Unterrichtsmaterialien Biologie: Ganze Werke Seite 9/36
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Gesamtwerk
Schwangerschaft und Geburt
In dieser Unterrichtseinheit zu Schwangerschaft und Geburt werden den Lernenden der Klassen 8 und 9 zunächst in Wort und Bild die Phasen der Embryonalentwicklung nähergebracht. Diese Zuordnungsübung kann alternativ auch interaktiv als LearningApp bearbeitet werden. Im Anschluss beschäftigen sie sich in arbeitsteiliger Gruppenarbeit mit den Phasen der Geburt (Eröffnungs-, Austreibungs-, Nachgeburtsphase). Schließlich werden die mit Schwangerschaft und Geburt für Mutter und Vater einhergehenden Veränderungen näher beleuchtet. Dies kann auch interaktiv über die Erstellung einer Wortwolke mit Mentimeter geschehen. Die Lernenden beschäftigen sich damit in arbeitsteiliger Gruppenarbeit. Am Ende steht eine Gesamtlernzielkontrolle in Form eines Quiz, welches alternativ auch als interaktive LearningApp zur Verfügung gestellt wird.
Gesamtwerk
Skelett und Wirbelsäule
In dieser Unterrichtseinheit lernen Ihre Schülerinnen und Schüler die menschliche Wirbelsäule als wichtigen Teil des Bewegungsapparates mit ihrem Aufbau sowie ihrer Form kennen, erstellen selbst ein Wirbelsäulenmodell und erarbeiten die vom speziellen Bau der Wirbelsäule abzuleitende Beweglichkeit und Stabilität als Grundlage für vielfältige Bewegungen. Die beschäftigen sich außerdem mit den Unterschieden im Bau der Wirbelsäule bei Mensch und Affe in Folge des aufrechten Ganges. Die Aufgaben können dabei analog als Arbeitsblatt oder aber interaktiv als digitale LearningApps und multimediale Übung am Tablet, Smartphone, Laptop oder PC bearbeitet werden. Ein abschließendes Quiz dient als spielerische Lernzielkontrolle.
Gesamtwerk
Fortpflanzung beim Känguru
Als Kuriosität der Evolution betrachtet so mancher die besondere Fortpflanzungsstrategie der Beuteltiere. Kängurus beispielsweise können ihre Schwangerschaft verzögern, gebären unterentwickelte Embryonen und ernähren bis zu drei Jungtiere in unterschiedlichen Entwicklungsstadien. Das winzige neugeborene Känguru klettert selbstständig, ohne Unterstützung des Muttertieres, zur Milchzitze in den Beutel. In dieser Unterrichtseinheit gehen Ihre Lernenden den Fortpflanzungsstrategien von Kängurus und Schnabeltieren auf den Grund. Ein kriteriengeleiteter anatomischer Vergleich des weiblichen Fortpflanzungsorgans von Kloakentier, Beuteltier und Plazentatier, letzteres durch den Mensch repräsentiert, erweitert und festigt Kompetenzen aus dem Inhaltsfeld der Sexualerziehung. Die stammesgeschichtliche Entwicklung der Säugetiere wird in den Blick genommen und anhand charakteristischer Merkmalskombinationen ein Stammbaum erstellt.
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Gesamtwerk
Aufbau und Verbreitungsmechanismen von Blütenpflanzen
Lassen Sie Ihre Lernenden den Aufbau und die Verbreitung verschiedener Blütenpflanzen mithilfe eines ansprechenden Comics erarbeiten. Zugeschnittene Arbeitsblätter mit Differenzierungshilfen dienen der Wissenssicherung. Anschließend kann das erlernte Wissen mit mehreren LearningApp-Kreuzworträtseln und einem Kahoot!-Quiz überprüft werden.
Gesamtwerk
Atmung und Blutkreislauf
Erarbeiten Sie mit Ihren Lernenden das Thema Atmung und Gasaustausch auf der Basis persönlicher Erfahrungen und Fragestellungen. Spannende Messungen und Experimente am eigenen Körper sowie das Bauen und Betrachten von Modellen tragen zum Verständnis der physikalischen Hintergründe und zu einer nachhaltigen Lernerfahrung bei.
