Unterrichtsmaterialien Biologie: Ganze Werke
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Biologie
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Bittere Erkenntnisse
Dieser Beitrag kann als Klausur zum Thema „Sinnesphysiologie“ nach Besprechung neurobiologischer Grundlagen eingesetzt werden. Er beschäftigt sich mit der Signaltransduktion in Sinneszellen am Beispiel „Schmecken“.
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Husarenaffen
Der Beitrag kann sowohl zur grundlegenden Erarbeitung des Sozialverhaltens bei Primaten als auch zur abschließenden, vertiefenden Wiederholung eingesetzt werden. Das Aufgabenmaterial ermöglicht die umfassende Beschäftigung mit innerartlicher Konkurrenz und dem daraus folgenden Aggressionsverhalten unter besonderer Berücksichtigung der Kosten-Nutzen-Analyse.
Gesamtwerk
Tiere in Bewegung
Der vorliegende Beitrag bietet die Möglichkeit der Betrachtung von Körperbau und Lebensweise migrierender Tiere. Er kann in diesem Zusammenhang das Verständnis des Einflusses verschiedener Umweltfaktoren erweitern. Der Beitrag eignet sich außerdem dafür, entsprechende Zusammenhänge abzuprüfen.
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Gesamtwerk
Auenlandschaft Spreewald
Der Beitrag erlaubt das Abprüfen komplexer Zusammenhänge in Bezug auf ein Ökosystem, welches sowohl Merkmale des Waldes als auch aquatischer Biotope trägt. Somit sind die Schülerinnen und Schüler aufgefordert, ihr Wissen neu zu strukturieren und anzuwenden. Der Beitrag eignet sich auch für die Prüfungsvorbereitung oder in Auszügen für den Einsatz in einer mündlichen Prüfung.
Gesamtwerk
Von der Raupe zum Schmetterling
Das Thema „Verwandlung“, z. B. von der Raupe zum Schmetterling, begeistert, weil es sich dabei um einen uns mysteriös erscheinenden Vorgang des Gestaltwechsels handelt. Das Wachstum von Insekten ist vor Eintritt ihrer Metamorphose durch mehrere Häutungen gekennzeichnet, die von zahlreichen Faktoren beeinflusst werden. Die inneren Faktoren spielen für die Entwicklung die weitaus größere Rolle, denn ohne körpereigene Signale (Hormone) kann keine Entwicklung stattfinden.
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Gesamtwerk
Mathematik in den Life Sciences
Was hat Mathematik mit den Lebenswissenschaften zu tun? Kann man die belebte Natur überhaupt in Formeln fassen? Und wenn ja, warum sollte man das? Naturwissenschaftliches Verständnis von Lebensvorgängen gewinnt man, indem man Theorien an Beobachtungen und Experimenten misst. In diesem Prozess spielt Mathematik sowohl bei der Theoriebildung – Stichwort: Modellierung – als auch bei der Überprüfung der Theorie an der Realität – Stichwort: Statistik – eine wichtige Rolle. Anders als in herkömmlichen Lehrbüchern bilden daher Modellbildung und Statistik den Kern dieses einführenden Buches. Viele Beispiele werden mit der freien Statistiksoftware R bearbeitet, und der Anhang bietet eine anwendungsorientierte Einführung in R durch „Learning by Doing“. Aus dem Inhalt: Wachstums- und Populationsmodelle; Grafische Darstellung von Daten und beschreibende Statistik; Modellierung mit Differenzialgleichungen; Wahrscheinlichkeitsrechnung; Testen und Schätzen; Korrelation und Regression; Sequence Alignment.
Gesamtwerk
Apoptose - ein Zellselbstmord zum Wohle des Organismus
Zu Beginn der 7. Schwangerschaftswoche befinden sich beim Embryo zwischen den Fingern und den Zehen noch Zellen, sodass diese ein zusammenhängendes Gebilde bilden. Doch nur wenige Tage später sind diese plötzlich durch den programmierten Zelltod (Apoptose) verschwunden und die Finger bzw. Zehen können bereits ausgemacht werden. Ihre Schüler erfahren, was eine Apoptose ist, und lernen typische Beispiele kennen. In arbeitsteiliger Gruppenarbeit erarbeiten sie sich die Wege, die zu einer Apoptose führen, und stellen den Vorgang in Verbindung mit der Entstehung von Krebs in einen größeren Zusammenhang.
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Kriminalbiologie
Die Kriminalbiologie ist ein noch junges Teilgebiet der Biologie. Moderne zytologische, genetische und biochemische Untersuchungstechniken haben das Methodenrepertoire von Kriminologen, die eng mit den entsprechenden Fachbiologen zusammenarbeiten, so stark erweitert, dass oftmals winzigste Spuren am Tatort zur Aufklärung forensischer Sachverhalte ausreichen. Bevorzugte Spurenträger sind Blut, Fingerabdrücke, Knochen, Haut- und Sekretreste, organische Makroreste oder vollständig erhaltene Organismen. Eine Schlüsselstellung nimmt die DNA ein, die oftmals in Spuren enthalten ist, aber auch bestimmte chemische Elemente helfen bei kriminaltechnischen Analysen.
