Unterrichtsmaterialien Nervensystem: Ganze Werke Seite 2/5
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Biologie
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digital unterrichten – Biologie –6/2022
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Freiarbeitsmaterialien f. d. 7. Klasse: Biologie
Sie kennen es aus Ihrem Biologieunterricht: Um der Heterogenität Ihrer Lerngruppe gerecht zu werden, braucht es differenzierte Lernangebote. Individuell abgestimmtes Material ist besonders in Unterrichtsphasen des selbstständigen Lernens gefordert und kann auch zum Abschluss eines Themenfeldes den Lernerfolg Ihrer Schülerinnen und Schüler sichern. Dieser Band unterstützt Sie mit praxiserprobten und fertig ausgearbeiteten Materialien bei der Gestaltung von Unterrichtsarrangements wie Lernzirkel oder Lerntheke.Sie erhalten flexibel einsetzbares Material mit abwechslungsreichen Aufgabenformaten, die sowohl Fach- als auch Methodenkompetenzen fördern. Zusatzmaterial in Form von MP3-Dateien bieten darüber hinaus Unterstützung in jedem Themenbereich. Von humanbiologischen Themen wie dem Aufbau und der Funktion des Auges über die Lebensvorgänge der Pantoffeltierchen bis zum Steckbrief einer Weinbergschnecke werden alle Aufgaben in drei Schwierigkeitsstufen angeboten. So können Ihre Schülerinnen und Schüler den erarbeiteten Stoff individuell und im eigenen Tempo üben. Lösungen zur Selbstkontrolle ermöglichen ebenfalls ein individuelles Arbeitstempo der Lernenden. Keine lange Vorbereitung – einfach kopieren und schon geht’s los!
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Artenschutz 4.0
Die Artenkenntnis bei Kindern und Jugendlichen verschwindet immer mehr. Über die Verknüpfung mit digitalen Medien lässt sich die Natur motivierend neu entdecken. Das Kennenlernen heimischer Arten trägt zur Meinungsbildung bei und hilft, den globalen Verlust der biologischen Vielfalt zu stoppen. In dieser Ausgabe von UNTERRICHT BIOLOGIE zeigen wir Ihnen, wie digitale Medien eingesetzt werden können, um die Natur anders zu erleben und entsprechende Lerninhalte spannend zu vermitteln. Die Lernenden legen in einer App digitale Bienenstöcke an. Auf dem Schulhof entdeckte Biodiversität lässt sich mithilfe digitaler Karten dokumentieren. Die digitale Bestimmung von Pflanzen mittels Smartphones und das Anlegen eines digitalen Herbariums wirken der zunehmenden „Plant Blindness“ entgegen. Digitalgestützt mit Rätseln lassen sich auch Tiere bestimmen und einordnen. Mithilfe eines Simulationsspiels zu Passionsblumenfaltern können die Lernenden Veränderungen des Artbegriffs nachvollziehen.
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Chemiewaffe Nowitschok, ein Synapsengift: mündliche Abiturprüfung
Abiturientinnen und Abiturienten bereiten mit diesem Material den Vortrag in der mündlichen Abiturprüfung zur Wirkung des Neurotoxins Nowitschok vor. Die Chemiewaffe war 2018 weltweit in den Medien, nachdem der ehemalige russische Doppelagent Sergej Skripal und seine Tochter Julija in Salisbury damit vergiftet wurden. 2020 war auch beim Attentat auf den Kreml-Kritiker Alexej Nawalny eindeutig Nowitschok die Ursache der lebensbedrohlichen Intoxikation. Nowitschok hemmt die Aktivität der Acetylcholinesterase. Ist das Enzym blockiert, strömen unaufhörlich Natriumionen in die postsynaptische Nervenzelle und lösen ein aktivierendes Signal (EPSP) aus. Dies hat Muskelkrämpfe zur Folge. Bei schneller medizinischer Betreuung können Atropin oder Oxime zur Rettung eingesetzt werden. Mithilfe ihrer Kompetenzen zur Enzymatik und Neurobiologie erklären Ihre Schüler die Vergiftungserscheinungen auf molekularer Systemebene.
