Übersichtsraster Unterrichtsvorhaben Q1 Genetik LK ... · K2 zu biologischen Fragestellungen relevante Informationen und Daten in verschiede- nen Quellen, auch in ausgewählten wissenschaftlichen

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Übersichtsraster Unterrichtsvorhaben Q1 Genetik LK Qualifikationsphase Q1 (LK)

Unterrichtsvorhaben I: Humangenetik Thema / Kontext: Humangenetische Beratung - Wie können gene-tisch bedingte Krankheiten diagnostiziert und therapiert werden und welche ethischen Konflikte treten dabei auf? Schwerpunkte der Kompetenzentwicklung:

UF4 Vernetzung

E1 Probleme und Fragestellungen

E3 Hypothesen

E5 Auswertung

K1 Dokumentation

K2 Recherche

K3 Präsentation

K4 Argumentation

Inhaltsfeld: IF 3 (Genetik) Inhaltliche Schwerpunkte:

Meiose und Rekombination

Analyse von Familienstammbäumen

Bioethik Zeitbedarf: ca. 25 Std. (à 45 Minuten)

Unterrichtsvorhaben II: Molekulargenetik Thema / Kontext: Erforschung der Proteinbiosynthese - Wie entstehen aus Genen Merkmale und welche Einflüsse haben Veränderungen der genetischen und epigenetischen Struk-turen auf einen Organismus? Schwerpunkte der Kompetenzentwicklung:

UF1 Wiedergabe

UF2 Auswahl

UF3 Systematisierung

UF4 Vernetzung

E2 Wahrnehmung und Messung

E3 Hypothesen

E4 Untersuchungen und Experimente

E5 Auswertung

E6 Modelle Inhaltsfeld: IF 3 (Genetik) Inhaltliche Schwerpunkte:

Proteinbiosynthese

Genregulation Zeitbedarf: ca. 30 Std. (à 45 Minuten)

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Unterrichtsvorhaben III: Gentechnik Thema / Kontext: Gentechnologie heute - Welche Chancen und welche Risiken bestehen? Schwerpunkte der Kompetenzentwicklung:

UF1 Vernetzung


E3 Hypothesen


E6 Modelle

E7 Arbeits- und Denkweisen

K1 Dokumentation

K2 Recherche

K3 Präsentation

B2 Entscheidungen

B3 Werte und Normen

B4 Möglichkeiten und Grenzen


Gentechnologie


Summe Genetik LK: 75 Stunden (à 45 Minuten)

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Biologie: Schulinternes Curriculum SII – Qualifikationsphase: Mögliche unterrichtsvorhabenbezogene Konkretisierung (Genetik LK)

Unterrichtsvorhaben I: Humangenetik Thema/Kontext: Humangenetische Beratung – Wie können genetisch bedingte Krankheiten diagnostiziert und therapiert werden und welche ethi-schen Konflikte treten dabei auf?

Inhaltsfeld: IF 3 (Genetik)

Inhaltliche Schwerpunkte:

Mitose/ Meiose, crossing over, Rekombination

Stammbaumanalyse und Erbgänge

Humangenetische Beratung

Genbegriff, Genwirkkette

Mutationen

Zeitbedarf: ca. 25 Std. (à 45 Minuten)

Schwerpunkte übergeordneter Kompetenzerwartungen: Die Schülerinnen und Schüler können… UF4 bestehendes Wissen aufgrund neuer biologischer Erfahrungen und Erkenntnisse

modifizieren und reorganisieren

E1 in vorgegebenen Situationen biologische Probleme beschreiben, in Teilprobleme zerlegen und dazu biologische Fragestellungen formulieren

E3 zur Klärung biologischer Fragestellungen Hypothesen formulieren und Möglichkei-ten zu ihrer Überprüfung angeben

E5 Daten bezüglich einer Fragestellung interpretieren, daraus qualitative und einfache quantitative Zusammenhänge ableiten und diese fachlich angemessen beschreiben

K1 Fragestellungen, Untersuchungen, Experimente und Daten strukturiert dokumentie-ren, auch mit Unterstützung digitaler Werkzeuge

K2 zu biologischen Fragestellungen relevante Informationen und Daten in verschiede-nen Quellen, auch in ausgewählten wissenschaftlichen Publikationen recherchieren, auswerten und vergleichend beurteilen

K3 biologische Sachverhalte, Arbeitsergebnisse und Erkenntnisse adressatengerecht sowie formal, sprachlich und fachlich korrekt in Kurzvorträgen oder kurzen Fachtexten darstellen

K4 biologische Aussagen und Behauptungen mit sachlich fundierten und überzeugen-den Argumenten begründen bzw. kritisieren

Mögliche didaktische Leitfra-gen / Sequenzierung inhaltli-cher Aspekte

Konkretisierte Kompetenzer-wartungen des Kernlehrplans Die Schülerinnen und Schüler …

Empfohlene Lehrmittel/Methoden Didaktisch-methodische Anmerkun-gen und Darstellung der verbindli-chen Absprachen der Fachkonferenz

SI/EF- Vorwissen

Reaktivieren von SI/EF Vor-wissen Mitose / Aufbau Chro-mosomen

erarbeiten zum größten Teil selbstständig und mit Hilfe der Materialien Sinn und Funktion der Mitose sowie den Aufbau der Chromosomen (eigene Komp.)

Ab und Folie aus EF zu Mitose/ Meiose Biologie Oberstufe, Qualifikationsphase, Cornel-sen 2010 Schroedel Verlag S. 40f und S. 16 AB „Wiederholung Mitose und Meiose“ Schro-edel heute SII Arbeitsheft S.37 u. 38 AB „Chromosom-Chromosomensatz-Karyogramm“ Schroedel heute SII Arbeitsheft S. 34 (1)

SI/EF-Vorwissen wird ohne Benotung ermittelt (z.B. Selbstevaluationsbogen) Möglichst selbständiges Aufarbeiten des Basiswissens (HA)

Wie werden Keimzellen gebildet und welche Unterschiede gibt es bei Mann und Frau?

erläutern die Grundprinzipien der Rekombination (Reduktion und Neukombination der

http:/www.mallig.eduvinet.de/default.htm#kurs AB „Meiose-Fragen über Fragen“ Linder Biologie Arbeitsheft, S.52

Zentrale Aspekte der Meiose werden frontal wiederholt und selbstständig gesichert und geübt. Schlüsselstellen

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Meiose

Spermatogenese/ Oogenese

Wo entscheidet sich die geneti-sche Ausstattung einer Keim-zelle und wie entsteht geneti-sche Vielfalt?

Inter- und intrachromosomale Rekombination

Wie kann man ein Verer-bungsmuster von genetisch bedingten Krankheiten im Ver-lauf von Familiengenerationen ermitteln und wie kann man daraus Prognosen für den Nachwuchs ableiten?

Erbgänge/Vererbungsmodi – Genetisch bedingte

Krankheiten – Kurzfingrigkeit – Rot-Grün-Blindheit und

Hämophilie

Chromosomen) bei Meiose und Befruchtung (UF4)

formulieren bei der Stamm-baumanalyse Hypothesen zum Vererbungsmodus gene-tisch bedingter Merkmale (X-chromosomal, autosomal, Zweifaktorenanalyse, Kopp-lung, Crossing over) und be-gründen die Hypothesen mit vorhandenen Daten auf der Grundlage der Meiose (E1, E3, E5, UF4, K4)

AB „Inter- und Intrachromosomale Rekombinati-on“ (2) AB „Wissenstest“ Biologie Heute SII roter Ord-ner Checkliste zum methodischen Vorgehen bei einer Stammbaumanalyse:

AB: „Stammbaum der Ducks“ (3)

AB: „Kurzfingrigkeit“ (4)

AB: „Modellstammbäume“

AB: „Tipps zur Stammbaumanalyse“ (5)

AB: „Familie mit Rot-Grünblindheit und Hämo-philie“ (6)

AB „Stammbäume-manche Krankheiten des Menschen sind erblich“ Schroedel heute SII Arbeitsheft, S.50

Selbstlernprogramm Mallig (s.o.)

AB: „Ich lebe mit Mukoviszidose“, S.52 AOL Verlag Genetik, Gentechnik, Gen-Ethik

AB: „Wissenstest“ S.145 Biologie heute SII roter Ordner

http://www.ngfn-2.ngfn.de/genialeinfach/htdocs/ngfn_modul1.html

AB: mögliche hypothetische Erbgänge bei Säugetierrassen Schroedel AB: Kopplung, Ent-kopplung

Schema Zweifaktorenanalyse und Abstände der Gene auf einem Chromosom

bei der Keimzellenbildung werden erar-beitet und die theoretisch möglichen Rekombinationsmöglichkeiten werden ermittelt. Die Auswertungskompetenz bei hu-mangenetischen Stammbäumen wird im Unterricht an mehreren Beispielen geübt Die ABs besitzen steigendes Abstrakti-onsniveau. Prognosen zum Auftreten spezifischer genetisch bedingter Krankheiten wer-den für Paare mit Kinderwunsch ermit-telt und für weitere Kinder begründet angegeben.



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Welche unterschiedlich, ge-netisch bedingten Krankhei-ten gibt es? Was sind die Krankheits-symptome? Welche Ursachen hat die Krankheit? Welchem Erbgang folgt die Krankheit? Welche Häufigkeit hat die Krankheit? Wie wird die Krankheit diag-nostiziert? Wie wird die Krankheit be-handelt?