Gesamtwerk
Wenn ein Pilz eine Froschart ausrottet
Das Material zeigt die Vernetzung von Neurophysiologie, ökologischer Anpassung und Evolution. Am Beispiel des Corroboree-Froschs lässt sich demonstrieren, wie eine spezialisierte Lebensweise in Zusammenwirkung mit einer Infektion zum Aussterben einer Art führen kann. Daneben sollen Überlegungen zur Entwicklung von Parasiten angestellt werden sowie zu den Folgen der Einbürgerung nicht-heimischer Arten. Das Material lässt sich optimal kurz vor der Abiturprüfung einsetzen, da Kenntnisse aus drei Themenbereichen gefragt sind.
Gesamtwerk
Ökologie
Anhand der beiden angebotenen Texte von HAECKEL und FORBES können zum einen die Analyse biologischer Texte und zum anderen deren Vergleich und ein kritisches Hinterfragen der Textinhalte und -aussagen eingeübt werden. Hierbei werden Kompetenzen eingeübt, so die Erfassung und Konkretisierung biologischer Begrifflichkeiten, das Hinterfragen biologischer Sachverhalte in Bezug auf die Sichtweise des Menschen auf seine Umwelt sowie die Berücksichtigung der Ansichten und Einstellungen anderer Wissenschaftszweige. (hier der Ökonomie und Philosophie).
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Sukkulenten
Die Klausur ist als Abschluss des Themengebietes "Energiebindung und Stoffaufbau durch Fotosynthese" konzipiert. Neben grundlegendem Vorwissen zur Zellbiologie, insbesondere dem Feinbau der Biomembran und den unterschiedlichen Möglichkeiten des Stofftransportes, werden die Kenntnisse der Schülerinnen und Schüler über den Ablauf der Fotosynthese in den Chloroplasten sowie über die Abhängigkeit der Fotosynthese von verschiedenen Umweltfaktoren überprüft. In der Klausur müssen die Schüler ihr Wissen über den im Unterricht behandelten Calvin-Zyklus mithilfe der zur Verfügung gestellten Materialien auf eine für sie komplett unbekannte Variante der Fotosynthese, den CAM-Säurestoffwechsel, anwenden.
Gesamtwerk
Modelle des Bewegungssehens
Der hier dargelegte Themenkomplex bezieht sich auf neuro- und sinnesphysiologische Aspekte im Rahmen von Räuber-Beute-Beziehungen. Er geht der Frage nach, wie Organismen bei der visuellen Orientierung verlässliche Informationen über Bewegungen erhalten können. Bei entsprechender Reizsituation kann es zu identischen Bildverschiebungen auf der Netzhaut kommen, obwohl sich im einen Fall ein Objekt und im anderen Fall der Organismus selbst bewegt. Für Räuber als auch für Beutetiere ist es deshalb wichtig, entscheiden zu können, durch wen solche, der Bewegungswahrnehmung dienenden, retinalen Bildverschiebungen verursacht werden.
Gesamtwerk
Das "Dreiecksverhältnis" der Paranuss
Das Material zeigt ein Beispiel von komplexer Koevolution, bei der drei Arten betroffen/einbezogen sind und innerhalb einer Art (Bienen) zudem Männchen und Weibchen unterschiedliche Spezialisierungen aufweisen. Zur Lösung dieser Aufgabe sind Kenntnisse der Evolutionsfaktoren (Mutation, Selektion, Isolation) erforderlich.
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Badegewässer in der EU
Auf der Webseite des Wasserinformationssystems für Europa (WISE) kann die Wasserqualität für Badegewässer an 20 000 Küsten- und Binnengewässern in ganz Europa eingesehen werden. Mit diesem Beitrag sollen die Bedeutung der Wasserqualität und die Wichtigkeit ihrer Bewahrung thematisiert werden. Außerdem soll deutlich werden, dass dieses bedeutende Ziel nur durch internationale Anstrengungen zu erreichen ist.
Gesamtwerk
Die Evolution
Von den Kaiserpinguinen auf dem antarktischen Packeis über die farbenprächtigen Schmetterlinge auf der Bergwiese bis zu den skurrilen Geschöpfen der dunkelsten Tiefsee – auf unserer Erde finden wir eine atemberaubende Vielfalt an Lebewesen. Doch wie konnte sich diese entwickeln? Und wie kam das Leben überhaupt in die Welt? Die von Charles Darwin entworfene und seither stetig weiterentwickelte Evolutionstheorie gibt auf diese und zahlreiche weitere Fragen wissenschaftlich fundierte Antworten. Das vorliegende Buch bietet eine gründliche und leicht verständliche Einführung in die komplexe Geschichte der Entstehung und Entwicklung des Lebens.
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