Lehrer Arbeitsblätter Sekundarstufe 2
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Biologie aktuell (Oberstufe)

Thema GENETIK für die Oberstufe:

Aktuelle Biologie Arbeitsblätter Epigenetik: Werden Umwelteinflüsse vererbt? Aktuelle Biologie Arbeitsblätter Das "Fakir-Gen": Ein Leben ohne Schmerzen
Aktuelle Biologie Arbeitsblätter Kreuzworträtsel Klassische Genetik Aktuelle Biologie Arbeitsblätter Kreuzworträtsel "Angewandte Genetik"
Aktuelle Biologie Arbeitsblätter Durchfall durch Gendefekt Aktuelle Biologie Arbeitsblätter Genetik und Neurophysiologie der Erkrankung Marie-Charcot-Tooth
Aktuelle Biologie Arbeitsblätter Genetik: Stammbaumanalyse Aktuelle Biologie Arbeitsblätter Genetik: Die Pest
Aktuelle Biologie Arbeitsblätter Genomische Prägung - Genetik Aktuelle Biologie Arbeitsblätter Genetik: Der Neandertaler in mir
Aktuelle Biologie Arbeitsblätter Das Rett-Syndrom: Folge einer X-chromosomalen Mutation Aktuelle Biologie Arbeitsblätter Genetik: Geschlechtserkennung bei Hühnerküken
Aktuelle Biologie Arbeitsblätter Einführung in die Molekulargenetik Aktuelle Biologie Arbeitsblätter Genetik: Krebsentwicklung und Zellzykluskontrolle
Aktuelle Biologie Arbeitsblätter Erarbeitung der Proteinbiosynthese in einem Gruppenpuzzle Aktuelle Biologie Arbeitsblätter Genetik: Menschen, Gene & Mutationen
Aktuelle Biologie Arbeitsblätter Biologie Arbeitsblätter mit Lösungen - Klassische Genetik Aktuelle Biologie Arbeitsblätter Epigenetik – Die Software unserer Gene
Aktuelle Biologie Arbeitsblätter Genetik: Entwicklung, Vermehrung und Vererbung Aktuelle Biologie Arbeitsblätter Der Widder "Solid Gold" - Mutation und genomische Prägung
Aktuelle Biologie Arbeitsblätter Die Bedeutung der Epigenetik in der Sexualentwicklung Aktuelle Biologie Arbeitsblätter Die Vererbung der Blütenfarbe bei der Platterbse
Aktuelle Biologie Arbeitsblätter Xenotransplantation mit CRISPR/Cas9? Aktuelle Biologie Arbeitsblätter Stammzellenforschung - ein Themen-Talk
Aktuelle Biologie Arbeitsblätter Die Bedeutung der Base Inosin bei der Proteinbiosynthese Aktuelle Biologie Arbeitsblätter Kann man das Atmen vergessen?
Das Undine-System
Aktuelle Biologie Arbeitsblätter Genetik: Rettet die Banane?! Aktuelle Biologie Arbeitsblätter Genmutationen genauer betrachtet
  Revolution der Gentechnik durch CRISPR/Cas Aktuelle Biologie Arbeitsblätter Evolutiver Wettlauf zwischen dem Saatweizen und dem Getreideschwarzrost
Aktuelle Biologie Arbeitsblätter Ursachen der HIV-Resistenz Aktuelle Biologie Arbeitsblätter DNA-Analytik in der Kriminalistik
Aktuelle Biologie Arbeitsblätter Humangenetik: Genetische Mosaike Aktuelle Biologie Arbeitsblätter Kreuzworträstel Molekulargenetik
Aktuelle Biologie Arbeitsblätter Genetik: UV-Strahlung und DNA-Reparatur    



Biologie Klausuren für die Oberstufe:

Aktuelle Biologie Arbeitsblätter Genetik: Biologischer oder gentechnischer Pflanzenschutz? Aktuelle Biologie Arbeitsblätter Klassische Hämophilie – Genklonierung von Faktor VIII
Aktuelle Biologie Arbeitsblätter Mitochondriopathie: Ein Zellorganell als Krankheitsursache Aktuelle Biologie Arbeitsblätter Kriminalbiologie
Aktuelle Biologie Arbeitsblätter Genetik: Die blaue Rose - vom Mythos zur Realität    

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Biologie Stationenlernen. Lehrer Arbeitsblätter Genetik: UV-Strahlung und DNA-Reparatur
(RAABE Fachverlag)
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Was fehlt Mondscheinkindern?

Biologie Unterrichsmaterial für den Einsatz
in der 11. -13. Schuljahr, Gymnasium
13 Seiten (1,3 MB)

Was passiert auf der Ebene der DNA, wenn wir uns dem UV-Licht am Strand aussetzen? Wie schützt der Körper sich durch eigene DNA-Reparaturmechanismen vor möglicherweise folgenschweren Mutationen? Die Einheit widmet sich zunächst dem Basiswissen zum Thema, um dann schließlich auf die molekulare Struktur der DNA hinein zu „zoomen“.

Das alltagsnahe Thema und das problemorientierte Arbeiten garantieren eine hohe Schülermotivation.

KOMPETENZPROFIL: *Klassenstufe: Sek II *Dauer: 3 Unterrichtsstunden
  • Kompetenzen:
    • 1. Exzisionsreparatur der DNA erläutern
    • 2. Verknüpfung und Vernetzung von Folgen der UV-Strahlung über verschiedene Organisationsebenen
    • 3. Daten und Grafiken auswerten und Schlussfolgerungen treffen
  • Thematische Bereiche: Genetik, DNA-Schäden, DNA-Reparatur
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Biologie Stationenlernen. Lehrer Arbeitsblätter Kreuzworträstel Molekulargenetik
(RAABE Fachverlag)
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Genetik zwischen Vererbung und den chemischen und physikalischen Eigenschaften der Gene

Biologie Unterrichsmaterial für den Einsatz
in der 11. -13. Schuljahr, Gymnasium
6 Seiten (0,2 MB)

Mit diesem kurzen Unterrichtsmaterial prüfen Sie anhand eines Kreuzworträtsels das Wissen Ihrer Schülerinnen und Schüler zum abiturrelevanten Bereich der Molekulargenetik.

