Unterrichtsmaterialien Genetik: Ganze Werke Seite 2/11
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Klausuraufgabe: Unerfüllter Kinderwunsch und Reproduktionstechnologien
Bei unerfülltem Kinderwunsch können moderne Therapien der Testosteronsubstitution kombiniert mit reproduktionstechnologischen Maßnahmen, wie der In-vitro-Fertilisation und der Intrazytoplasmatischen Spermieninjektion, heute immer mehr Wunscheltern zu einem Baby verhelfen. Die Schülerinnen und Schüler führen eine Fallstudie durch, bestimmen die Diagnose, wählen begründend die bestmögliche Therapie und setzen sich ethisch mit dem Verbot der Kryokonservierung von Embryonen in Deutschland auseinander.
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Innovativer Artenschutz
Das Nördliche Breitmaulnashorn ist das am stärksten gefährdete Säugetier der Erde. Auf der ganzen Welt leben nur noch zwei Kühe, die keinen Nachwuchs austragen können. Doch kann die funktional ausgestorbene Art durch künstliche Befruchtung und Methoden der Stammzellforschung gerettet werden? Eröffnen Stammzellforschung und Reproduktionsmedizin neue Wege eines zukunftsweisenden Artenschutzes? Die Bearbeitung der komplexen bioethischen Thematik erweitert die Bewertungskompetenz.
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Genome Editing mit CRISPR/Cas9
Eine Revolution in der Gentechnik: CRISPR/Cas! Damit lassen sich einfach und zielgenau Schnitte im Genom setzen, um ein Gen auszuschalten oder neue Gene einzufügen. Eine bahnbrechende Entwicklung, die unzählige Lernmöglichkeiten bietet. Wichtige Zukunftsziele in greifbarer Nähe Ob klimaresistente Pflanzen, reduzierter Düngemitteleinsatz oder Therapiemöglichkeiten genetisch bedingter Erkrankungen – diese und ähnliche Ideen sind heute keine Zukunftsvisionen mehr, sondern dank des CRISPR/Cas9-Systems realistisch umsetzbare Projekte. Doch sollten wir das alles auch wirklich tun? CRISPR/Cas im Unterricht Die Ausgabe bietet eine wertvolle Ressource, um die Lernenden für die Komplexität und die Möglichkeiten der modernen Biowissenschaften zu begeistern. Die Schüler:innen … verstehen Sinn und Funktion eines CRISPR/Cas-Systems als Methode des Genome Editings; erhalten Einblicke in die Arbeit der Nobelpreisträgerinnen E. Charpentier und J. A. Doudna und; bearbeiten praxisbezogene Anwendungsbeispiele von CRISPR/Cas. Gesellschaftliche Dimensionen; Impulse für ethische Diskussionen bietet eine abschließende kritische Auseinandersetzung mit den Meinungen von Befürworter:innen und Kritiker:innen des Genome Editings.
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Ethik in der Wissenschaft
Dürfen wir Tiere zu Forschungszwecken einsetzen? Ist es in Ordnung, Pflanzen genetisch zu verändern? Die Frage nach dem richtigen Handeln ist eng an ethische Fragen geknüpft. Lernende sollten in unserer heutigen Welt in der Lage sein, sich zu solch wichtigen gesellschaftlichen Fragen positionieren zu können. Regen Sie spannende Diskussionen an und fragen Sie sich und Ihre Klasse: „Warum erforschen wir überhaupt das Leben?“ Ethik im Biologieunterricht – spannend und unterhaltsam Wie werden Schüler:innen im digitalen Zeitalter auf neue Dinge aufmerksam? Durch Schlagzeilen in den Medien wie „Genschere – gesunde Zwillinge ohne HIV! Wissenschaftler muss dafür ins Gefängnis!“ oder „Hilfe Datenklau – medizinische Datenspende wirklich sinnvoll und sicher?“ Wie soll und kann Wissenschaft funktionieren? Die Inhalte solcher Meldungen sind eng mit ethischen Fragen verbunden. Ethik hängt immer eng mit Wissenschaft und Forschung zusammen. Aber welche interne Verantwortung tragen Wissenschaftler:innen gegenüber der Wissenschaftsgemeinschaft? Wie wird wissenschaftliches Arbeiten normiert? Und welche Verantwortung trägt die Wissenschaft gegenüber der Gesellschaft? Diesen Fragen soll mit den Beiträgen in dieser Unterricht-Biologie-Ausgabe auf den Grund gegangen werden. Lassen Sie Ihre Schüler:innen aktiv am gesellschaftlichen Diskurs um wissenschaftsethische Fragen teilnehmen. Begeistern Sie sie mit spannenden Überlegungen. Wie soll und kann Wissenschaft funktionieren? Nebenbei schulen Sie automatisch die Bewertungs- und Kommunikationskompetenz. Folgende Beiträge erwarten Sie in dieser Unterricht-Biologie-Ausgabe: Tierversuche in der Diskussion Medizinische Datenspende – Risiken und Nutzen Verwirrung um eine Virenstudie! Ein Wissenschaftler muss ins Gefängnis Hauptsache signifikant!?
