Unterrichtsmaterialien Biologie: Ganze Werke Seite 10/36
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Der Vogelzug
Die Vogelwelt ist bunt und interessant. Doch was unterscheidet eigentlich Zugvögel von Standvögeln und wozu gehören heimische Vögel wie die Amsel, der Kranich, der Kuckuck oder die Nachtigall? Der Reise von Vögeln vom Norden in den Süden und zurück liegen stets beeindruckende Orientierungsleistungen zugrunde. Ebenso wie andere Zugvogelarten bewältigt auch der Kuckuck diese Reise in jahresperiodischen Rhythmen. Wieso Zugvögel diese Reise antreten und wie sie sich dabei anhand von Wechselwirkungen mit der unbelebten Materie (z.B. Magnetfeld der Erde, Sonne, Sterne) zurechtfinden sind Fragen, die im Mittelpunkt dieser Unterrichtseinheit für die Sekundarstufe I mit zum Selbstlernen bestimmten Arbeitsblättern stehen. Neben dem Erwerb von Fachwissen, steht der Kompetenzbereich Kommunikation im Fokus der Unterrichtseinheit.
Gesamtwerk
Unerfüllter Kinderwunsch und künstliche Befruchtung
Ihre Lernenden begeben sich in dieser Unterrichtseinheit auf eine Rätselreise zum Thema künstliche Befruchtung. In diesem Kontext wird zunächst das männliche Reproduktionssystem beschrieben und anschließend werden verschiedene Verfahren der Reproduktionsmedizin erläutert. Ihre Lernenden vergleichen zum Ende der Einheit die In-vitro-Fertilisation (IVF) mit der intracytoplasmatischen Spermieninjektion (ICSI) und trainieren ethische Bewertungskompetenzen.
Gesamtwerk
Replikation, Transkription und Translation
Ihre Lernenden erarbeiten sich in dieser interaktiven Unterrichtseinheit die Replikation, Transkription und Translation der DNA selbstständig durch digitale und binnendifferenzierte Learningsnacks. Sie beschäftigen sich mit einer effizienter Projektplanung und den Nutzen und Grenzen naturwissenschaftlicher Modelle. Im Anschluss werden in Gruppenarbeit kreative, bewegte Modelle der drei molekularen Abläufe geplant, erstellt und anschaulich präsentiert.
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Gesamtwerk
Unsere Sinneswahrnehmung
Diese Experimentierkartei enthält, als Ergänzung zum Kernunterricht, zahlreiche Experimente und Erlebnisstationen zu den Sinnesorganen. Ihre Lernenden planen und führen Experimente zu den fünf Sinnen Riechen, Schmecken, Sehen, Hören und Fühlen durch und bearbeiten dazu passende interaktive Aufgaben. Neben der Struktur und Funktion der Sinnesorgane werden alltagsnahe Schutzmaßnahmen erarbeitet und die Sinnesleistungen von Mensch und Tier verglichen. Ein Kreuzworträtsel dient der abschließenden Lernerfolgskontrolle.
Gesamtwerk
Evolution in Echtzeit
Eine lange oder eine kurze Lebensspanne, eine einmalige oder eine wiederholte Fortpflanzung, viele Nachkommen oder nur wenige, denen intensive Brutpflege zuteilwird – die Lebensläufe der Organismen sind vielfältig. Ebenso wie für anatomische oder Verhaltensmerkmale gilt auch für sie DOBZHANSKYS Feststellung “Nichts in der Biologie ergibt einen Sinn außer im Licht der Evolution.“ Die Life-history-Theorie erklärt die Befunde zu den Lebensläufen als Strategien, die evolutiv entstanden sind und der Fitnessmaximierung dienen. Bereits in anderen Zusammenhängen intensiv erforscht, bieten die Populationen des Guppys (Poecilia reticulata) auf Trinidad auch hierzu wertvolle Erkenntnisse. Die nachfolgenden Unterrichtsvorschläge sollen Einblick in dieses interessante Forschungsgebiet geben, die Untersuchungsmethodik hinterfragen und Gelegenheit zur Anwendung der synthetischen Evolutionstheorie bieten.
