Lehrer Arbeitsblätter Sek. 2 /Oberstufe (2)
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Biologie aktuell (Oberstufe)

Biologie Lehrer Arbeitsblätter Darf ein Familienvater seine geschlechtliche Identität ändern?
(RAABE Fachverlag)
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Darf ein Familienvater seine geschlechtliche Identität ändern?

Biologie Unterrichsmaterial für den Einsatz
in der 11. -13. Schuljahr, Gymnasium
33 Seiten (0,7 MB)

Transgender. Transsexualität. Transidentität. Drei Begriffe, die die Unzufriedenheit mit dem eigenen Geschlecht beschreiben. Doch so vielfältig die Bezeichnungen sind, so unterschiedlich sind auch die Reaktionen der Gesellschaft auf Menschen, die ihr Geschlecht wechseln. Diese Lerneinheit beschäftigt sich mit Ausprägungen der Transsexualität sowie medizinischen Möglichkeiten einer Geschlechtsangleichung. Die Thematik wird am Kontext eines transsexuellen Familienvaters vermittelt. Im Verlauf der Lerneinheit wird die Bewertungskompetenz der Schüler geschult, die ausgehend von einer ersten intuitiven Stellungnahme zu einem reflexiven Urteil angeleitet werden. Dabei ist nicht der Inhalt der persönlichen Haltung entscheidend, sondern die Qualität der Argumentation. Ein multiperspektivisch angelegtes Rollenspiel fördert die Empathie für unterschiedliche Standpunkte und ist Grundlage für einen vertiefenden Diskurs.

Inhaltsverzeichnis:
  • Methodisch-didaktische Hinweise
  • M 1: Gibt es ein drittes Geschlecht?
  • M 2: Transsexualität – Krankheit oder Besonderheit?
  • M 3: Lexikon der Transsexualität und FAQ
  • M 4: Rollenspiel
  • Lösungen
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Biologie Lehrer Arbeitsblätter Wasser als abiotischer Faktor bei Pflanzen
(RAABE Fachverlag)
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Einfache Schülerexperimente

Biologie Unterrichsmaterial für den Einsatz
in der 11. -13. Schuljahr, Gymnasium
29 Seiten (3,6 MB)

Pflanzen schaffen durch ihre Biomasse die Grundlage fast aller Ökosysteme. Angepasst an die jeweiligen Gegebenheiten absorbieren sie Energie aus Sonnenlicht, begrenzt durch das Angebot an Wasser. Der gesamte Organismus und Lebenszyklus der Pflanze unterliegt dem Optimierungsproblem zwischen Verhungern oder Verdursten, ein schmaler Grat, den die Pflanzen durch unterschiedliche Anpassungen ihrer Organe meistern. Diese Unterrichtseinheit richtet einen anwendungsbezogenen Blick auf diese Pflanzenteile mit einem hohen Anteil an Schülerexperimenten zur Mikroskopie einfacher und leicht zu beschaffender Präparate. Das ausgewählte Material gibt einen Überblick über die verschiedenen Anpassungen und macht das besagte Optimierungsproblem für die Lernenden begreifbar.

Inhaltsverzeichnis:
  • Methodisch-didaktische Hinweise
  • M 1a: Dilemma der Pflanzen – Xerophyten
  • M 1b: Dilemma der Pflanzen – Hygrophyten
  • M 2: Die Funktionen der Pflanzenorgane
  • M 3: Transpiration am Laubblatt
  • M 4: Der Weg des Wassers im Blatt
  • M 5: Unterschiedliches Wasserangebot und Wurzeln
  • M 6: Unterschiedliches Wasserangebot und Sprossachsen
  • M 7: Unterschiedliches Wasserangebot und Blätter
  • M 8: Die Schlüsselrolle der Spaltöffnungen
  • Lösungen
  • Literaturhinweise
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Biologie Stationenlernen. Lehrer Arbeitsblätter Resistenz gegen HIV durch CRISPR/Cas?
(RAABE Fachverlag)
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Der "Berliner Patient"

Biologie Unterrichsmaterial für den Einsatz
in der 11. -13. Schuljahr, Gymnasium
41 Seiten (1,8 MB)

Die Infektionskrankheit Aids, verursacht durch das HI-Virus, ist seit den 1980er-Jahren für Menschen zur ständigen Bedrohung geworden. Obschon die Schutzmaßnahmen bekannt sind, ist bei den Neuinfektionen kein Abwärtstrend erkennbar. Bisherige Therapien können nur eine Abmilderung der Symptome und das Ausbrechen von Aids verhindern. Hoffnung auf Heilung erzeugt nun erstmalig die CRISPR/Cas9-Technik. Die Schülerinnen und Schüler entdecken, was es bedeuten kann, sich mit HIV zu infizieren, und welche Möglichkeiten die Genschere CRISPR/Cas9 eröffnen könnte. Die Thematik wird am Beispiel des realen Falles des „Berliner Patienten“, der weltweit als erster HIV-Infizierter durch medizinische Eingriffe tatsächlich geheilt werden konnte, dargestellt. Am authentischen Kontext wird auch die ethische Brisanz einer gentechnischen Modifizierung des menschlichen Erbgutes beleuchtet und entlang der didaktischen Strukturierungshilfe: „Pyramidenmodell für das bioethische Lernen“ die Urteilsbildung gefördert.

Inhaltsverzeichnis:
  • Fachwissenschaftliche Hinweise
  • Methodisch-didaktische Hinweise
  • M 1: Der „Berliner Patient“– ein Leben mit HIV
  • M 2: HIV und Aids
  • M 3: Spektakuläre Heilung von HIV
  • M 4: HIV-Resistenz für jedermann dank Genschere?
  • M 5: Teste dein Fachwissen!
  • M 6: Kommt das HIV-resistente Designerbaby?
  • Lösungen
  • Literatur
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Biologie Stationenlernen. Lehrer Arbeitsblätter Wie kommt der Fink zu seinem Werkzeug?
(RAABE Fachverlag)
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Verhaltensbiologie: Erbbedingtes Verhalten

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

Finken auf den Galapagos-Inseln stochern mit Ästchen und Kakteen-Stacheln nach unter der Borke von Bäumen verborgenen Käferlarven. Der Verhaltensforscher Irenäus EIBL-EIBESFELDT untersuchte dieses Verhalten vor Ort und stellte fest, dass der Fink sich sein Werkzeug selber herstellt, indem er beispielsweise geeignete kleine Äste kürzt und von Seitenzweigen befreit.

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Kompetenzprofil:
  • Niveau: vertiefend
  • Fachlicher Bezug: Verhaltensbiologie
  • Methode: Einzel- und Partnerarbeit
  • Basiskonzepte: Lernverhalten
  • Erkenntnismethoden: Modelle anwenden, Anwendung von Fachsprache auf experimentelle Befunde
  • Kommunikation: Anwendung von Fachsprache
  • Reflexion: Erkenntnisgewinn aus experimentellen Befunden
  • Inhalt in Stichworten:
    • angeborenes Verhalten
    • erlerntes Verhalten
    • Handlungskette



Biologie Stationenlernen. Lehrer Arbeitsblätter Genetik: Geschlechtserkennung bei Hühnerküken
(RAABE Fachverlag)
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Auf der Suche nach dem Genort
Klassische Genetik


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

In der Unterrichtseinheit führen Ihre Schüler eine Stammbaumanalyse am Beispiel von Hühnern durch. Dabei untersuchen sie die Möglichkeit der Geschlechtserkennung bei Hühnerküken.