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Gesamtwerk
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
Klausuraufgabe: Der circadiane Rhythmus in der Krebsforschung
In dieser Klausuraufgabe wird das Modell der genregulatorischen Prozesse des circadia-nen Rhythmus des Menschen und die Zusammenhänge von circadianem Rhythmus und Krebs in den Fokus genommen. Der zugrunde liegende endogene Mechanismus des circadianen Rhythmus bildet eine Transkriptions-Translations-Rückkopplungsschleife aus Transkriptionsfaktoren, welche sich im tageszeitlichen Rhythmus wiederholt. Man spricht auch von einer inneren Uhr, die genetisch determiniert ist. Störungen der molekularen Tageszyklen werden mit der Entstehung von Tumoren in Verbindung gebracht. Daher zielen Krebstherapien auch auf Eingriffe in die transkriptionale Rückkopplung durch Transkriptionsfaktoren ab.
Gesamtwerk
Molekulare Mimikry
Der „Krieg gegen den Krebs“, wie er 1971 vom US-amerikanischen Präsidenten Richard Nixon ausgerufen wurde, ist bis heute nicht wirklich gewonnen. Neben den Leukämien und Lymphomen, bösartige Neubildungen des blutbildenden Systems, stellen die Karzinome den „Krebs“ im engeren Sinne dar. Karzinome entstehen aus Epithelzellen, die einen besonders stabilen Gewebezusammenhalt aufweisen. Wie kann es daher zur Metastasierung kommen? Die Lernenden erwerben Kompetenzen zur metastatischen Kaskade und Therapieoptionen. Das handlungsorientierte Modellieren der Metastasenbildung in einem Explainity-Clip und ein kriteriengeleitetes Reflektieren des Modellierungsprozesses fördern die Sach- und Modellkompetenz. Die Aufgabengestaltung unterstützt das selbstbestimmte und kooperative Lernen.
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
Grundlagenwiederholung: Molekulargenetik
Die Entdeckung der DNA als Träger der Erbinformation ist bis heute immer noch ein Meilenstein in der Forschung. Seither ist viel passiert und durch die Entwicklung neuer Techniken erfährt die Molekulargenetik immer mehr an Bedeutung für die Forschung und Entwicklung beispielsweise in Bereichen wie der Medizin, Pharmazie und Agrarwissenschaft. In diesem Beitrag finden Sie eine umfangreiche, modular einsetzbare Materialsammlung zu den Grundlagen dieses bedeutsamen Themas. Starten Sie bei der Entdeckung des Trägers der Erbinformation, behandeln Sie den Bau der DNA, gehen Sie über zu der Proteinbiosynthese und schließen Sie das Thema mit einer Lernerfolgskontrolle ab. Diese Einheit eignet sich zum Einstieg und zur Wiederholung dieses Grundlagenthemas in Ihrer Klasse.
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
Gesamtwerk
Erbkrankheiten
In dieser Unterrichtseinheit erarbeiten Ihre Schülerinnen und Schüler in Gruppenarbeit die dominante und rezessive sowie die gonosomale Vererbung menschlicher Erbkrankheiten und üben sich in Stammbaumanalysen. Die Erarbeitung erfolgt dabei exemplarisch an den Krankheiten Albinismus, Mukoviszidose, Phenylketonurie, Chorea Huntington, Bluterkrankheit und Rot-Grün-Sehschwäche.
Gesamtwerk
Verhalten und Sinne des Regenwurms
In dieser Unterrichtseinheit erforschen die Lernenden die Sinne, das Verhalten und die Fortpflanzung des Regenwurms sowie seine ökologische Bedeutung in einem forschend-entdeckenden Stationenlernen. Damit wecken die Materialien die Neugier der Schülerinnen und Schüler. Dabei werden u. a. die folgenden Fragen beantwortet: Überleben beim Zerschneiden des Regenwurms beide Teile? Kann der Regenwurm hören und wie bewegt sich ein Regenwurm? Ihre Lernenden finden in der Stationenarbeit selbstständig die Antworten auf diese und viele weiteren Fragen. Dabei werden die Schülerinnen und Schüler nicht nur bei ihren Forschungen unterstützt, sondern gleichzeitig im verantwortlichen Umgang mit Versuchstieren geschult.