Kompetenzprofil:
  • Niveau: grundlegend
  • Fachlicher Bezug: Genetik, Zellbiologie, Humanbiologie
  • Methode: Einzelarbeit, Gruppenarbeit, Hausaufgabe
  • Basiskonzepte: Regelung und Steuerung, Struktur und Funktion
  • Erkenntnismethoden: Phänomene erfassen


Biologie Stationenlernen. Lehrer Arbeitsblätter Humangenetik: Genetische Mosaike
(RAABE Fachverlag)
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Genetik: Zytogenetik

Biologie Unterrichsmaterial für den Einsatz
in der 11. -13. Schuljahr, Gymnasium
14 Seiten (4,2 MB)

Es bietet sich an, das Unterrichtsmaterial entweder im Anschluss an die klassische Genetik zu behandeln (dann muss allerdings zuvor auf den Zusammenhang zwischen Gen und Protein eingegangen werden) oder im Anschluss an die Proteinbiosynthese.

Die Schüler können das Material dabei weitgehend selbstständig in ein bis zwei Unterrichtsstunden bearbeiten.

Kompetenzprofil:
  • Niveau: grundlegend, weiterführend
  • Fachlicher Bezug: Genetik
  • Methode: Einzel- und Partnerarbeit
  • Basiskonzepte: Regelung und Steuerung, Entwicklung
  • Erkenntnismethoden: beschreiben, Darstellungen verwenden
  • Kommunikation: erklären, Materialien auswerten
  • Inhalt in Stichworten: Barr-Körperchen, Lyon-Hypothese, X-Inaktivierung, Dosiskompensation, Interphase-Zellkern, X-chromosomal rezessive Vererbung
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Biologie Stationenlernen. Lehrer Arbeitsblätter DNA-Analytik in der Kriminalistik
(RAABE Fachverlag)
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Genetik: Molekulargenetik

Biologie Unterrichsmaterial für den Einsatz
in der 11. -13. Schuljahr, Gymnasium

Die Unterrichtseinheit enthält Material und Aufgaben zu den Methoden und Hintergründen der DNA-Analytik in der Kriminalistik und reicht thematisch von der Spurensuche am Tatort, über die DNA-Isolierung, PCR, Gelelektrophorese und Färbung bis hin zur Auswertung repräsentativer Versuchsergebnisse. Die Materialien sind dabei zur Vorbereitung auf die praktische Durchführung der Analysetechniken in einem Molekularbiologischen Schülerlabor geeignet.

Der Beitrag ist jedoch prinzipiell so gestaltet, dass die Materialien auch ohne diese Praxiseinheit zur Erarbeitung der Methoden gewinnbringend eingesetzt werden können. Mit der Behandlung des DNA-Fingerprintings wird der Alltags- und Lebensbezug hergestellt, da die Thematik in Verbindung mit der Kriminalistik ständig durch die Medien geht. Weiterführend bietet sich im Zusammenhang mit der DNA-Datenspeicherung zur Verbrechensaufklärung auch die Behandlung gesellschaftlicher und ethischer Fragen („gläserner Mensch“) an.

Die Unterrichtseinheit ist in vier Phasen gegliedert:
  • 1. Vorentlastung: Inhaltliche Voraussetzung für die Einheit ist die DNA-Replikation. Diese wird anhand eines Wäscheleinenmodells wieder aufgegriffen. Darüber hinaus können optional der Umgang mit Laborgeräten (und die dazugehörigen Labortätigkeiten und -begriffe) angesprochen und ggf. (mithilfe von Mikroliterpipetten) geübt werden.
  • 2. Theoretische Grundlagen: Es wird der Weg von der DNA-Spurensuche über DNA-Isolierung, PCR, Gelelektrophorese und Auswertung (unter Bezugnahme auf die Grundlagen des DNA-Fingerprintings) erarbeitet. Zum Schluss wird der Kompetenzbereich der Bewertung anhand des Inhalts der DNA-Analysedatei behandelt, wobei eine Diskussion im Mittelpunkt steht, die Perspektivwechsel berücksichtigt.
  • 3. Praktische Erarbeitung in einem Molekularbiologischen Schülerlabor/Auswertung der Laborergebnisse: An vielen Standorten in Deutschland gibt es mittlerweile Schülerlabore, die adäquat auf diese Zielgruppe ausgerichtet sind und den Schülern die Möglichkeit bieten, die erarbeiteten Methoden vor Ort zu rekapitulieren und kostengünstig praktisch durchzuführen. Falls das im Einzelfall nicht möglich ist, können stellvertretend die in M 8 zur Verfügung gestellten Originalergebnisse einer Schulklasse ausgewertet werden. Bei den Aufgaben zu M 8 ist Bezug auf das zuvor erarbeitete Material zu nehmen (insbesondere auf M 6).
  • 4. Präsentation der gewonnenen Ergebnisse: Die Zusammenfassung der Unterrichtseinheit, d. h. die Darstellung eines Überblicks der kriminalistischen DNA-Analytik kann je nach schulischen Gegebenheiten z. B. in Form einer Postererstellung, Vitrinenausstellung oder eines schuleigenen Homepagebeitrags erfolgen.
Inhaltsverzeichnis:
  • Methodisch-didaktische Hinweise
  • Material
    • Einstieg: DNA-Replikationsmodell und Pipettierübungen
    • DNA-Quellen und -Spurensuche am Tatort
    • Einstiegsexperiment: DNA-Isolierung aus Kiwis
    • Grundlagen der DNA-Isolierung
    • Laboranleitung zur DNA-Isolierung aus Haarwurzelzellen
    • Die Masse des Genoms
    • Die Polymerasekettenreaktion (PCR)
    • Durchführung der PCR: Mastermix und PCR-Programm
    • Die Gelelektrophorese
    • Ethidiumbromidfärbung – Sichtbarmachen der DNA-Moleküle im Gel
    • Auswertung des Elektrophoresegels
    • DNA-Fingerprinting
    • Diskussion: DNA-Datenspeicherung zur Verbrechensaufklärung?
    • Praktische Durchführung im Labor/ Auswertung der Laborergebnisse
    • Präsentation der Ergebnisse
  • Lösungsvorschläge