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Alternsforschung
Hunderte Theorien über den Alterungsprozess existieren bereits, und ständig werden neue Erkenntnisse der Alternsforschung publiziert. An ausgewählten Theorien erwerben die Lernenden grundlegende Sachkompetenzen. Auch Forschungsergebnisse aus Parabiose-Experimenten im Mausmodell zum Protein TIMP2, welches als Blutfaktor in Alterungsprozessen eine bedeutsame Rolle spielt, werden erarbeitet. Darüber hinaus wird im Rollenspiel die gesellschaftliche Perspektive auf ein gesundes, längeres Leben eingenommen sowie diesbezügliche Werte und Wünsche reflektiert. Methodisch stehen weiterhin, im konkreten Kontext der Alternsforschung, der Weg der naturwissenschaftlichen Erkenntnisgewinnung im Mittelpunkt und das ethische Argumentieren, als Basis für das Fällen eines begründeten persönlichen Werturteils.
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Arbeiten mit Lupe und Mikroskop
Mit bloßem Auge ist nicht viel zu sehen? Lassen Sie Ihre Schüler:innen öfter auch einen mikroskopischen Blick auf die Natur werfen. Egal ob Mundschleimhaut, wasserlebende Organismen oder Blattepidermis – mit steigendem Detailgrad fokussiert sich ihr Blick nicht nur aufs Kleine, es steigert auch ihre Faszination für das Große und Ganze: die Biologie! Wenn Mikroskopieren zum Kinderspiel wird. In der faszinierenden Welt der Biologie ist das Mikroskop ein unverzichtbares Werkzeug. Doch wie lernen die Schüler:innen damit umzugehen? Anleitungen und weitere Anregungen bietet dieses Ausgabe von Biologie 5-10. Die Anleitungen zum Mikroskopieren sind nicht nur angemessen, sondern auch differenziert, um Schüler:innen verschiedener Lernvoraussetzungen gerecht werden zu können. Die Anleitungen unterstützen nicht nur die erstmalige Nutzung des Mikroskops, sondern fördern in Forme eines praktischen Nachschlagewerks auch das regelmäßiges eigenständige Wiederholen. Zeichnen leicht gemacht Nicht jeder ist ein geborener Künstler, aber das sollte niemanden davon abhalten, seine wissenschaftlichen Entdeckungen aufzuzeichnen. Biologie 5-10 bietet digitale Unterstützung beim Zeichnen mikroskopisch betrachteter Objekte. Selbst Lernende mit begrenzten zeichnerischen Fertigkeiten können nun erfolgreich vermitteln, was sie unter dem Mikroskop sehen, ohne sich Gedanken über ihre zeichnerischen Fähigkeiten machen zu müssen. Über Mikroskopie zahlreiche Kompetenzen stärken Biologie ist mehr als nur Mikroskopieren, es geht darum, die Welt zu erkunden. Daher werden die Schüler:innen ermutigt, Lupen, Stereomikroskope und Mikroskope zu verwenden, auch wenn es nicht ausdrücklich in der Anleitung gefordert ist. Warum? Weil dies ihre praktischen Fertigkeiten erweitert, ihr Vorgehen reflektieren lässt und ihnen ermöglicht, die technischen Grenzen zu erkunden. Gleichzeitig erkennen sie die Relevanz dieser Instrumente für Forschung und Arbeitswelt. Indem sie zudem Gelegenheit bekommen, Vergrößerungsgeräte selbst zu entwickeln, wird darüber hinaus der Erfindungsgeist der Lernenden gefördert. Folgende Fragen werden unter anderem in dieser Ausgabe verfolgt: Wie können Schüler:innen die Handhabung mit dem Mikroskop eigenständig üben? Welche Dinge gilt es zu beachten, wenn Fünftklässer:innen zum ersten Mal mit Skalpell und Lupe arbeiten? Über welche Methoden kann ich die Schüler:innen differenziert Zeichnungen von Objekten unter dem Mikroskop anfertigen lassen? Wie lassen sich Stereomikroskope in der Natur und im Klassenraum jeweils optimal einsetzen? Wie kann ein fiktiver Kriminalfall dabei helfen, Untersuchungen mit Lupe und Mikroskopen für Schüler:innen besonders motivierend zu gestalten?