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Freiarbeitsmaterialien 9. Klasse: Biologie
Sie kennen es aus Ihrem Biologieunterricht: Um der Heterogenität Ihrer Lerngruppe gerecht zu werden, braucht es differenzierte Lernangebote. Individuell abgestimmtes Material ist besonders in Unterrichtsphasen des selbstständigen Lernens gefordert und kann auch zum Abschluss eines Themenfeldes den Lernerfolg Ihrer Schülerinnen und Schüler sichern. Dieses E-Book unterstützt Sie mit praxiserprobten und fertig ausgearbeiteten Materialien bei der Gestaltung von Unterrichtsarrangements wie Lernzirkel oder Lerntheke. Sie erhalten flexibel einsetzbares Material mit abwechslungsreichen Aufgabenformaten, die sowohl Fach- als auch Methodenkompetenzen fördern. MP3-Dateien als Zusatzmaterial bieten darüber hinaus Unterstützung in jedem Themenbereich. Von humanbiologischen Themen wie der Funktion der Blutgefäße über die Bakterien genetik bis zu den Vorgängen an der Synapse werden alle Aufgaben in drei Schwierigkeitsstufen angeboten. So können Ihre Schülerinnen und Schüler den erarbeiteten Stoff individuell und im eigenen Tempo üben. Lösungen zur Selbstkontrolle entlasten Sie von den notwendigen Korrekturen. Keine lange Vorbereitung – einfach kopieren und schon geht’s los!
Verwandte Themen
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Homologie & Analogie bei Nervensystemen und Proteinen: mündliches Abitur
Abiturienten bereiten mit diesem Material den Vortrag in der mündlichen Abiturprüfung vor. Die Schülerinnen und Schüler untersuchen verschiedene Nervensysteme und Wirbeltiergehirne hinsichtlich ihrer Verwandtschaft und Abstammung auf Homologien. Analoge Organe haben dieselbe Funktion, aber keine gemeinsame Abstammung. Man bezeichnet dies auch als konvergente Evolution. Diese kommt vor, wenn auf Lebewesen ein ähnlicher Selektionsdruck wirkt, diese aber unabhängig voneinander gleichartige Angepasstheiten entwickeln. Kreationisten unterstellen gerne, dass Evolution mit Ähnlichkeit begründet und umgekehrt Homologie durch evolutionstheoretische Annahmen bestimmt werde. Damit entstünde ein Zirkel gegenseitiger Selbstbestätigung, wodurch das evolutionstheoretische Homologieargument an Wert verlöre. Kreationisten übersehen jedoch, wie perfekt belegte Homologien in ein System gemeinsamer Abstammung passen. Der Beweis für gemeinsame Abstammung stammt allerdings aus den Ähnlichkeitsmustern vieler
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Schmerzen
Schmerzen belasten Körper und Seele, schränken das Privat- oder Berufsleben ein und haben oftmals Auswirkungen auf die sozialen Kontakte. Nicht nur Erwachsene sind davon betroffen, auch viele Schülerinnen und Schüler, sei es durch schmerzhafte Verletzungen beim Spielen, im Sportunterricht oder auch durch Erkrankungen, die eine langwierige Schmerztherapie erfordern. Diese Unterrichtseinheit zielt darauf ab, das Schmerzgeschehen transparent zu gestalten, das Wissen darüber zu erweitern und den Umgang mit quälenden Schmerzen besser zu verstehen. Zielgerichtete und schülergerechte Materialien vermitteln, wie es zur Schmerzentstehung,- weiterleitung und -verarbeitung kommt und zeigen, wie Schmerzen diagnostiziert und durch unterschiedliche Methoden behandelt werden können. Dabei lernen die Jugendlichen einige themenbezogene medizinische Fachbegriffe kennen.