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Biologie Stationenlernen. Lehrer Arbeitsblätter Ursachen der HIV-Resistenz
(RAABE Fachverlag)
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Genetik: Molekulargenetik

Biologie Unterrichsmaterial für den Einsatz
in der 11. -13. Schuljahr, Gymnasium 13 Seiten (1,7 MB)

Das Thema HIV bietet die Möglichkeit, Grundlagen der Genetik schüler- und gesellschaftsrelevant zu behandeln.

Die Unterrichtseinheit dient zur Vertiefung des Zusammenhangs, dass auf Chromosomen lokalisierte Gene die Ausprägung von Proteinstrukturen (in diesem Fall Membranrezeptoren) bedingen und dass eine Veränderung der Nukleotidsequenz eine Synthese intakter Proteinstrukturen verhindert.

Die Proteinbiosynthese sowie Mutationen sollten vor der Bearbeitung dieses Beitrags bereits im Unterricht besprochen worden sein. Die CD4- und CCR5-Rezeptoren von menschlichen Zellen des Immunsystems dienen den Glykoproteinen (Oberflächenstrukturen) des HI-Virus als Andockstellen und machen ein Eindringen des Virus in die Zelle überhaupt erst möglich. Der HIV-Resistenz liegt eine Mutation des CCR5-Rezeptorgens zugrunde, durch die der CCR5-Rezeptor wirkungslos wird. Das HI-Virus kann keine Infektion hervorrufen, weil es ihm nicht möglich ist, in menschliche Zellen des Immunsystems zu gelangen und sie anschließend zu zerstören. Das Thema HIV/AIDS ist den Schülerinnen und Schülern oft bereits aus dem Unterricht, den Medien und Alltagsgesprächen bekannt. Um die Existenz einer natürlichen Resistenz wissen bisher nur wenige Laien. Die Überlegung, eine HIV-Resistenz labortechnisch durch Mutationen herzustellen, ist von höchster Aktualität und Brisanz.

Methodisch-didaktische Hinweise:
  • Material
    • Andocken des HI-Virus an der Wirtszelle
    • Das AIDS-Rätsel von Nairobi
    • Genetische Grundlage der HIV-Resistenz
    • HIV-Resistenz aus dem Labor
  • Lösungsvorschläge
Kompetenzprofil:
  • Niveau: grundlegend bis weiterführend
  • Fachlicher Bezug: Genetik, Immunbiologie
  • Basiskonzepte: Struktur und Funktion, Variabilität und Angepasstheit
  • Erkenntnismethoden: Phänomene erfassen, Konzepte anwenden, Hypothesen bilden, Darstellungen verwenden
  • Kommunikation: erklären, erläutern
  • Inhalt in Stichworten: HI-Virus (Bau, Andocken an Wirtszelle), HIV-Resistenz, Genmutation, Gentechnik
Ablauf:
  • Material / Sozialform / Zeit
    • M 1 Partnerarbeit oder Plenum (Folie) 25 min
    • M 2 Plenum 25 min
    • M 3 Partnerarbeit 25 min
    • M 4 Hausaufgabe 30 min
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Biologie Stationenlernen. Lehrer Arbeitsblätter Evolutiver Wettlauf zwischen dem Saatweizen und dem Getreideschwarzrost
(RAABE Fachverlag)
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Genetik: Molekulargenetik

Biologie Unterrichsmaterial für den Einsatz
in der 11. -13. Schuljahr, Gymnasium 15 Seiten (2,1 MB)

Das Wirt-Pathogen-Paar Saatweizen und Getreideschwarzrost eignet sich ideal zur Veranschaulichung der (Teil-)Erfolge von Resistenzzüchtungen gegen Pflanzenschädlinge und der Illustration der Probleme, die sich aus dem evolutiven Wettlauf zwischen Züchtungsprodukt und präadaptierten Varianten eines Pathogens ergeben. Inhaltlich wird in diesem Beitrag Grundlagenwissen aus der Genetik (Proteinbiosynthese) und aus der Evolutionsbiologie (Koevolution) behandelt und mit realen Problemstellungen und Lösungsstrategien aus der Pflanzenzüchtung verknüpft. Des Weiteren trainieren die Schülerinnen und Schüler bei der Bearbeitung der Aufgaben ihre Bewertungskompetenz.

Einen fächerverbindenden Ansatz bietet der Aspekt des ökonomischen Interesses an der Erzeugung von Saatgut, insbesondere in wirtschaftlich schwachen Ländern. Auch das Thema „Biopiraterie“ lässt sich in einen inhaltlichen Zusammenhang mit diesem Beitrag stellen.