Xeroderma pigmentosum

Progerie

Muskeldystrophie

MARFAN-Syndrom

Hereditäre Hämochroma-tose

Phenylketonurie

Neurofibromatose

recherchieren Informatio-nen zu humangenetischen Fragestellungen (u.a. gene-tisch bedingten Krankhei-ten), schätzen die Relevanz und Zuverlässigkeit der In-formationen ein und fassen die Ergebnisse strukturiert zusammen (K1, K2, K3, K4)

AB S. 9-39 Unterricht Biologie 343 Menschen, Gene, Mu-tationen

AB S. 29-32 AOL Verlag, Genetik, Gentechnik, Gen-Ethik

http://archiv.ipn.uni-kiel.de/eibe/UNIT04DE.PDF

http://www.bioclips.de/genetik.html

Arbeitsteilige 8er Gruppenarbeit mit Krankheitsbildern, die inhaltlich ähnlich aufgebaut sind und gleiche Leitfragen haben. Anschließende Sammlungsphase in 8er Gruppen.

http://archiv.ipn.uni-kiel.de/eibe/UNIT04DE.PDF

http://www.bioclips.de/genetik.html

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Unterrichtsvorhaben II: Molekulargenetik Thema/Kontext: Erforschung der Proteinbiosynthese - Wie entstehen aus Genen Merkmale und welche Einflüsse haben Veränderungen der genetischen und epigenetischen Strukturen auf einen Organismus?



Proteinbiosynthese


Schwerpunkte übergeordneter Kompetenzerwartungen: Die Schülerinnen und Schüler können… UF1 ausgewählte biologische Phänomene und Konzepte beschreiben

UF2 biologische Konzepte zur Lösung von Problemen in eingegrenzten Bereichen auswählen und dabei Wesentliches von Unwesentlichem unterscheiden

UF3 biologische Sachverhalte und Erkenntnisse nach fachlichen Kriterien ordnen, strukturieren und ihre Entscheidung begründen

UF4 bestehendes Wissen aufgrund neuer biologischer Erfahrungen und Erkenntnisse modifizieren und reorganisieren

E2 Beobachtungen und Messungen, auch mithilfe komplexer Apparaturen, sachge-recht erläutern

E3 mit Bezug auf Theorien, Modelle und Gesetzmäßigkeiten Hypothesen generieren sowie Verfahren zu ihrer Überprüfung ableiten

E4 Experimente mit komplexen Versuchsplänen und -aufbauten mit Bezug auf ihre Zielsetzungen erläutern und unter Beachtung fachlicher Qualitätskriterien (Sicherheit, Messvorschriften, Variablenkontrolle, Fehleranalyse) durchführen

E5 Daten und Messwerte qualitativ und quantitativ im Hinblick auf Zusammenhänge, Regeln oder Gesetzmäßigkeiten analysieren und Ergebnisse verallgemeinern

E6 Anschauungsmodelle entwickeln sowie mithilfe von theoretischen Modellen, ma-thematischen Modellierungen und Simulationen biologische sowie biotechnische Pro-zesse erklären oder vorhersagen

Mögliche didaktische Leit-fragen / Sequenzierung inhaltlicher Aspekte

Konkretisierte Kompe-tenzerwartungen des Kern-lehrplans Die Schülerinnen und Schüler …

Empfohlene Lehrmittel/Methoden Didaktisch-methodische Anmer-kungen und Darstellung der ver-bindlichen Absprachen der Fach-konferenz

Wie wird die genetische Infor-mation gespeichert und wie kommt es zur phänotypischen Ausprägung dieser Informati-on?

DNA als Träger der Erb-information

Aufbau und Replikation der DNA

erläutern wissenschaftliche Experimente zur Aufklärung der Proteinbiosynthese, gene-rieren Hypothesen auf der Grundlage der Versuchspläne und interpretieren die Ver-suchsergebnisse (E3, E4, E5)

vergleichen die molekularen

NATURA Biologie Qualifikationsphase 2015: S. 30,31 Die Erforschung der RNA

RAAbits: Erarbeitung der Proteinbiosynthese in einem Gruppenpuzzle

RAAbits: Prinzipien der Genregulation Zur Vertiefung/ Wiederholung: Proteinbiosyn-these-Olympiade

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Vom Gen zum Merkmal

Proteinbiosynthese

Abläufe in der Proteinbiosyn-these bei Pro- und Eukaryoten (UF1, UF3)

Wie wird die genetische Infor-mation entschlüsselt und wie wirken sich Veränderungen des Erbmaterials aus?

genetischer Code

Mutationstypen

benennen Fragestellungen und stellen Hypothesen zur Entschlüsselung des geneti-schen Codes auf und erläu-tern klassische Experimente zur Entwicklung der Code-Sonne (E1, E3, E4)

erläutern Eigenschaften des genetischen Codes und cha-rakterisieren mit dessen Hilfe Mutationstypen (UF1, UF2)

erläutern die Auswirkungen verschiedener Gen-, Chromo-somen- und Genommutatio-nen auf den Phänotyp (u.a. Berücksichtigung von Gen-wirkketten)(UF1, UF4)

Schroedel: Entschlüsselung des genetischen Codes

Cornelsen Biologie Oberstufe S. 160, 161

Erarbeitung am Beispiel der Sichelzellanämie (Arbeitsblätter im Ordner) in GA

AB Phenylketonurie (Genwirkkette, Auswir-kung auf Phänotypen)

AB zu verschiedenen Mutationstypen (u.a. NGFN-Materialien)

Die Eigenschaften des genetischen Codes werden unter Einbeziehung von Mutationen und deren Folgen erarbei-tet. Die Anwendung der Codesonne wird an mehreren Beispielen geübt.

Welche Faktoren liegen der Regulation der Genaktivität bzw. der Proteinbiosynthese zu Grunde?

Genregulation

Operon-Modell

erläutern und entwickeln Mo-dellvorstellungen auf der Grundlage von Experimenten zur Aufklärung der Genregula-tion bei Prokaryoten (E2, E5, E6)

erklären mithilfe von Modellen genregulatorische Vorgänge bei Eukaryoten (E6)

erläutern die Bedeutung der Transkriptionsfaktoren für die

Cornelsen Biologie Oberstufe S. 162, 163: Substratinduktion der Genaktivität

siehe FRANCOIS JACOB und JAQUES MO-NOD

Gruppenpuzzle: Regulation der Transkription, Prozessierung, Translation und Existenzdauer von Proteinen (ABs siehe Ordner)

Cornelsen Biologie Oberstufe S. 163 RAAbits: Transkriptionsfaktoren sind an der Genregulation beteiligt

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Regulation von Zellstoffwech-sel und Entwicklung (UF1, UF4)

Vererbung oder Einfluss der Umwelt: Wie erklärt die Epige-netik das Zusammenwirken von Umwelt und Genen?

Epigenetik

Histonmodifikation

DNA-Methylierung und DNA-Acetylierung

Setzung Abitur 2017: epigeneti-sche Modelle zur Regelung des Zellstoffwechsels • DNA-Methylierung und DNA-Acetylierung

erläutern epigenetische Mo-delle zur Regelung des Zell-stoffwechsels und leiten Kon-sequenzen für den Organis-mus ab (E6)

Unterricht Biologie: Epigenetik (Histonmodifika-tion)

BGFA-Info 02/2007: Ein Früherkennungssys-tem für Krebs? Untersuchung von DNA-Methylierungsmustern

BIOspektrum 05.10: DNA-Methylierung und Evolution

Ein Modell zur epigenetischen Rege-lung des Zellstoffwechsels wird erarbei-tet DNA-Methylierung und DNA-Acetylierung sind hier als verbindliche Beispiele vorgegeben. Zusätzlich kann die Histonmodifikation erarbeitet werden.

Wie kann der Zellzyklus kontrol-liert und das Tumorwachstum durch Fehlregulation der Zelltei-lungskontrolle erklärt werden?

Proto-Onkogen

Tumor-Suppressorgen

p53 und Ras

Setzung Abitur 2017: Modell zur Wechselwirkung von Proto-Onkogenen und Tumor-Suppressorgenen auf die Regula-tion des Zellzyklus • Entwicklung eines Modells auf der Grundla-ge/mithilfe von p53 und Ras

erklären mithilfe eines Modells die Wechselwirkung von Pro-to-Onkogenen und Tumor-Suppressorgenen auf die Re-gulation des Zellzyklus und erklären die Folgen von Muta-tionen in diesen Genen (E6, UF1, UF3, UF4)

RAAbits: Krebsentstehung durch ein Störung in der Genregulation

Cornelsen Biologie Oberstufe S.164

Ein Modell zur Wechselwirkung von Proto-Onkogenen und Tumor-Suppressorgenen im Hinblick auf die Regulation des Zellzyklus wird erarbei-tet. Die Entwicklung eines Modells mithilfe von p53 und Ras ist hierbei die Grund-lage.

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Unterrichtsvorhaben III: Gentechnik Thema/Kontext: Gentechnologie heute – Welche Chancen und Risiken bestehen?



Gentechnologie

Bioethik


Schwerpunkte übergeordneter Kompetenzerwartungen: Die Schülerinnen und Schüler können… UF1 biologische Phänomene und Sachverhalte beschreiben und erläutern

E2 Beobachtungen und Messungen, auch mithilfe komplexer Apparaturen, sach-gerecht erläutern

E3 mit Bezug auf Theorien, Modelle und Gesetzmäßigkeiten Hypothesen generie-ren sowie Verfahren zu ihrer Überprüfung ableiten

E4 Experimente mit komplexen Versuchsplänen und -aufbauten mit Bezug auf ihre Zielsetzungen erläutern und unter Beachtung fachlicher Qualitätskriterien (Si-cherheit, Messvorschriften, Variablenkontrolle, Fehleranalyse) durchführen

E6 Anschauungsmodelle entwickeln sowie mithilfe von theoretischen Modellen, mathematischen Modellierungen und Simulationen biologische sowie biotechni-sche Prozesse erklären oder vorhersagen

E7 naturwissenschaftliche Prinzipien reflektieren sowie Veränderungen im Weltbild und in Denk- und Arbeitsweisen in ihrer historischen und kulturellen Entwicklung darstellen

K1 Fragestellungen, Untersuchungen, Experimente und Daten strukturiert doku-mentieren, auch mit Unterstützung digitaler Werkzeuge

K2 zu biologischen Fragestellungen relevante Informationen und Daten in verschiedenen Quellen, auch in ausgewählten wissenschaftlichen Publikationen, recherchieren, auswerten und vergleichend beurteilen

K3 biologische Sachverhalte, Arbeitsergebnisse und Erkenntnisse adressatenge-recht sowie formal, sprachlich und fachlich korrekt in Kurzvorträgen oder kurzen Fachtexten darstellen

