Unterrichtsmaterialien Genetik: Ganze Werke Seite 7/11
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Biologie
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Evolution & Medizin
Wird der Mensch im Spiegel seiner evolutiven Entwicklungsgeschichte betrachtet, lassen sich die biologischen Strukturen und Funktionen, aber auch Ernährungs- und Lebensweisen ableiten, die für unsere Gesundheit förderlich sind. Daraus ergeben sich neue Erkenntnisse für die Entstehung von Krankheiten und deren Therapie. Nach einer kurzen Auseinandersetzung mit der Entwicklungsgeschichte des Menschen sowie den zentralen Prinzipien der Evolutionsbiologie lernen die Schülerinnen und Schüler die Grundgedanken der Evolutionären Medizin kennen. Anschließend beschäftigen Sie sich mit ausgewählten Krankheiten in Hinblick auf deren evolutionäre Ursachen. Jedes Kapitel beginnt mit einer kleinen „Aufwärm“-Übung, die in das Thema einführt und bestehenden Grundwissen abfragt, gefolgt von Informationstexten, anschaulichen Grafiken und vielfältigen Aufgaben, darunter Schreibaufgaben, Grafikbeschreibungen und Tabellenarbeit. Aus dem Inhalt: Evolutionäre Medizin – der Mensch als Produkt der biologischen Evolution; Nicht zum Sitzen gemacht – das Rückgrat der Jäger und Sammler; Pest und AIDS – verbunden durch die Evolution?
Gesamtwerk
Variabilität und Angepasstheit
Alle Organismen der Erde sind das Produkt einer Milliarden Jahre langen Entwicklungsgeschichte. Daher kann für biologische Diversität, die Beziehungen des Menschen zu seiner Umwelt und bestehende Zivilisationskrankheiten nur dann ein Verständnis entwickelt werden, wenn die zugrunde liegenden evolutionären Prozesse erfassbar sind. Die Schülerinnen und Schüler wenden die Konzepte der Evolutionsbiologie an ausgewählten Beispielen an. Sie erkennen, dass durch eine evolutionsbiologische Betrachtung biologischer Phänomene bisherige Vorstellungen hinterfragt und sogar Rätsel der Biologie gelöst werden können. Jeder Unterrichtsvorschlag greift die zu erwartenden Schülervorstellungen auf und zeigt, wie diese durch Unterricht verändert werden können. Aus dem Inhalt: Zugverhalten bei Mönchsgrasmücken; Auf dem Weg zu neuen Arten; Milchtrinker sind Mutanten!
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Stem cells in medicine
Körpereigene Stammzellen ermöglichen neue Therapieansätze in der Humanmedizin und werden im Zuge der personalisierten Medizin sicher an Bedeutung gewinnen. Es ist daher wichtig, die molekularbiologischen Grundlagen zu verstehen, um Anwendungsmöglichkeiten von Stammzellen und ethische Aspekte der Stammzelltherapie fundiert zu diskutieren. Erkenntnisse aus der Embryonalentwicklung des Menschen sind dabei eine wesentliche Voraussetzung, um im Labor embryonale Stammzellen gezielt in bestimmte Gewebe zu differenzieren.
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Bioinformatik und die gentechnische Produktion von Insulin
Die Methoden der Molekularen Biologie haben gigantische Mengen digitalisierter Daten generiert. Für die Analyse und Visualisierung dieser Daten bietet die Informatik die notwendigen Methoden. Die Aufgabe der Bioinformatik ist es, sicherzustellen, dass die biologischen Daten geordnet abgelegt werden, abrufbar sind und durch kreative Kombination zu neuen Erkenntnissen führen. Die vorliegende Unterrichtseinheit für den Biologieunterricht der gymnasialen Oberstufe bietet eine Einführung in die Thematik. Dabei liegt der Schwerpunkt auf dem Aspekt der Biologie in der Bioinformatik. Es wird dabei ausschließlich mit Proteinsequenzen gearbeitet. Die Kapitel werden themenbezogen eingeleitet und erläutern notwendige Begriffe für die Benutzung der Algorithmen. Die praktische Arbeit mit öffentlich zugänglichen Datenbanken und Analyseprogrammen steht im Vordergrund der Arbeit.