Methodisch-didaktische Hinweise:
  • Material
    • Das Pathogenitätsdreieck – ein Modell für Pflanzenkrankheiten
    • Monogene und polygene Resistenzen gegen den Getreideschwarzrost
    • Evolutiver Wettlauf zwischen Weizen und Getreiderost
    • Proteinbiosynthese bei Eukaryoten
  • Lösungsvorschläge
Kompetenzprofil:
  • Niveau: weiterführend, vertiefend
  • Fachlicher Bezug: Genetik, Evolution, Ökologie
  • Basiskonzepte: Steuerung und Regelung, Reproduktion, Variabilität und Angepasstheit
  • Erkenntnismethoden: vergleichen, begründen, ableiten, Modelle nutzen und anwenden, Phänomene erfassen, Konzepte anwenden und vernetzen, Darstellungen verwenden
  • Kommunikation: erläutern
  • Reflexion: beurteilen
  • Inhalt in Stichworten: Resistenzzüchtung, transgene Pflanzen, monogene und polygene Resistenzen, Pflanzenpathogene, Getreideschwarzrost, Koevolution, Evolutionsfaktoren, Proteinbiosynthese bei Eukaryoten, Modelle in der Biologie



Biologie Stationenlernen. Lehrer Arbeitsblätter Genmutationen genauer betrachtet
(RAABE Fachverlag)
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Genetik: Molekulargenetik

Biologie Unterrichsmaterial für den Einsatz
in der Oberstufe des Gymnasiums
8 Seiten (1,1 MB)

Mit dieser Aufgabe können im Rahmen des Themenbereichs Molekulargenetik Überlegungen zu Ausmaß und Auswirkungen von Punktmutationen angestellt werden. Dabei werden verschiedene Kompetenzen eingeübt, darunter das Analysieren und Interpretieren grafischer Darstellungen, das Erkennen von Bedeutungszusammenhängen bei veränderten biologischen Ausgangsbedingungen sowie das begrifflich präzise Darlegen biologischer Sachverhalte.

Kompetenzprofil:
  • Niveau: grundlegend
  • Fachlicher Bezug: Genetik
  • Methode: Einzel- und Partnerarbeit
  • Basiskonzepte: Struktur und Funktion
  • Erkenntnismethoden: vergleichen, Konzepte anwenden, Regeln verwenden, Darstellungen verwenden
  • Kommunikation: erklären, Fachsprache verwenden, Materialien auswerten
  • Reflexion: Folgen beurteilen
  • Inhalt in Stichworten: genetischer Code, mRNA, Translation, Aminosäure, Wasserstoffbrückenbindungen, Tertiärstruktur, Punktmutation
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Biologie Stationenlernen. Lehrer Arbeitsblätter Genetik: Rettet die Banane?!
(RAABE Fachverlag)
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Innovative Strategien für eine nachhaltige Pflanzenproduktion

Biologie Unterrichsmaterial für den Einsatz
in der Oberstufe des Gymnasiums
34 Seiten (6,5 MB)

Die Anwendung der Gentechnik an Pflanzen stellt weltweit ein wichtiges und rasch wachsendes wissenschaftliches Forschungsgebiet dar. Die landwirtschaftliche Nutzung beschränkt sich dabei vor allem auf gentechnisch veränderte Linien von Soja, Mais, Baumwolle und Raps. Gentechnische Verfahren versprechen schnelle und erfolgreiche Lösungen der Probleme. In Deutschland sind Bananen nach Äpfeln das beliebteste Obst. Doch sind gentechnisch veränderte Bananen hierzulande erwünscht? Ziel dieser Unterrichtssequenz ist es, Schülerinnen und Schüler zu befähigen, sich ein eigenständiges und reflektiertes Urteil zu diesem kontroversen Themenkomplex zu bilden.

Inhaltsverzeichnis:
  • Methodisch-didaktische Hinweise
  • Material
    • M 1: Ernteverluste bei der Bananenproduktion
    • M 2: Agrobacterium-vermittelte Transformation
    • M 3: Letzte Rettung Gentechnik? Krankheitserreger und deren Bekämpfung
    • M 4: Rollenkarten für die Podiumsdiskussion
    • M 5: Argumente und Werte hinter dem Konflikt
  • Lösungsvorschläge
Kompetenzprofil:
  • Niveau: weiterführend
  • Fachlicher Bezug: Genetik, Evolution, Fortpflanzung, Zellbiologie; Ethik
  • Methode: Partner-, Gruppenarbeit
  • Basiskonzepte: Struktur und Funktion, Reproduktion, Variabilität und Angepasstheit, Entwicklung
  • Erkenntnismethoden: beschreiben, Phänomene erfassen, Darstellungen verwenden
  • Kommunikation: erklären, darstellen, präsentieren, argumentieren, diskutieren, Materialien auswerten und einsetzen
  • Reflexion: Anwendungen/Folgen beurteilen, kritisch bewerten, Aussagen aus unterschiedlichen Perspektiven betrachten
  • Inhalt in Stichworten: vegetative Vermehrung, gentechnische Methoden, Agrobacterium tumefaciens, Ti-Plasmid, Transformation, Pathogene, Schädlingsbefall, Resistenz, ethisches Bewerten
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Biologie Stationenlernen. Lehrer Arbeitsblätter Revolution der Gentechnik durch CRISPR/Cas
(RAABE Fachverlag)
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Genetik: Molekulargenetik

Biologie Unterrichsmaterial für den Einsatz
in der Oberstufe des Gymnasiums

ie Unterrichtseinheit 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.

Inhaltsverzeichnis:
  • Methodisch-didaktische Hinweise
  • Material
    • M 1: CRISPR/Cas – das adaptive Abwehrsystem der Prokaryoten
    • Funktion des adaptiven immunologischen Gedächtnisses der Prokaryoten
    • M 3: Das CRISPR/Cas9-System – ein Quantensprung in der Gentechnologie
    • M 4: Der Einsatz der CRISPR/Cas9-Nukleasen – komplettiert durch das Editierungspotenzial der Zelle
  • Lösungsvorschläge
Kompetenzprofil:
  • Niveau: vertiefend
  • Fachlicher Bezug: Genetik
  • Methode: Einzel-, Partner-, Gruppenarbeit
  • Basiskonzepte: Struktur und Funktion, Regelung und Steuerung, Variabilität und Angepasstheit
  • Erkenntnismethoden: beschreiben, vergleichen, Phänomene erfassen, Konzepte anwenden, Hypothesen bilden, Darstellungen verwenden
  • Kommunikation: erklären, darstellen, diskutieren, präzisieren, Fachsprache verwenden, Materialien auswerten
  • Reflexion: kritisch bewerten
  • Inhalt in Stichworten: Aufbau und Funktion der DNA, Koevolution, Antibiotika, Bakteriophagen, Plasmide, Enzyme, RNA-Strukturen, Palindrom, Proteinbiosynthese, Replikation, Mutation, Reparaturmechanismen, homologe und nicht homologe Rekombination, Mitose, Meiose, Crossing-over, Grundlagen der Gentechnologie
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Biologie Stationenlernen. Lehrer Arbeitsblätter Genetik: Entwicklung, Vermehrung und Vererbung
(RAABE Fachverlag)
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Historische Perspektiven im Biologieunterricht

Biologie Unterrichsmaterial für den Einsatz
in der Oberstufe des Gymnasiums
17 Seiten (3,6 MB)

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.