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Mini-Escape Rooms für den Biologieunterricht
Live Escape Rooms, Exit Spiele oder Escape Storys in Buchform - das Trendthema Escape Rooms ist weiterhin brandaktuell. Doch was, wenn die Zeit für ein umfangreiches Breakout zu knapp ist? Dann haben wir die Lösung! Mit den Escape Games im Mini-Format verwandeln Sie auch Ihr Klassenzimmer ohne großen Aufwand in einen spannenden Escape Room. Ganz gleich, ob Sie das Prinzip schon kennen oder zum ersten Mal den Sprung in ein Escape Abenteuer mit Ihrer Klasse wagen, mit diesen 20-Minuten-Breakouts für Zwischendurch wiederholen und üben Sie zentrale Lehrplanthemen des Faches Biologie mühelos, mit viel Abwechslung und garantiertem Lernerfolg! Und wie funktioniert das Ganze? Mithilfe verschiedener aufeinander aufbauender Rätsel und Hinweise ermitteln die Schüler*innen einen Zahlencode, mit dem sie eine verschlossene Schatzkiste im Klassenzimmer öffnen. Wie bei Escape Rooms üblich, gibt es eine Einstiegsgeschichte, die zum einen die Schüler*innen zum Thema hinführt, zum anderen eine Lücke definiert, die es durch das Lösen der verschiedenen Aufgaben und das Öffnen der Schatzkiste am Ende zu schließen gilt. Um die Rätsel zu knacken, sind Fachwissen, problemlösendes Denken und Teamwork notwendig.
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Grundlagen der Genetik
Üben und Wiederholen Sie mit Ihrer Klasse wichtige Begriffe und Regeln der klassischen Genetik. Ihre Lernenden werden so ideal auf weitere Teilgebiete der Genetik wie Molekulargenetik, Humangenetik und angewandte Genetik vorbereitet sowie in Ihrem Wissensstand auf einen Nenner gebracht. Die Einheit eignet sich deshalb ideal für die Selbst- oder Fremdevaluation zum Übergang in die Oberstufe.
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Fachdidaktik Biologie
Hilfreiches Grundlagenwissen für den Biologieunterricht Wer sich Expertise für das Lehren und Lernen der Biologie aneignen möchte, braucht eine verlässliche Quelle für biologiedidaktisches Wissen. Die Fachdidaktik Biologie ist seit mehr als 35 Jahren im deutschsprachigen Raum das Standardwerk für alle Phasen der Lehrerbildung. Das Buch liegt nun in einer völlig neu bearbeiteten Auflage vor. Ausgewiesene Expertinnen und Experten stellen in 44 Kapiteln den aktuellen Stand der Biologiedidaktik dar. Dabei wird an den internationalen Forschungsstand zu den einzelnen Themen angeschlossen und gleichzeitig ein Bezug zur Lehr-Lernpraxis hergestellt. Auf Basis der Buchinhalte können Lehr-Lern-Situationen empirisch fundiert und theoriegeleitet geplant, begründet, durchgeführt und reflektiert werden. Dies kann bei Referaten, Prüfungen und Hospitationen grundlegend und unterstützend sein. Die neue Auflage der Fachdidaktik überzeugt durch: die Verbindung von Lesbarkeit, Verständlichkeit und Wissenschaftsorientierung; pointiert formulierte Konzepte in Unterkapiteln, die Kernideen des Biologieunterrichts transparent machen; Aufgaben und wissenschaftliche Übungen zu biologiedidaktischen Themen, die einen Selbsttest des erworbenen Wissens ermöglichen – inkl. online verfügbarer Musterlösungen; die Vermittlung vernetzten biologiedidaktischen Wissens durch Querverweise innerhalb und zwischen den Kapiteln; umfangreiche ergänzende Online-Informationen sowie Literaturangaben, die die Literaturarbeit erleichtern. Die Fachdidaktik richtet sich an Studierende des Lehramts Biologie, an Referendar:innen, Lehrkräfte, die ihr biologiedidaktisches Wissen vertiefen möchten, Personen in der Lehrerfort- und -weiterbildung sowie außerschulischen Lernorten zur weiteren, wissenschaftsbasierten Professionalisierung.