B2 Auseinandersetzungen und Kontroversen zu biologischen und biotechnischen Problemen und Entwicklungen differenziert aus verschiedenen Perspektiven dar-stellen und eigene Entscheidungen auf der Basis von Sachargumenten vertreten

B3 an Beispielen von Konfliktsituationen mit biologischem Hintergrund kontroverse Ziele und Interessen sowie die Folgen wissenschaftlicher Forschung aufzeigen und ethisch bewerten

B4 begründet die Möglichkeiten und Grenzen biologischer Problemlösungen und Sichtweisen bei innerfachlichen, naturwissenschaftlichen und gesellschaftlichen Fragestellungen bewerten

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Empfohlene Lehrmittel/Methoden Didaktisch-methodische Anmerkungen und Darstellung der verbindlichen Ab-sprachen der Fachkonferenz

Gentechnologie – Was ist das? 1 Stunde

Kurzfilm „Gentech-Landwirtschaft“, Zei-chentrickfilm von Greenpeace, 2009, ca. 4min, youtube, Internet

Eigenverantwortliches Arbeiten mit Be-arbeitung von Infos und ABs

AB „Einführung in die Gentechnologie“ M1 und M2 aus RAAbits Biologie, B4, Reihe 2, Seite 2-3

Infotext „Angewandte Genetik - Züch-tung“ Lernwerkstatt Gentechnik, Kohl-Verlag

HA: Klassische & moderne Züchtungs-methoden, Tabelle

Kurzfilm als Einstieg in die Problematik, bereits Bezugnahme auf Monsanto

Ist Gentechnik eine wirksame Waffe gegen Erbkrankheiten? Bsp. Gentechnische Herstel-lung von Human-Insulin Handwerkszeug der Gentech-nologie 5 Stunden

beschreiben molekulargeneti-sche Werkzeuge und erläu-tern deren Bedeutung für gen-technische Grundoperationen (UF1).

Einstieg über „Geschichte des Insulins“

Gentechnische Herstellung von Insulin, Einheit „Blau-Weiß-Verfahren“ Landesakademie für Fortbildung und Personalentwicklung an Schulen, Inter-net: http://lehrerfortbildung-

bw.de/faecher/bio/gym/fb4/2_gen/blau_weiss/

Bearbeitung von Arbeitsblättern mithilfe von Infotexten, Internetrecherche und Hilfsmaterialien, Plasmidmodell bauen, Kontrolle über Lösungsblätter

Ergebnissicherung durch Übersicht

Zusatzmaterial: AB „Gentechnische Herstellung von In-sulin“, Seite 51, Genetik, Gentechnik, Gen-Ethik, AOL Verlag Übersicht „Gentechnische Herstellung von Insulin“, Natura, Lehrerband Gene-tik, Seite 97, Klett Verlag

Alternativ kann auch ein anderes gentechni-sches Verfahren gewählt werden Material im Ordner vorhanden Zusatzaufgaben enthalten Anwendungs- und Übungsaufgaben

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AB „Grundoperationen der Gentechnik“, Lehrerhandreichung Cornelsen

Alternativ: Teile aus RAAbits Biologie Selbstlerneinheit „Die gentechnische Produktion von Insulin“, B2, Reihe 10

Wie können mithilfe gentechni-scher Verfahren transgene Le-bewesen hergestellt werden und inwiefern ist ihre Verwen-dung sinnvoll? Herstellung transgener Pflan-zen und Tiere 2 Stunden

stellen mithilfe geeigneter Medien die Herstellung trans-gener Lebewesen dar und diskutieren ihre Verwendung (K1, B3).

reflektieren und erläutern den Wandel des Genbegriffs (E7)

Kurzfilme im Internet bei youtube: „Leuchtende Katzen: Gentechnik macht's möglich“ , „Monsterlachse“, Artikel „Leuchtende Schafe“

Lerntempoduett mit arbeitsteiliger Part-nerarbeit und Plakaterstellung - Transgene Tiere - Transgene Pflanzen Abgrenzung „Klonen“ als nichtgentech-nische Methode gemeinsames Thema der Partnerarbeit

Abschlussdiskussion zur Verwendung transgener Lebewesen

AB M3-M10 (außer M9 PCR) aus RAAbits Biologie, „Einführung in die Gentechnologie“, B4, Reihe 2, Seite 5-16

auch Teile der ABs aus RAAbits Biolo-gie, „Gentechnische Verfahren in Indust-rie, Landwirtschaft, Medizin“, B2, Reihe 12

Übungsaufgabe z. B. Antisense-Technik bei der Anti-Matsch-Tomate, Resistenz-entwicklung bei Bt-Mais

SuS werden durch einen geeigneten Einstieg (z. B. Kurzfilm, Bildmaterial oder Zeitungarti-kel) in die Problematik synthetischer Organis-men eingeführt. SuS informieren sich über die Herstellung und Verwendung transgener Lebewesen SuS diskutieren Vor- und Nachteile des Ein-satzes transgener Lebewesen in unserem All-tag

Welche Konsequenzen er-wachsen aus den aktuellen Entwicklungen in der Biotech-nologie bis hin zum Aufbau synthetischer Organismen für die Menschheit?

Sackgasse Gentechnik

beschreiben aktuelle Entwick-lungen in der Biotechnologie bis hin zum Aufbau von syn-

„Sackgasse Gentechnologie” ca. 15 min, Planet Schule, Internet

Plakaterstellung zu einer Aufklärungs-kampagne von Greenpeace, z. B. „Gen-technik-Keine Lösung gegen Hunger“, „Stoppt Monsanto“…

alternativ andere Kurzfilme aus dem Internet, die diese Problematik aufgreifen

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Bsp. Indien Rückbezug 3 Stunden

thetischen Organismen in ih-ren Konsequenzen für unter-schiedliche Einsatzziele und bewerten sie (B3, B4)

Auswertung des Filmes, Textmaterial, Internetrecherche

Zusammenfassung: „Pro-Contra-Grüne Gentechnik“, Argumente sammeln

alternativ: Lehrermaterial, Biologie heute SII, Schroedel 2012 (Vera) PLACEMAT-Methode „Bt-Mais – Pro und Kontra“, Einzel- und Gruppenarbeit mit Diskussion

Zusammenfassung: „Pro-Contra-Grüne Gentechnik“, Argumente sammeln

evtl. Rollenspiel, z. B. „Gentechnisch veränderte Pflanzen für Entwicklungs-länder?“

Rollenspiel „Podiumsgespräch“ mit Spielanleitung- Gentechnisch veränderte Pflanzen für Entwicklungsländer?, Gene ABC von FNSNF

Pro-Contra-Listen im Ordner als Beispiele

Für welche Fragen genetischer Forschung findet die Verwen-dung von Modellorganismen ihren Nutzen? Modellorganismen in der For-schung

2 Stunden

begründen die Verwendung bestimmter Modellorganismen (u.a. E. coli) für besondere Fragestellungen genetischer Forschung (E6, E3).

Einstieg, z. B.: Was ist eine Knockout-Maus? Gruppenpuzzle zu verschiedenen Mo-dellorganismen, integriert Spickzettel-training

ABs „Modellorganismus“, Modul 5, Ge-nomexpress Scholae 1, Fächerübergrei-fendes Material

Unterrichtseinheit biotechlerncenter „Tiermodelle“, Internet: http://biotechlerncenter.interpharma.ch/2331-arbeitsblatt

alternativ: Kugellagerübung

HA: Rechercheaufgabe „Bakterium E-scherichia coli als Modellorganismus“

evtl. Rollenspiel „Modellorganismen“ 2 Stunden

SuS werden über eine geeignete Einstiegs-problematik an die Thematik Modellorganis-men herangeführt SuS lernen verschiedene Arten von Modellor-ganismen kennen, die in der genetischen For-schung eingesetzt werden Material im Ordner

http://biotechlerncenter.interpharma.ch/2331-arbeitsblatt


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Welche Vor- und Nachteile er-wachsen aus der Verwendung von embryonalen und adulten Stammzellen für die Mensch-heit? Vergleich embryonaler und adulter Stammzellen Ethische Beurteilung und Be-wertung zum therapeutischen Einsatz von Stammzellen 3 Stunden

recherchieren Unterschiede zwischen embryonalen und adulten Stammzellen und prä-sentieren diese unter Ver-wendung geeigneter Darstel-lungsformen (K2, K3).

stellen naturwissenschaftlich-gesellschaftliche Positionen zum therapeutischen Einsatz von Stammzellen dar und be-werten Interessen sowie Fol-gen ethisch (B3, B4).

Vorbereitende HA: Ethiktest im Internet http://www.zellux.net/m.php?sid=31

„Techniken des Klonens“ , Natura Ober-stufe, Lehrerband Teil A, Klett oder „Der geklonte Mensch - nur eine Frage der Zeit?“, RAAbits Biologie, „Ein-führung in die Gentechnologie“, B4, Rei-he 2, Seite 23

Internetrecherche „Unterschiede zwi-schen embryonalen und adulten Stamm-zellen“, arbeitsteilige Partnerarbeit, Kurz-referat mithilfe Spickzettel – Erarbeitung Tabelle mit Gemeinsamkeiten und Un-terschieden

AB: Vergleich embryonale und adulte Stammzellen

Dilemma-Methode: Analyse einer Di-lemma-Situation, Bsp. „Heilen einer Querschnittslähmung durch Stammzel-len“, verschiedene Sozialformen und Diskussionen in Kleingruppen und Ple-num

Unterrichtseinheit zur Dilemma-Methode, „Heilen durch Stammzellen“ fertiges Ma-terial http://www.zellux.net/m.php?sid=31

alternativ: Wiederholung Reproduktives und The-rapeutisches Klonen, AB

Alternativ: Hybris oder Heilsbringer? – der Streit um die Stammzellforschung, Unterrichtseinheit MAX-WISSEN – Ge-lingt es Zellen neu zu programmieren?, Hefte im Internet bestellen, fertiges Ma-terial

Rollenspiel „Ethikkommission“ mit Spiel-anleitung - Stammzellforschung, Gene

SuS verschaffen sich einen ersten Überblick über die Stammzellproblematik SuS stellen embryonale und adulte Stammzel-len vergleichend gegenüber

SuS diskutieren und bewerten den therapeuti-schen Einsatz von Stammzellen unter ethi-schen Aspekten

http://www.zellux.net/m.php?sid=31


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ABC von FNSNF

Auswertung von verschiedenem Karika-turen oder Geschichten zum Thema embryonale Stammzellen, fertiges Mate-rial, Internet: http://www.zellux.net/m.php?sid=31

evtl. Rollenspiel „Stammzellforschung“

evtl. Auswertung von Karikaturen oder Storys „Embryonale Stammzellen“

Wie sehen die molekulargene-tischen Verfahren von heute aus und wo werden sie im All-tag eingesetzt?