Gesamtwerk
Auslöschen der Dinosaurier vor 66 Millionen Jahren
Als Mitglieder der Chicxulub-Expedition erforschen die Schülerinnen und Schüler die Struktur des Kraters in Chicxulub, den der Asteroid hinterließ, der einst die Dinosaurier vernichtete. Modelle einer Computersimulation geben Antwort auf die bisher offene Frage der Asteroidenhypothese: Warum löschte der Asteroid vor 66 Millionen Jahren die Dinosaurier aus? Aktuelle Forschung lüftet die Ursache des großen Sterbens in der Dinosaurierära, und den anschließenden evolutiven Siegeszug der Vögel und Säugetiere: Der Winkel des Aufpralls war entscheidend für die verheerende Wirkung des Asteroiden. Die Lernenden werden selbst zu Forschenden, nehmen mithilfe eines Erdgeschichtskalenders alle fünf historischen Massenaussterben in den Blick und reflektieren auch das sich anbahnende große Artensterben unserer Zeit. Das Mystery: „Kippte ein Winkel die Weltherrschaft?“ fordert abschließend einen komplexen ergebnissichernden Problemlöseprozess.
Gesamtwerk
Angepasstheit von Igel und Eichhörnchen
Vermitteln Sie Ihren Lernenden das Thema Energie nachhaltig mithilfe dieser Unterrichtseinheit zur Angepasstheit heimischer Säugetiere an den Winter. Mit integrierten Veranschaulichungen der Energiethematik, selbstgeplanten Experimenten an Modellen und einem Legespiel wird ein tieferes Verständnis der Thematik gefördert.
Gesamtwerk
Weltmeere im Klimawandel
Die Klimadebatte ist hochaktuell und seit Auftreten der Klimaaktivistin Greta Thunberg und der Fridays-for-Future-Bewegung besonders auch in das Bewusstsein der jungen Generation getreten. Dieses schüleraktivierende Material erweitert das Fachwissen zur Gefährdung des marinen Ökosystems durch den Klimawandel und fördert einen reflexiven Umgang im Sinne einer Bildung für nachhaltige Entwicklung. Die Lernenden erarbeiten auf Basis aktueller Forschungsdaten mithilfe von Schaubildern, Diagrammen und Tabellen das Abwandern mariner Fischarten, den marinen Kohlenstoffkreislauf und die Weltmeere als größten CO2-Speicher. Methodische Schwerpunkte liegen auf der Förderung von Diagrammkompetenz und Textverständnis in kooperativen Lernarrangements.
Gesamtwerk
Zellorganellen im Fokus
Nutzen Sie diese Einheit als Vorbereitung der Lernenden auf die Oberstufe, zur Lernstandangleichung in der 11. Klasse oder als Wiederholung vor dem Abitur. In einer Stationenarbeit erarbeiten sich die Lernenden den Aufbau und die Funktion der einzelnen Zellorganellen und ordnen diese in die pflanzliche Zelle ein. Am Ende der Einheit steht eine spielerische Lernerfolgskontrolle als Brettspiel zu den Zellorganellen.
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Kakaoplantagen im Klimawandel
Lassen Sie Ihre Lernenden mithilfe dieser kooperativen Mystery-Lerneinheit den Schokoladenriegel bis zum Ökosystem der Kakaoplantage rückverfolgen und dabei die Folgen des Klimawandels auf unsere Lieblingsnascherei erforschen. Im Sinne der Bildung für nachhaltige Entwicklung (BNE) werden hierbei moderne Klimamodelle erarbeitet und zukunftsorientierte Handlungsoptionen entwickelt.
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Aufbau der DNA
In dieser motivierenden Unterrichtseinheit wiederholen und vertiefen Ihre Schülerinnen und Schüler molekulares Fachwissen zu Aufbau und Struktur der DNA. Mit interaktiven LearningApps, einem Kahoot!-Quiz und der selbstständigen Anfertigung von Erklärvideos im Legetrickstil erwerben Ihre Lernenden hierbei wichtige Medienkompetenzen.
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Marine Verflechtungen: Klima – Kohlenstoffkreislauf – Kalkskelette
Der Klimawandel ist die größte Herausforderung unserer Zeit und erfordert ein grundlegendes Verständnis der komplexen Problematik. So gehören die Weltmeere mit zu den wichtigsten Kohlenstoffreservoirs. Der Klimawandel nimmt direkten Einfluss auf die Meere und hat so in den letzten 200 Jahren zu einer „Versauerung“ dieser, mit zunehmend verheerenden Auswirkungen auf die Flora und Fauna, geführt. Die Aufgaben dieser kooperativen Unterrichtseinheit sind herausfordernd auf der Sachebene, laden zum selbstbestimmten Lernen ein und fördern zugleich die Kommunikations- und Argumentationsfähigkeit der Schülerinnen und Schüler. Die Lernenden können an einem Versuch die Folgen des Klimawandels nachvollziehen und beim Erstellen eines redaktionellen Beitrags der aktuellen Debatte auf der Sachebene argumentativ begegnen.