Kompetenzprofil:
  • Niveau: grundlegend
  • Fachlicher Bezug: Genetik
  • Methode: Einzel- oder Partnerarbeit
  • Basiskonzepte: Reproduktion, Variabilität und Angepasstheit
  • Erkenntnismethoden: Experimente auswerten, Konzepte übertragen, Modelle entwickeln und anwenden
  • Kommunikation: Materialien auswerten, argumentieren, erklären
  • Inhalt in Stichworten: Stammbaumanalyse, X-chromosomaler Erbgang, Hemizygotie, reziproke Kreuzungen, einfacher trihybrider Erbgang
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Biologie Stationenlernen. Lehrer Arbeitsblätter Genetik: Stammbaumanalyse
(RAABE Fachverlag)
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Hämophilie in den Adelshäusern
Europas im 19. Jahrhundert


Biologie Unterrichsmaterial für den Einsatz
in der 11. -13. Schuljahr, Gymnasium
43 Seiten (4,9 MB)

Die Phenylketonurie ist als häufigste angeborene Stoffwechselkrankheit bisher unheilbar. Betroffene können die Aminosäure Phenylalanin nicht abbauen. Mit einer eiweißarmen Diät bleibt die Krankheit symptomlos. Ursache ist eine Punktmutation auf dem die Phenylalaninhydroxylase (PAH) codierenden Chromosom 12. Über 400 verschiedene Mutationen dieses Gens sind bekannt, die alle autosomal-rezessiv vererbt werden. Hoffnung auf Heilung macht erstmalig die Genschere. In Experimenten mit PKU-Labormäusen konnten etwa 60 Prozent der Leberzellen ihre normale Funktion wieder aufnehmen, nachdem das fehlerhafte Gen mit CRISPR/Cas repariert wurde. Eine weiter spezifizierte Genschere verspricht noch größeren Erfolg. Dürfen wir aber menschliche Gene modifizieren? Die Schüler entdecken in dieser Unterrichtssequenz, was es bedeutet an PKU zu erkranken, und welche Optionen die Genschere bietet. Der Diskurs über Designerbabys eröffnet ein moralisches Dilemma und fordert einen ethischen Standpunkt heraus.

Inhaltsverzeichnis:
  • Methodisch-didaktische Hinweise
  • M1: Phenylketonurie – wir begegnen Betroffenen!
  • M2: Ursache, Diagnose, Therapie der Phenylketonurie
  • M3: CRISPR/Cas gegen die Stoffwechselstörung?
  • M4: PKU und Genom-Editierung: kompetent?
  • M5: Soll das Designerbaby kommen?
  • M6: Das Beste für unser Kind! – Die Entscheidung
  • M7: Glossar
  • Lösungen
  • Literatur
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Biologie Stationenlernen. Lehrer Arbeitsblätter CRISPR/Cas: Heilung der Phenylketonurie?
(RAABE Fachverlag)
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Moralisches Dilemma um Designerbabys

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

Die Phenylketonurie ist als häufigste angeborene Stoffwechselkrankheit bisher unheilbar. Betroffene können die Aminosäure Phenylalanin nicht abbauen. Mit einer eiweißarmen Diät bleibt die Krankheit symptomlos. Ursache ist eine Punktmutation auf dem die Phenylalaninhydroxylase (PAH) codierenden Chromosom 12. Über 400 verschiedene Mutationen dieses Gens sind bekannt, die alle autosomal-rezessiv vererbt werden. Hoffnung auf Heilung macht erstmalig die Genschere. In Experimenten mit PKU-Labormäusen konnten etwa 60 Prozent der Leberzellen ihre normale Funktion wieder aufnehmen, nachdem das fehlerhafte Gen mit CRISPR/Cas repariert wurde. Eine weiter spezifizierte Genschere verspricht noch größeren Erfolg. Dürfen wir aber menschliche Gene modifizieren? Die Schüler entdecken in dieser Unterrichtssequenz, was es bedeutet an PKU zu erkranken, und welche Optionen die Genschere bietet. Der Diskurs über Designerbabys eröffnet ein moralisches Dilemma und fordert einen ethischen Standpunkt heraus.

Inhaltsverzeichnis:
  • Methodisch-didaktische Hinweise
  • M1: Phenylketonurie – wir begegnen Betroffenen!
  • M2: Ursache, Diagnose, Therapie der Phenylketonurie
  • M3: CRISPR/Cas gegen die Stoffwechselstörung?
  • M4: PKU und Genom-Editierung: kompetent?
  • M5: Soll das Designerbaby kommen?
  • M6: Das Beste für unser Kind! – Die Entscheidung
  • M7: Glossar
  • Lösungen
  • Literatur
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Biologie Stationenlernen. Lehrer Arbeitsblätter Xenotransplantation mit CRISPR/Cas9?
(RAABE Fachverlag)
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Ein bioethischer Diskurs

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

Neuste biotechnologische Methoden ermöglichen einen präzisen Eingriff in das Erbgut von Schweinen. Genmanipulierte Schweineherzen können als Transplantate für herzkranke Menschen dienen, ohne dass eine Abstoßungsreaktion befürchtet werden muss. Der große Mangel an Spenderherzen könnte so kompensiert werden. Ist die Transplantation artfremder Organe, eine Xenotransplantation, überhaupt ethisch vertretbar? Die Gesellschaft vertritt hier kontroverse Positionen. Diese Lernaufgabe ermöglicht Ihren Schülerinnen und Schülern eine auf Fachwissen aufbauende Partizipation am bioethischen Diskurs zur Xenotransplantation. Der Weg zum Werturteil wird in dieser Unterrichtssequenz durch das Pyramidenmodell für das bioethische Lernen strukturiert.

Inhaltsverzeichnis:
  • Methodisch-didaktische Hinweise
  • M 1 Xenotransplantation
  • M 2 Veränderungen durch CRISPR/Cas9
  • M 3 Leben um jeden Preis?
  • M 4 Alles eine Frage der Perspektive!
  • M 5 Fairness gefragt
  • Lösungen
  • Literatur
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Biologie Stationenlernen. Lehrer Arbeitsblätter Sauerstoffsensor HIF-1
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Reaktion der Zellen bei Luftknappheit

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

Meinen wir etwas Unverzichtbares, sprechen wir oft davon, es sei so notwendig “wie die Luft zum Atmen”. Als Ausgangsstoff der Zellatmung ist Sauerstoff für uns, wie für die meisten Organismen, unverzichtbare Grundlage der Dissimilation. Erst Sauerstoff ermöglicht über die Endoxidation eine effektive Nutzung der Energie organischer Stoffe zur Synthese von ATP. Mehrzellige Tiere haben in der Evolution verschiedene Lösungen zur Aufnahme des Atemgases und zu seiner Verteilung entwickelt. Bei uns erfüllen die stark gekammerten Lungen und das Blut mit seinen hämoglobinhaltigen Erythrozyten diese Aufgaben. Die Bedeutung einer konstanten Sauerstoffversorgung zeigt sich auch daran, dass mehrere Regelkreise die Sauerstoff-Homöostase unter verschiedenen Bedingungen absichern. Vorgänge auf Organismusebene wie der Atemreflex und die Anpassung der Herz-Kreislauf-Funktion an die jeweilige Leistungssituation sind bereits länger bekannt und zu klassischen Themen des Biologieunterrichts geworden.

Lange Zeit ungeklärt war dagegen, ob und wie einzelne Zellen ihren Versorgungszustand bezüglich des Sauerstoffs registrieren und daraufhin eine physiologische Reaktion einleiten können. Die drei Nobelpreisträger für Medizin und Physiologie des Jahres 2019 haben einen eleganten Mechanismus entschlüsselt, der beides ermöglicht. In den 1990er-Jahren entdeckte Gregg L. Semenza von der Johns Hopkins University in Baltimore ein speziell bei Sauerstoffmangel nachweisbares Protein und nannte es “Hypo-xia Inducible Factor 1a”.