Inhaltsverzeichnis:
  • Methodisch-didaktische Hinweise
  • Material
    • M 1: Die Präformationstheorie
    • M 2: Brauchen wir sexuelle Fortpflanzung?
    • M 3: Die Erklärung der Vererbung – antike Zeugnisse
  • Lösungsvorschläge
Kompetenzprofil:
  • Niveau: grundlegend, weiterführend
  • Fachlicher Bezug: Genetik, Entwicklung, Molekulargenetik, Reproduktion, Wissenschaftsgeschichte
  • Methode: Einzel-, Partner-, Gruppenarbeit
  • Basiskonzepte: Entwicklung, Reproduktion, Geschichte und Verwandtschaft
  • Erkenntnismethoden: beschreiben, vergleichen, Phänomene erfassen, Konzepte anwenden und übertragen
  • Kommunikation: erklären, darstellen, Fachsprache verwenden
  • Reflexion: Zusammenhänge erkennen, Probleme aufzeigen, kritisch bewerten
  • Inhalt in Stichworten: Präformationstheorie, Metamorphose, sexuelle und asexuelle Fortpflanzung, Klonen, Selektion, Vererbung, mendelsche Regeln
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Biologie Stationenlernen. Lehrer Arbeitsblätter Die Bedeutung der Epigenetik in der Sexualentwicklung
(RAABE Fachverlag)
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Genetik: Molekulargenetik

Biologie Unterrichsmaterial für den Einsatz
in der Oberstufe des Gymnasiums
25 Seiten (1,6 MB)

Die 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.

Inhaltsverzeichnis:
  • Methodisch-didaktische Hinweise
  • Material
    • M 1: Geschlechtsbestimmung und Differenzierung des Sexualdimorphismus bei Säugern
    • M 2: Der Testosteron-vermittelte Signalweg
    • M 3: Die Bedeutung epigenetischer Marker
    • M 4: Erbliche epigenetische Marker und Homosexualität
  • Lösungsvorschläge
Kompetenzprofil:
  • Niveau: weiterführend, vertiefend
  • Fachlicher Bezug: Genetik, Entwicklung
  • Methode: Einzel- und Partnerarbeit
  • Basiskonzepte: Entwicklung, Regelung und Steuerung, Geschichte und Verwandtschaft
  • Erkenntnismethoden: beschreiben, vergleichen, Modelle nutzen, Konzepte anwenden, Darstellungen verwenden
  • Kommunikation: erklären, präzisieren, Materialien auswerten und einsetzen
  • Inhalt in Stichworten: Chromosomengeschlecht, Androgene, Testosteron, Gonadengeschlecht, Embryonalentwicklung, Chromatin, DNA-Methylierung, Histone, Nukleosom, epigenetische Markierungen, sexuell antagonistische Marker
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Biologie Stationenlernen. Lehrer Arbeitsblätter Epigenetik: Werden Umwelteinflüsse vererbt?
(RAABE Fachverlag)
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Genetik: Molekulargenetik

Biologie Unterrichsmaterial für den Einsatz
in der Oberstufe des Gymnasiums
17 Seiten (1,9 MB)

ie noch verhältnismäßig junge Forschungsdisziplin der Epigenetik zeigt, dass die in der Basensequenz der DNA gespeicherte Information mitnichten allein für unsere individuelle Merkmalsausprägung verantwortlich ist: Auch epigenetische Modifikationen des Chromatins bestimmen und verändern unseren Phänotyp und können an die Nachkommen weitergegeben werden.

Die Unterrichtseinheit vermittelt Grundlagen sowie Implikationen der epigenetischen Forschung auf vielseitige Weise. Hochaktuelle Forschungsergebnisse werden thematisiert und zur Wiederholung und Festigung von Abiturstoff in Form von Übungsaufgaben mit Lehrplaninhalten aus der Genetik und Evolutionsbiologie verknüpft. So regt Material 4 die Schüler dazu an, die Schlagzeilen, die die Presse aufgrund der neuen Ergebnisse zum Thema „Darwin“ lancierte, auf wissenschaftlicher Basis zu diskutieren und in Bezug zu den ihnen bekannten Evolutionstheorien zu setzen. Darüber hinaus geht der Beitrag auf die Zwillingsforschung bezüglich der Umwelt-Erbe-Problematik ein. Nicht zuletzt sensibilisiert die Thematik die jungen Erwachsenen für eine verantwortungsvolle Lebensführung (Ernährung, Drogen, Stress) im Hinblick auf die Gesundheit ihrer eigenen Nachkommen.

