Unterrichtsmaterialien Biologie: Ganze Werke Seite 5/13
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Die Stoffkreisläufe von Kohlenstoff, Sauerstoff und Stickstoff
Die derzeitige Diskussion über Fahrverbote für Dieselfahrzeuge lenkt den Fokus auf die bei der Verbrennung von Dieselkraftstoff entstehenden Stickoxide. Ursprünglich war die Reduzierung des Kohlenstoffdioxidausstoßes Grund für die Förderung von Dieselautos anstelle benzinbetriebener Autos. Ihre Schüler erarbeiten mithilfe dreifach differenzierter Materialien, was bei der Verbrennung fossiler Treibstoffe passiert, wie die verschiedenen Stoffkreisläufe funktionieren und was sich hinter der Ozonproblematik verbirgt. Die Lernzielkontrolle kann anhand eines interaktiven Lernbausteins erfolgen.
Gesamtwerk
Biologischer oder gentechnischer Pflanzenschutz?
Die Anfälligkeit der Maispflanze für die Raupen des Maiszünslers ist wirtschaftlich ein Problem, das die Frage nach dem „Wie“ der Schädlingsbekämpfung aufwirft. Aus Sorge um ihre Gesundheit lehnen viele Menschen gentechnisch veränderte Lebensmittel ab. Durch die Auseinandersetzung mit dem Beispiel Bt-Mais, können Ihre Schüler in dieser Klausur die Chancen und Risiken der grünen Gentechnik sachlich und differenziert abschätzen.
Gesamtwerk
Fotosynthese filmisch inszeniert
In dieser Einheit für die gymnasiale Oberstufe verstehen Ihre Schüler, wie es grünen Pflanzen gelingt, die Energie des Sonnenlichts in chemische Energie umzuwandeln. Dies verlangt die Auseinandersetzung mit abstrakten Vorgängen auf Ebene der Elektronen und der Moleküle der Elektronentransportketten und des Calvin-Zyklus. Eine motivierende und effektive Art, sich diesen Vorgängen zu nähern, ist die Erstellung eigener Erklärvideos, wie sie in dieser Einheit Anwendung findet.
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Gesamtwerk
Der Homo-heidelbergensis-Unterkiefer von Mauer
Welche Umstände führten vor mehr als 600 000 Jahren zum Tod des Urmenschen von Mauer? Warum blieb nur der Unterkiefer erhalten? Wie sah die Landschaft in der Fundgegend zu Lebzeiten des Urmenschen aus? Auf all diese Fragen finden Ihre Schüler mithilfe des hier vorgestellten Mysterys eine Antwort. Sie diskutieren im Unterricht sachbezogen auf der Grundlage der vorgegebenen Informationskarten und präsentieren anschließend ihre Lösungsvorschläge.
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Fische
Für uns Menschen sind Fische seit jeher von großer Bedeutung. Auch heute noch stellen sie für ganze Völker eine wichtige Lebensgrundlage dar. Fische sind außerordentlich vielgestaltig und auch wenn allen die spindelförmig gestreckte Gestalt gemein ist, kennt die Formen- und Farbenfülle der Fische keine Grenzen. Ihre Schüler erarbeiten sich in dieser Einheit mithilfe originaler Objekte, Abbildungen und Modelle die Lebensweise dieser Wirbeltiere im Wasser.
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Gesamtwerk
Bioinformatik von Proteinsequenzen
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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Warum wir heute alle Milchmutanten sind?
Im Fokus dieser Unterrichtseinheit steht die Evolution der menschlichen Laktosetoleranz und die des Brotgetreides. Milch und Weizen haben zur Entwicklung unserer kulturellen Evolution entscheidend beigetragen. Es wird der enge Zusammenhang der kulturellen und biologischen Evolution des Menschen erarbeitet.
Gesamtwerk
Klassische Hämophilie
Diese Leistungskontrolle für die gymnasiale Oberstufe basiert auf grundlegenden molekulargenetischen Kompetenzen zur Proteinbiosynthese, zum Ablauf der Polymerase-Kettenreaktion, aber auch zur klassischen Genetik. Die Schülerinnen und Schüler formulieren in einer Stammbaumanalyse Hypothesen zum möglichen Vererbungsmodus der Hämophilie und überprüfen diese auf der Grundlage ihrer Kenntnisse zur Meiose und der Mendel’schen Regeln.
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Der Igel
Was raschelt denn da unter dem Laubhaufen? Oft sieht man das kleine Tier nicht, kann seine Schmatzlaute aber schon hören. Der allseits beliebte Igel bewohnt Wiesen, Felder und Gärten. In dieser Unterrichtseinheit stehen die Anpassungen des Igels im Vordergrund: Kurze Texte dienen der Erarbeitung von Gebiss, Sinnesorganen und Stacheln des Tiers. Die Schüler beschäftigen sich zudem mit möglichen Gefahren sowie Schutz- und Hilfsmaßnahmen.