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Biologie Stationenlernen. Lehrer Arbeitsblätter Genetik: Die Pest
(RAABE Fachverlag)
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Genetik in der Oberstufe Biologie

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

Die Pest ist bis heute die größte Pandemie der Weltgeschichte. In nur fünf Jahren, zwischen 1348 und 1353, starben 25 Millionen Menschen an dieser Seuche. Damit fielen ihr ein Drittel der Europäer zum Opfer. Die Bezeichnung „Schwarzer Tod“ wurde im Mittelalter noch nicht verwendet, sondern stammt aus dem 16. Jahrhundert. Damit wurde bildhaft das Schrecken-erregende dieser Krankheit zum Ausdruck gebracht. Die Bezeichnung „Schwarzer Tod“ wird aber auch den Nekrosen zugeschrieben, schmerzhaften Pestbeulen, um die sich die Haut schwarz verfärbt und abstirbt, vor allem an Fingern, Zehen und Nase. Wissenschaftlich war es bisher umstritten, ob das Bakterium Yersinia pestis die Seuche des Mittelalters auslöste. Eine aktuelle genetische Analyse von Skeletten mittelalterlicher Pestopfer belegt die Präsenz des Pestbakteriums. Diese Leistungsaufgabe fokussiert die Evolution des Pesterregers und seine Übertragungswege auf der Basis molekulargenetischer Befunde.

Inhaltsverzeichnis:
  • Fachwissenschaftliche Hinweise
  • Methodisch-didaktische Hinweise
  • Vorausgesetztes Fachwissen
  • M 1: Die Evolution des Pesterregers
  • M 2: Die bakterielle Kapsel Fra 1
  • M 3: Die Code-Sonne
  • M 4: Die Pest ist nicht von gestern
  • Lösungen
  • Literaturverzeichnis

Inhaltliche Stichpunkte: Horizontaler Gentransfer, Konjugation, Prokaryonten, Krankheitserreger, Abstammungslinien, koevolutiver Prozess, Koadaption, Pesterreger, Yersinia pestis, Wirt-Parasit-Beziehung, synthetische Evolutionstheorie, biologische Waffe

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Biologie Stationenlernen. Lehrer Arbeitsblätter Stammzellenforschung - ein Themen-Talk
(RAABE Fachverlag)
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Genetik in der Oberstufe Biologie

Biologie Unterrichsmaterial für den Einsatz
in der 10. -13. Schuljahr, Gymnasium
31 Seiten (1,3 MB)

Dem US-amerikanischen Forscher James Thomson gelang es 1998 erstmals, menschliche embryonale Stammzellen zu erzeugen. Sein Experiment erwies sich als folgenschwer. Es löste eine heftige ethische Kontroverse aus und beflügelte die Hoffnung auf neue Therapien. Moralischer Konflikt und medizinisches Potenzial, beides hat mit der Herkunft der embryonalen Stammzellen zu tun. Ob menschliche embryonale Stammzellen für medizinische Therapien genutzt werden sollten, wird in einem angeleiteten mehrperspektivischen „Themen-Talk“ am Beispiel der Querschnittslähmung diskutiert. Die Bewertungskompetenz Ihrer Schülerinnen und Schüler wird auf anspruchsvolle Weise gefördert.

Inhaltsverzeichnis:
  • Methodisch-didaktische Hinweise
  • M 1 Forschung mit embryonalen Stammzellen
  • M 2a Embryonen für die Forschung? – Robert A.
  • M 2b Embryonen für die Forschung? – Marlene T.
  • M 2c Embryonen für die Forschung? – Karl T.
  • M 2d Embryonen für die Forschung? – Rechtsexpertin Mia G.
  • M 2e Moderation des Themen-Talks
  • Lösungen

Dieser Unterrichtsabschnitt ist eingebettet in das Inhaltsfeld Genetik. Den Lernvoraussetzungen entsprechend richtet sich diese Stunde an Schülerinnen und Schüler (SuS) der Qualifikationsphase 1 oder 2. Für die Vorbereitung und Durchführung der Stunde ist ein Zeitumfang von 90 Minuten angesetzt.

Dabei sollen sich die SuS mit der Frage auseinandersetzen, ob Embryonen getötet werden dürfen, um Therapiemöglichkeiten für die Heilung von Querschnittslähmungen zu entwickeln. Im Laufe der Stunde wird dazu, nach einer kurzen Reaktivierung des Wissens über die Problematik der Stammzellforschung, durch eine Erarbeitung in Gruppenarbeit eine Position zur Thematik vorbereitet, die dann als Rolle in der Talkshow von einem Gruppenmitglied vertreten wird. Daraufhin werden Pro- und Kontra-Argumente und die zugehörigen ethischen Werte für verschiedene Handlungsoptionen erarbeitet und diskutiert.

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Biologie Stationenlernen. Lehrer Arbeitsblätter Immunbiologie
(RAABE Fachverlag)
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Wie der Körper Infektionskrankheiten bekämpft

Biologie Unterrichsmaterial für den Einsatz
in der 10. -13. Schuljahr, Gymnasium

Die Auswahl der Themen, Inhalte und Methoden orientiert sich sowohl an der Lebenswelt der Schülerinnen und Schüler als auch den Erkenntnissen der Biologie. Kompetenzen in den vier Bereichen: mit Fachwissen umgehen, Erkenntnisse gewinnen, Kommunizieren und Bewerten bieten Anhaltspunkte für fachübergreifendes und vernetztes Lernen.

Die Lernenden erarbeiten sich die Themen auf der Grundlage von miteinander vernetzten Basiskonzepten. Diese dienen der Strukturierung und Systembildung. Die Schüler erwerben naturwissenschaftliche Kompetenzen, indem sie flexibel zwischen den Systemebenen wechseln. Folgende Basiskonzepte werden bei dem Thema „Immunbiologie“ erarbeitet:
  • Struktur und Funktion
  • Information und Kommunikation
  • Variabilität und Angepasstheit

Unser Immunsystem verfügt über ausgefeilte Methoden, Bakterien, Viren, aber auch Krebszellen schnell zu beseitigen. Einmal durchgemachte Infektionskrankheiten bieten häufig langjährigen, teilweise auch lebenslangen Schutz. Um sich vor einer Infektion zu schützen, gibt es für viele Krankheitserreger mittlerweile einen Impfstoff. Verfolgen Sie mit Ihren Schülern in dieser Unterrichtseinheit die vielfältigen Mechanismen, mit denen sich der menschliche Körper gegen Infektionen verteidigt. Dabei wird auch das kontrovers diskutierte Thema „Schutzimpfung“ behandelt.

KOMPETENZPROFIL:
  • Klassenstufe/Lernjahr: Sek. II
  • Dauer: 11 Unterrichtsstunden Kompetenzen:
    • 1. Viren und Bakterien sowie angeborene und erworbene Immunabwehr unterscheiden
    • 2. Wirkungsweisen der humoralen und zellulären Abwehr kennenlernen
    • 3. Eigenen Standpunkt zur Notwendigkeit von Schutzimpfungen vertreten
    • 4. Fehlfunktionen des Immunsystems am Beispiel von Allergien kennen
  • Thematische Bereiche: Humanbiologie, Immunbiologie
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Aktuelles Biologie Unterrichtsmaterial Oberstufe Genetik: Der Neandertaler in mir
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Genetisches Erbe im modernen Menschen

Biologie Arbeitsblätter, 11-13. Schuljahr
25 Seiten (1,2 MB)

eandertaler stellen eine ausgestorbene Menschenform dar und sind die engsten Verwandten heute lebender Menschen. Die ältesten bekannten Neandertaler lebten vor 400.000 Jahren. Sie besiedelten Europa, den Nahen Osten, Zentralasien und das westliche Sibirien. Modernste Untersuchungsmethoden konnten jetzt zeigen, dass Neandertaler schon vor 40.000 Jahren ausstarben, aber Reste der archaischen DNA noch heute im modernen Menschen zu finden sind. Neandertaler und moderne Menschen koexistierten mindestens 250 Generationen lang. In dieser Leistungsaufgabe setzen sich Ihre Schüler mit dem genetischen Erbe des Neandertalers im anatomisch modernen Menschen auseinander.