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Biologie lesen, schreiben, sprechen
Nur wer Fachsprache beherrscht, kann Informationen zuverlässig erfassen, verschriftlichen und sich darüber austauschen. Das gilt nicht nur für Informationen aus Texten, Filmen oder Podcasts, sondern in der Biologie vor allem auch für Information aus Tabellen, Diagrammen und mitunter sogar Karikaturen. Klare Kommunikation im Biologieunterricht: Im Biologieunterricht geht es um mehr als darum, Fakten auswendig zu lernen. Auch Zusammenhänge sollen verstanden und ein Austausch darüber angeregt werden. Grundvoraussetzung zum Verstehen komplexer Prozesse ist eine korrekt angewendete Fachsprache. Scaffolding und vielfältige Methoden zur Festigung unterstützen die Lernenden dabei, sich eine solche anzueignen. Damit Aufgabenstellungen klar und transparent sind, sind zudem Operatoren für die Schüler:innen eine wichtige Hilfe. Wie diese zu lesen sind, muss allerdings zunächst gemeinsam erarbeitet werden. So wird der Biologieunterricht Schritt für Schritt nicht nur präziser, sondern auch für alle verständlich. Innovation durch Künstliche Intelligenz: Lernen wird in Zukunft immer digitaler! Schon jetzt gibt es Möglichkeiten, Künstliche Intelligenz in den Unterricht einzubeziehen und so den Schüler:innen näherzubringen. Damit eine KI den Unterricht zielgerichtet unterstützt, ist allerdings ein kritisches und reflektiertes Vorgehen wichtig. In dieser Ausgabe wird demonstriert, wie eine KI den Lernprozess sprachsensibel unterstützen kann. Visuelle Kompetenz steigern: Die Fähigkeit, Informationen aus Zeichnungen, Tabellen und Diagrammen zu entnehmen und in diesen Formen zu präsentieren, geht über reines Wissen hinaus. Indem die Schüler:innen lernen, Daten zu interpretieren und zu präsentieren, werden sie in die Lage versetzt, biologische Konzepte und Ideen effektiv zu erfassen und zu kommunizieren. Dies fördert nicht nur ein umfassendes Verständnis für den fachlichen Inhalt, sondern auch den mündigen Umgang mit Daten im Alltag. Folgende Fragen werden unter anderem in dieser Ausgabe verfolgt: Welche sprachlichen Gerüste unterstützen die Lernenden beim Erlernen von Fachsprache? Wie sieht ein sprachsensibles Mystery aus? Was sind hilfreiche Tipps und Anleitung zum eigenständigen erstellen einer Projektarbeit? Welche Diagrammarten gibt es? Wie werden sie gelesen und eingesetzt? Inwiefern können Karikaturen eingesetzt werden, um fachliche Diskukssionen im Biologieunterricht anzuregen?
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Transidentität naturwissenschaftlich im Blick
Wodurch entsteht Transidentität? Spielen genetische Faktoren eine Rolle, und ist Transidentität bereits während der Geburt festgelegt, oder entwickelt sie sich erst im Laufe des Lebens? Im Rahmen dieser Unterrichtssequenz gehen die Lernenden diesen Fragen auf der Basis naturwissenschaftlicher Erkenntnisse nach. Sie lernen die verschiedenen Phasen der genetischen, gonadalen, somatischen, psychischen und postnatalen Geschlechtsentwicklung des Menschen kennen. Sie erhalten Einblicke in gen- und hormonregulatorische Prozesse und lernen die Auswirkung von Mutationen und Umwelteinflüssen für die Entstehung von Transidentität zu beurteilen. In einem abschließenden Rollenspiel wird die Empathiefähigkeit für gesellschaftliche Minderheiten gefördert sowie auf der Sachebene mit anachronistischen Ressentiments aufgeräumt.
Gesamtwerk
DNA
Anhand eines selbst erstellten DNA-Modells erarbeiten sich die Lernenden Aufbau und Struktur der DNA anschaulich und handlungsorientiert. Notwendige Informationen entnehmen sie u a. aus übersetzten Auszügen des Originalbriefs von Francis Crick. Zu Beginn der Unterrichtsreihe dient eine Lerneingangsdiagnose zur Ermittlung der Vorkenntnisse. Derselbe Test dient am Ende der Reihe als Lernstandsdiagnose, um den Lernzuwachs selbst oder als Lehrkraft analysieren zu können. Die gesamte Unterrichtseinheit wird begleitet von alternativ zu den Arbeitsblättern durchführbaren interaktiven LearningApps-Übungen.