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Das marine Plankton
Dieser erste Teil der Unterrichtssequenz befasst sich mit der faszinierenden Welt des marinen Planktons und dem Einfluss des Klimawandels auf die Organismen und dessen weitreichende Folgen. Aktuelle Erkenntnisse der Meeres- und Klimaforschung weisen auf eine überragende Bedeutung der mixotrophen Planktonlebewesen hin. Anhand der toxischen Algenblüte und ihrer Folgen sowie durch die anhaltende Versauerung der Meere durch die CO2-Emissionen steigen die Lernenden am bildungsrelevanten Themenkreis in die aktuelle Klima- und Nachhaltigkeitsdebatte ein. Sie werden befähigt, dem gesellschaftlichen Diskurs zu folgen, „alternative Fakten“ und Schönfärbereien als solche zu erkennen und eine eigene, wissenschaftlich fundierte Meinung einzubringen. Die Aufgaben sind herausfordernd auf der Sachebene, laden zum selbstbestimmten Lernen ein und fördern zugleich die Kommunikations- und Argumentationsfähigkeit der Lernenden.
Gesamtwerk
Warum wurden Dinosaurier Giganten?
Dinosaurier entwickelten sich vom Trias-Zeitalter bis in die Kreidezeit zu beeindruckenden Giganten. Zur Erklärung des evolutiven Trends konkurrieren in der Paläontologie verschiedene Hypothesen. Die wahrscheinlichste Theorie geht davon aus, dass der koevolutive Trend zum beidseitigen Riesenwuchs ein Resultat des evolutiven Wettrüstens zwischen fleischfressenden Theropoden und pflanzenfressenden Sauropoden war. Die Lernenden identifizieren sich in der Unterrichtseinheit mit dem Paläontologen Robin. Sie überprüfen die aktuellen Hypothesen anhand von Daten wissenschaftlicher Untersuchungen. Dabei bauen sie ihre Kommunikations- und Diagrammkompetenzen aus. Die Schülerinnen und Schüler reflektieren am spannenden Fallbeispiel der Dinosaurier den Weg der naturwissenschaftlichen Erkenntnisgewinnung und erweitern ihr Sachwissen zu grundlegenden Konzepten der Ökologie und Evolution. Die abschließende kreative Gestaltung eines Mysterys sichert den Lernzugewinn und rundet die Lerneinheit ab.
Gesamtwerk
Mikroorganismen und Hygiene
In dieser zwei Schulstunden umfassenden Unterrichtseinheit aus dem Themenkomplex "Immunbiologie" sowie "Prävention und Gesundheit" planen die Schülerinnen und Schüler in Kleingruppenarbeit einen selbstständig durchgeführten Abklatschversuch, um einer Forschungsfrage rund um das Thema Hygiene von Alltagsgegenständen sowie Händen nachzugehen. Die Versuchsprotokolle stehen dabei im Sinne der Binnendifferenzierung auf drei verschiedenen Niveaustufen zur Verfügung. Zudem dienen Tippkarten als Hilfe-stellung bei der Versuchsdurchführung sowie eine Bestimmungshilfe als Unterstützung bei der Bestimmung der auf den Agarplatten identifizierten Mikroorganismenkolonien.
Gesamtwerk
Lapbook zu Blütenpflanzen
In dieser Unterrichtseinheit setzen sich die Lernenden intensiv und eigenverantwortlich mit dem Thema "Blütenpflanzen" auseinander und erhalten die Möglichkeit, die Unterthemen wie den Aufbau der Blütenpflanze, den Aufbau der Blüte, den Ablauf vom Samen bis zur Frucht, Pflanzenfamilien und die Pflanzenbestimmung individuell und differenziert zu bearbeiten und in ihrem eigenen Lapbook kreativ festzuhalten. Die Inhalte werden hierbei durch verschiedene Elemente wie Klappkarten, Drehkreise, Wolkenfächer etc. abgebildet, welche wichtige Aspekte eines Themas anschaulich zusammenfassen. Ein fertiggestelltes Lapbook kann als Lernhilfe oder zur Wiederholung eines Themas herangezogen werden.