Gesamtwerk
Das Humane Immunschwäche-Virus (HIV)
Diese Leistungskontrolle für den Biologieunterricht der Oberstufe setzt grundlegende Kompetenzen zur Molekulargenetik voraus. Sie bezieht sich inhaltlich auf die Prozesse der Proteinbiosynthese, den genetischen Code und Mutationstypen. Es sollten zentrale Methoden, Gelelektrophorese oder Blotting-Techniken, zur Auftrennung von Gemischen elektrisch geladener, hochmolekularer Stoffe wie Nukleinsäuren und Proteine bekannt sein. Weiterhin sollten der Verlauf von Virusinfektionen und, im Speziellen, Wissen zum Humanen Immunschwäche-Virus (HIV) bekannt sein. Grundlegende Kenntnisse zur Molekulargenetik werden exemplarisch am humanen Rezeptor CCR5 angewendet.
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Amseltod und Tropenvirus
Die vorliegende Unterrichtseinheit ist im Biologieunterricht der gymnasialen Oberstufe einsetzbar und fokussiert viral ausgelöste Epidemien in ökologischen und evolutionsbiologischen Bezügen. Das spannende, aktuelle Thema wird über materialgebundene, methodenreiche und kompetenzorientierte Aufgaben erschlossen. Inhaltlich wird die bereits gründlich erforschte Kaninchenpest, die durch Myxomatose-Viren ausgelöst wird, sowie die aktuelle Epidemie unter einheimischen Singvögeln bertrachtet. Exemplarisch werden die Auswirkungen auf die Amselpopulation in den Vordergrund gerückt, weil diese besonders stark unter der Infektion mit dem tropischen Usutu-Virus leidet.
Gesamtwerk
Biomembranen
Die hier vorliegende Unterrichtsreihe für den Biologieunterricht der Oberstufe ist ein schülerzentrierter Dreisprung mit dem Ziel, den Aufbau der Biomembranen zu erfassen. Damit wird eine Grundlage gelegt, physiologische Vorgänge zu verstehen, die Rolle der Membran als selektives Tor für Transportmechanismen zu erkennen und damit Steuerungs- und Regelungsprinzipien zu erfassen.
Gesamtwerk
Die Grundpfeiler unserer Ernährung
Jugendliche werden heutzutage in ihrer Lebens- und Erfahrungswelt verstärkt mit dem Thema Ernährung konfrontiert: durch einschlägige Magazine beziehungsweise Berichterstattungen, verbunden mit der Vielzahl an Ernährungstipps, die immer wieder medial proklamiert werden. Doch was steckt überhaupt in unserer Nahrung? Was bedeutet „gesunde Ernährung“? Diese und viele weitere Aspekte werden in diesem Beitrag behandelt und Nährstoffe von Ihren Schülern in theoretischen und experimentellen Phasen unter die chemische Lupe genommen.
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Neobiota und Co.
„Piranhas im Rhein“, „Halsbandsittiche in Köln“ und „Kanadische Wasserpest verhindert Ruderregatta“: drei Schlagzeilen aus der Presse, die zeigen, wie aktuell und präsent „Neobiota und Co.“ in Deutschland sind. An Lernstationen werden die Zusammenhänge anthropogener Einflüsse, des Klimawandels und gebietsfremder Arten für Ökosysteme und den Menschen erarbeitet. Dabei können die problemorientierten Stationskarten variabel im selbstregulierten, schülerorientierten Lernen, im Stationenlernen oder klassisch im Frontalunterricht eingesetzt werden.
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Das Eichhörnchen
Ein Kratzen am Baum, das Rascheln von Blättern und ein kleines Tier mit buschigem Schwanz huscht vorbei. Ein Eichhörnchen ist auf Futtersuche. Doch woran erkennt man, ob die Fraßspuren am Zapfen von Eichhörnchen stammen? Wie sind sie an ihren Lebensraum angepasst? Gespannt verfolgen die Schüler das Leben der Eichhörnchen über die Jahreszeiten hinweg. In einem motivierenden Würfelspiel geht es darum, ein Eichhörnchen sicher durch das Jahr zu bringen und das Gelernte zu wiederholen.
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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.
Gesamtwerk
Kleines Gerät, große Reserve
In dieser Unterrichtseinheit erfahren Ihre Schülerinnen und Schüler, welche Rohstoffe zur Herstellung eines Handys benötigt werden, unter welchen Bedingungen die Menschen weltweit in der Handy-Produktion arbeiten und welche Wege ein Handy zurücklegt, bis es beim Verbraucher ankommt. Die Lernenden erfahren, was unter Fairphones und Repair Cafés zu verstehen ist, und machen sich Gedanken darüber, wie auch sie in ihrem Alltag und durch ihr Konsumverhalten zu einem nachhaltigen Umgang mit den Rohstoffen der Erde beitragen können.