Methodisch-didaktische Hinweise:
  • Material
    • Erbsubstanz DNA
    • Der Aufbau von Nukleosomen
    • Epigenetische Schalter
    • Epigenetik und Evolution
  • Lösungsvorschläge
Kompetenzprofil:
  • Niveau: weiterführend
  • Fachlicher Bezug: Genetik, Evolution
  • Methode: Einzelarbeit, Partnerarbeit, Gruppenarbeit
  • Basiskonzepte: Struktur und Funktion, Regelung und Steuerung
  • Erkenntnismethoden: beschreiben, Konzepte übertragen
  • Kommunikation: darstellen, diskutieren, Fachsprache verwenden
  • Inhalt in Stichworten: DNA, Histone, Nukleosom, Chromatin, (De)Acetylierung, Evolutionstheorie
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Biologie Stationenlernen. Lehrer Arbeitsblätter Das "Fakir-Gen": Ein Leben ohne Schmerzen
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Neurobiologie, Genetik: Prüfungen und Klassenarbeiten zur Abiturvorbereitung

Biologie Unterrichsmaterial für den Einsatz
in der Oberstufe des Gymnasiums
16 Seiten (2,2 MB)

Der Schmerzsinn ist für unseren Selbstschutz und die Interaktion mit unserer Umwelt von größter Wichtigkeit. Menschen mit der sehr seltenen kongenitalen Analgesie, einer angeborenen Schmerzunempfindlichkeit, können selbst starke Gewebeverletzungen nicht wahrnehmen.

Dieser als Klausuraufgabe konzipierte Beitrag wiederholt im Zusammenhang mit der für diese Erbkrankheit verantwortlichen Mutation grundlegende Aspekte der neuronalen Informationsleitung und geht dabei auf unterschiedliche Nervenfasertypen und Rezeptorengruppen ein.

Kompetenzprofil:
  • Niveau: weiterführend
  • Fachlicher Bezug: Neurobiologie, Genetik
  • Methode: Klausur (90 Minuten), Einzelarbeit
  • Basiskonzepte: Information und Kommunikation, Regelung und Steuerung
  • Erkenntnismethoden: beschreiben, vergleichen
  • Kommunikation: erklären, darstellen, Fachsprache verwenden
  • Inhalt in Stichworten: kongenitale Analgesie, Natriumkanal, sensible Nervenbahnen, Afferenzen, A-Fasern, C-Fasern, Rezeptortypen, Doppelschmerz
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Biologie Stationenlernen. Lehrer Arbeitsblätter Kreuzworträtsel "Angewandte Genetik"
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Genetik: Molekulargenetik

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in der Oberstufe des Gymnasiums
7 Seiten (0,4 MB)

Das Kreuzworträtsel kann vielfältig eingesetzt werden, z. B. als Lernerfolgskontrolle in Partnerarbeit oder als Hausaufgabe am Ende der Unterrichtseinheit „Molekulargenetik / Gentechnik“. Voraussetzung für die erfolgreiche Bearbeitung des Kreuzworträtsels ist die Kenntnis grundlegender Begriffe aus diesem Themenkomplex.

Kompetenzprofil:
  • Niveau: grundlegend
  • Fachlicher Bezug: Genetik, Zellbiologie
  • Methode: Kreuzworträtsel
  • Basiskonzepte: Regelung und Steuerung, Struktur und Funktion
  • Erkenntnismethoden: Phänomene erfassen

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Biologie Stationenlernen. Lehrer Arbeitsblätter Kreuzworträtsel Klassische Genetik
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Klassische Genetik in der Abiturvorbereitung

Biologie Unterrichsmaterial für den Einsatz
in der Oberstufe des Gymnasiums
6 Seiten (0,4 MB)

Mit diesem Kreuzworträtsel überprüfen Sie das Wissen Ihrer Schüler zur Klassischen Genetik.

Kompetenzprofil:
  • Niveau: grundlegend
  • Fachlicher Bezug: Genetik, Zellbiologie, Humanbiologie
  • Basiskonzepte: Regelung und Steuerung, Struktur und Funktion
  • Erkenntnismethoden: Phänomene erfassen


Biologie Stationenlernen. Lehrer Arbeitsblätter Durchfall durch Gendefekt
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Die Mikrovillus Einschlusskrankheit (MVID)

Biologie Unterrichsmaterial für den Einsatz
in der Oberstufe des Gymnasiums
15 Seiten (2,0 MB)

Ein Lernziel des Biologieunterrichts ist das Erfassen des Systemcharakters von Zellen, Organen, Organsystemen usw. Besonders differenziert lässt sich das Zusammenwirken einzelner Elemente am Beispiel des Immunsystems erarbeiten. In der Vergangenheit wurden immunbiologische Erkenntnisse wiederholt mit dem Nobelpreis für Medizin oder Physiologie gewürdigt. Im Jahr 2011 zeichnete das Nobelkomitee Bruce A. BEUTLER und Jules A. HOFFMANN für ihre Entdeckungen zur Aktivierung der angeborenen Immunabwehr aus.

Die andere Hälfte des Preises wurde Ralph M. STEINMAN für die Entdeckung der Dendritischen Zellen und ihrer Rolle im Rahmen der erworbenen Immunität zuerkannt. Die Einbeziehung ihrer Forschungsergebnisse in den Unterricht schafft Aktualität und zeigt die ständige Weiterentwicklung biologischer Erkenntnisse.

Kompetenzprofil:
  • Niveau: weiterführend
  • Fachlicher Bezug: Zellbiologie, Stoffwechsel, Genetik
  • Methode: Klausur (90 Min.)
  • Basiskonzepte: Kompartimentierung, Struktur und Funktion, Regelung und Steuerung, Stoff- und Energieumwandlung
  • Erkenntnismethoden: beschreiben, Darstellungen verwenden
  • Kommunikation: erklären, präzisieren, Fachsprache verwenden
  • Reflexion: Anwendungen/Folgen beurteilen
  • Inhalt in Stichworten: MVID, autosomal-rezessiv, Mikrovilli, Dünndarm-Resorption, Transportmechanismen, aktiver/passiver Membrantransport, Zytoskelett, Motorprotein, Endozytose, Endosomen, Golgi-Apparat, Membran-Recycling, Genmutation
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Biologie Stationenlernen. Lehrer Arbeitsblätter Genetik und Neurophysiologie der Erkrankung Marie-Charcot-Tooth
(RAABE Fachverlag)
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Genetik: Molekulargenetik

Biologie Unterrichsmaterial für den Einsatz
in der Oberstufe des Gymnasiums
14 Seiten (2,5 MB)

Diese Unterrichtseinheit kann entweder als Ganzes genutzt werden, z. B. als Vorbereitung für die Abiturprüfung, oder aber in Teilen für die Vertiefung von Inhalten im Zusammenhang mit den angesprochenen Themenbereichen Neurophysiologie und Genetik. Die Schülerinnen und Schüler sollten gute bis fundierte Vorkenntnisse über Bau und Funktion eines Neurons sowie über moderne, gentechnische Verfahren im Zusammenhang mit der Struktur-Funktionsbeziehung bei Proteinen besitzen. Elektronenmikroskopische Präparate sollten bekannt sein und in den Grundzügen ausgewertet werden können.