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Naturschutz auf neuen Wegen
Wie kann der Mensch der ständig wachsenden Bedrohung durch die drastischen Veränderungen auf unserem Bioplaneten Erde begegnen? Welche neuen innovativen Konzepte gibt es für den Naturschutz? Lassen sich durch Naturschutz sogar neue Pandemien wie die COVID-19-Pandemie verhindern? In diesem Heft werden verschiedene Beispiele vorgestellt und kritisch hinterfragt. Die Unterrichtsmodelle in diesem Heft zeigen, wie Naturschutz auf neuen Wegen gestaltet werden kann. Die praktische Umsetzung erfolgt in zwei Unterrichtseinheiten, zum einen durch die Begrünung von Städten am Beispiel selbst gebauter begrünter Hochhausmodelle und zum anderen durch die Einrichtung von Eh-da-Flächen. Dabei werden neue Lebensräume geplant oder geschaffen und die Biodiversität gefördert. Auch theoretisch kann das Thema "innovativer Naturschutz" sehr spannend sein. Was passiert beispielsweise, wenn Tiere wie der Nandu auf einmal bei uns durch versehentliche menschliche Aktivitäten heimisch werden? Ist der Nandu als Neozoon bei uns wirklich besonders schützenwert oder eher doch nicht? Wie lässt sich die assistierte Evolution bewerten, bei der der Mensch als eine Art „Designer“ aktiv in die Entwicklung der Korallenriffe eingreift, um sie zu schützen. Welche Rolle spielt der Erhalt tropischer Regenwälder für die Entwicklung neuartiger Pandemien und was verbirgt sich hinter dem Begriff Verdünnungseffekt der Arten? Mit diesen Themen beschäftigten sich die Beiträge in diesem Heft.
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Signalübertragung an Neuronen
Milliarden von Neuronen bilden ein hochkomplexes System, in dem sie mithilfe elektrischer Signale und chemischer Botenstoffe die Kommunikation von und zur Umwelt regeln. Die Neuronen sammeln über ihre Dendriten Reize bis zu einer bestimmten Schwelle, ab welcher ein Aktionspotential ausgelöst wird. Über das Axon erfolgt die blitzschnelle Weiterleitung zu den Endknöpfchen und Synapsen, die die Signale an Muskeln oder Drüsen weitergeben. Zeigen Sie Ihren Schülerinnen und Schüler mit dieser Einheit den Aufbau der Neuronen und den Ablauf von Reizempfang, -bündelung, -weiterleitung und -weitergabe über die Synapsen. Den Schwerpunkt bildet eine kooperative Gruppenarbeit, mit der schrittweise und leicht verständlich die komplizierten neurologischen Funktionsabläufe aufgezeigt werden. Die Materialien können von den Lernenden als Selbstlerneinheit eigenständig erarbeitet werden. Dabei kann die Erarbeitung analog oder auch in Form einer LearningApps-Kollektion interaktiv erfolgen.
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Sucht und Suchtgefahren
Alkohol, Rauchen, Computerspiele, Social Media oder harte Drogen – Potenzial dafür in eine Sucht zu rutschen gibt es in vielen Bereichen. Die Gefahr besteht darin von einer Gewohnheit bzw. dem Genuss in eine Sucht zu rutschen. In dieser Unterrichtseinheit erarbeiten sich Ihre Schülerinnen und Schüler Definitionen rund um das Thema Sucht, die psychologischen sowie körperlichen Auswirkungen einer Abhängigkeit und bewerten Suchtgefahren sowie -situationen anhand kleiner Fallbeispiele kritisch.
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Natürliche Intelligenz vs. künstliche Intelligenz (KI)
Die menschliche Intelligenz hat etwas Faszinierendes. Was macht uns eigentlich intelligent, und was ist unter Intelligenz überhaupt zu verstehen? Während die Wissenschaft auf diese Frage noch keine endgültige Antwort gefunden hat, wird im Bereich der künstlichen Intelligenz bereits seit mehreren Jahrzehnten versucht, Maschinen mit Intelligenz auszustatten. Dabei orientieren sich die Forscher auch ganz konkret am menschlichen Gehirn. Werden Maschinen also nun bald so intelligent sein wie wir? Was kann diese künstliche Intelligenz, was kann sie nicht? Diese Lernaufgabe widmet sich der komplexen Thematik und macht künstliche Intelligenz (KI) auch praktisch erfahrbar. Ihre Schülerinnen und Schüler führen beispielsweise selbst einen Turing-Test durch und trainieren ein künstliches neuronales Netz.