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Organspende
Geld, Blut und Atem kann man spenden – aber was ist mit einem Herz, einer Niere oder einer Leber? Wie ist die gesetzliche Lage und wie fühlen sich wohl Organspender:innen und deren Angehörige? Sensibel und aus verschiedenen Blickwinkeln wird das Thema Organspende beleuchtet. Organspende – ja oder nein? Die Entscheidung zur Organspende ist nicht einfach zu treffen. Hilfreich dabei ist, gesetzliche Regelungen zu kennen, Werbebotschaften richtig zu deuten und biologische Hintergründe zu verstehen. Um das Thema vielseitig zu erfassen, gehört auch, ärztliche Entscheidungen zu bewerten und sich emotional mit den Empfindungen von Organspender:innen und deren Angehörigen auseinanderzusetzen. Sich auskennen und mitreden können: Wissen, Mitgefühl und Kreativität werden von den Schüler:innen gefordert. Dazu - stellen sie: Pro- und Kontra-Argumente einzelner gesetzlicher Regelungen zusammen; diskutieren über die Einführung der Widerspruchslösung oder entwerfen einen Organspendeausweis nach ihren eigenen Vorstellungen. Du bist gefragt! Sich eine eigene Meinung zu bilden und eigene Vorstellungen zu hinterfragen, steht im Zentrum dieses Heftes. Über das Handsymbol werden die Schüler:innen motiviert, selbst aktiv zu werden – ob schreiben, nachdenken oder diskutieren.
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Ungewissheit
Ungewissheit ist eine grundlegende Charakteristik menschlichen Lebens und zentrales Element der Wissenschaftsdisziplin Biologie. Wir bieten Ihnen umfassende Konzepte, mit denen sie das Thema aufgreifen können. Entdecken Sie mit Ihren Lernenden Ungewissheit als Inspiration zum (Weiter-)Denken, Forschen und Lernen. Ungewissheit: Treibstoff für die Wissenschaft: Ungewissheit ist verbunden mit begrenztem Wissen über zukünftige, vergangene oder gegenwärtige Ereignisse und Phänomene. Gerade deshalb ist sie zentraler Motor für die Wissenschaft. Sie treibt an, Fragen zu stellen und Antworten zu suchen. Ungewissheit: Kraftstoff für naturwissenschaftliche Bildung: Ungewissheit ist auch Teil der Lebenswelt von Schüler:innen und daher ein konstruktiver Lernanlass für Unterricht: Was macht ein Tier zu einem Nutz- oder Haustier? Wovon hängt das Infektionsrisiko ab? Ist Gentechnik die Zukunft der Landwirtschaft? Sind Neuromythen „Fakt“ oder Fake? Die Auseinandersetzung mit Ungewissheit fördert den Aufbau eines adäquaten Wissenschaftsverständnis. Warum glauben wir Darwin mehr als Lamarck? Was zeichnet eine wissenschaftliche Theorie aus? Offenheit gegenüber Ungewissheit motiviert und weckt Forschergeist. Meistern Sie Ungewissheit: Machen Sie Ihre Lernenden zu selbstsicheren Forscher:innen. Entdecken Sie unsere Unterrichtsideen und vermitteln Sie Sicherheit im Umgang mit dem Unbekannten.
Gesamtwerk
CRISPR/Cas in der Pflanzenzucht
Im Fokus der Einheit steht das CRISPR/Cas-System und die aktuelle bioethische Diskussion, ob mit CRISPR/Cas editierte Pflanzen unter das Gentechnikgesetz fallen sollen. In diesem Kontext werden unterschiedliche Zuchtmethoden innerhalb eines Gruppenpuzzles verglichen. Den eigenen Lernzuwachs halten die Lernenden in einem Lerntagebuch fest.