Inhaltsverzeichnis:
  • Methodisch-didaktische Hinweise
  • M 1 Entschlüsselung der Neandertaler-DNA
  • M 2 Moderne Krankheit – altes Erbe
  • M 3 Menschenrechte für Neandertaler?
  • M 4 Die Entdeckung des Sprachgens
  • M 5 Aufgabenstellungen
  • Lösungen
  • Literaturverzeichnis
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Aktuelles Biologie Unterrichtsmaterial Oberstufe Genomische Prägung - Genetik
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Wirkung des Epigenoms am Prader-Willi-Syndrom und Angelman-Syndrom

Biologie Arbeitsblätter, 11-13. Schuljahr
29 Seiten (1,0 MB)

Die genomische Prägung oder das genetische Imprinting ist ein epigenetischer Prozess. Bestimmte Chromosomenbereiche in der männlichen und weiblichen Keimbahn werden je nach elterlicher Herkunft unterschiedlich geprägt. Bei der Expression bestimmter Gene liegt das Allel eines Elternteils durch eine spezifische Methylierung inaktiv vor. Dies wird auch als „Gene-Silencing“ bezeichnet. Genomisch geprägte Abschnitte im Erbgut sind damit spezifisch methylierte Regionen. Ein solches Expressionsmuster kann vererbt werden und setzt die Mendel‘schen Regeln außer Kraft. Fehlerhafte Prägungen verändern Genexpressionsmuster und führen zu charakteristischen Erkrankungen. In dieser Unterrichtssequenz werden das Prader-Willi-Syndrom und das Angelman-Syndrom unter phänomenologischer und genetischer Perspektive näher untersucht.

Inhaltsverzeichnis:
  • Methodisch-didaktische Hinweise
  • M 1a: Das Prader-Willi-Syndrom
  • M 1b: Das Angelman-Syndrom
  • M 2: Genetische Befunde
  • M 3: Die DNA-Methylierung – ein bisschen Chemie
  • M 4: Genomische Prägung
  • Lösungen
  • Literaturverzeichnis
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Aktuelles Biologie Unterrichtsmaterial Oberstufe Ökologie: Die Überfischung der Weltmeere
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Abhilfe durch Aquaponik und Aquakultur?

Biologie Arbeitsblätter, 11-13. Schuljahr
25 Seiten (1,0 MB)

Als der Italiener Giovanni Caboto im Auftrag des englischen Königs 1497 Neufundland entdeckte, berichtete er über gigantische Kabeljauschwärme auf dem vorgelagerten Flachmeer, den Grand Banks. Die Entdecker ließen beschwerte Körbe im Meer absinken und beim Heraufziehen waren diese voller Kabeljau. Ein solcher Fischreichtum ist heute nicht mehr vorstellbar. Beim Kabeljau sind die wichtigsten und größten Bestände der Welt bereits zusammengebrochen oder stark bedroht. Was für den Kabeljau gilt, betrifft längst auch andere begehrte Speisefische wie den Lachs und den Hering. Diese Leistungsaufgabe fordert zu Lösungen heraus. Ihre Schülerinnen und Schüler analysieren Vor- und Nachteile von Aquaponik-Systemen und Aquakulturen mit Blick auf eine nachhaltige Entwicklung.

Inhaltsverzeichnis:
  • Fachwissenschaftliche Orientierung
  • Methodisch-didaktische Hinweise
  • M 1: Raubbau am Kabeljau
  • M 2: Aquaponik – ein Zukunftsmodell?
  • M 3: Transgener Lachs in Aquakultur?
  • M 4 Aufgabenstellungen
  • Lösungen
  • Literaturverzeichnis
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Biologie Unterrichtsmaterial Oberstufe Ein Blick zurück in die Jungsteinzeit
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Warum wir heute alle Milchmutanten sind?

Biologie Arbeitsblätter, 11-13. Schuljahr
25 Seiten (1,9 MB)

Im Mittelpunkt der 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.

Inhalt:
  • Methodisch-didaktische Hinweise
  • Vorausgesetztes Fachwissen
  • M 1: Ötzi – was fällt dir zum Mann aus dem Eis ein?
  • M 2: Welche Geheimnisse gibt die Gletschermumie preis?
  • M 3: Ötzis Familie – Modellstammbaum zur Laktoseintoleranz
  • M 4: Selbsteinschätzungsbogen – teamfähig?
  • Lösungen
  • Literatur
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Biologie Unterrichtsmaterial Oberstufe Der Homo-heidelbergensis-Unterkiefer von Mauer - ein Mystery
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Evolution in der Oberstufe Biologie

Biologie Arbeitsblätter, 9-13. Schuljahr

Welche Umstände führten vor mehr als 600000 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 Schülerinnen und Schüler mithilfe des hier vorgestellten Mysterys eine Antwort. Sie diskutieren im Unterricht sachbezogen auf der Grundlage der vorgegebenen Informationskarten und präsentieren anschließend ihre Lösungsvorschläge.

Die Unterrichtseinheit eignet sich zum Vertiefen einiger Aspekte der Humanevolution. Dabei geht es nicht primär um Verwandtschaftsverhältnisse zwischen einzelnen Menschenarten, sondern um Rekonstruktion der Lebenswelt, des Klimas und den Vorgang der Fossilisation. Im Mittelpunkt der Unterrichtsstunden steht somit ein Beispiel für wissenschaftliche Erkenntnisgewinnung.

Als Lernvoraussetzungen sollten die Schüler wissen, dass Fossilien wichtige Belege für die Evolution sind. Außerdem sollten sie eine grobe Vorstellung von der Evolution des Menschen haben.

Mysterys sind eine Art Rätsel. Sie beruhen auf Fragestellungen oder auch Aussagen mit einer Leitfrage, die auf den ersten Blick für die Schülerinnen und Schüler1 nicht zu beantworten ist oder sogar widersprüchlich erscheint. Mithilfe von Mystery-Karten und zusätzlichen Informationskarten lässt sich die Leitfrage von den Schülern beantworten. Dazu müssen die Karten zu einem Wirkungsgefüge verknüpft werden. Im Zusammenhang mit der Bearbeitung der Mystery-Fragestellung stellen sich weitere interessante Fragen, die mit „gut zu wissen“ überschrieben sind. Die Antworten auf diese Fragen ergeben sich aus dem Zusammenhang des Mysterys.

Beim Lösen des Mysterys arbeiten die Schüler in Gruppen zu viert und müssen zunächst zusammenhanglos erscheinende Aussagen in einen sinnvollen Kontext bringen. Das regt zu intensiven sachbezogenen Diskussionen in den Gruppen an. Eventuell bestehende Wissenslücken lassen sich mithilfe von Informationskarten schließen.

Die Schüler üben sich durch die Beschäftigung mit den Mystery-Materialien darin, Hypothesen aufzustellen, Informationen zu einem unbekannten Sachverhalt zu gewinnen und sachlogisch miteinander zu verknüpfen sowie fachbezogen zu diskutieren. Sie können einen komplexen biologischen Sachverhalt mithilfe eines Wirkungsgefüges darstellen und erklären sowie den Arbeitsverlauf und die Ergebnisse ihrer Arbeit dokumentieren. In der abschließenden Ergebnispräsentation erläutern und diskutieren sie sachbezogen ihren Lösungsvorschlag.