Mit modernen gentechnischen Verfahren zum „gläsernen Menschen“

Genetischer Fingerabdruck mit PCR & Gelelektrophore-se

erläutern molekulargenetische Verfahren (u.a. PCR, Gel-elektrophorese) und ihre Ein-satzgebiete (E4, E2, UF1).

mögliche Einstiege: - Internetrecherche SS nach akt. Arti-

keln über „Gentests“ (alternativ nur Überschriften mit Begriff „Gentest“)

- AB „Human-Genom-Projekt“

Übersicht: Verfahren der Genomanalyse vorstellen

AB „HGP“ RAAbits, Einführung in die Gentechnologie“ II/B4, S.24

Film: Total phänomenal 14, “Der DNA auf der Spur”, 14 min, SWR, Internet: planet schule oder youtube

Material aus Linder Biologie, S. 47ff, NRW, Q-Phase, 2015 Schroedel

Erarbeitung der Methode des Geneti-schen Fingerabdruckes integriert mit PCR/Gelelektrophorese in arbeitsteiliger Partnerarbeit, Infotexte und AB bearbei-ten

Experimente mit dem science to class Schülerlabor zum Genetischen Finger-abdruck mit PCR & Gelelektrophorese

Übungsaufgaben zum genetischen Fin-gerabdruck und PCR „Gentests to go“- Film im Internet, ARD, Weltspiegel,

auch Zeitungsartikel als Material im Ordner

SuS erarbeiten im Rahmen des genetischen Fingerabdrucks die molekulargenetischen Ver-fahren PCR und Gelelektrophorese

SuS führen Schülerversuche durch mit: science to class Schülerlabor in Zusammenar-beit mit Science Bridge, ca. 6-7 Stunden, Schulvormittag

Einstieg in die Thematik, z. B. Film zum Nach-denken


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DNA-Sequenzierung - SANGER-Sequenzierung - Hochdurchsatzsequenzie-

rung

DNA-Chips Chancen und Risiken moderner Genomforschung 4 Stunden

geben die Bedeutung von DNA-Chips und Hochdurch-satz-Sequenzierung an und bewerten Chancen und Risi-ken (B1, B3).

„Gentest to go – Gefahr oder Hoff-nung?“, ca. 7min http://www.daserste.de/information/politik-weltgeschehen/weltspiegel/videos/usa-gentest-to-go-gefahr-oder-hoffnung-100.html

„Methode DNA-Sequenzierung“, Biologie heute Q-Phase, Schroedel NRW, 2015

„DNA-Chip“ S. 160f., Cornelsen Bio-sphäre Sek. II, Band Genetik, 2013 oder „Methode DNA-Chip“ S. 35, Biologie heute Q-Phase, Schroedel NRW 2015 oder „Genomik-die Analyse des Ge-noms“ S. 68f, Natura, Q-Phase, Klett 2015

SuS erarbeiten in Partner/Gruppenarbeit anhand von Infomaterial die Methoden der DNA-Sequenzierung (Sanger-Sequenzierung & Pyrosesequenzie-rung)-Beschreibung der Verfahren an-hand von Abbildungen

SuS erarbeiten in Partner/Gruppenarbeit anhand von Infomaterial die Methode der Genuntersuchung anhand von DNA-Chips-Beschreibung anhand von Abbil-dungen

kritische Auseinandersetzung zu Chan-cen und Risiken von schnellen Gentests, Diskussion in Plenum oder Kleingruppe, Präsentation der Ergebnisse AB „Eine Bewerbung im Jahr 2029“ oder „Der lange Arm der Gene: Ethische Probleme der Genomforschung“

evtl. Talkshow als Abschluss

Überblick: Chancen und Risi-ken der Gentechnik

1 Stunde

… beschreiben aktuelle Entwick-lungen in der Biotechnologie bis hin zum Aufbau von syntheti-schen Organismen in ihren Kon-sequenzen für unterschiedliche

Film „Leben außer Kontrolle“ DVD, Langversion 95min (Ausschnitte)

Mind-Map als abschließende Übersicht zu den Chancen und Risiken der Gen-technik

http://www.daserste.de/information/politik-weltgeschehen/weltspiegel/videos/usa-gentest-to-go-gefahr-oder-hoffnung-100.html



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Einsatzziele und bewerten sie (B3, B4).

AB: „Chancen & Risiken der Wunderwaf-fe Gentechnik“ Lernwerkstatt Gentech-nik, Kohl Verlag, S. 59 Alternativ

Pro-Contra-Liste mit Podiumsdiskussion

Übungsaufgabe Unterricht Biologie 326/2007 Chromo-somen und Gene, „Insulin-Synthese: Vom Protein zum Gen zum Protein“ Insulinmolekül, Proteinsynthese Pro- und Eukaryonten, Sequenzvergleich, PCR, Primer

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Übersichtsraster Unterrichtsvorhaben Q1 Genetik GK Qualifikationsphase Q1 (LK)

Unterrichtsvorhaben I: Humangenetik Thema / Kontext: Humangenetische Beratung - Wie können gene-tisch bedingte Krankheiten diagnostiziert und therapiert werden und welche ethischen Konflikte treten dabei auf? Schwerpunkte der Kompetenzentwicklung:

UF4 Vernetzung


E3 Hypothesen

E5 Auswertung

K4 Argumentation


Meiose und Rekombination

Analyse von Familienstammbäumen


Unterrichtsvorhaben II: Molekulargenetik Thema / Kontext: Erforschung der Proteinbiosynthese - Wie entstehen aus Genen Merkmale und welche Einflüsse haben Veränderungen der genetischen und epigenetischen Struk-turen auf einen Organismus? Schwerpunkte der Kompetenzentwicklung:

UF1 Wiedergabe

UF2 Auswahl


UF4 Vernetzung


E5 Auswertung

E6 Modelle Inhaltsfeld: IF 3 (Genetik) Inhaltliche Schwerpunkte:

Proteinbiosynthese


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Unterrichtsvorhaben III: Gentechnik Thema / Kontext: Gentechnologie heute - Welche Chancen und welche Risiken bestehen? Schwerpunkte der Kompetenzentwicklung:

UF1 Vernetzung

E3 Hypothesen


E6 Modelle

K1 Dokumentation

K2 Recherche

K3 Präsentation

B1 Kriterien

B3 Werte und Normen

B4 Möglichkeiten und Grenzen


Gentechnologie


Summe Genetik GK: 45 Stunden (à 45 Minuten)

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Biologie: Schulinternes Curriculum SII – Qualifikationsphase: Mögliche unterrichtsvorhabenbezogene Konkretisierung (Genetik GK)

Unterrichtsvorhaben I: Humangenetik Thema/Kontext: Humangenetische Beratung – Wie können genetisch bedingte Krankheiten diagnostiziert und therapiert werden und welche ethi-schen Konflikte treten dabei auf?



Mitose/ Meiose, crossing over, Rekombination

Stammbaumanalyse und Erbgänge

Humangenetische Beratung

Genbegriff, Genwirkkette

Mutationen Zeitbedarf: ca. 16 Std. (à 45 Minuten)

Schwerpunkte übergeordneter Kompetenzerwartungen: Die Schülerinnen und Schüler können… UF4 bestehendes Wissen aufgrund neuer biologischer Erfahrungen und Erkenntnisse



E3 zur Klärung biologischer Fragestellungen Hypothesen formulieren und Möglichkei-ten zu ihrer Überprüfung angeben



Mögliche didaktische Leitfra-gen / Sequenzierung inhaltli-cher Aspekte

Konkretisierte Kompetenzer-wartungen des Kernlehrplans Die Schülerinnen und Schüler …


SI/EF- Vorwissen

Reaktivieren von SI/EF Vor-wissen Mitose / Aufbau Chromosomen

erarbeiten zum größten Teil selbstständig und mit Hilfe der Materialien Sinn und Funktion der Mitose sowie den Aufbau der Chromosomen (eigene Komp.)

Ab und Folie aus EF zu Mitose/ Meiose Biologie Oberstufe, Qualifikationsphase, Cornel-sen 2010 Schroedel Verlag S. 40f und S. 16 AB „Wiederholung Mitose und Meiose“ Schro-edel heute SII Arbeitsheft S.37 u. 38 AB „Chromosom-Chromosomensatz-Karyogramm“ Schroedel heute SII Arbeitsheft S. 34 (1)

SI/EF-Vorwissen wird ohne Benotung ermittelt (z.B. Selbstevaluationsbogen) Möglichst selbständiges Aufarbeiten des Basiswissens (HA)

Wie werden Keimzellen gebil-det und welche Unterschiede gibt es bei Mann und Frau?

Meiose

Spermatogenese/ Oogenese Wo entscheidet sich die geneti-sche Ausstattung einer Keim-zelle und wie entsteht geneti-sche Vielfalt?