Gesamtwerk
33 Ideen Digitale Medien Biologie
Moderner und handlungsorientierter Unterricht zeichnet sich mehr und mehr durch die Einbindung digitaler Medien aus. Diese Entwicklung macht natürlich auch vor dem Fach Biologie nicht Halt. Mit diesem Kompendium halten Sie 33 hilfreiche und praktisch Tipps hinsichtlich der Nutzung von Apps und Tools für den Biologieunterricht. Selbst wenn Sie als Lehrperson nur über wenig Erfahrung oder geringe Vorkenntnisse verfügen, können Sie dank dieser Sammlung sehr einfache digitale Medien im Biologieunterricht einsetzen. Digitale Medien im Biologieunterricht: 33 ausgearbeitete Ideen Jede der 33 Ideen für digitales Lernen in Biologie ist bis ins kleinste Detail ausgearbeitet. Schritt-für-Schritt-Anleitungen helfen Ihnen als Lehrperson bei der Umsetzung im Unterricht. Anhand eines konkreten Beispiels sehen Sie, worauf es in der Praxis schlussendlich wirklich ankommt. Dazu gibt es Tipps zur Durchführung und wertvolle Hinweise darauf, wo eventuell Fallstricke lauern könnten. Selbst Neueinsterger*innen sind somit bestens vorbereitet, um Medien sinnvoll im Biologieunterricht einsetzen zu können. Digitales Lernen in Biologie: Infos vermitteln, Medienkompetenz stärken Das Unterrichtsmaterial für den digitalen Biologieunterricht ist übersichtlich kategorisiert und erleichtert damit den Einstieg in die Thematik. Die Gliederung orientiert sich an Angaben zur Klassenstufe, der Dauer der Aktivitäten, der aktuellen Unterrichtsphase, dem ausgegebenen Ziel sowie an den zur Durchführung benötigten Materialien und den dafür notwendigen technischen Voraussetzungen. Wer digitales Unterrichtsmaterial in Biologie einsetzt, der vermittelt seinen Schüler*innen nicht nur lehrplanrelevante Themen auf eine völlig neue Art, er stärkt gleichzeitig auch die Medienkompetenz der Kinder. Ihre Schützlinge lernen, Mensch, Natur und Umwelt zu beobachten und zu beschreiben. Sie arbeiten Zusammenhänge heraus und visualisieren Wechselwirkungen, stellen Hypothesen auf und experimentieren. Und zwar gemeinsam, wodurch zusätzlich noch die Teamfähigkeit gefördert wird. Die Themen: Unterrichtsgestaltung mit digitalen Tools; Biologische Themen anschaulich und interaktiv vermitteln; Mensch, Natur und Umwelt beobachten und beschreiben; Zusammenhänge und Wechselwirkungen visualisieren; Hypothesen aufstellen und experimentieren; Kollaborativ arbeiten und gemeinsame Produkte erstellen. Der Band enthält: 33 praxiserprobte Ideen zum Einsatz digitaler Medien im Biologieunterricht; Schritt-für-Schritt-Anleitungen; konkrete Unterrichtsbeispiele. Inhaltliche Schwerpunkte: Digitale Medien im Biologieunterricht; digitale Tools Biologieunterricht; Apps im Biologieunterricht; digitales Lernen im Biologieunterricht.
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mRNA in der Genregulation und Impftechnologie
Die Schülerinnen und Schüler bereiten mit dieser Aufgabe den mündlichen Vortrag im Abitur vor. Auf einer metakognitiven Ebene muss die Bedeutung für den Informationsaustausch zwischen zytosolischem Milieu und Genom durch die Allosterie der Repressormoleküle sowie die Rolle der Boten-RNA für den umgekehrten Informationsfluss reflektiert werden. Über die klassischen molekulargenetischen Inhalte hinaus erweitert die Aufgabe den Blick auf die neuen Optionen, die der technische Einsatz künstlicher mRNA in der Medizin bietet. Hierzu sind Grundlagen zum Immunsystem und zu den Impftechnologien erforderlich, die durch geforderte Vergleiche, beispielsweise zwischen Transfektion und bakterieller Transformation, eine anspruchsvolle Rekonstruktion des Sachwissens verlangen.
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Käfer
Tauchen Sie ein in die faszinierende Welt der Käfer. Entdecken Sie die vielfältigen ökologischen Zusammenhänge und stellen Sie Käferlarven als Food der Zukunft vor. Lassen Sie sich von den spannenden Informationen und Materialien inspirieren, um Ihren Unterricht noch lebendiger zu gestalten! Eintauchen in die faszinierende Welt der Käfer: Entdecken Sie "Unterricht Biologie: Käfer". Diese Ausgabe bietet Biologielehrer:innen der Klassen 5–13 umfassende Konzepte, Ideen und Materialien, um die faszinierende Welt der Käfer im Unterricht zu erforschen. Spannendes zu Körperbau, Ökologie und Evolution: Erarbeiten Sie gemeinsam mit Ihren Schüler:innen die wesentlichen Merkmale der Arthropoda am Beispiel der Käfer. Der Körperbau und die Entwicklungsstadien der Käfer sind leicht zugänglich und bieten spannende Einblicke. Entdecken Sie den Dungkäfer als ökologische Schlüsselart und erkunden Sie seine Bedeutung in natürlichen Ökosystemen. Nutzen Sie die morphologische Vielfalt der Käfer und trainieren Sie biologische Arbeitsweisen. Der Grundbauplan der Käfer bietet ein riesiges Potenzial für Angepasstheiten. Erleben Sie die Evolution von Käfern anhand einer Simulation und lassen Sie Ihre Schülerinnen und Schüler mithilfe eines Versuchs zur Zersetzung eines toten Säugetiers zu forensischen Entomologen werden. Käfer und deren Larven bieten viele Perspektiven: Fördern Sie eine mehrperspektivische Auseinandersetzung mit Käfern, denn Käfer und ihre Larven können sowohl als Nützlinge als auch als Schädlinge bewertet werden. Entdecken Sie weitere vielfältige Aspekte, wie beispielsweise Mehlkäferlarven als Nahrungsmittel. Verwenden Sie die Alltagsvorstellungen zu Käfern für konstruktive Lernanlässe. Folgende spannende Themen stehen zur Verfügung: Dungkäfer: Kleine Käfer ganz groß! Mehlwürmer – nachhaltige Proteine; Marienkäfer: Einheimisch oder asiatisch; Evolution der Käfer; Forensische Entomologie – auf Spurensuche. Entdecken Sie "Unterricht Biologie: Käfer" und inspirieren Sie Ihre Schüler:innen zu einer tieferen Auseinandersetzung mit der Natur und den faszinierenden Lebewesen, die sie bevölkern. Erleben Sie den Biologieunterricht in einem neuen Licht!