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Klausur: Mariner Kohlenstoffkreislauf und Plankton im Klimawandel
Der Klimawandel ist eine der größten Herausforderungen unserer Zeit. Umso bedeutender ist es, ein Verständnis der komplexen, mehrdimensionalen Problematik zu vermitteln, um Lernenden eine sachkundige Teilhabe am gesellschaftlichen Diskurs zu ermöglichen. Diese Klausuraufgabe zur Ökologie befasst sich mit der faszinierenden Welt des Meeresplanktons und seiner Bedeutung für den globalen Kohlenstoffkreislauf und das Klima, mit speziellem Augenmerk auf das Forschungsfeld der mixotrophen Plankter. Marines Plankton ist ein Musterbeispiel für fotosynthetische Effizienz und zugleich eine der wichtigsten Komponenten im globalen Kohlenstoffkreislauf. Die Ozeane und ihre Bewohner sind im Szenario des Klimawandels von herausragender Relevanz, haben doch die Auswirkungen der Ozeanversauerung unmittelbaren Einfluss auf die biologische Kohlenstoffpumpe der Meere, als globale Kohlenstoffsenken.
Gesamtwerk
Konkurrenzausschluss oder Koexistenz in der mündlichen Abiturprüfung
Mit diesem Material wird auf den Vortrag in der mündlichen Abiturprüfung vor bereitet. Der Asiatische Marienkäfer (Harmonia axyridis) stammt aus Zentralasien und wurde in Europa zur biologischen Schädlingsbekämpfung eingeführt. Er gilt in der Invasionsbiologie als Modell für die Erforschung der Faktoren, warum sich manche Arten erfolgreich verbreiten und nahe verwandte Arten oft nicht. In Deutschland ist die Population der Zweipunkt-Marienkäfer (Adalia bipunctata) extrem zurückgegangen. Der als Glücksbringer bekannte Siebenpunkt-Marienkäfer (Coccinella septempunctata) scheint sich dagegen nach einem rapiden Rückgang wieder zu erholen. Das Geheimnis um biologische und chemische Abwehrmechanismen des Asiatischen Marienkäfers ist entschlüsselt. Darüber hinaus zeigt der invasive Käfer eine zweistufige Immunabwehr, die bisher einzigartig bei Insekten ist. Die Lernenden wenden ihre fundierten ökologischen und evolutionsbiologischen Kompetenzen zur Lösung der spannenden Aufgabe an.
Gesamtwerk
Infektionskrankheiten
Diese Unterrichtseinheit klärt, wie Infektionskrankheiten entstehen und typischerweise verlaufen. Dabei wird auf verschiedene Krankheitserreger eingegangen, die exemplarisch an häufig auftretenden Krankheiten wie Fußpilz, COVID-19, Malaria und Salmonellose, behandelt werden. Das Kapitel Bakterien beinhaltet ein Schülerexperiment, bei dem in Gruppenarbeit die Keimbelastung verschiedener Probenhintergründe des Alltags untersucht wird. Das Kapitel Viren konzentriert sich auf SARS-CoV-2-Viren, wobei Inhalte vermittelt werden, die eine Einordnung der Geschehnisse während der Coronapandemie ermöglichen. Ein methodischer Schwerpunkt der Reihe stellt die Darstellung fachwissenschaftlicher Inhalte in Fließschemata und Schaubildern dar. Dabei weist die Einheit eine Progression auf, die sich in der Komplexität der darzustellenden Inhalte zeigt.
Gesamtwerk
Insekten im Lebensraum Wald
Insekten gehören zur formenreichsten und bedeutendsten Gruppe im Tierreich. Sie sind nicht nur an der Bestäubung von Blütenpflanzen oder an der Zersetzung organischen Materials beteiligt, sondern sind auch in der Lebensgemeinschaft Wald unverzichtbar. In dieser Unterrichtseinheit wird in einem Stationenlernen am Hirschkäfer, als Beispielorganismus der Grundbauplan von Insekten, ihr Körperbau, ihre Angepasstheiten an Lebensräume, sowie der Schutz gefährdeter Insektenarten thematisiert.
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