Inter- und intrachromosomale Rekombination

erläutern die Grundprinzipien der Rekombination (Redukti-on und Neukombination der Chromosomen) bei Meiose und Befruchtung (UF4)

formulieren bei der Stamm-baumanalyse Hypothesen zu X-chromosomalen und auto-somalen Vererbungsmodi ge-netisch bedingter Merkmale

http:/www.mallig.eduvinet.de/default.htm#kurs AB „Meiose-Fragen über Fragen“ Linder Biologie Arbeitsheft, S.52 AB „Inter- und Intrachromosomale Rekombinati-on“ (2) AB „Wissenstest“ Biologie Heute SII roter Ordner Checkliste zum methodischen Vorgehen bei einer Stammbaumanalyse:

AB: „Stammbaum der Ducks“ (3)

AB: „Kurzfingrigkeit“ (4)

Zentrale Aspekte der Meiose werden frontal wiederholt und selbstständig gesichert und geübt. Schlüsselstellen bei der Keimzellenbildung werden erar-beitet und die theoretisch möglichen Rekombinationsmöglichkeiten werden ermittelt. Die Auswertungskompetenz bei hu-mangenetischen Stammbäumen wird im Unterricht an mehreren Beispielen

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Wie kann man ein Verer-bungsmuster von genetisch bedingten Krankheiten im Ver-lauf von Familiengenerationen ermitteln und wie kann man daraus Prognosen für den Nachwuchs ableiten?

Erbgänge/Vererbungsmodi – Genetisch bedingte

Krankheiten – Kurzfingrigkeit – Rot-Grün-Blindheit und

Hämophilie

und begründen die Hypothe-sen mit vorhandenen Daten auf der Grundlage der Meiose (E1, E3, E5, UF4, K4)

AB: „Modellstammbäume“

AB: „Tipps zur Stammbaumanalyse“ (5)

AB: „Familie mit Rot-Grünblindheit und Hämo-philie“ (6)

AB „Stammbäume-manche Krankheiten des Menschen sind erblich“ Schroedel heute SII Arbeitsheft, S.50

Selbstlernprogramm Mallig (s.o.)

AB: „Ich lebe mit Mukoviszidose“, S.52 AOL Verlag Genetik, Gentechnik, Gen-Ethik

AB: „Wissenstest“ S.145 Biologie heute SII roter Ordner


AB: mögliche hypothetische Erbgänge bei Säugetierrassen Schroedel AB: Kopplung, Ent-kopplung

Schema Zweifaktorenanalyse und Abstände der Gene auf einem Chromosom

geübt Die ABs besitzen steigendes Abstrakti-onsniveau. Prognosen zum Auftreten spezifischer genetisch bedingter Krankheiten wer-den für Paare mit Kinderwunsch ermit-telt und für weitere Kinder begründet angegeben.




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Unterrichtsvorhaben II: Molekulargenetik Thema/Kontext: Erforschung der Proteinbiosynthese - Wie entstehen aus Genen Merkmale und welche Einflüsse haben Veränderungen der genetischen und epigenetischen Strukturen auf einen Organismus?



Proteinbiosynthese






E2 Beobachtungen und Messungen, auch mithilfe komplexer Apparaturen, sachgerecht erläutern






Wie wird die genetische Infor-mation gespeichert und wie kommt es zur phänotypischen Ausprägung dieser Informati-on?

DNA als Träger der Erb-information

Aufbau und Replikation der DNA

Vom Gen zum Merkmal

Proteinbiosynthese

vergleichen die molekularen Abläufe in der Proteinbiosyn-these bei Pro- und Eukaryo-ten (UF1, UF3)

RAAbits: Erarbeitung der Proteinbiosynthese in einem Gruppenpuzzle

RAAbits: Prinzipien der Genregulation

Zur Vertiefung/ Wiederholung: Proteinbiosyn-these-Olympiade

Wie wird die genetische Infor-mation entschlüsselt und wie wirken sich Veränderungen des

erläutern Eigenschaften des genetischen Codes und cha-rakterisieren mit dessen Hilfe

Cornelsen Biologie Oberstufe S. 160, 161

Erarbeitung am Beispiel der Sichelzellanämie (Arbeitsblätter im Ordner)

Die Eigenschaften des genetischen Codes werden unter Einbeziehung von Mutationen und deren Folgen erarbeitet.

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Erbmaterials aus?

genetischer Code

Mutationstypen

Genmutationen (UF1, UF2)

erläutern die Auswirkungen verschiedener Gen-, Chromo-somen- und Genommutatio-nen auf den Phänotyp (u.a. Berücksichtigung von Gen-wirkketten)(UF1, UF4)

z.B.

AB Phenylketonurie (Genwirkkette, Auswir-kung auf Phänotypen)

AB zu verschiedenen Mutationstypen (u.a. NGFN-Materialien)

Die Anwendung der Codesonne wird an mehreren Beispielen geübt.

Welche Faktoren liegen der Regulation der Genaktivität bzw. der Proteinbiosynthese zu Grunde?

Genregulation

Operon-Modell

- erläutern und entwickeln Mo-dellvorstellungen auf der Grund-lage von Experimenten zur Auf-klärung der Genregulation bei Prokaryoten (E2, E5, E6)

Cornelsen Biologie Oberstufe S. 162, 163: Substratinduktion der Genaktivität

FRANCOIS JACOB und JAQUES MONOD

Vererbung oder Einfluss der Umwelt: Wie erklärt die Epige-netik das Zusammenwirken von Umwelt und Genen?

Epigenetik

Setzung Abitur 2017: epigeneti-sche Modelle zur Regelung des Zellstoffwechsels • DNA-Methylierung

- erklären einen epigenetischen Mechanismus als Modell zur Regelung des Zellstoffwechsels (E6)

BGFA-Info 02/2007: Ein Früherkennungssys-tem für Krebs? Untersuchung von DNA-Methylierungsmustern

Ein Modell zur epigenetischen Rege-lung des Zellstoffwechsels wird erarbei-tet DNA-Methylierung ist hier als ver-bindliche Beispiel vorgegeben.

Wie kann der Zellzyklus kontrol-liert und das Tumorwachstum durch Fehlregulation der Zelltei-lungskontrolle erklärt werden?

Proto-Onkogen

Tumor-Suppressorgen

Setzung Abitur 2017: ein Modell zur Wechselwirkung von Proto-Onkogenen und Tumor-Suppressorgenen im Hinblick auf die Regulation des Zellzyklus • Entwicklung eines Modells auf der Grundlage/mithilfe von p53 und Ras

- erklären mithilfe eines Modells die Wechselwirkung von Proto-Onkogenen und Tumor-Suppressorgenen auf die Regu-lation des Zellzyklus und erklä-ren die Folgen von Mutationen in diesen Genen (E6, UF1, UF3, UF4)

RAAbits: Krebsentstehung durch ein Störung in der Genregulation

Cornelsen Biologie Oberstufe S.164

Ein Modell zur Wechselwirkung von Proto-Onkogenen und Tumor- Suppres-sorgenen im Hinblick auf die Regulation des Zellzyklus wird erarbeitet. Die Entwicklung eines Modells mithilfe von p53 und Ras ist hierbei die Grund-lage.


Unterrichtsvorhaben III: Gentechnik

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Thema/Kontext: Gentechnologie heute – Welche Chancen und Risiken bestehen?



Gentechnologie

Bioethik




E4 Experimente mit komplexen Versuchsplänen und -aufbauten mit Bezug auf ihre Zielsetzungen erläutern und unter Beachtung fachlicher Qualitätskriterien (Sicherheit, Messvorschriften, Variablenkontrolle, Fehleranalyse) durchführen





B1 fachliche, wirtschaftlich-politische und moralische Kriterien bei Bewertungen von biologischen und biotechnischen Sachverhalten unterscheiden und angeben

B3 an Beispielen von Konfliktsituationen mit biologischem Hintergrund kontroverse Zie-le und Interessen sowie die Folgen wissenschaftlicher Forschung aufzeigen und ethisch bewerten

B4 begründet die Möglichkeiten und Grenzen biologischer Problemlösungen und Sichtweisen bei innerfachlichen, naturwissenschaftlichen und gesellschaftlichen Frage-stellungen bewerten




Gentechnologie – Was ist das?

Kurzfilm „Gentech-Landwirtschaft“, Zeichentrick-film von Greenpeace, 2009, ca. 4min, youtube, Internet

Eigenverantwortliches Arbeiten mit Bearbeitung von Infos und ABs

Kurzfilm als Einstieg in die Problematik, bereits Bezugnahme auf Monsanto

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1 Stunde

AB „Einführung in die Gentechnologie“ M1 und M2 aus RAAbits Biologie, B4, Reihe 2, Seite 2-3

Infotext „Angewandte Genetik - Züchtung“ Lern-werkstatt Gentechnik, Kohl-Verlag

HA: Klassische & moderne Züchtungsmethoden, Tabelle

Ist Gentechnik eine wirksame Waffe gegen Erbkrankheiten? Bsp. Gentechnische Herstel-lung von Human-Insulin Handwerkszeug der Gentech-nologie

Setzung Abitur 2017 Molekulargenetische Werkzeu-ge

Restriktionsenzyme

Vektoren

3 Stunden

beschreiben molekulargene-tische Werkzeuge und erläu-tern deren Bedeutung für gentechnische Grundopera-tionen (UF1).

Einstieg über „Geschichte des Insulins“

Stationenlernen in Kleingruppenarbeit Bearbeitung von Arbeitsblättern mithilfe von In-fotexten, Kontrolle über Lösungsblätter

Material aus „Lernwerkstatt Gentechnik-Dem genet. Fingerabdruck auf der Spur“, Seite 37-53, Kohl Verlag, enthalten auch PCR & Gelelektro-phorese

Alternativ: Arbeitsblätter M3-M10 (außer M9 PCR) aus RAAbits Biologie, „Einführung in die Gentechnologie“, B4, Reihe 2, Seite 5-16

AB „Gentechnische Herstellung von Insulin“, Seite 51, Genetik, Gentechnik, Gen-Ethik, AOL Verlag Übersicht „Gentechnische Herstellung von Insu-lin“, Natura, Lehrerband Genetik, Seite 97, Klett Verlag AB „Grundoperationen der Gentechnik“, Lehrer-handreichung Cornelsen

Alternativ: Teile aus RAAbits Biologie Selbst-lerneinheit „Die gentechnische Produktion von Insulin“, B2, Reihe 10

Ergebnissicherung durch Übersicht

Alternativ kann auch ein anderes gen-technisches Verfahren gewählt werden SuS erarbeiten sich die Grundlagen-kenntnisse zu den molekulargeneti-schen Werkzeugen für gentechn. Grundoperationen Zusatzaufgaben enthalten Anwen-dungs- und Übungsaufgaben SuS beschreiben alle wesentlichen Schritte bei der Insulinproduktion mithil-fe der Übersicht zur Insulinproduktion

Wie können mithilfe gentechni-scher Verfahren transgene Le-bewesen hergestellt werden und inwiefern ist ihre Verwen-

Kurzfilme im Internet bei youtube: „Leuchtende Katzen: Gentechnik macht's möglich“ , „Monster-lachse“, Artikel „Leuchtende Schafe“

SuS werden durch einen geeigneten Einstieg (z. B. Kurzfilm, Bildmaterial oder Zeitungartikel) in die Problematik synthetischer Organismen eingeführt.