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Der König vom Parkplatz
DNA-analytische Verfahren sind grundlegende, aber theoriebelastete Themen im Biologieunterricht. Diese bedürfen eines lebensweltlichen Kontextes, um Schüler für die Genetik zu begeistern. In dieser Aufgabe wird der Skelettfund vom 05.09.2012 in Leicester, Großbritannien, als ein solches Kontextthema aufgearbeitet. Die Schüler bearbeiten in Forscherteams Materialien zu den sterblichen Überresten des englischen Königs Richard III. und wenden zur Analyse der Befunde aufgabengeleitet Methoden der Biologie an.
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Biologie zwischen Mythen und Fakten
News oder Fake News? Mythos oder wissenschaftlich belegt? Verlässliche Meldungen von unseriösen Berichten zu unterscheiden, ist in der Zeit des unaufhörlichen Informationsflusses schwierig. Dabei ist es wichtig, schon in der Schule ein kritisches Wissenschaftsverständnis zu entwickeln, um Informationen richtig zu filtern und den Wahrheitsgehalt von Meldungen zu hinterfragen. Anhand der Unterrichtmodelle lernen die SchülerInnen die Methoden zur naturwissenschaftlichen Erkenntnisgewinnung kennen. Sie werden dafür sensibilisiert, was gute wissenschaftliche Praxis ausmacht und lernen Informationen kritisch zu bewerten. Aus dem Inhalt: Loch Ness - Lebensraum für ein Ungeheuer?; Schokolade macht schlank; Mythos Cholesterin
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Das Mimikry-Supergen
Dieser Beitrag kann zur Vorbereitung auf die Abiturprüfung eingesetzt werden. Kenntnisse aus den Bereichen Ökologie, Genetik und Evolution werden vernetzend wiederholt und vertieft.
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Klett Abi last minute Biologie - Schnell auffrischen, was wichtig ist
Klett Abi last minute Biologie - Schnell auffrischen, was wichtig ist
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Die Entdeckung des Denisova-Menschen
Diese Unterrichtsmaterialien sind für die gymnasiale Oberstufe geeignet. Zu beachten ist, dass die molekularbiologischen Grundlagen der Genetik einschließlich der Methoden der Polymerasekettenreaktion (PCR) und der DNA-Sequenzierung bekannt sowie Kenntnisse zu den Belegen und Mechanismen der Evolution bereits erworben sein sollten, da in diesen Aufgaben die erworbenen Fachkenntnisse am Kontext einer archaischen, urzeitlichen Menschenform zur Anwendung kommen und erweitert werden.
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Abi kompaktWissen Biologie - Mit Lern-Videos online
Abi kompaktWissen Biologie - Mit Lern-Videos online
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Prüfungen erfolgreich bestehen im Fach Mikrobiologie
Die Mikrobiologie ist ein breit angelegtes Fach, in dem die Trennung in Teildisziplinen wenig ausgeprägt ist. Dennoch existiert ein übergreifendes und allgemein anerkanntes Grundlagenwissen, an dem sich die Autoren dieses Buches orientiert haben. Der Großteil der Fragen basiert auf Vorbereitungen für das mikrobiologische Anfängerpraktikum, auf Klausurfragen zur mikrobiologischen Grundvorlesung oder zum Praktikum. Zusätzlich wurden gesondert hervorgehobene Themen der Staatsexamensabschlussklausuren (Lehramt) aufgenommen. Die möglichen Prüfungsfragenformate werden durch verschiedene Fragentypen abgedeckt: Entscheidung in Richtig / Falsch-Antworten; Lückentexte; Rechenaufgaben; experimentelle Auswertungen; frei formulierte Antworten in Kurzaufsatzform. Mit zahlreichen Tipps zur Vermeidung typischer Fehler!
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Kinder ohne Tränen
Die vorliegende Klausuraufgabe verknüpft zellbiologische Inhalte (Feinbau der Zelle und Zellorganellen) mit molekulargenetischen Kenntnissen und stellt die Prüfungsinhalte in den Kontext der berührenden Geschichte eines genetisch bedingt erkrankten Kindes. In diesem Zusammenhang werden die Notwendigkeit der zytologischen Grundlagenforschung für den medizinischen Fortschritt sowie die Bedeutung molekulargenetischer Tests für die moderne Medizin hervorgehoben und für die Schülerinnen und Schüler anhand eines konkreten Beispiels deutlich.