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digital unterrichten – Biologie -4/2021
digital unterrichten – Biologie -4/2021
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Aufgaben besser verstehen
Aufgaben, Aufgaben, immer wieder Aufgaben ... Schülerinnen und Schüler sind oft mit ellenlangen Aufgaben konfrontiert und stehen vor der Herausforderung, eine vollständige, strukturierte und präzise Antwort zu geben. Aufgabenstellungen genau zu beachten und zu wissen, was dabei wirklich gefragt ist, kann man lernen! Das Heft zeigt „typische“ Aufgabenstellungen aus verschiedenen Bereichen des Faches Biologie und führt vor Augen, wie man diese gezielt durchleuchten kann. Mithilfe angeleiteter Übungsaufgaben trainieren die Schülerinnen und Schüler, welche Antwortstruktur bei welchem Aufgabentyp erwartet wird und lernen, strukturierter und exakter zu antworten. So fällt es letztlich auch bei anderen Gelegenheiten leichter, die „Knackpunkte“ von Aufgaben wiederzuerkennen und sie immer erfolgreicher zu bearbeiten. Zum Inhalt: Wie man sein Fachwissen mit Basiskonzepten vernetzen kann – Kompetent Aufgaben mit Leitfragen bearbeiten; Wie man eine Kartoffel zum Schäume bringt – Kompetent Aufgaben zum Experimentieren lösen; Wie man zu einem begründeten Urteil kommt – Kompetent (bio-)ethische Fragestellungen bewerten.
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Mein Körper, meine Gefühle und ich
Diese speziell für heterogene Lerngruppen konzipierte und wissenschaftlich erprobte Unterrichtsreihe ist für alle Schularten einsetzbar. Sie verbindet humanbiologische Inhalte mit den Feldern der sozialen und emotionalen Kompetenz, die v. a. in inklusiven Settings eine große Rolle spielen. Mithilfe spezieller Classroom Management Strategien, wie einem Tokensystem, wird diesem Setting Rechnung getragen. Diese vorgestellten Unterrichtsstunden zur Förderung der emotionalen Kompetenz dienen der Erarbeitung von Zusammenhängen zwischen situationsbedingt entstehenden Emotionen, den Hirnregionen des vegetativen Nervensystems als Orte der Reizverarbeitung und körperlichen Reaktionen wie Gesichtsausdrücken und Körperhaltungen.
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Botanische Bestimmungsübungen
Bestimmen leicht gemacht! Das Buch führt in das Arbeiten mit Bestimmungsschlüsseln in Floren ein und macht so das problemlose Bestimmen mitteleuropäischer Gefäßpflanzen bis hin zur Art leicht erlernbar. In der 4. Auflage der „Botanischen Bestimmungsübungen“ wurden bei der Familiengliederung kleinere Anpassungen vorgenommen, in der Praxis missverständliche Formulierungen geändert und komplizierte Fachbegriffe verständlich erklärt. Die Theorie der Erstellung und Benutzung von Bestimmungsschlüsseln hilft nicht nur, Fehler zu vermeiden, sondern unterstützt auch die Auswahl des Bedarfs eigener Bestimmungsliteratur. Die Anleitung zur Anlage eines Herbariums führt in die wissenschaftliche Dokumentation von Biodiversität ein. Die wichtigsten europäischen Pflanzenfamilien werden steckbriefartig mit Blütendiagramm und Hinweisen auf Gift-, Nutz- und Zierpflanzen dargestellt. Damit ist die erfolgreiche Nutzung entsprechender europäischer Titel problemlos möglich.
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Allgemeine Virologie
Die Anzahl und Variabilität von Viren ist immens. Ihnen allen ist aber gemeinsam, dass sie zur Vermehrung auf eine lebende Zelle angewiesen sind. Viren haben deshalb effiziente Strategien entwickelt, die Zellhüllen zu überwinden und die Makromolekül-Synthese-Mechanismen im Zellinneren für die eigene Replikation zu beanspruchen. Gleichzeitig müssen sie die umfangreichen Abwehrmechanismen des Wirts so beeinflussen, dass der Replikationszyklus mit der Freisetzung von Virusnachkommen abgeschlossen werden kann. Die neusynthetisierten Viren können sich weiter im Wirt verbreiten und auf neue Wirte oder ganze Populationen übergreifen. Die Allgemeine Virologie erläutert die verschiedenen Schritte im Replikationszyklus der Viren und zeigt die vielfältigen Interaktionen zwischen Virus und Wirt auf. Zudem werden Strategien für die Kontrolle von Virusinfektionen sowie für den Einsatz von Viren in der Molekularen Medizin diskutiert. Doppelseitige farbige Darstellungen von wichtigen Viren im Appendix (u. a. Corona-, Herpes-, Pox-, Rhabdo- und Retro-Virus).