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dung sinnvoll? Herstellung transgener Pflan-zen und Tiere 1-2 Stunden

stellen mithilfe geeigneter Medien die Herstellung transgener Lebewesen dar und diskutieren ihre Verwen-dung (K1, B3).

Lerntempoduett mit arbeitsteiliger Partnerarbeit und Plakaterstellung - Transgene Tiere - Transgene Pflanzen Abgrenzung „Klonen“ als nichtgentechnische Methode gemeinsames Thema der Partnerarbeit

Abschlussdiskussion zur Verwendung transge-ner Lebewesen

AB M3-M10 (außer M9 PCR) aus RAAbits Bio-logie, „Einführung in die Gentechnologie“, B4, Reihe 2, Seite 5-16

SuS informieren sich über die Herstel-lung und Verwendung transgener Le-bewesen SuS diskutieren Vor- und Nachteile des Einsatzes transgener Lebewesen in unserem Alltag

Für welche Fragen genetischer Forschung findet die Verwen-dung von Modellorganismen ihren Nutzen? Modellorganismen in der For-schung 1 Stunde

begründen die Verwendung bestimmter Modellorganis-men (u.a. E. coli) für beson-dere Fragestellungen geneti-scher Forschung (E6, E3).

Einstieg, z. B.: Was ist eine Knockout-Maus? Gruppenpuzzle zu verschiedenen Modellorga-nismen, integriert Spickzetteltraining

ABs „Modellorganismus“, Modul 5, Genomex-press Scholae 1, Fächerübergreifendes Materi-al

Unterrichtseinheit biotechlerncenter „Tiermodel-le“, Internet: http://biotechlerncenter.interpharma.ch/2331-

arbeitsblatt

alternativ: Kugellagerübung

HA: Rechercheaufgabe „Bakterium Escherichia coli als Modellorganismus“

SuS werden über eine geeignete Ein-stiegsproblematik an die Thematik Mo-dellorganismen herangeführt SuS lernen verschiedene Arten von Modellorganismen kennen, die in der genetischen Forschung eingesetzt werden Material im Ordner

Welche Vor- und Nachteile er-wachsen aus der Verwendung von embryonalen und adulten Stammzellen für die Mensch-heit? Vergleich embryonaler und adulter Stammzellen

recherchieren Unterschiede zwischen embryonalen und adulten Stammzellen und prä-sentieren diese unter Verwen-dung geeigneter Darstellungs-formen (K2, K3).

vorbereitende HA mit Internetrecherche „Unter-schiede zwischen embryonalen und adulten Stammzellen“ arbeitsteilige Partnerarbeit, Kurzreferat mithilfe Spickzettel – Erarbeitung Tabelle mit Gemein-samkeiten und Unterschieden AB: Vergleich embryonale und adulte Stammzel-len

Gruppen- oder Partnerarbeit mit eigenständiger Bearbeitung von Infomaterial und Arbeitsblät-tern, inklusive Internetrecherche Unterricht Biologie 291, Genetische Techniken am Menschen, Unterrichtsmodell „Stammzellen

SuS stellen embryonale und adulte Stammzellen vergleichend gegenüber

SuS diskutieren und bewerten den the-



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Ethische Beurteilung und Be-wertung zum therapeutischen Einsatz von Stammzellen 1-2 Stunden

stellen naturwissenschaftlich-gesellschaftliche Positionen zum therapeutischen Einsatz von Stammzellen dar und be-urteilen Interessen sowie Fol-gen ethisch (B3, B4).

– Fluch oder Segen?“ Seite 35-41 evtl. Rollenspiel „Stammzellforschung“ evtl. Auswertung von Karikaturen oder Storys „Embryonale Stammzellen“ evtl. Auswertung von Karikaturen oder Storys „Embryonale Stammzellen“

rapeutischen Einsatz von Stammzellen unter ethischen Aspekten

Wie sehen die molekulargene-tischen Verfahren von heute aus und wo werden sie im All-tag eingesetzt?

Mit modernen gentechnischen Verfahren zum „gläsernen Menschen“

Genetischer Fingerabdruck mit PCR & Gelelektrophore-se

erläutern molekulargenetische Verfahren (u.a. PCR, Gelelekt-rophorese) und ihre Einsatz-gebiete (E4, E2, UF1).

mögliche Einstiege: - Internetrecherche SS nach akt. Artikeln über

„Gentests“ (alternativ nur Überschriften mit Begriff „Gentest“)

- AB „Human-Genom-Projekt“

Übersicht: Verfahren der Genomanalyse vorstel-len

AB „HGP“ RAAbits, Einführung in die Gentech-nologie“ II/B4, S.24

Film: Total phänomenal 14, “Der DNA auf der Spur”, 14 min, SWR, Internet: planet schule oder youtube

Material aus Linder Biologie, S. 47ff, NRW, Q-Phase, 2015 Schroedel

Erarbeitung der Methode des Genetischen Fin-gerabdruckes integriert mit PCR/Gelelektrophorese in arbeitsteiliger Part-nerarbeit, Infotexte und AB bearbeiten

Übungsaufgaben zum genetischen Fingerab-druck und PCR „Gentests to go“- Film im Internet, ARD, Weltspiegel, „Gentest to go – Gefahr oder Hoffnung?“, ca. 7min http://www.daserste.de/information/politik-weltgeschehen/weltspiegel/videos/usa-gentest-to-go-gefahr-oder-hoffnung-100.html

„Methode DNA-Sequenzierung“, Biologie heute

auch Zeitungsartikel als Material im Ordner

SuS erarbeiten im Rahmen des geneti-schen Fingerabdrucks die molekular-genetischen Verfahren PCR und Gel-elektrophorese

Einstieg in die Thematik, z. B. Film zum Nachdenken




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DNA-Sequenzierung

DNA-Chips Chancen und Risiken moderner Genomforschung 3 Stunden

geben die Bedeutung von DNA-Chips an und beurteilen Chancen und Risiken (B1, B3).

Q-Phase, Schroedel NRW, 2015

„DNA-Chip“ S. 160f., Cornelsen Biosphäre Sek. II, Band Genetik, 2013 oder „Methode DNA-Chip“ S. 35, Biologie heute Q-Phase, Schroedel NRW 2015 oder „Genomik-die Analyse des Ge-noms“ S. 68f, Natura, Q-Phase, Klett 2015 SS erarbeiten in arbeitsteiliger Part-ner/Gruppenarbeit anhand von Infomaterial die Methoden der DNA-Sequenzierung und der Ge-nuntersuchung anhand von DNA-Chips

Beschreibung der Verfahren anhand von Abbil-dungen

kritische Auseinandersetzung zu Chancen und Risiken von schnellen Gentests, Diskussion in Plenum oder Kleingruppe, Präsentation der Er-gebnisse

AB „Eine Bewerbung im Jahr 2029“ oder „Der lange Arm der Gene: Ethische Probleme der Genomforschung“

SuS sollen die Methoden der Geno-merforschung mittels DNA-Sequenzierung und DNA-Chips nur im Überblick erarbeiten

Überblick: Chancen und Risi-ken der Gentechnik 1 Stunde

Film „Leben außer Kontrolle“ DVD, Langversion 95min (Ausschnitte)

Mind-Map als abschließende Übersicht zu den Chancen und Risiken der Gentechnik

AB: „Chancen & Risiken der Wunderwaffe Gen-technik“ Lernwerkstatt Gentechnik, Kohl Verlag, S. 59 Alternativ Pro-Contra-Liste mit Podiumsdiskussion

Übungsaufgabe Unterricht Biologie 326/2007 Chromosomen und Gene, „Insulin-Synthese: Vom Protein zum Gen zum Protein“ Insulinmolekül, Proteinsynthese Pro- und Euka-ryonten, Sequenzvergleich, PCR, Primer

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Übersichtsraster Unterrichtsvorhaben Q1 Ökologie LK

Qualifikationsphase Q1 (LK) Unterrichtsvorhaben IV: Umweltfaktoren und ökologische Potenz Thema / Kontext: Autökologische Untersuchungen – Welchen Einfluss haben abiotische Faktoren auf das Vorkommen von Arten? Schwerpunkte der Kompetenzentwicklung:


UF4 Vernetzung



E3 Hypothesen



K4 Argumentation Inhaltsfeld: IF 5 (Ökologie) Inhaltliche Schwerpunkte:

Umweltfaktoren und ökologische Potenz Zeitbedarf: ca. 14 Std. (à 45 Minuten)

Unterrichtsvorhaben V: Dynamik von Populationen Thema / Kontext: Synökologie I - Welchen Einfluss haben inter- und intraspezifische Beziehungen auf Populationen? Schwerpunkte der Kompetenzentwicklung:

UF1 Wiedergabe

UF2 Auswahl


UF4 Vernetzung

E5 Auswertung

E6 Modelle

K3 Präsentation

K4 Argumentation

Inhaltsfeld: IF 5 (Ökologie) Inhaltliche Schwerpunkte:

Dynamik von Populationen Zeitbedarf: ca. 15 Std. (à 45 Minuten)