Methodisch-didaktische Hinweise
  • Material
  • M 1: Die neuronale Erkrankung Charcot-Marie-Tooth (CMT)
  • M 2: Stammbaumanalyse
  • M 3: Genetische Ursache von CMT
  • M 4: Restriktionsanalyse
  • Lösungsvorschläge
Kompetenzprofil:
  • Niveau: grundlegend, weiterführend
  • Fachlicher Bezug: Genetik, Humanbiologie, Neurobiologie, Medizin
  • Basiskonzepte: Struktur und Funktion, Information und Kommunikation
  • Erkenntnismethoden: Phänomene erfassen, Konzepte anwenden und übertragen, Darstellungen verwenden
  • Kommunikation: erklären, Materialien auswerten
  • Reflexion: Folgen beurteilen
  • Inhalt in Stichworten: Nervenleitung, Myelinscheide, Erbkrankheit, Stammbaumanalyse, Erbgang, Punktmutation, Struktur-Funktionsbeziehung bei Proteinen, PCR, Restriktionsanalyse, Gelelektrophorese

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Biologie Stationenlernen. Lehrer Arbeitsblätter Das Rett-Syndrom: Folge einer X-chromosomalen Mutation
(RAABE Fachverlag)
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Genetik: Molekulargenetik

Biologie Unterrichsmaterial für den Einsatz
in der Oberstufe des Gymnasiums
24 Seiten (1,6 MB)

ie noch verhältnismäßig junge Forschungsdisziplin der Epigenetik zeigt, dass die in der Basensequenz der DNA gespeicherte Information mitnichten allein für unsere individuelle Merkmalsausprägung verantwortlich ist: Auch epigenetische Modifikationen des Chromatins bestimmen und verändern unseren Phänotyp und können an die Nachkommen weitergegeben werden.

Die Unterrichtseinheit vermittelt Grundlagen sowie Implikationen der epigenetischen Forschung auf vielseitige Weise. Hochaktuelle Forschungsergebnisse werden thematisiert und zur Wiederholung und Festigung von Abiturstoff in Form von Übungsaufgaben mit Lehrplaninhalten aus der Genetik und Evolutionsbiologie verknüpft. So regt Material 4 die Schüler dazu an, die Schlagzeilen, die die Presse aufgrund der neuen Ergebnisse zum Thema „Darwin“ lancierte, auf wissenschaftlicher Basis zu diskutieren und in Bezug zu den ihnen bekannten Evolutionstheorien zu setzen. Darüber hinaus geht der Beitrag auf die Zwillingsforschung bezüglich der Umwelt-Erbe-Problematik ein. Nicht zuletzt sensibilisiert die Thematik die jungen Erwachsenen für eine verantwortungsvolle Lebensführung (Ernährung, Drogen, Stress) im Hinblick auf die Gesundheit ihrer eigenen Nachkommen.

Methodisch-didaktische Hinweise:
  • Material
    • Erbsubstanz DNA
    • Der Aufbau von Nukleosomen
    • Epigenetische Schalter
    • Epigenetik und Evolution
  • Lösungsvorschläge
Kompetenzprofil:
  • Niveau: weiterführend
  • Fachlicher Bezug: Genetik, Evolution
  • Methode: Einzelarbeit, Partnerarbeit, Gruppenarbeit
  • Basiskonzepte: Struktur und Funktion, Regelung und Steuerung
  • Erkenntnismethoden: beschreiben, Konzepte übertragen
  • Kommunikation: darstellen, diskutieren, Fachsprache verwenden
  • Inhalt in Stichworten: DNA, Histone, Nukleosom, Chromatin, (De)Acetylierung, Evolutionstheorie
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Biologie Stationenlernen. Lehrer Arbeitsblätter Der Widder "Solid Gold" - Mutation und genomische Prägung
(RAABE Fachverlag)
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Genetik: Molekulargenetik

Biologie Unterrichsmaterial für den Einsatz
in der Oberstufe des Gymnasiums

Der Fall des Widders „Solid Gold“ belegt, wie die klassischen Regeln der Genetik (mendelsche Regeln) außer Kraft gesetzt werden. Ausgehend von klassischen Kreuzungsschemata und einer Stammbaumanalyse, die an diesem Beispiel wiederholend eingeübt werden können, wird die Bedeutung epigenetischer Modifikationen auf die Merkmalsausprägung exemplarisch entwickelt. Die Materialien verbinden Inhalte der verschiedenen Strukturierungsebenen, der klassischen Genetik, der Zytogenetik und der Molekulargenetik, und sind daher geeignet, nach der Erarbeitung des Themenbereichs „Genetik“ die bislang gelernten Inhalte miteinander zu vernetzen.