KOMPETENZPROFIL:
  • Klassenstufe: 9/10, Sek II
  • Dauer: 2–4 Unterrichtsstunden
  • Kompetenzen:
    • 1. Sachlogische Verknüpfung von zunächst unzusammenhängenden oder widersprüchlichen Informationen
    • 2. Hypothesenbildung
    • 3. Einüben von vernetztem Denken
    • 4. Adressatengerechtes Präsentieren
  • Thematische Bereiche: Evolution
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Biologie Unterrichtsmaterial Oberstufe Bioinformatik von Proteinsequenzen
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Biologie Unterrichtsmaterial Oberstufe
Niveau: weiterführend, vertiefend

Biologie Arbeitsblätter, 11-13. Schuljahr

Die Unterrichtseinheit ist für Leistungskurse oder für Projekttage der Sekundarstufe II geeignet und berücksichtigt nur Proteinsequenzen. Dies erlaubt die Beschränkung auf eine Datenbank für Informationen zu Proteinen (UniProt). Für allgemeine bio-medizinische Information wird die Benutzung von PubMed erläutert. Der Unterrichtsverlauf gliedert sich in fünf Stufen:

  • 1. Erläuterungen der Aufgaben der Bioinformatik und des Begriffes der Information in der Molekularen Biologie von der betreuenden Lehrkraft.
  • 2. Die Eigenschaften der Aminosäuren, die Peptidbindung und die Sekundärstruktur von Proteinen wird von den Schülern in Eigenarbeit wiederholt; die physikalisch-chemischen Eigenschaften der Aminosäure-Reste und ihre Konsequenz für die Sekundärstruktur werden von der Lehrkraft erläutert; das Strukturprinzip der Domäne wird an Beispielen erarbeitet; die Schüler erarbeiten, dass dem Austausch von Aminosäuren in Peptiden durch deren physikalisch-chemischen Eigenschaften und dem genetischen Code enge Grenzen gesetzt sind; empirische Studien über die Wahrscheinlichkeit des Austausches von Aminosäuren in Proteinen, die zu PAM- oder BLOSUM-Matrizen führten, werden erläutert.
  • 3. Unter Anleitung werden bestimmte Aminosäure-Sequenzen von verschiedenen Arten und verschiedenen Proteinfamilien in der UniProt-Datenbank gesucht und im FASTA-Format gesammelt; beispielhaft wird die Beschaffung von bio-medizinischer Information aus der PubMed-Datenbank von den Schülern durchgeführt.
  • 4. Anfragen für paarweise und multiple Alignments mit Aminosäure-Sequenzen werden durchgeführt; die Schüler werden verstehen, dass Alignments die Grundlage jeder Sequenzanfrage und jedes Sequenzvergleiches sind; die Angaben im Resultat eines Alignments werden erläutert; die Bewertung der Homologie von Sequenzen ist Grundlage für die Ableitung von Stammbäumen.
  • 5. Die Struktur eines Stammbaums und die Zeitpunkte der Verzweigungen (molekulare Uhr) werden erörtert; Sequenzen von homologen Proteinen verschiedener Arten werden gesammelt und die Anfrage zur Ableitung einer Phylogenie gestellt; Widersprüche in den Stammbäumen werden von den Schülern erkannt und beurteilt; diese Problematik soll den Schülern den kritischen Umgang mit ihren Ergebnissen erlauben.
Inhaltsverzeichnis:
  • Methodisch-didaktische Hinweise
  • M 1: Evolution und Bioinformatik
  • M 2: Struktur von Proteinen
  • M 3: Datenbanken
  • M 4: Analyse von Proteinsequenzen
  • M 5: Phylogenie
  • Lösungen
  • Literaturverzeichnis
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Biologie Unterrichtsmaterial Oberstufe Reizphysiologie: Eine Pille aus Zauberpilzen
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Neurobiologische Wirkung und biotechnologische Herstellung

Biologie Arbeitsblätter, 11-13. Schuljahr

Die Unterrichtseinheit stellt eine Lerneinheit zu einem psychoaktiven natürlichen Inhaltsstoff der Zauberpilze dar. Psilocybin ist eine Droge, da dieser Stoff sowohl körperliche Zustände verändert als auch eine bewusstseins- und wahrnehmungsverändernde Wirkung zeigt.

Aufbauend auf grundlegenden Kenntnissen der Neurobiologie erarbeiten die Lernenden diese Thematik eigenständig.

Neurobiologie ist, wie Genetik, ein verpflichtendes Inhaltsfeld des Biologieunterrichts der gymnasialen Oberstufe. Ziel ist, die Wirkung von Nervengiften auf die Signaltransduktion zu vermitteln. Die Behandlung des Wirkstoffs Psilocybin hat exemplarischen Charakter. Es bietet sich die Möglichkeit, Verknüpfungen zwischen verschiedenen Disziplinen der Biologie aufzuzeigen und angewandte Forschungsmethoden und Verfahren der Biotechnologie zu vermitteln. Besonders Letzteres wird in den Vorgaben zur Erlangung des Abiturs gefordert, so dass die Schüler am praxisnahen Beispiel ihre bereits erworbenen Kompetenzen erproben und erweitern können.

KOMPETENZPROFIL:
  • Klassenstufe: Sek II
  • Dauer: 7 Unterrichtsstunden (Minimalplan: 4)
  • Kompetenzen:
    • 1. Wirkung endo- und exogener Stoffe präsentieren
    • 2. Prinzip der Signaltransduktion anhand eines Modells darstellen
    • 3. Wirkungen einer exogenen Substanz auf den Körper erklären und Folgen beurteilen
    • 4. Verfahrensschritte der Genklonierung dokumentieren
  • Thematische Bereiche: Neurobiologie, Genetik, Biotechnologie
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Biologie Unterrichtsmaterial Oberstufe Epigenetik – Die Software unserer Gene
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Biologie Arbeitsblätter, 11-13. Schuljahr
Genetik im Unterricht, 36 Seiten (4,6 MB)

Die Integration aktueller Ergebnisse aus epigenetischer Forschung und Krebstherapie ermöglicht den Genetik-Unterricht aktuell, anregend und lebensnah zu gestalten. Der prozesshafte Charakter der epigenetischen Regulation des Zellstoffwechsels eignet sich besonders zum Einüben von vernetztem und lösungsorientiertem Denken. Zudem kann sowohl die Anwendung bekannter Konzepte, z.B. zum Gen- oder Histon-Begriff erprobt werden, als auch neue Fachkonzepte damit verknüpft und kooperativ erschlossen werden.

Diese Unterrichtseinheit bietet weiterhin die Möglichkeit genetisches Grundlagenwissen der Schülerinnen und Schüler, z.B. über Genregulation oder Proteinbiosynthese, zu reaktivieren. Zudem lassen sich themenübergreifende naturwissenschaftliche Vorstellungen, z. B. zum Immunsystem oder zum apoptotischen Signalweg, festigen und erweitern. Die Vermittlung aktuellen Wissens über epigenetische Regulation am Beispiel eines ungeklärten Patientenfalles birgt die didaktische Option problemlösungsorientiert den Weg naturwissenschaftlicher Erkenntnisgewinnung zu gehen. Methodisch wird dies durch passende Gestaltung des Unterrichtsmaterials, z. B. durch ein Mystery, unterstützt. Weiterhin lässt sich die Erarbeitung durch Hilfekarten binnendifferenzieren. Unterrichtsmaterial und Aufgaben beziehen sich auf eine relativ unbekannte genetisch bedingte Erkrankung und bereiten an diesem neuen, lebensweltlichen Kontext gezielt auf das Zentralabitur im Fach Biologie vor.

Bei zeitlicher Limitierung oder einer Verwendung im Grundkurs ist eine Kürzung der Einführung und Vertiefungsphase möglich. Die Inhalte der Reflexionsphasen können als schriftliche Hausaufgaben ausgelagert werden.

Somit verkürzt sich die Einheit auf 5 Stunden.