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Synthetisches Algenöl vs. Palmöl
Öl aus synthetischen Algen statt Palmöl: Kann die „Synthetische Biologie“ (SynBio) zur Rettung der Regenwälder einen Beitrag leisten? Die Schülerinnen und Schüler lernen die aus Westafrika stammende, ertragreiche Ölpalme Elaeis guineensis, ihre Produkte und deren unüberschaubare Verwendung in beispielsweise Chips, Shampoos oder Biodiesel kennen. Sie beurteilen im Rahmen einer Bildung für nachhaltige Entwicklung (BNE) die vielfältigen Auswirkungen der Palmenplantagen auf das Ökosystem Regenwald. Die weltweiten Urwaldrodungen zugunsten von Monokulturen der Ölpalme haben auf lokaler und globaler Ebene umfangreiche ökologische, soziale und wirtschaftliche Konsequenzen. Die Schülerinnen und Schüler erwerben Bewertungskompetenz auf der Basis von Sachwissen, indem sie werteorientiert die Folgen der Regenwaldzerstörung reflektieren. Sie wägen Für- und Wider-Argumente für den optionalen Einsatz der revolutionären „Synthetischen Biologie“ ab.
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Die Humanevolution der Europäer
Lassen Sie Ihre Lernenden mithilfe des molekulargenetischen und evolutionsbiologischen Fachwissens kooperativ entschlüsseln, wie prähistorische Völker im Neolithikum den modernen Europäer prägten. Innerhalb eines fiktiven Forschungskongresses werden Ihre Lernenden zu Expertinnen und Experten für die genetische Evolution der Europäer.
Gesamtwerk
Der circadiane Rhythmus
Der circadiane Rhythmus definiert den Tageszyklus von Tieren und Pflanzen. Er stellt eine biologische Dynamik dar, die ihre Ursache in endogenen Oszillationen metabolischer oder physiologischer Aktivitäten mit einer Periodizität von 20–28 Stunden hat. Die auch als innere Uhr bezeichnete Rhythmik liegt unabhängig von externen Faktoren vor. Der endogene Prozess stellt ein komplexes Geflecht aus Genregulierungen dar, wird damit genetisch gesteuert und durch Stoffwechselprozesse realisiert. Im natürlichen Tag-Nacht-Wechsel wird der Zyklus auf 24 Stunden synchronisiert. In jüngster Zeit konnten große Fortschritte in der Grundlagenforschung sowie der neuen Disziplin der Chronomedizin gewonnen werden. Am Beispiel von „Paracetamol“ und „Aspirin“ erarbeiten die Lernenden an Modellen und Grafiken fallorientiert, dass die Wirksamkeit der bekannten Arzneimittel mit der Tageszeit der Einnahme schwankt.
