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Biologie (Oberstufe)

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
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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 UnterrichtsmaterialBiologie Stationenlernen (5.-10. Klasse) Biologie Unterrichtsmaterial im ÜberblickBiologie Unterrichtsmaterial im Überblick



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