KOMPETENZPROFIL
  • Klassenstufe: Sek II
  • Dauer: 7 Unterrichtsstunden (Minimalplan: 5)
  • Kompetenzen:
    • 1. Selbstständiges Ableiten und analysieren naturwissenschaftlicher Probleme und Fragestellungen unter Verwendung der Fachsprache;
    • 2. Hypothesengeleitetes Ermitteln, Prüfen, Analysieren und argumentatives Erörtern;
    • 3. Modellierung und Erörterung von Modellen zur epigenetischen Regulation des Zellstoffwechsels;
    • 4. Präsentation des erarbeiteten Inhalts;
    • 5. Reflexion der strategischen Arbeits- und Denkweisen sowie der Modellkompetenz
  • Thematische Bereiche: Epigenetik, Genetik, Molekularbiologie
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Biologie Unterrichtsmaterial Oberstufe Genetik: Krebsentwicklung und Zellzykluskontrolle
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Biologie Arbeitsblätter, 11-13. Schuljahr
wie uns ein Gen vor Krebs schützt

In Deutschland stirbt etwa jeder vierte Mensch an Krebs, zudem erhöht sich die Zahl der Krebserkrankten seit Jahren. Dies ist auf die steigende Lebenserwartung zurückzuführen. Krebs ist genetisch bedingt und entsteht durch Mutationen. Doch wie kommt es dazu? Welche Gene mutieren bei einer Krebserkrankung? Lässt sich Krebs vermeiden oder zumindest therapieren? Im Rahmen dieser Einheit gehen Ihre Schüler diesen Fragen am Beispiel von Darmkrebs nach. Außerdem wird im weiteren Verlauf der Einfluss von Genen der Zellzykluskontrolle auf die Entwicklung von Krebs erarbeitet. Die Zusammenhänge werden am Proto-Onkogen ras sowie am Tumorsuppressorgen p53 konkretisiert. Die Modellierung der molekularbiologischen Prozesse ist ein methodischer Schwerpunkt der Einheit.

Niveau: Sekundarstufe II

Dauer: 7 Stunden

Der Beitrag enthält Materialien für:
  • Think-Pair-Share
  • Modellieren und Modellkritik
  • Erkenntnisgewinnung mit Modellen
  • Problemorientierter Unterricht
  • Kurzpräsentation
  • Ich-Kompetenz Liste
  • Peer-Kontrolle
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Biologie Unterrichtsmaterial Oberstufe Erarbeitung der Proteinbiosynthese in einem Gruppenpuzzle
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Biologie Arbeitsblätter, 11-13. Schuljahr

Wie sind die genetischen Informationen verschlüsselt und wie werden sie zu einem Polypeptid umgesetzt? Beschäftigung mit Transkription, Interpretation und Translation. Am Modell werden die Vorgänge bei der Proteinbiosynthese veranschaulicht.

Inhaltsverzeichnis:
  • Stunde 1 + 2: Ein Überblick über die Proteinbiosynthese
  • Stunde 3: Den genetischen Code knacken
  • Stunde 4 + 5: Erarbeitung der Transkription, t-RNA (Interpretation) und Translation in den Expertengruppen
  • Stunde 6: Austausch der Experten in den Stammgruppen
  • Stunde 7 + 8: Präsentation der Proteinbiosynthese

Niveau: Sek II

Dauer: 8 Unterrichtsstunden

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Biologie Unterrichtsmaterial Oberstufe Genetik: Menschen, Gene & Mutationen
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Gendiagnostik bei Erbkrankheiten Mit einer Folienvorlage zu Punktmutationen

Im Kernlehrplan Biologie Sek II des Landes NRW heißt es, dass die übergreifende fachliche Kompetenz einer vertieften biologisch-naturwissenschaftlichen Bildung insbesondere darin besteht, die besonderen Denk- und Arbeitsweisen der Biologie als Naturwissenschaft und deren Entstehung zu verstehen und diese für Problemlösungen und die Erweiterung des eigenen Wissens zu nutzen. In diesem Zusammenhang scheint die Beschäftigung gerade mit aktuellen Methoden der Gendiagnostik wichtig und sinnvoll.

Mit dieser Unterrichtseinheit werden alle im Biologieunterricht angestrebten Kompetenzbereiche (Umgang mit Fachwissen, Erkenntnisgewinnung, Kommunikation sowie Bewertung) angesprochen. Zudem werden alle oben genannten Methoden des direkten Gentests aufgegriffen und beispielhaft erblich bedingte Krankheiten, ihre Erbgänge und die Methoden zur Diagnose für diese Krankheiten vorgestellt.

Das Ziel der Unterrichtsreihe ist es, im Themenbereich Genetik den Schülerinnen und Schülern fachliche Kompetenzen im Bereich von Mutationen als Auslöser erblich bedingter Krankheiten, Bedeutung und Durchführung von Stammbaumanalysen im Rahmen einer genetischen Beratung und das Kennenlernen von modernen molekulargenetischen Diagnoseverfahren zu vermitteln.

Niveau: Sek II (Abitur)

Dauer: 12 Stunden (Minimalplan: 5–6) Der Beitrag enthält Materialien für:
  • Internetrecherche
  • Selbstständiges Arbeiten
  • Expertenpuzzle
  • Peer-Teaching
  • Lernerfolgskontrolle
Kompetenzen:
  • Auswirkungen verschiedener Genmutationen auf den Phänotyp kennen
  • Über die Methoden der Diagnostik Bescheid wissen
  • Molekulargenetische Werkzeuge beschreiben können
  • Molekulargenetische Verfahren und ihre Einsatzgebiete kennen
  • Stammbaumanalysen mit Hypothesen zum Vererbungsmodus genetisch bedingter Merkmale durchführen können
  • Selbstständige Recherche von Informationen zu humangenetischen Fragestellungen sowie Einschätzen der Relevanz und Zuverlässigkeit der Informationen
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Biologie Unterrichtsmaterial Oberstufe Die Erregungsleitung in Nervenzellen
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Im Mittelpunkt des Beitrages stehen in erster Linie die elektophysiologischen Prozesse bei der Erregungsweiterleitung.

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Betrachtet werden die Vorgänge an der Membran. Zur Veranschaulichung enthält der Beitrag ein Modell, das flexibel am Overheadprojektor oder an der Tafel eingesetzt werden kann. Verdeutlichen Sie Ihren Lernenden damit die jeweiligen Verhältnisse an der Biomembran bei der Ausbildung eines Aktionpotentials. Die Lernenden erstellen eine “Bildergeschichte” zur Ionenverteilung und verdeutlichen sich anhand der Kugellagermethode die Erregungsweiterleitung im myelinisierten und nichtmyelinisierten Axon. Die chemischen Vorgänge an der Synapse vollziehen sie in einem Rollenspiel nach. Auf diese Weise werden die komplexen Abläufe deutlicher und bleiben besser im Gedächtnis.

 

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Biologie Unterrichtsmaterial Oberstufe Toleranzkurven und der Öko-Faktor Temperatur (Sek II)
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er Teil der Ökologie, der sich mit der Abhängigkeit der Organismen und ihrer Lebensäußerungen von den Bedingungen der unbelebten Umwelt beschäftigt, bildet zu Recht den Beginn des Ökologieunterrichts sowohl in der Mittelstufe als auch in den Kursen der gymnasialen Oberstufe.

Die Möglichkeit, die Wirkung der Umwelt in einzelne Faktoren aufzugliedern, bietet hier einen guten Einstieg, da der Ursachen-Wirkungszusammenhang meist leicht durchschaubar ist und gut durch die experimentelle Forschung belegt ist. Zudem lassen sich die Abhängigkeiten einzelner Arten leichter analysieren als die weitaus komplexeren biotischen und biozönotischen Beziehungen, Ökosysteme usw. Aufgrund des leichten Zugangs besteht nicht selten die Gefahr einer überdimensionierten Behandlung im Unterricht auf Kosten der anderen komplexeren Teilgebiete der Ökologie.

Daher bietet es sich an, die Behandlung der abiotischen Faktoren auf die „großen drei“ ÖkoFaktoren Temperatur, Licht und Wasser zu beschreiben. Diese werden auch meist in den zentralen Abiturprüfungen thematisiert und sind den Schülerinnen und Schülern* aus ihrer Erfahrungswelt meist vertrauter als Faktoren wie beispielsweise Salinität oder pH-Wert. In dieser Einheit wird der Faktor Temperatur thematisiert, da er das Leben vieler Organismen als Minimum- oder Maximalfaktor entscheidend prägt. Zudem bietet er sich an, um auch Themenbereiche wie Toleranzkurven in den Unterricht einzuführen, die ebenfalls ein wichtiges Thema im Zentralabitur spielen. Diese Einheit beginnt daher mit diesem Thema, um dann auf den Temperaturfaktor hinzuführen.