Unterrichtsvorhaben VI: Fotosynthese Thema / Kontext: Erforschung der Fotosynthese – Wie entsteht aus Lichtenergie eine für alle Lebewesen nutzbare Form der Energie? Schwerpunkte der Kompetenzentwicklung:

UF1 Wiedergabe

UF2 Auswahl

UF4 Vernetzung


E3 Hypothesen

Unterrichtsvorhaben VII: Stoffkreislauf und Energiefluss Thema / Kontext: Synökologie II – Welchen Einfluss hat der Mensch auf globale Stoffkreisläufe und Energieflüsse? Schwerpunkte der Kompetenzentwicklung:

UF1 Wiedergabe

K1 Dokumentation

K3 Präsentation

B2 Entscheidungen

B3 Werte und Normen

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E5 Auswertung

K3 Präsentation Inhaltsfeld: IF 5 (Ökologie) Inhaltliche Schwerpunkte:

Fotosynthese Zeitbedarf: ca. 16 Std. (à 45 Minuten)


Stoffkreislauf und Energiefluss Zeitbedarf: ca. 15 Std. (à 45 Minuten)

Unterrichtsvorhaben VIII: Mensch und Ökosysteme Thema / Kontext: Zyklische und sukzessive Veränderungen von Ökosystemen – Welchen Einfluss hat der Mensch auf die Dyna-mik von Ökosystemen? Schwerpunkte der Kompetenzentwicklung:

UF1 Wiedergabe

UF2 Auswahl


UF4 Vernetzung

K2 Recherche

K4 Argumentation

B2 Entscheidungen

B3 Werte und Normen Inhaltsfeld: IF 5 (Ökologie) Inhaltliche Schwerpunkte:

Mensch und Ökosysteme Zeitbedarf: ca. 15 Std. (à 45 Minuten)

Summe Ökologie LK: 75 Stunden (à 45 Minuten)

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Biologie: Schulinternes Curriculum SII – Qualifikationsphase: Mögliche unterrichtsvorhabenbezogene Konkretisierung (Ökologie LK)

Unterrichtsvorhaben IV: Umweltfaktoren und ökologische Potenz Thema/Kontext: Autökologische Untersuchungen – Welchen Einfluss haben abiotische Faktoren auf das Vorkommen von Arten?

Inhaltsfeld: IF 5


Umweltfaktoren / abiotische Faktoren

Wirkung biotischer und abiotischer Faktoren auf Indi-viduen

Ökologische Potenz Zeitbedarf: ca. 14 Std. (à 45 Minuten)

Schwerpunkte übergeordneter Kompetenzerwartungen: Die Schülerinnen und Schüler können… UF3 biologische Sachverhalte und Erkenntnisse nach fachlichen Kriterien ordnen, struk-

turieren und ihre Entscheidung begründen


E1 selbstständig in unterschiedlichen Kontexten biologische Probleme identifizieren, analysieren und in Form biologischer Fragestellungen präzisieren



E4 Experimente mit komplexen Versuchsplänen und -aufbauten mit Bezug auf ihre Ziel-setzungen erläutern und unter Beachtung fachlicher Qualitätskriterien (Sicherheit, Mess-vorschriften, Variablenkontrolle, Fehleranalyse) durchführen


K4 sich mit anderen über biologische Sachverhalte kritisch-konstruktiv austauschen und dabei Behauptungen oder Beurteilungen durch Argumente belegen bzw. widerlegen




Einführung Ökosystem Wald Wiederholung, Erhebung & Reaktivierung Vorwissen SI Gewähltes Ökosystem: Wald, Waldrand und benachbarte Freiflächen (Acker, Grünland)

--- Kartenabfrage-Themen: z.B. Biotop, Biozönose, Ökosystem, Ökologie, Stockwerkbau, Pflanzen- und Tierarten, ökologische Ansprüche, abioti-sche und biotische Faktoren, Nahrungskette, -netz, Ernährungsebenen (Produzenten, Konsu-menten, Destruenten), Kreislauf Kohlenstoff-Sauerstoff, Klimatische Wirkung des Waldes, Funktionen des Waldes

SuS thematisieren und erläutern zent-rale Aspekte aus dem Bereich „ökologi-sche Beziehungen zwischen Organis-men und Umwelt“ (Re)Aktivierung von Kenntnissen

In welcher Weise verändern sich relevante Umweltfaktoren (z.B. Lichtmenge, Luft- und Bodentemperatur, Windge-

entwickeln aus zeitlich-rhythmischen Änderungen des Lebensraumes biologi-sche Fragestellungen und er-

I. Praxis: Messungen am Waldrand: Entwicklung von Lichtmenge, Luft-, Bodenoberflächen- und Bodentemperatur im Verlauf des Frühjahres [2-3 Messungen: 1.vor der Belaubung, (2. während

SuS führen eigene Messungen mit Thermometer und Luxmeter durch, er-fassen die Daten und stellen die Werte in geeigneter Weise grafisch dar.

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schwindigkeit, Feuchtigkeit)im räumlichen und zeitlichen Rahmen und welche Relevanz hat dies für verschiedene Be-reiche im Lebensraum Wald?

klären diese auf der Grundla-ge von Daten (E1, E5)

der Belaubung), 3. nach der Belaubung der Bäume] in zwei Waldlebensräumen (Laubwald-Nadelwald) nach der Linientransektmethode. Alternative oder zusätzlich: Verwendung vor-handener ermittelter Daten, z.B.: AB IV.1: Abiotische Faktoren – die Kombination macht´s und/oder AB IV.2: Der Wald wirkt sich auf das Klima einer Region aus (2 AB)

Alternative: SuS greifen auf vorhande-ne Daten zurück (siehe Arbeitsmaterial) Erfassung der Bedeutung bestimmter abiotischer Faktoren (Licht, Tempera-tur)

Welche abiotischen Faktoren sind an der „Steuerung“ der Verbreitung von Organismenar-ten beteiligt? Inwieweit steuern abiotische Faktoren die Verbreitung von Lebewesen in einem Lebens-raum?

untersuchen das Vorkommen, die Abundanz und die Disper-sion von Lebewesen eines Ökosystems im Freiland (E1, E2, E4)

zeigen den Zusammenhang zwischen dem Vorkommen von Bioindikatoren und der In-tensität abiotischer Faktoren in einem beliebigen Ökosys-tem (UF3, UF4, E1)

II. Praxis: Erfassung des Bewuchses auf Probe-flächen im Bereich des Messtranssektes aus Nr. I.: 2 Möglichkeiten: A) Vorkommen und Bewuchs beliebiger Pflan-zenarten auf Probeflächen (keine Artbestim-mung) B) Vorkommen und Bewuchsdichte (Deckungs-grad) bestimmter Pflanzenarten (Artbestimmung) Charakteristische Arten: Offenland-Wiese: Wiesenschaumkraut, Huflat-tich, Weidenröschen, Gräser u.a. (hohe Licht-werte) Waldrand: Scharbockskraut, Waldveilchen Wald: Sauerklee, Waldmeister, Bingelkraut, Moose (niedrige Lichtwerte) III. Praxis und/oder Theorie: Anwendung einiger Beispiel ELLENBERG´scher Zeigerwerte. AB IV.3: Erstellung einer Vegetationsaufnahme AB IV.4: Materialsammlung ELLENBERG

Frühblüher im Laubwald

Erläuterungen zu den Zeigerwerten

Frühblüher und Jahresgang der Lichtwerte

Lichtwerte im Jahresgang „Spezialfall“ Buschwindröschen: Zeitliche Einni-schung – Blüte erfolgt vor der Belaubung der Bäume (Frühblüher)

SuS führen einfache Kartierungen auf (abgesteckten) Probeflächen durch (z.B. 5 m x 5 m; 10 m x 10 m) SuS führen einfache Pflanzenbestim-mungen durch (Einfache Bestimmungshilfen liegen als Infoblätter vor) SuS ordnen Wuchsorte von Pflanzen abiotischen Faktoren durch (ELLEN-

BERG´sche Zeigerwerte) SuS ermitteln die Kenndaten von Tole-ranzkurven und bestimmen die Kardi-nalpunkte (Optimum, Minimum, Maxi-mum) und Bereiche (Pessima, Prä-ferendum, ökologische Potenz, Tole-

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Cornelsen 214-215 Ökosystem Wald Cornelsen 179 Abiotische Ökofaktoren und Bio-indikatoren AB IV.5: Überleben – eine Frage der Toleranz Cornelsen 177 Ökofaktor Temperatur

ranzbereich)

Wie kann man die ökologischen Reaktionen von Lebewesen gegenüber abiotischen Umwelt-faktoren experimentell über-prüfen?

planen ausgehend von Hypo-thesen Experimente zur Überprüfung der ökologischen Potenz nach dem Prinzip der Variablenkontrolle, nehmen kriterienorientiert Beobach-tungen und Messungen vor und deuten die Ergebnisse (E2, E3, E4, E5, K4)

A) und B) können in der Reihenfolge getauscht werden A) Abiotische Faktoren als verbreitungsbestim-mende Einflüsse. AB IV.6: Die Temperatur als verbreitungsbe-stimmender Faktor (Bären-Füchse-Pinguine) Ziel: Identifizierung der Temperatur als mögli-cher Steuerfaktor Cornelsen 178 Pflanzen und Temperatur Cornelsen 180-181 Tiere und Temperatur Cornelsen 182 Ökofaktor Licht Cornelsen 183-184 Ökofaktoren Licht und Was-ser Cornelsen 184-185 Anpassungen von Pflanzen an die Verfügbarkeit von Wasser B) III. Praxis: Versuche mit der Temperaturorgel: Bestimmung der Präferenztemperaturen, Ermitt-lung von Toleranzkurven (Schaben, Mehlkäfer, Asseln, Ameisen)

Fragestellung

Planung der Ansätze

Durchführung der Versuche

Erfassung der Ergebnisse

Darstellung und Deutung der Ergebnisse

Beantwortung der Fragestellung

Einschätzung der Aussagekraft

Methoden- und Fragestellungs-Kritik Alternative oder zusätzlich (auch zur Erweite-rung / Vertiefung: AB IV.7: Temperaturpräferenzen verschiedener

SuS werden mit verbreitungsbestim-menden Faktoren (hier: Temperatur) konfrontiert (Problematisierung des Themas; Sensibilisierung für das Prob-lem einer experimentellen Herange-hensweise). Ergebnisse der Verbreitungen der Säu-gerarten können nicht uneingeschränkt nur auf den Faktor Temperatur zurück-geführt werden, sondern deuten auch noch auf das Mitwirken weiterer steu-ernder Faktoren hin). Für die Versuche mit der Temperatur-orgel stehen größere Mengen an Ma-dagaskar-Fauchschaben (Grompha-dorhina portentosa), Amerikanischen Küchenschaben (Periplaneta america-na) und Mehlkäfern und „-würmern“ (Tenebrio molitor) zur Verfügung. Sinn der Versuche: Reduktion der ein-wirkenden Variablen. SuS lernen weitere Beispiele für die Untersuchungen ökologischer Reaktio-nen von Lebewesen gegenüber (unter-schiedlichen) abiotischen Umweltfakto-ren kennen und einschätzen.

