vielen Bundesländern integraler und verpflichtender Bestandteil des Lehrplans bzw. der Bildungsstandards (Kompetenzprofile) für die gymnasiale Oberstufe.
Gesamtwerk
Epigenetik
Dieser Beitrag vermittelt Grundlagen sowie Implikationen der epigenetischen Forschung auf vielseitige Weise. Hochaktuelle Forschungsergebnisse werden thematisiert und zur Wiederholung und Festigung von Abiturstoff in Form von Übungsaufgaben mit Lehrplaninhalten aus der Genetik und Evolutionsbiologie verknüpft.
Gesamtwerk
Geschichte und Theorie der Biologie im Unterricht
In den hier vorgestellten Unterrichtsmaterialien werden Stationen der Geschichte der Biologie im Kontext der schulrelevanten Themen Evolution, Fortpflanzung und Entwicklung behandelt. Die Schüler erfahren, dass Experimente oder wissenschaftliche Errungenschaften nicht immer aus einem innerwissenschaftlichen Antrieb entstehen, sondern zum großen Teil durch die Umstände der Gesellschaft oder durch andere externe Motive bedingt sind.
Gesamtwerk
Keim der Angst
In diesem Beitrag werden zum Einstieg grundlegende zellbiologische Inhalte am Beispiel der prokaryotischen Zelle wiederholt. Eine Vertiefung ermöglicht die Besprechung der physiologischen Auswirkungen zellulärer Toxine. Mit Identifizierungstests über Gensonden und ELISA können wichtige molekularbiologische Nachweisverfahren rekapituliert werden. Für die Vorbereitung auf das Abitur eignet sich der Beitrag durch die Wiederholung des Abiturstoffs sowie die Aktualität und Übertragbarkeit der Inhalte.
Gesamtwerk
Naturforscher unterwegs
Hecken in der Natur werden oft missachtet. Sie werden aus Platzgründen gerodet oder für die Ablagerung von Gartenabfällen oder Bauschutt verwendet. Dabei handelt es sich – bei genauerem Hinsehen – um ein sehr abwechslungsreiches Stück Natur, das Lebensraum für viele Tiere und Pflanzen bietet. In dieser Unterrichtsreihe erkunden Ihre Schüler die Struktur der Feldhecke, die darin lebenden Organismen sowie die dort vorherrschenden Umweltbedingungen. Dadurch begreifen die jungen Naturforscher das ökologische Netzwerk Feldhecke und ihre Bedeutung in der Kulturlandschaft. Sie wenden naturwissenschaftliche Untersuchungs- und Auswertungsmethoden an, dokumentieren ihre Forschungsergebnisse im Geländeprotokoll und diskutieren ihre Erkenntnisse.
Gesamtwerk
Wie Erbgut und Umwelt zusammenspielen …
Die Aufgabe ermöglicht es, die „Vererbung-Umwelt-Problematik“ anhand eines klar gegliederten Versuchsaufbaus zu analysieren. Die eindeutigen Versuchsergebnisse ermöglichen es den Schülerinnen und Schülern, konkret Stellung zu beziehen, und ggf. ihre Kenntnisse aus dem Unterrichtsfach Pädagogik, in dem die „Vererbung-Umwelt-Problematik“ ebenfalls thematisiert wird, mit in die Diskussion der Versuchsergebnisse einzubeziehen. Damit geht die Aufgabe deutlich über rein biologische Inhalte hinaus und ermöglicht einen Bezug zu aktuellen (bildungs)politischen Fragestellungen.
Gesamtwerk
Evolutiver Wettlauf zwischen dem Saatweizen und dem Getreideschwarzrost
Das Wirt-Pathogen-Paar Saatweizen und Getreideschwarzrost eignet sich ideal zur Veranschaulichung der (Teil-)Erfolge von Resistenzzüchtungen gegen Pflanzenschädlinge und der Illustration der Probleme, die sich aus dem evolutiven Wettlauf zwischen Züchtungsprodukt und präadaptierten Varianten eines Pathogens ergeben. Inhaltlich wird in diesem Beitrag Grundlagenwissen aus der Genetik (Proteinbiosynthese) und aus der Evolutionsbiologie (Koevolution) behandelt und mit realen Problemstellungen und Lösungsstrategien aus der Pflanzenzüchtung verknüpft.
Gesamtwerk
Der Nobelpreis für Medizin 2011
Ein Lernziel des Biologieunterrichts ist das Erfassen des Systemcharakters von Zellen, Organen, Organsystemen usw. Besonders differenziert lässt sich das Zusammenwirken einzelner Elemente am Beispiel des Immunsystems erarbeiten. In der Vergangenheit wurden immunbiologische Erkenntnisse wiederholt mit dem Nobelpreis für Medizin oder Physiologie gewürdigt. Im Jahr 2011 zeichnete das Nobelkomitee Bruce A. BEUTLER und Jules A. HOFFMANN für ihre Entdeckungen zur Aktivierung der angeborenen Immunabwehr aus. Die andere Hälfte des Preises wurde Ralph M. STEINMAN für die Entdeckung der Dendritischen Zellen und ihrer Rolle im Rahmen der erworbenen Immunität zuerkannt. Die Einbeziehung ihrer Forschungsergebnisse in den Unterricht schafft Aktualität und zeigt die ständige Weiterentwicklung biologischer Erkenntnisse.
Gesamtwerk
Physikochemische Grundlagen zur Lichtreaktion der Fotosynthese
Das vorliegende Unterrichtsmaterial dient der Erhaltung und Vertiefung von biologischem, chemischem und physikalischem Grundlagenwissen zur Fotosynthese. Dieser Beitrag wurde für den Einsatz als fächerverbindendes Aufgabenprojekt konzipiert. Fächerverbindende Unterrichtsprojekte sind in vielen Bundesländern integraler und verpflichtender Bestandteil des Lehrplans bzw. der Bildungsstandards (Kompetenzprofile) für die gymnasiale Oberstufe.
Gesamtwerk
Ursachen der HIV-Resistenz
Das Thema HIV bietet die Möglichkeit, Grundlagen der Genetik schüler- und gesellschaftsrelevant zu behandeln. Dieser Beitrag dient zur Vertiefung des Zusammenhangs, dass auf Chromosomen lokalisierte Gene die Ausprägung von Proteinstrukturen (in diesem Fall Membranrezeptoren) bedingen und dass eine Veränderung der Nukleotidsequenz eine Synthese intakter Proteinstrukturen verhindert.
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