Verschiedentlich lässt sich auch wiederholend an Themen der Mittelstufe anknüpfen und eventuell noch vorhandenes Grundwissen reaktivieren, z. B. Überdauerungsorgane von Pflanzen, Anpassungen von Vertebraten an Temperatur, Winterschlaf, Sommer- und Winterfell etc.

Niveau: Sekundarstufe II

Dauer: 10 Stunden

Der Beitrag enthält Materialien für:
  • Wissenschaftliche Experimente
  • Lernerfolgskontrolle
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Lehrer Arbeitsbätter Biologie Oberstufe Erarbeitung der Proteinbiosynthese in einem Gruppenpuzzle
(Raabe Fachverlag. RaaBits Arbeitsblätter Biologie Oberstufe)
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Wie sind die genetischen Informationen verschlüsselt und wie werden sie zu einem Polypeptid umgesetzt? Beschäftigung mit Transkription, Interpretation und Translation. Am Modell werden die Vorgänge bei der Proteinbiosynthese veranschaulicht.

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Lehrer Arbeitsbätter Biologie Oberstufe Biologie Arbeitsblätter mit Lösungen - Nerven - Sinne
(Arbeitsblätter Biologie zum sofortigen Download )
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Inhalt:
  • Nervensysteme
  • Nervenzelle
  • Reizweiterleitung
  • Membranpotenziale
  • Synapsen
  • Das Rückenmark
  • Das gehirn
  • Reizweiterleitung (Synapse)
  • Nerven-/Synapsengifte
  • Muskelkontraktion
  • Das Ruhepotential
  • Fachbegriffe
    *mit Lösungen
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Lehrer Arbeitsbätter Biologie Oberstufe Biologie Arbeitsblätter mit Lösungen - Cytologie
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Optimal für Lehrer, Nachhilfe-Lehrer, Referendare, Schüler und zum Selbststudium

Inhalt:
  • Tier- & Pflanzenzelle
  • Zellorganellen
  • Biomembranen
  • Membrantransport
  • Organisationsebenen des Lebendigen
  • Das Mikroskop
  • Das Mikroskop (2)
  • Grundbegriffe
  • Mitose
  • Chloroplasten
  • Nahrungsaufnahme
  • Die Amöbe / Das Leben

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Lehrer Arbeitsbätter Biologie Oberstufe Biologie Arbeitsblätter mit Lösungen - Klassische Genetik
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Optimal für Lehrer, Nachhilfe-Lehrer, Referendare, Schüler und zum Selbststudium

Inhalt:
  • Mendelsche Regeln
  • Grundbegriffe zu Mendel
  • Blutgruppenvererbung
  • Stammbaum (1)
  • Stammbaum (2)
  • Stammbaumanalyse
  • Richtig oder falsch?
  • Fachbegriffe
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Lehrer Arbeitsbätter Biologie Oberstufe Einführung in die Molekulargenetik
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Die Unterrichtseinheit vermittelt grundlegendes Wissen, das zum Verständnis molekularer Zusammenhänge der Vererbung notwendig ist.

Mit Hilfe von vielfältigem Material beschäftigen sich die Schüler ausführlich mit dem genetischen Code, mit Mechanismen der Weitergabe genetischer Information und üben zudem wissenschaftliches Arbeiten.

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Lehrer Arbeitsbätter Biologie Oberstufe Typisch männlich, typisch weiblich!?
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Die vorliegende Unterrichtseinheit ist geeignet, die Basiskonzepte “System” in den Bildungsstandards bzw. “Steuerung und Regelung” sowie “Information und Kommunikation” in den EPA auf einer hohen Kompetenzstufe zu beleuchten und zu erklären. Aufgrund der Komplexität ist die Unterrichtseinheit erst ab Klasse 10 zu empfehlen und ist auch für die Oberstufe gut geeignet.

Gleichberechtigt neben der Vermittlung von Fachwissen fordern die Bildungsstandards die Entwicklung von Handlungskompetenzen. Darunter versteht man die Fähigkeit zur Erkenntnisgewinnung, zur Kommunikation und zur Bewertung. Sie soll mit politischem und gesellschaftlichem Handeln verknüpft sein.

Dieses Ziel kann nur durch eine prozessorientierte Unterrichtsgestaltung erreicht werden: Die Lernenden werden mit einer Lernsituation konfrontiert, die den Kontext -Typisch männlich, typisch weiblich” zunächst emotional, dann rational erschließt. Aus dieser Lernsituation entwickeln die Schülerinnen und Schüler eigenständig Problemstellungen, generieren Fragen und entwerfen einen Unterrichtsplan. In arbeitsteiliger Gruppenarbeit werden biologische Grundlagen erlernt und weitergegeben.

Seit Beginn des Schuljahres 2005/2006 sind bundesweit geltende Bildungsstandards verbindliche Grundlage der Unterrichtsplanung:

Um Biologie-Fachwissen dauerhaft erlernbar zu machen, werden “Basiskonzepte” entwickelt, ein Verständnissystem, in das die Schülerinnen und Schüler neue Lerninhalte einordnen können. Die Basiskonzepte in den Bildungsstandards und in den Einheitlichen Prüfungsanforderungen in der Abiturprüfung (EPA) lassen sich ineinander überführen.

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Lehrer Arbeitsbätter Biologie Oberstufe Unsere Sprache - Evolution und biologische Voraussetzungen mit einer Farbfolie
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Dieser Beitrag behandelt die Evolution der Sprache und deren biologische Vorraussetzungen.

Dabei wird die stammesgeschichtliche Entwicklung des Menschen anhand eines vereinfachten Stammbaums näher betrachtet. Weiterhin werden die Funktionen des Lautbildungsapparates untersucht.

Neben der Bedeutung der Großhirnrinde lernen Ihre Schüler einiges über die Sprachentwicklung beim Kind und mögliche Sprachstörungen.

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Lehrer Arbeitsbätter Biologie Oberstufe Leben unter Extrembedingungen - Biotechnologie
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Bakterien unter die Lupe genommen (SEK II)

Ob heiße Dampfquellen, klirrende Kälte oder eine hohe Salzkonzentration bzw. Säurekonzentration, Extremophile trotzen den unwirtlichsten Umweltbedingungen. Diese Organismen haben sich auf extreme Lebensräume spezialisiert und Strategien entwickelt, die ihnen das Überleben ermöglichen. Stellen Sie Ihren Lernenden die Welt der Hyperthermophilen, Psychrophilen, Halophilen und Acidophilen und deren interessante Überlebensstrategien vor!

Die Schülerinnen und Schüler…
  • lernen verschiedene extreme Lebensräume und ihre Bewohner kennen;
  • erfahren etwas über die Anpassungen der extremophilen Organismen an ihren jeweiligen Lebensraum;
  • erkennen das biotechnologische Potenzial dieser Organismen;
  • üben die Sozialformen Einzelarbeit sowie Partnerarbeit.

Die Unterrichtseinheit „Leben unter Extrembedingungen“ bezieht sich hauptsächlich auf die Archaebakterien als häufigste Vertreter der Extremophilen. Zu Beginn des Unterrichts machen sich die Lernenden darüber Gedanken, welche Faktoren zum Leben notwendig sind und was jeder Organismus braucht, um zu überleben. Sie denken auch darüber nach, was man unter „extremen“ und „normalen“ Lebensbedingungen versteht.

Nachfolgend stehen die Archaebakterien und deren unterschiedliche Lebensweisen im Mittelpunkt. Besonders ausführlich werden die Hyperthermophilen vorgestellt, da diese Gruppe auch besonders gut erforscht ist. Es wird aber auch auf die Psychrophilen (Kälte liebende Bakterien) und die Halophilen (Salz liebende Bakterien) eingegangen. Am Ende der Unterrichtseinheit werden die Anpassungen von Pflanzen und Tieren an extreme Lebensbedingungen vorgestellt. Dabei wird den Schülerinnen und Schülern klar, dass höhere Lebewesen wesentlich größeren Einschränkungen unterliegen als einzellige Mikroorganismen.

