Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso 1

Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht

Mag. Katrin EISBACHER, BRG Salzburg katrin.eisbacher@gmx.at

Dr. Bernhart RUSO, TU Wienbernhart@ruso.at

Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso 2

Informationsdynamik

• Leitmotiv: Biologische Prozesse beruhen auf – dem Erkennen von Informationen aus der

Umwelt,– der Kommunikation von Information,– dem Entwickeln von Information.

• Fallbespiele: Evolution, Immunsystem, Hormonsystem

Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso 2

Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso 3

Zeitplan

• Tag 1: chemische Grundlagen(Mag. Katrin Eisbacher)

• Tag 2: biologische Grundlagen(Dr. Bernhart Ruso)

• Tag 3: didaktische Umsetzung(Eisbacher/Ruso)

Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso 3

Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso 4

Was ist Evolution?

Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso 5

Emergenz von Systemen

• Evolution: Gesetz, Regel oder Konzept?

Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso 6

Erwins Haustier

• Reduktion oder Beobachtung?

Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso 7

Thompson Versuch

• Unerwartete Lösungen durch Emergenz.

• Evolution ist lösungsorientiert.

• Evolution hält sich nicht an Regeln.

Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso 8

Wie funktioniert Evolution?

• Eigenschaften des komplexen Systems

Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso 9

Präkonzepte

• Zielgerichtete Entwicklung

„Krone der Schöpfung“

Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso 10

Präkonzepte

• „Sich anpassen“

Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso 11

Präkonzepte

• Lamarck

Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso 12

Präkonzepte

• „Survival of the fittest“ (Spencer)

Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso 13

Darwin und der liebe Gott

• Auge und Uhr• Geringst mögliche

Komplexität

Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso 14

Was gibt’s News?(plus ein paar „Olds“)

• Geschwindigkeit der Evolution

• Funktion der DNA• Wo kommt die viele

DNA her?

Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso 15

Geschwindigkeit

• Riedl• Baupläne• Biogenetische

Grundregel

Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso 16

Geschwindigkeit

• Segmentierung

Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso 17

Geschwindigkeit

• Cuvier reloaded

Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso 18

Funktion der DNA

• Mehr Proteine als Gene?

Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso 19

Funktion der DNA

• Gen-Regulation durch Enzyme

Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso 20

Funktion der DNA

Gen-Regulation durch DNA Negativstränge.

Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso 21

Funktion der DNA

• Epigenetische Faktoren

Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso 22

Auch die RNA kann mehr

• Ribozyme (Enzymwirkung)

• Riboswitches (Genregulation)

• Antisense RNA (inhibiert Translation)

Hammerhead Ribozyme

Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso 23

DNA Quellen

• Polyploidisierung

Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso 24

DNA Quellen

• Poly DNA Viren

Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso 25

DNA Quellen

• Retroviren

Biologische Schnittstellen im Chemieunterricht, Eisbacher/Ruso 26

DNA Quellen

• Horizontaler Gentransfer durch Viren