Gesamtwerk
Habitatsvorzüge der Kellerassel
Die Kellerassel gehört zu den wenigen terrestrischen Krebsen. Sie ist meist schiefer- bis gelbgrau, manchmal rot mit schwarzen Flecken. Sie besitzt einen fein gezackten, halbring-förmig gegliederten Rückenpanzer aus Chitin, sieben Paar Schreitbeinen gefolgt von fünf Paar Blattbeinen und einem Paar zweiästiger Uropoden. Dieser wichtige Destruent im Ökosystem eignet sich hervorragend, um am lebenden Tier als Realobjekt wesentliche Erkenntnisse, auch experimentell zu erwerben. Methodenreich und fallorientiert lernen die Schülerinnen und Schüler, ökologische Dienstleistungen im komplexen, ökologischen Gefüge zu verstehen, Habitatsansprüche zu untersuchen und den Wert eines jeden Lebe-wesens im Haushalt der Natur zu schätzen. In einem kleinen Rollenspiel wird neben erzie-herischen Zielen auch die fachspezifische Bewertungskompetenz gefördert.
Gesamtwerk
Überleben bei extremen Umweltfaktoren
Bärtierchen sind mikroskopisch kleine Überlebenskünstler. Ihr Toleranzbereich und die ökologische Potenz gegenüber abiotischen Faktoren sind ungewöhnlich und im Fokus aktueller Forschung. Sie überleben extreme Umweltbedingungen, sogar im Weltall Strahlung, Eiseskälte und Vakuum, und sind daher auch interessant für die aktuelle Weltraumforschung. Ihre Schülerinnen und Schüler sammeln spannende Primärerfahrungen mit den Bärtierchen durch Mikroskopieren von Moosproben, werten wissenschaftliche Experimente aus und erweitern ihre ökologischen Kompetenzen um Merkmale außergewöhnlicher Lebewesen. Zudem wird anhand des Beispiels der Hündin Laika, die als unfreiwillige Testpilotin einer Weltraumrakete diente, die ethische Frage von Versuchen mit Tieren für die damalige und heutige Weltraumforschung aufgegriffen und bearbeitet. Das neu erworbene Sachwissen und ethische Kompetenzen können in Teams als Podcast zeitgemäß vertieft und selbstständig medial aufbereitet werden.
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Das Moor – CO2-Senke und extremer Lebensraum: mündliche Abiturprüfung
Moore sind, deutlich vor den Wäldern, die wichtigsten Kohlenstoffspeicher der Erde. Sie entstanden am Rande der eiszeitlichen Gletscher und lagerten 12.000 Jahre lang pflanzliche Biomasse als Torf ab. Die Trockenlegung und landwirtschaftliche Nutzung dieser extremen Lebensräume haben erheblich zum Ausstoß der Klimagase Kohlenstoffdioxid und Distickstoffmonoxid beigetragen. Nach Angaben der Bundesregierung waren dies 2019 sieben Prozent aller Treibhausgasemissionen in Deutschland. "Moor muss nass", lautet daher der Slogan der Moorforschenden der Universität Greifswald, die 2021 den Deutschen Umweltpreis der Deutschen Bundesstiftung Umwelt verliehen bekamen.
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Klimagas Methan und Methanogenese im "Bioreaktor" Kuh: mündliche Abiturprüfung
Ohne Methanogenese durch Archaebakterien im Pansen der Kuh gäbe es weder Milch noch Käse aus Heu und Stroh. Die syntrophe, mikrobielle Lebensgemeinschaft im anaeroben Milieu des Pansens macht diesen zum Gärbottich, ähnlich einem Bioreaktor. Bei Störung des Gleichgewichts der mikrobiellen Biozönose gerät das Leben der Kuh schnell in Gefahr. Die Prüflinge wenden ihr Sachwissen zur Milchsäuregärung an, stellen die Bedeutung der Methangärung für den Stoffwechsel der Endosymbionten und der Kuh dar und schlagen die Brücke zu Methan als Klimagas. Die argumentative Bewertung des steigenden Rindfleischkonsums in Deutschland unter Aspekten einer nachhaltigen Entwicklung und des Klimaschutzes rundet die Präsentation von Kompetenzen auf der Basis der aktuellen Bildungsstandards zum gesellschaftsrelevanten Themenkreis ab.
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MINT Zirkel – Ausgabe 2, Juni 2022
Wie vielseitig grüner Wasserstoff ist, welchen Beitrag Hecken leisten, wie sich Schülerinnen und Schüler mit den Phänomenen der Quantenphysik vertraut mach können und vieles mehr erwarten euch in der neuen Ausgabe von MINT Zirkel. Außerdem sind wieder einige Zusatzmaterialien für euch dabei. Jetzt reinschauen!