Gesamtwerk
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.
Gesamtwerk
Pflanzlichen Zeitmessung: Die „miR-Uhr“
Die Unterrichtsreihe für die Oberstufe des Biologieunterrichts zu den genetischen Mechanismen der pflanzlichen Zeitmessung bietet Ihrer Klasse einen interessanten Einblick in pflanzliche genregulatorische Prozesse und die Möglichkeit, diese zugunsten menschlicher Vorhaben zu beeinflussen. Ihre Schülerinnen und Schüler können sich dabei nicht nur im Anwenden ihrer genetischen Kenntnisse und ihrer Diagrammkompetenz üben, sondern eröffnen sich, durch das Einbetten in verschiedene thematische Kontexte, Chancen für wertvolle kumulative Lernprozesse.
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Ackerboden als Kohlenstoffspeicher
Die Unterrichtsmaterialien für den Biologieunterricht der Oberstufe inszenieren einen fiktiven Besuch in einem Institut, das den Einfluss der industriellen Landwirtschaft auf die Ressource Boden mit Blick auf den Klimawandel untersucht. Die thematisch differenzierten Materialien unterstützen Ihre Klasse bei der Beantwortung der Leitfrage, indem sie die Folgen des Klimawandels beurteilt und Lösungsansätze kritisch bewertet.
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Wasserspeicherfähigkeit von Moos
Zentraler Bestandteil dieses Beitrags ist die Planung, Durchführung und Auswertung eines Experiments zur Wasserspeicherfähigkeit von Moos sowie das Einüben des hypothetisch-deduktischen Verfahrens. Durch das Experimentieren mit einer Moosart lassen sich allgemeine Zusammenhänge für weitere Moosarten ableiten und die Schüler können damit die Bedeutung von Moos für das Ökosystem Wald erläutern. Als Lernzielkontrolle dient ein digitales Quiz oder alternativ ein Bingospiel mit Wettbewerbscharakter in der Klassenrunde.
Gesamtwerk
Das menschliche Herz
In dieser Unterrichtseinheit steht das menschliche Herz mit dessen Aufbau und Funktion im Vordergrund. Anhand spielerischer Methoden, wie einem Herzpuzzle und einem Rollenspiel erarbeiten sich die Lernenden den Herzaufbau. Der Blutkreislauf wird anhand eines Informationstextes vermittelt, der mit Formulierungshilfen auch für schwächere Schüler verständlich gemacht wird. Puls und Blutdruck werden in Partnerarbeit gemessen und als Diagramme festgehalten. Als Lernzielkontrolle dient ein Spiel zum Wissen der Gesamteinheit.
Gesamtwerk
Impfung gegen Humane Papillomviren für Mädchen und Jungen?
Im Fokus dieser Unterrichtssequenz steht die aktuelle Impfempfehlung für Jungen und Mädchen zwischen 9 und 14 Jahren gegen die sexuell übertragbaren Humane Papillomviren (HPV). Die Jugendlichen sollen für präventive Infektionsschutzmaßnahmen sensibilisiert werden und erarbeiten sich in einer Lernstraße ausgehend von einem anschaulichen Fallbeispiel das Ausmaß einer HPV-Infektion und deren verheerenden Folgen in Form des Zervixkarzinoms. Hilfekarten zu den Stationen dienen der Differenzierung. Durch die Förderung der Bewertungskompetenz soll die persönliche Mündigkeit der Schüler zur Entfaltung gebracht werden.
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Eine Pille aus Zauberpilzen
Die aktuelle neurobiologisch-medizinische Forschung zeigt großes Interesse an psychoaktiven Pilzen, die auch als „Zauberpilze“ oder „Magic Mushrooms“ bezeichnet werden.Dieser Beitrag ermöglicht Ihren Schülern, sich einerseits die neurobiologische Wirkung und biotechnologische Herstellung eines natürlichen Wirkstoffes zu erarbeiten und andererseits den gegenwärtigen Forschungsprozess zu erschließen. Nach dem Erwerb fachwissenschaftlicher Kompetenz beurteilen Ihre Schüler die Thematik im diskursiven Dialog.
Gesamtwerk
Molekulare Uhren
In dieser Leistungskontrolle für die Oberstufe zum Thema Genetik und Evolution setzen sich Ihre Schülerinnen und Schüler mit der geologischen Zeitskala der Erdgeschichte und der Zuordnung von Organismengruppen auseinander. Anhand der Datierungsmethode durch Molekulare Uhren prüft Ihre Klasse ihr Wissen zu evolutiven Zeitdimensionen, um ihre naturwissenschaftlichen Vorstellungen über den chronologischen Ablauf der Evolution zu vertiefen.
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