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Biologie begreifen: Genetik
Damit Ihre Schüler die Prozesse in der Genetik verstehen und sich am Ende auch eine Meinung zu kontroversen Themen wie der Gentechnik bilden können, werden in diesem Heft auf 12 Arbeitsblättern unter anderem Chromosomen-Modelle gebaut, DNA isoliert und eigene Stop-Motion-Videos zur Mitose und Meiose gedreht. Alle dazu notwendigen Materialien sind einfach zu beschaffen. Mithilfe der detaillierten Versuchsbeschreibungen und klaren Aufgabenstellungen führen Ihre Schüler die Versuche in Kleingruppen selbstständig durch. Zu jedem Versuch gibt es zudem eine Lehrerseite mit Sachinformationen, Hinweisen zu Ablauf und Durchführung sowie Lösungen. Zusatzmaterial wie editierbare Word-Dokumente, Präsentationsfolien und farbige Infoseiten für die Schüler bietet Ihnen das Zusatzmaterial.
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Der zweite Code
Warum unterscheiden sich eineiige Zwillinge mit zunehmendem Alter immer mehr voneinander? Weshalb entwickeln sich bei weiblichen Bienen genetisch identische Larven zur Arbeiterin oder Königin? Wie ist dies trotz gleicher Genausstattung möglich? Diese Fragen gaben der Wissenschaft lange Zeit ein Rätsel auf. Schließlich entdeckte man, dass bestimmte Gene ein- oder ausgeschaltet werden können. Solche Genschalter können bei Lebewesen, trotz gleicher DNA-Sequenz, Unterschiede bewirken. Damit befasst sich die Epigenetik. Widmen Sie sich diesem interessanten Forschungsbereich. Im Gruppenpuzzle werden Ihre Schüler mit epigenetischen Phänomenen konfrontiert, stellen Hypothesen zu ihnen auf und erforschen die Mechanismen epigenetischer Schalter. Dabei befassen sie sich mit der Regulation der Genaktivität durch DNA-Methylierung, Histonmodifikation sowie Micro-RNAs.
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Schimpansisch lernen? Mit den Händen reden!
Die vorliegende Unterrichtseinheit erlaubt es den Lernenden, die Erkenntnismethode des kriteriengeleiteten Beobachtens kennenzulernen und anzuwenden. Darüber hinaus wird das Wirken evolutiver Prozesse als Grundlage für Unterschiede und Gemeinsamkeiten (in der Kommunikation) der Spezies Schimpanse und Mensch hervorgehoben. Durch Einbeziehung der wissenschaftlichen Verhaltensstudie wird u. a. die Bedeutung ethologischer Erkenntnisse für die Aufklärung evolutionsbiologischer Zusammenhänge betont. Hier beobachtete Ähnlichkeiten können Rückschlüsse auf die Nähe der Verwandtschaft zwischen Mensch und Schimpansen ermöglichen.
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Die Natrium-Kalium-Pumpe
Die Funktionsweise der Natrium-Kalium-Pumpe wird im Unterricht ausführlich behandelt, da das Protein bedeutsam für die Aufrechterhaltung der Ionenverhältnisse an Nervenzellmembranen und damit für die Potenzialbildung an Neuronen ist. Ähnlich wie auch die Protonenpumpe in der Chloroplasten bzw. Mitochondrienmembran wird sie im Unterricht mithilfe von Modellvorstellungen besprochen.
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Dengue-Virus
Das Dengue-Virus gehört zur Gattung Flavivirus und wird durch Stiche von Mücken der Gattung Aedes (Synonym Stegomyia) übertragen. Anhand des Infektionsmechanismus des RNA-Virus lassen sich prüfungsrelevante Inhalte insbesondere aus der Immunbiologie wiederholen, aber auch Kenntnisse zu Teilgebieten der Genetik und Zellbiologie werden vorausgesetzt.