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Klonverfahren in der Biotechnologie
Ihre Schülerinnen und Schüler erarbeiten sich in dieser spannenden Lerneinheit die Grundlagen, Möglichkeiten und Grenzen des Klonens als biotechnologisches Konzept. Sie beschreiben und erklären den molekularbiologischen Vorgang verschiedener Klonverfahren und beurteilen die ethischen Grenzen im Umgang mit menschlichen Stammzellen. Ein Kreuzworträtsel und ein Kurztest dienen am Ende der Lerneinheit der Lernerfolgskontrolle.
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Die Entwicklung der sauerstoffhaltigen Erdatmosphäre
In dieser Unterrichtseinheit erarbeiten Ihre Schülerinnen und Schüler die Entstehung unserer sauerstoffhaltigen Atmosphäre weitgehend eigenständig. Sie nutzen hierbei digitale Werkzeuge zur Präsentation sowie Gestaltung von Fotostorys. Im Vordergrund steht die Erkenntnis, dass die Entstehung des Lebens die Evolution der Atmosphäre maßgeblich prägte. Lebewesen und Atmosphäre beeinflussten sich immerfort wechselseitig. In einem Additum beurteilen die Lernenden Folgen und Risiken des aktuellen Wandels der Atmosphäre für das Klima und die Ökosysteme.
Gesamtwerk
Tiere als Nährstoffspediteure im Stickstoffkreislauf
In dieser Unterrichtseinheit erarbeiten sich Ihre Schülerinnen und Schüler mithilfe von Informationstexten und selbstständiger Internetrecherche den Stickstoffkreislauf und ausgewählte tierische Nährstofftransporte in Ökosystemen. Dabei erwerben sie Fachwissen zu den Folgen der Eutrophierung im Ökosystem See und der Überdüngung in der Landwirtschaft. Am Abschluss der Einheit steht ein Kreuzworträtsel als Lernerfolgskontrolle. Besondere Medienkompetenzen werden durch selbstständig gestaltete Explainity Clips erworben.
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Stickstoff und Phosphor in Nährstoffkreisläufen der Biosphäre
In dieser Klausuraufgabe zum Themenbereich Ökologie stehen der terrestrische Stickstoffkreislauf und der globale Phosphorkreislauf im Mittelpunkt. Hierbei bearbeiten Ihre Lernenden den Nährstofftransport durch Großtiere, die Tierwanderung in der Nahrungspyramide und Auswirkungen des Nährstofftransports auf die Biodiversität. Zusätzlich wir die Verschärfung der Düngeverordnung von 2017 bewertet.
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Die Antibabypille
In dieser Unterrichtseinheit lernen Ihre Schülerinnen und Schüler den Menstruationszyklus als komplexes hormonelles Regelwerk kennen und nehmen die beliebte Verhütungsmethode Antibabypille unter die Lupe. Neben biologischen Fachinformationen erwerben Ihre Lernenden eine emotional intuitive Perspektive auf die Regelblutung und die Verhütungsverantwortung.
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Evolutionäre Anpassung der Wirbeltiere an das Landleben
Was haben der Frosch und der Wal gemeinsam? Diese Frage ist der Beginn einer Reise in die Welt der Wirbeltiere. Vor mehr als 360 Millionen Jahren sind die ersten Landwirbeltiere entstanden. Davor war alles Leben ausschließlich im Wasser heimisch. Alle Lebewesen sind auf irgendeine Art und Weise miteinander verbunden und haben sich im Ursprung aus den Meeresbewohnern weiterentwickelt. Sie alle haben eins gemeinsam: Sie gehören zu den Wirbeltieren. Die zeitliche Entwicklung bis dahin zeigt dieser Beitrag auf.
Gesamtwerk
Plastikmüll im Meer
Die Weltmeere ersticken im Plastikmüll. Regelmäßig verenden Meerestiere und Vögel, täglich kämpfen Menschen mit den Folgen der weltweiten Müllflut. Geschätzt wird, dass bis zu 12,7 Mio. Tonnen Plastikmüll pro Jahr in die Meere gehen. Das entspricht einer Lkw-Ladung pro Minute. Nur ein kleiner Teil des Plastikmülls schwimmt auf der Oberfläche, der Rest gelangt in tiefere Wasserschichten und schließlich auf den Meeresboden. Diese Lerneinheit folgt den Zielen einer Bildung für nachhaltige Entwicklung (BNE). Die Lernenden arbeiten kooperativ unter Einsatz sprachsensibler Methoden. So stehen z. B. das 5Phasen-Schema zur Texterschließung oder das Concept-Mapping im Vordergrund. In einer Fishbowl-Diskussion wird das Thema aus verschiedenen Perspektiven beleuchtet, als Basis für eine faktenbasierte persönliche Beurteilung der sich anbahnenden ökologischen Katastrophe.