Methodisch-didaktische Hinweise:
  • Material
    • M 1: Der Widder „Solid Gold“
    • M 2: Callipyge – „Genotypische“ und „phänotypische“ Vererbung
    • M 3: Die Entdeckung und Bedeutung der genomischen Prägung
    • M 4: Die drei Informationsebenen in der Genetik – und bei Callipyge
    • M 5: Die chemische Grundlage genomischer Prägung: epigenetische Markierungen
  • Lösungsvorschläge
Kompetenzprofil:
  • Niveau: weiterführend, vertiefend
  • Fachlicher Bezug: Genetik, Fortpflanzung
  • Methode: Einzel-, Partner-, Gruppenarbeit
  • Basiskonzepte: Struktur und Funktion, Regelung und Steuerung, Reproduktion
  • Erkenntnismethoden: beschreiben, vergleichen, Konzepte anwenden, Hypothesen bilden, Regeln formulieren und verwenden, Darstellungen verwenden
  • Kommunikation: erklären, präzisieren, Materialien auswerten und einsetzen
  • Reflexion: Folgen beurteilen
  • Inhalt in Stichworten: Callipyge, Kreuzungsschema, mendelsche Regeln, Genotyp, Phänotyp, Stammbaum, gonosomale Vererbung, extrachromosomale Vererbung, genomische Prägung, Chromatin, Histone, epigenetische Mechanismen, Transposons
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Biologie Stationenlernen. Lehrer Arbeitsblätter Die Bedeutung der Base Inosin bei der Proteinbiosynthese
(RAABE Fachverlag)
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Genetik: Molekulargenetik

Biologie Unterrichsmaterial für den Einsatz
in der Oberstufe des Gymnasiums
9 Seiten (1,4 MB)

Die Aufgaben des vorliegenden Materials prüfen Grundkenntnisse der Proteinbiosynthese. Sie erfordern eine intensivere Auseinandersetzung mit dem Bau der Basen und den Grundlagen der spezifischen Basenpaarung (Zahl der Wasserstoffbrückenbindungen, Purinbase mit Pyrimidinbase). Ob die zentrale Rolle der tRNAs im Vorgang der Proteinbiosynthese verstanden wurde, wird mithilfe einer Fragestellung zu Folgen der Mutation in tRNA-Genen überprüft. Das Unterrichtsmaterial kann sowohl zur Erarbeitung des Wobble-Pairing als auch als Klausuraufgabe in einer Kursarbeit verwendet werden.

Kompetenzprofil:
  • Niveau: grundlegend
  • Fachlicher Bezug: Genetik
  • Methode: Einzel-, Partnerarbeit
  • Basiskonzepte: Struktur und Funktion, Regelung und Steuerung
  • Erkenntnismethoden: vergleichen, Darstellungen verwenden
  • Kommunikation: erklären, Fachsprache verwenden, Materialien einsetzen
  • Inhalt in Stichworten: genetischer Code, spezifische Basenpaarung, Inosin, t-RNA-Struktur und -Funktion, Anticodon, Aminoacyl-tRNA-Synthetase, Mutation
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Biologie Stationenlernen. Lehrer Arbeitsblätter Kann man das Atmen vergessen? Das Undine-System
(RAABE Fachverlag)
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Genetik: Molekulargenetik

Biologie Unterrichsmaterial für den Einsatz
in der Oberstufe des Gymnasiums
15 Seiten (1,3 MB)

Die Unterrichtseinheit Beitrag soll Ihre Schülerinnen und Schüler zum Thema Erbkrankheiten für den Zusammenhang zwischen Wissenschaft und menschlichen Schicksalen sensibilisieren. Ein winziger Defekt im Erbgut und eine Familie muss täglich um das Leben ihres Kindes bangen. Da es für die dem Undine-Syndrom zugrunde liegende Mutation einen Gentest gibt, eignet sich das angebotene Material insbesondere für die fachübergreifende Diskussion der Pro- und Kontraargumente der Präimplantationsdiagnostik. Die Aufgaben eignen sich für den Einsatz als Einzel- oder Partnerarbeit im Unterricht, als Klausurfragen, zur Wiederholung abiturrelevanten Lernstoffs oder auch als Grundlage für Präsentationsthemen.

Inhaltsverzeichnis:
  • Methodisch-didaktische Hinweise
  • Material
    • M 1: Undines Fluch
    • M 2: Ein Fehler in der Atmungskontrolle
    • M 3: Ursache des Undine-Syndroms
    • M 4: Die Ausprägung des Undine-Syndroms
  • Lösungsvorschläge
Kompetenzprofil:
  • Niveau: grundlegend
  • Fachlicher Bezug: Genetik, Neurobiologie, Stoffwechsel
  • Basiskonzepte: Regelung und Steuerung
  • Erkenntnismethoden: beschreiben, Phänomene erfassen, Konzepte anwenden, Darstellungen verwenden
  • Kommunikation: erklären, Materialien auswerten
  • Inhalt in Stichworten: innere und äußere Atmung, Chemorezeptoren, Genmutation, Genregulation
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Biologie Stationenlernen. Lehrer Arbeitsblätter Die Vererbung der Blütenfarbe bei der Platterbse
(RAABE Fachverlag)
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Genetik: Klassische Genetik

Biologie Unterrichsmaterial für den Einsatz
in der Oberstufe des Gymnasiums
6 Seiten (1,2 MB)

In dieser Unterrichtseinheit können Aufgaben zu grundlegenden Überlegungen der Klassischen und Molekularen Genetik bearbeitet werden.

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Zum Tragen kommen neben einer sauber strukturierten Darstellung in Bezug auf das Punnet-Kombinationsquadrat auch Überlegungen zu Ablauf und Funktionsdefekten bei Genwirkketten.

Kompetenzprofil:
  • Niveau: vertiefend
  • Fachlicher Bezug: Klassische Genetik
  • Basiskonzepte: Reproduktion, Variabilität und Angepasstheit
  • Erkenntnismethoden: Phänomene erfassen, Konzepte anwenden
  • Kommunikation: erklären, Fachsprache verwenden
  • Inhalt in Stichworten: Kreuzungsschemata, komplementäre Polygenie, Zusammenwirken unterschiedlicher Stoffwechselwege bei der Bildung eines Produkts


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