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Lehrer Arbeitsbätter Biologie Oberstufe Gruppenpuzzle Waldökologie
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RAAbits Biologie SEK I/II
Lernspiel Biologie Oberstufe

Ein Gruppenpuzzle auch mal in der Oberstufe?
Warum nicht!

Ihre Schülerinnen und Schüler führen im Team feldbiologische Untersuchungen durch und erkennen die Zusammenhänge zwischen Vegetation und abiotischen Standortfaktoren.


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Biologie Klausuren für die Oberstufe

Biologie Unterrichtsmaterial Oberstufe Genetik: Biologischer oder gentechnischer Pflanzenschutz?
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Klausuraufgaben - Abiturvorbereitung

Biologie Klausur, 11-13. Schuljahr

Die Klausurarbeit ist inhaltlich zwischen den großen Themenbereichen „Genetik“ und „Ökologie“ angesiedelt. Insofern ist sie sehr gut als Vorabitur-Klausuraufgabe einsetzbar.

Die Schüler sollten die gentechnischen Verfahrensschritte der Restriktion, Rekombination und Transformation aus dem Unterricht kennen und möglichst in Form von Vorträgen und schriftlichen Hausaufgaben geübt haben.

Darüber hinaus sollten sie anhand des Beispiels „Golden Rice“ die Herstellung einer transgenen Pflanze mithilfe von Agrobacterium tumefaciens kennen. Hierzu wird die Verschriftlichung in Form eines Fließdiagramms im Unterricht oder als Hausaufgabe empfohlen.

Die Schüler müssen zur Bearbeitung der folgenden Klausuraufgaben interspezifische Beziehungen (Räuber-Beute-Beziehung, Symbiose, Parasitismus, Konkurrenz, Parabiose) kennen.

Es ist ratsam, vor der Klausur Argumente für und wider die grüne Gentechnik zusammenzustellen. Hierzu kann das Lehrbuch genutzt oder eine Internetrecherche durchgeführt werden. Spezielle Kenntnisse zu Nützlingen in der Agrarwirtschaft sind nicht erforderlich.

KOMPETENZPROFIL:
  • Klassenstufe: Sek II
  • Dauer: * 3 Unterrichtsstunden (Minimalplan: 2)
  • Kompetenzen:*
    • 1. Reorganisation des Vorwissens zur Gentechnik
    • 2. Erschließung der Herstellung von Bt-Mais
    • 3. Auswertung von Informationstexten, Abbildungen und Diagrammen
    • 4. Diskussion von Chancen und Risiken der grünen Gentechnik
  • Thematische Bereiche: Gentechnik, Molekulargenetik, Ökologie, Kompetenzbereich Bewertung
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Biologie Unterrichtsmaterial Oberstufe Klassische Hämophilie – Genklonierung von Faktor VIII
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Niveau: weiterführend, vertiefend

Biologie Klausur, 11-13. Schuljahr
21 Seiten (1,1 MB)

Diese Leistungskontrolle für die gymnasiale Oberstufe basiert auf grundlegenden molekulargenetischen Kompetenzen zur Proteinbiosynthese, zum Ablauf der Polymerase-Kettenreaktion, aber auch zur klassischen Genetik. Die SuS 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. Die SuS begründen die Verwendung bestimmter Modellorganismen mit ihrer besonderen Eignung für spezielle Fragestellungen der genetischen Forschung. Inhaltlich stehen die Hämostase sowie das Klonieren von Genen im Mittelpunkt. Die gentechnische Gewinnung des Gerinnungsfaktors VIII, welcher für die Behandlung von Hämophilie-Patienten unerlässlich ist, muss erarbeitet werden. Dazu beschreiben die SuS molekulargenetische Werkzeuge und erläutern deren Bedeutung für gentechnische Grundoperationen. Sie erläutern molekulargenetische Verfahren, wie die PCR und die Genklonierung mittels Vektoren, sowie den therapeutischen Einsatz.

Inhalt:
  • Methodisch-didaktische Hinweise
  • Vorausgesetztes Fachwissen
  • M 1: Hämostase – Prozess der Blutstillung
  • M 2: Hämophilie – eine genetisch bedingte Erkrankung
  • M 3: Klonierung von Faktor VIII
  • Lösungen
  • Literaturverzeichnis

Inhaltliche Stichpunkte: Enzymkaskade, Stammbaumanalyse, Gentechnologie, Klonierung, PCR, Expressionsvektoren, Restriktionsenzyme, therapeutischer Zweck

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Aktuelles Biologie Unterrichtsmaterial Oberstufe Evolution und Schöpfungsmythos
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Biologie aktuell. Unterrichtsmaterial Oberstufe
Leistungsaufgabe zur Koevolution

Biologie Überprüfung, 11-13. Schuljahr
19 Seiten (0,7 MB)

Die Synthetische Evolutionstheorie beeinflusst unser Selbstverständnis und unser Weltbild nachhaltig. Biologische Forschung steht heute oftmals in der gesellschaftlichen Diskussion, wird zu Recht kritisch hinterfragt und bewertet. Jedoch nichts spaltet die Gemüter so sehr wie die Evolutionstheorie, obschon sie in den Lebenswissenschaften den „roten Faden“ aller Forschungsfelder darstellt. Je nach Kulturkreis, Staatsform und Religion wird das Thema Evolution sehr unterschiedlich wahrgenommen und behandelt. Vorunterrichtliche Vorstellungen und Einstellungen zur Evolutionstheorie variieren auch unter Schülern stark. Themen des Inhaltsfeldes Evolution knüpfen daher idealerweise an die Erfahrungswelt der Schüler an oder werden durch eine geeignete Auswahl wissenschaftlicher Erkenntnisse zugänglich gemacht. Schüler sollten so die Vielfalt der Lebewesen als Ergebnis einer langen gemeinsamen Evolutionsgeschichte, als Ergebnis von Fortpflanzung, Variabilität, Angepasstheit und Selektion kennen und verstehen lernen. Diesbezügliche Kompetenzen tragen zur Lebensbewältigung der Lernenden bei, da sie eine aktive Teilhabe an gesellschaftlichen Diskursen ermöglichen. Diese Leistungskontrolle greift eine gängige Hypothese des nicht nur in den USA populären Kreationismus auf und fordert zu einer auf Fachwissen beruhenden Auseinandersetzung mit den konkurrierenden Thesen auf. Die Theorie der Koevolution, ein Teilkonzept der Synthetischen Evolutionstheorie, erklärt die oft erstaunlichen Koadaptationen interagierender Arten in Räuber-Beute-Beziehungen, Wirt-Parasit-Beziehungen und in Symbiosen. Diese Leistungsaufgabe fokussiert die Symbiose von Blütenpflanzen und bestäubenden Fluginsekten, die Konkurrenz von Angiospermen und Gymnospermen sowie das Wirt-Parasit-Verhältnis von Gerste und dem Mehltau, als parasitärem Pilz. Die Leistungsaufgabe kann je nach genutztem Umfang des Materialangebotes im Grundkurs oder Leistungskurs eingesetzt werden.

Der vorliegende Erwartungshorizont samt Punkteschlüssel orientiert sich am Leistungskurs. Die Punktevergabe muss im konkreten Fall an das Vorwissen der Schüler adaptiert werden. Die Materialteile sind grundsätzlich auch als Lernaufgaben einsetzbar. Ein flexibler Einsatz durch die Lehrkraft ist damit gewährleistet.

Inhaltsverzeichnis:
  • Methodisch-didaktische Hinweise
  • M 1: Koevolution von Insekten und Pflanzen?
  • M 2: Gerste – Wirt des parasitären Mehltaus
  • M 3: Schöpfung vs. Synthetische Evolutionstheorie
  • M 4: Auswahl wesentlicher Fachbegriffe
  • M 5: Koevolution als Erklärungsprinzip
  • Lösungen
  • Literatur
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