Gesamtwerk
Brauchen wir Wildbienen?
Das Sterben der Wildbienen steht beispielhaft für das Insektensterben und die Bedrohung der Artenvielfalt. Es repräsentiert die Dringlichkeit, die Natur und mit dieser die lebenswichtige Biodiversität nachhaltig zu schützen. Diese Unterrichtseinheit nimmt mit Schwerpunkt die Ursachen des Aussterbens der Wildbienen in den Blick. Sie vermittelt Fachwissen zum Zusammenhang der Landwirtschaft und dem Rückgang der Artenvielfalt in unserer Kulturlandschaft. In einem Rollenspiel werden die Argumentations- und Urteils-fähigkeit gefördert, indem auch gegnerische Standpunkte eingenommen und reflektiert werden. Pädagogisch-didaktisches Ziel ist die Option einer sachkundigen Teilhabe am aktuellen gesellschaftlichen Diskurs.
Gesamtwerk
Erkennen des epigenetischen Codes
Als sogenannter zweiter Code werden epigenetische Informationen gespeichert und sogar an Nachkommen vererbt. Um eine epigenetische Information zu entschlüsseln, wird heute die Chromatin-Immunpräzipitation angewendet. Dies ist eine Methode, welche sich hervorragend eignet, den Lernenden sowohl epigenetische Mechanismen näherzubringen als auch das naturwissenschaftliche Protokollieren als fachspezifische Arbeitsweise zu vertiefen. Beim Protokollieren eines Experimentes erwerben Ihre Schülerinnen und Schüler Kompetenzen, wie epigenetische Muster heute identifiziert werden. Sie erlangen damit hochaktuelles Fachwissen sowie eine neue Methode zur Erkenntnisgewinnung. Durch die Gestaltung eines Erklärvideos in einem Peer-to-Peer-Projekt wird das neu erworbene Fachwissen gefestigt sowie die Medienkompetenz gefördert.
Gesamtwerk
Osteoporose: Störung der Kalziumhomöostase
Die Osteoporose tritt in Deutschland sehr häufig auf. Die Pr├ñvalenz nimmt mit steigendem Alter zu, daher gehört das Knochenleiden zu den altersassoziierten Krankheiten. Eine entscheidende Rolle bei der Osteoporose spielt das Kalzium und dessen Homöostase. Ein Ungleichgewicht des Kalziumhaushalts führt zu einer unterdurchschnittlichen Knochenmasse und die damit verbundene Instabilität der Knochen zu häufigen Knochenbrüchen. Das Thema ist im Inhaltsbereich “Informationsverarbeitung in Lebewesen“ der Bildungsstandards Biologie von 2020 verortet. Neben der Wirkung hormoneller Agonisten und Antagonisten steht auch die Darstellung und Interpretation von Regelkreisen im Mittelpunkt, als Modelle informationsverarbeitender Systeme.
Gesamtwerk
Das Tiefseeanglerfischweibchen:
Durch die Coronapandemie ist viel Unterricht ausgefallen. Um die Lernenden trotzdem sicher in die mündliche Prüfung zu führen, bedarf es Arbeitsbl├ñtter, die eine übersichtliche Zusammenfassung bieten. Nutzen Sie die Einheit, um Ihre Lernenden angstfrei auf das mündliche Abitur mit einer Übungsseite und der Simulationsprüfung vorzubereiten. Es gilt, durch gezielte Übungsmöglichkeiten ein solides Grundwissen zu vermitteln. Vorgestellt werden in einer Simulationsprüfung die erstaunlichen Überlebensstrategien des Anglerfisches in den dunklen Weiten der Tiefsee unter besonderer Berücksichtigung der Fortpflanzung. Das Männchen bildet Augen, Magen und Rückenflossen zurück. Letztendlich steuert das Weibchen sogar seine Spermienabgabe.
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