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Naturschutzbiologie
Naturschutzbiologie ist eine relativ junge wissenschaftliche Disziplin, deren Ziel die Erarbeitung der Grundlagen für die Erhaltung und Förderung der biologischen Vielfalt (Biodiversität) und der Ökosystemleistungen ist. Dieses Lehrbuch behandelt die wichtigsten Aspekte der Naturschutzbiologie, stellt neue Ergebnisse der Forschung vor und zeigt deren Anwendungsmöglichkeiten für den praktischen Naturschutz auf. «Naturschutzbiologie» richtet sich an Bachelor- und Masterstudierende der Biologie, der Landschaftsplanung, Forstwissenschaften und (Bio-)Geografie. Das Lehrbuch dient auch der Weiterbildung von in den Bereichen «Naturschutz» und «Landschaftsplanung» tätigen Personen und bietet aktiven Naturschützern einen guten Überblick.
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Sucht
Eine Sucht kann unterschiedlich ausgeprägt sein und vielfältige Ursachen haben. Für eine gelungene Suchtprävention ist es wichtig, die Ursachen der Sucht zu kennen. Insbesondere Jugendliche sind gefährdet, in der Phase der Adoleszenz eine Sucht oder ein abhängiges Verhalten zu entwickeln. Und gerade sie schätzen oft die Risiken falsch ein, weil sie eine verzerrte selbstbezogene Risikowahrnehmung haben. Aber auch Erwachsene sind gefährdet. Die Unterrichtsmodelle in diesem Heft beleuchten verschiedene Facetten von Sucht und Abhängigkeit. Ein Drittel der Jugendlichen trinkt regelmäßig in der Peergroup viel Alkohol. Dieses Rauschtrinken wird von ihnen oft nicht als Risiko wahrgenommen. Das Risiko richtig einzuschätzen und das Neinsagen werden trainiert. Auch die Risiken des Cannabiskonsums im Jugendalter und die Wirkung der Droge auf das Nervensystem werden vorgestellt. Was ist, wenn der Medienkonsum problematisch wird, wenn aus Begeisterung für Alltagsaktivitäten eine Sucht oder Abhängigkeit wird? Ein Test hilft bei der Selbsteinschätzung. Außerdem werden Kriterien für problematische Onlineaktivitäten erarbeitet und Maßnahmen abgeleitet. Die Ursachen einer Sucht zu erklären, scheint nicht einfach zu sein. Das zeigen wissenschaftliche Modelle, die unterschiedlicher nicht sein könnten. Ist Sucht eine Krankheit des Gehirns oder eine Störung des willentlichen Entscheidungsverhaltens? Versuche mit Ratten und mit alternativen Verstärkern bieten Lösungsansätze. Die Opioid-Epedimie in den USA zeigt, was passiert, wenn ein Pharmakonzern ein Schmerzmedikament mit hohem Suchtpotenzial vermarktet, ohne auf die Risiken hinzuweisen. Der Missbrauch des Schmerzmittels führte zu einem starken Anstieg der Drogenabhängigen und vielen Todesopfern zwischen 1999 und 2017. Ein Fallbeispiel zeigt dies.
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Neuronen
Die Schüler setzen sich mit den Grundprinzipien der Informationsübertragung bei Neuronen auseinander. Dabei lernen sie nach dem Grundsatz „die Form bestimmt die Funktion“ zunächst den Aufbau eines Neurons kennen, um sich anschließend den elektrischen Vorgängen der Informationsübertragung am Axon und den stofflichen Vorgängen an den Synapsen und deren Beeinflussung zu widmen. Ebenso wird die Informationsverrechnung vieler Neuronen betrachtet. Durch Teamarbeit, insbesondere durch eine Performance zu den neuronalen Vorgängen, trainieren die Schüler ihre soziale und kommunikative Kompetenz.