Gesamtwerk
Erkenntnisgewinnung durch Modellieren
Fachwissen anhand von Modellen zu erarbeiten ist im Biologieunterricht Routine. Aber mithilfe des Modellierens forschend Erkenntnisse gewinnen? Was verbirgt sich hinter diesem Ansatz und wie lässt sich das in der Praxis umsetzen? Wir zeigen es Ihnen anhand von ausgewählten Beispielen in diesem Heft. Vom starren Modell zum forschenden Modellieren: Modelle können weitaus mehr sein, als nur eine Hilfe zur Erarbeitung von Fachwissen. Modellieren liefert eine Grundlage, um forschend Erkenntnisse zu gewinnen. Über das Anfertigen von Modellen lassen sich neue Hypothesen aufstellen und kritisch hinterfragen. Modelle dienen als Ideengeber und helfen, sich etwas Neues über ein Phänomen vorzustellen. Modelle dürfen – und sollen – geändert werden. Kritische Reflexion wird immer wichtiger: Warum ist das wichtig? Zwischen Fake News und Informationsblasen müssen Jugendliche wissenschaftliche Fachinhalte kritisch hinterfragen können, um sich eine fundierte Meinung bilden zu können, zum Beispiel zum Klimawandel. Lernende haben oft eher vage Vorstellungen darüber, wie naturwissenschaftliche Forschung erfolgt und welchen Einflüssen sie ausgesetzt ist. Sie haben Schwierigkeiten zu verstehen, dass es oft nicht „die eine, richtige Lösung“, sondern verschiedene Ansätze zur Erklärung eines Phänomens gibt. Forschend im Biologieunterricht modellieren: Dies alles spricht dafür, im Unterricht einfach mal auszuprobieren, wie man forschend mit Modellen arbeiten kann. Schon in der Sekundarstufe I können zum Beispiel einfache Regelkreise zu den Vitalparametern Blutdruck und Herzfrequenz entwickelt werden. Die Lernenden nutzen ihre eigenen Werte, die sie vor und nach Bewegung messen und erfassen. Das macht Spaß und bringt Abwechslung in den Unterricht. In der Sekundarstufe II lässt sich beispielsweise herausfinden, wie sich mit Modellen alternative Erklärungen zur Vererbung der Augenfarbe finden lassen. An der Vererbung dieses Merkmals sind nämlich mehrere Gene beteiligt. Deshalb reicht die Anwendung der Mendelschen Regeln nicht aus, um das Phänomen plausibel zu erklären. Ausprobieren schafft Verstehen: Lassen Sie Ihre Schüler:innen diesen neuen Weg der Erkenntnisgewinnung gehen und bereiten Sie sie so auf die Anforderungen des Alltags im digitalen Zeitalter vor. Folgende spannende Themen stehen zur Verfügung: Über Bewegungsübungen zu Regelkreisen; Die Allensche Regel bei Hundeartigen; Umweltfaktoren beeinflussen das Libellenverhalten; Der Vererbung ins Auge sehen Beutetiere und Räuber. Für die Erarbeitung stehen motivierende Hilfsmittel zur Verfügung: Chats einer Forschergruppe, Videos, vorgefertigte Excel-Tabellen zum Eintragen von Messwerten, Glossare oder altersgerecht aufbereitete Fachinformationen.
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MINT Zirkel – Ausgabe 2, Mai 2023
Sind Wind, Wasserstoff und Wärme die Lösung für eine grüne Zukunft? Was ist "The Blue Marble"? Kann man aus Lichtschaltern einen Computer bauen? Was gibt es für Angriffe im All? Wie kann man mit Experimenten den Klimawandel erklären? Diese und noch mehr Fragen klärt die zweite Ausgabe des MINT Zirkel 2023. Natürlich gibt es auch wieder neue Zusatzmaterialien für deinen Unterricht. Schaut jetzt mal rein!
Gesamtwerk
Therapeutisches Klonen erlauben?
Das therapeutische Klonen als zukunftsweisende Technik zur Therapie bisher unheilbarer Krankheiten wie Parkinson führt immer wieder zu Diskussionen um dessen ethische Vertretbarkeit. Das Inhaltsfeld Genetik schließt damit bioethische Betrachtungen als Schwerpunkt ein und bietet sich zur Erweiterung der Bewertungskompetenz an. Einer begründeten ethischen Urteilsfällung geht die Auseinandersetzung mit verschiedenen Positionen und den jeweils zugrundeliegenden Werten voraus. In dieser Unterrichtssequenz führen die Lernenden einen Perspektivwechsel im Rahmen einer „strukturierten Kontroverse“ durch und erwerben die Kompetenz, dass ein begründetes Urteil nicht einfach als richtig oder falsch klassifiziert werden kann, sondern auf einer persönlichen Gewichtung von Werten und Normen beruht.
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Klausuraufgabe zur synthetischen Biologie: Fleisch aus dem Reagenzglas
Ist das Steak der Zukunft synthetisch? Forschende des Fachgebiets der synthetischen Biologie erschaffen lebendige Strukturen nach einem selbst ersonnenen Bauplan. In dieser Klausuraufgabe erarbeiten die Schülerinnen und Schüler auf Basis ihrer Sachkompetenzen zur physiologischen Bedeutung von Proteinen die klimaschädlichen Auswirkungen des weltweit hohen Fleischkonsums, erläutern die Technik von Tissue Engineering zur Erzeugung von Clean Meat und positionieren sich argumentativ und werteorientiert zum Thema. Das Material kann der Genetik mit den Schwerpunkten synthetische Biologie und Bioethik und der Ökologie mit dem Schwerpunkt Mensch und Ökosysteme zugeordnet werden. Es ist auch als Abiturtraining geeignet
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