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MINT Zirkel - Ausgabe 03, September/Oktober 2016
MINT Zirkel - Ausgabe 03, September/Oktober 2016
Gesamtwerk
Biologie an Stationen 9-10 Gymnasium
Mit der Stationen-Reihe trainieren Ihre Schüler gleichzeitig methodische und inhaltliche Lernziele. Die handlungsorientierte Arbeit an Stationen fördert das selbstständige Lernen jedes einzelnen Schülers. Durch die Vielfalt der Aufgabenstellungen und damit auch der Lösungswege lernen alle Schüler trotz unterschiedlichster Lernvoraussetzungen besonders nachhaltig. Die Inhalte der einzelnen Stationen decken die Kernthemen der Lehrpläne Biologie für die Klassen 9/10 ab. So gelingt es Ihnen, Methodenlernen sinnvoll in Ihren Unterricht zu integrieren! Die Materialien sind auch für fachfremd unterrichtende Lehrer geeignet. Die Themen: - Das Blut - der Saft des Lebens - Das Herz - Genetik - Verhalten und Nervensystem - Die belebte Welt um uns herum - Wir in unserer Umwelt Der Band enthält: - 3 bis 14 Stationen pro Themenbereich - insgesamt über 50 Arbeitsblätter als Kopiervorlagen - einen umfangreichen Lösungsteil
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Revolution der Gentechnik durch CRISPR/Cas
Der vorliegende Beitrag behandelt die Grundlagen und Anwendungsmöglichkeiten der neuen gentechnischen Technologie. Die Bearbeitung setzt gute Kenntnisse der Molekulargenetik, vor allem die Durchführung und Anwendungsfelder der Gentechnik, voraus, sodass sich der Einsatz im Unterricht für das Ende der Kursphase und für die Vorbereitung der Abiturprüfungen anbietet. Die bereits erworbenen Kenntnisse sollen in Aufgaben, die im Rahmen der Präsentation der neuen Technik formuliert werden, Anwendung finden. Sie dienen weiterhin der selbstständigen Erarbeitung der Mechanismen, die dieser neuen Methode zugrunde liegen.
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Der Mönch und die Erbsen - die mendelschen Vererbungsregeln
Der Mönch Gregor Mendel entdeckte vor genau 1150 Jahren bei Kreuzungsexperimenten mit Erbsen wichtige Gesetzmäßigkeiten der Vererbung. In dieser Einheit lernen Ihre Schüler verschiedene Erbgänge kennen. So werden sie schrittweise an die Gesetzmäßigkeiten der mendelschen Regeln herangeführt. Mit Folienvorlage und Mendels Lebenslauf als Comic!
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Reziproke Kreuzung bei Drosophila mit unterschiedlichen Ergebnissen?
Mit der vorliegenden Aufgabe können im Rahmen des Themenbereichs „klassische Genetik“ Kreuzungsschemata erstellt und Vererbungsmodi diskutiert werden. Dabei werden auch verschiedene, themenübergreifend relevante Kompetenzen eingeübt. So trainieren Ihre Schülerinnen und Schüler das Erfassen und begrifflich präzise Darlegen biologischer Sachverhalte sowie das Erkennen von Bedeutungszusammenhängen unter veränderten Ausgangsbedingungen. Darüber hinaus werden sie aufgefordert, grafische Darstellungen sachgerecht zu analysieren.
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Die Bedeutung der Epigenetik in der Sexualentwicklung
Die vorliegenden Materialien befassen sich mit der Entwicklung der Geschlechtsorgane, des Geschlechtsdimorphismus und der sexuellen Identität bei Säugern und beziehen sich dabei auf die Themen Entwicklungsphysiologie und Genetik. Explizit wird bei der Entwicklungssteuerung die Rolle epigenetischer Mechanismen thematisiert und erörtert.
Gesamtwerk
Entwicklung, Vermehrung und Vererbung
In der Geschichte der Biologie wurden immer wieder epochenübergreifend Fragen zur Entwicklung und Fortpflanzung des Menschen sowie zur Vererbung von Merkmalen behandelt. Jede Epoche hat(te) dabei ihre eigenen Erklärungsansätze. Die vorliegenden, auch separat einsetzbaren Materialien greifen, unterstützt von ausgewählten Textbeispielen, Aspekte heraus, die zur Reflexion und zum Vergleich mit unserem heutigen Wissensstand anregen.
Gesamtwerk
Die blaue Rose
Die vorliegende Klausuraufgabe befasst sich mit den Prämissen und den Techniken zur Herstellung der blauen Blütenfarbe bei Rosen. Dabei eignet sich das Material sowohl als Übung der im Rahmen der Molekulargenetik behandelten gentechnischen Methoden (Gentransfer, Gene Silencing und Markergene) als auch für ein Kompetenztraining, da komplexe, schematisch dargestellte Abläufe beschrieben und analysiert werden können.
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