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Photorezeptoren und neuronale Verarbeitung
In dieser Unterrichtseinheit tauchen Sie mit Ihren Schülerinnen und Schülern in die Welt des Sehens auf neuronaler Ebene ein. Als Grundlage dienen die von den Nobelpreisträgern David Hubel und Torsten Wiesel durchgeführten Experimente zum Verständnis der Funktion der Photorezeptoren in der Retina sowie der Neuronen im visuellen Cortex unseres Gehirns. Ihre Schülerinnen und Schüler erarbeiten an diesem anschaulichen Beispiel das Prinzip des rezeptiven Felds bzw. der On-/Off-Zellen und erklären den Begriff des präferierten Stimulus bei der Ausrichtung eines Lichtreizes mithilfe von räumlicher Summation und Inhibition.
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Unser Hormonsystem
Die Schüler erarbeiten sich anhand einer mysteriösen Kriminalgeschichte die Wirkweise von Insulin und Glucaon. Ein Sketch von Otto Waalkes dient der Verinnerlichung der aufeinander abgestimmten Wirkweise der Hormonsysteme im Körper. Die fiktive Figur Barney Gland begleitet die Schüler in der Erarbeitung der Wirkweise der verschiedenen Hormondrüsen und Hormone des Körpers. Anhand eines fehlerhaften Fachtextes und eines Dominos werden die Lernergebnisse überprüft.
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Konditionierung
Die Verbindung eines Reizes mit einem Verhalten nennt man Konditionierung. Von klassischer Konditionierung spricht man, wenn ein neutraler Reiz mit einem Reflex verknüpft wird, von operanter Konditionierung, wenn ein neutraler Reiz mit einem willentlich steuerbaren Verhalten kombiniert wird. Die Konditionierung bildet die Grundlage des Lernens. Der Film zeigt in Animationen und Bildern am Beispiel der Hundeerziehung die klassische und die operante Konditionierung und erklärt deren physiologische Grundlagen. Wie der Mensch konditioniert wird, ist der Inhalt des abschließenden Kapitels.
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Lapbooks im Biologieunterricht - 7./8. Klasse
Dieses E-Book liefert Ihnen kreative Materialien und ansprechende Vorlagen für die einfache Erstellung von Lapbooks. So können Ihre Schüler wichtige Lehrplanthemen des Biologieunterrichts der 7. und 8. Klasse erarbeiten, individuell aufbereiten, präsentieren und ihre Lernerfolge festigen. Diverse Faltvorlagen, wie z. B. Drehscheiben, Leporellos und Flipflaps ermöglichen Ihren Schülern eine kreative und motivierende Auseinandersetzung mit ausgewählten Themenschwerpunkten. Zu jedem Thema werden Gestaltungsimpulse für die Erstellung der Lapbookelemente gegeben. Die vielfältigen Umsetzungsmöglichkeiten lassen individuelle Ergebnisse entstehen, weshalb sich der Einsatz von Lapbooks auch zur Differenzierung in heterogenen Lerngruppen mit unterschiedlichen Fähigkeiten und Stärken eignet. Die Lapbook-Methode unterstützt zudem das selbstständige Lernen und fördert durch Sozialformen wie Partner- und Gruppenarbeit die Kommunikation zwischen den Schülern.
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Sucht und andere Gefahren
In dieser Einheit beschäftigen sich Ihre Schüler mit dem Thema Drogenabhängigkeit im Allgemeinen sowie dem Phänomen des Komasaufens im Speziellen. Sie erarbeiten mit der Placemat-Methode mögliche Ursachen für eine Drogenabhängigkeit und erweitern im Gruppenpuzzle ihr Fachwissen über gängige Suchtmittel wie Alkohol, Nikotin, Cannabis, Crystal Meth und Heroin. Zum Abschluss der Einheit wird über mögliche Wege aus der Sucht diskutiert.
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Zelluläre und molekulare Mechanismen der Gedächtnisbildung
Die Leistungskontrolle für die Oberstufe prüft das Wissen Ihrer Klasse zu dem Aufbau und der Funktion von Neuronen, der neuronalen Informationsverarbeitung in Bezug auf den Kiemenrückziehreflex, der Habituation und der Sensitivierung bei der Meeresschnecke Aplysia.
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