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Insektenarten und/oder AB IV.8: Umweltfaktor Salzgehalt und/oder AB IV.9: Wasser – ein Faktor für den Ernteertrag Cornelsen 186 Wasser- und Salzhaushalt der Tiere

Regel oder Gesetz? Inwieweit unterscheiden sich die Aussa-gen tiergeographischer Regeln (BERGMANN; ALLEN) von natur-wissenschaftlichen Gesetzen?

erläutern die Aussagekraft von biologischen Regeln (u.a. tiergeographische Regeln) und grenzen diese von natur-wissenschaftlichen Gesetzen ab (E7, K4)

Experimente zu BERGMANN´scher und AL-

LEN´scher Klimaregel. AB IV.10: Optimale Körper AB/IB IV.11: Verbreitung der Bären-Füchse-Pinguine (Karte) Vergleich mit AB IV.6 Video auf Sofatutor zur Bergmann´schen Regel (http://www.sofatutor.com/biologie/videos/bergmannsche-regel?topic=251&back_button=1)

SuS ermitteln die Beziehungen zwi-schen Körpervolumen und –oberfläche (-form) und der Wärmespeicherfähigkeit und ermitteln auf diese Weise die Zu-sammenhänge, die zur Formulierung der BERGMANN´schen Klimaregel ge-führt haben. SuS ermitteln die zu starke Reduktion der Ergebnisse zur Verbreitung der drei Säugetierarten (starke Überschneidun-gen der Verbreitungen). SuS stellen fest, dass die tiergeogra-phischen Regeln nicht alle wichtigen verbreitungsbestimmenden Faktoren beinhalten (können), sondern (wesent-liche) Elemente in den Vordergrund stellen, die aber wohl nicht allein ent-scheidend sind (sein können).

Diagnose von Schülerkompetenzen:

Blitzlicht (im gesamten Kurs); Stichworte aus dem vorangegangenen Kapitel: … mögliche Stichworte: abiotische Faktoren, biotische Faktoren, Toleranzkurve, Optimum, Minimum, Maximum, Pessimum, ökologische Potenz, Präferendum, (ELLENBERG´sche) Zeigerwerte, Bioindikation

Leistungsbewertung:

Ggf. Klausur, z.B. Klausuraufgaben im Materialordner


Unterrichtsvorhaben V: Dynamik von Populationen Thema/Kontext: Synökologie I: Welchen Einfluss haben inter- und intraspezifische Beziehungen auf Populationen?

Inhaltsfeld: IF 5


Dynamik von Populationen

Populationsdynamische Prozesse und Lebenszyk-


http://www.sofatutor.com/biologie/videos/bergmannsche-regel?topic=251&back_button=1


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lusstrategien Zeitbedarf: ca. 15 Std. (à 45 Minuten)

UF2 zur Lösung von biologischen Problemen zielführende Definitionen, Konzepte und Handlungsmöglichkeiten begründet auswählen und anwenden


UF4 Zusammenhänge zwischen unterschiedlichen, natürlichen und durch menschliches Handeln hervorgerufenen Vorgängen auf der Grundlage eines vernetzten biologischen Wissens erschließen und aufzeigen








Wie wird die Koexistenz von Lebewesen verschiedener Ar-ten in einem Lebensraum ge-währleistet?

die ökologische Nische

erklären mit Hilfe des Modells der ökologischen Nische die Koexistenz von Arten (E6, UF1, UF2)

Arbeitsteilige Gruppenarbeit - Lernplakaterstel-lung AB V.1a: Ökosystem Wiese – Nischen zweier Sichelwanzenarten AB V.1b: Untersuchungen zum ökologischen Verhalten zweier krautiger Pflanzenarten AB V.1c: Konkurrenz und Einnischung: Ta-schenratten und Kaulquappen AB V.1d: Aut- und synökologisches Optimum – der Hohenheimer Grundwasserversuch AB V.1e: Anpassung bei Crangon septemspi-nosa an Temperatur- und Salzgehalt AB V.1f: Die Verbreitung zweier Käferarten und ihre Reaktionen auf die Umwelt AB V.2: Konstruktion mehrdimensionaler (3-dimensionaler) ökologischer Nischen und/oder Zusatz: AB V.3: Komplexe Verhältnisse – öko-

SuS beschäftigen sich arbeitsteilig mit jeweils einem Beispiel zum Themen-komplex „ökologische Nische“ und prä-sentieren ihre Ergebnisse in Form von Gruppen-Lernplakaten (Museumsrund-gang) www: „Standardsicherung – Lernplakat“ (Suchbegriffe) SuS erstellen aus fiktiven Daten drei-dimensionale ökologische Nischen(-zeichnungen) – Ziel = Erfassung der Problematik des Begriffes der ökologi-

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logische Nischen (Rohrsänger) Cornelsen 188 Zusammenwirken abiotischer Faktoren im Lebensraum Cornelsen 191 Biotische Faktoren im Überblick Cornelsen 198-199 Ökologische Nische

schen Nische

Welche weiteren Formen der Koexistenz gibt es?

Symbiose

Parasitismus

intra- und interspezifische Konkurrenz

leiten aus Untersuchungsda-ten zu intra- und interspezifi-schen Beziehungen (u.a. Pa-rasitismus, Symbiose, Konkur-renz) mögliche Folgen für die jeweiligen Arten ab und prä-sentieren diese unter Verwen-dung angemessener Medien (E5, K3, UF1)

Symbiose: AB V.4a: Text: Das Faultier, die Motte und die Alge und/oder AB V.4b: Faultiere – ein Leben in Zeitlupe und/oder AB V.5: Symbiosen am Korallenriff Cornelsen 194 Symbiose Parasitismus: AB V.6: Saugwürmer und eierlegende Zahn-karpfen und/oder AB V.7: Lebendige Souvenirs (Parasiten) Cornelsen 193 Parasitismus AB V.8: Silbenrätsel: „Formen des Zusammen-lebens“ (LINDER)

SuS lernen Interaktionen zwischen Tie-ren und Tieren und Pflanzen kennen und charakterisieren diese im Hinblick auf die Koexistenz der und die Bezie-hungen zwischen den beteiligten Arten, auch im Hinblick auf die Folgen für die beteiligten Lebewesen Zusammenfassung

Welche Faktoren beeinflussen das Wachstum und die Dyna-mik von Populationen?

beschreiben die Dynamik von Populationen in Abhängigkeit von dichteabhängigen und dichteunabhängigen Faktoren (UF1)

AB V.9: Typen und Phasen des Populations-wachstums – exponentielles und logistisches Wachstum (IB+AB) AB V.10: Eine Population wächst … wohin? Dreizehenmöwen auf Helgoland Cornelsen 202 Wachstum von Populationen Excel-Programm zur Demonstration der Bedeu-tung der Größen in den Wachstumsformeln (Demo: Biologie - Populationsökologie - Wachs-tumsverläufe exp.-log. Wachstum Beispiele Ein-gabe)

SuS ermitteln die Faktoren, von denen das Wachstum von Populationen ge-steuert werden (können). SuS ermitteln die Kurvenverläufe in Abhängigkeit von den bestimmenden Größen r, N und K.

Beute und Räuber – wie „funk-tioniert“ die Regulation zwi-

untersuchen Veränderungen von Populationen mit Hilfe von

Wiederholung Nahrungskette-Nahrungsnetz; Begrifflichkeiten »(Primär)Produzenten-

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schen diesen beiden Populatio-nen?

Simulationen auf der Grundla-ge des LOTKA-VOLTERRA-Modells (E6)

Konsumenten verschiedener Ordnungen«. Cornelsen 192 Fressfeind-Beute-Beziehung AB V.11: Populationsbiologie – Räuber-Beute-Systeme: Die Elche und Wölfe der Insel Royal http://www.lehrer-online.de/biologisches-gleichge-wicht.php?sid=17204583340966667542528302830150 (Animationen und Material zu Räuber-Beute-Beziehungen: Fuchs und Hasen, Luchs und Schneeschuhhasen) Erarbeitung der LOTKA-VOLTERRA-Regeln Video Sofatutor: http://www.sofatutor.com/biologie/videos/raeuber-beute-beziehung-eine-dynamische-wechselwirkung?topic=2717&back_button=1 AB V.12 Spiel: Räuber und Beute – ein Spiel (alternativ: AB V.12a Spiel: Fressen und Ge-fressenwerden [Linder])

Material: bunte Kugeln, Bechergläser o.ä. Cornelsen 204-205 Entwicklung von Populatio-nen

SuS lernen ein klassisches Beispiel eines Räuber- und Beute-Systems kennen und grenzen die Populations-entwicklung der Beute vor Einführung der Wölfe und die nach ihrer Einführung davon ab. SuS ermitteln mithilfe einfacher Regeln die zyklischen Schwankungen zwi-schen Beute- und Räuberpopulationen und führen die Schwankungen auf ein-fache Gesetzmäßigkeiten zurück.

Die Populationen verschiedener Organismen wachsen und schrumpfen nach unterschiedli-chen „Strategien“

leiten aus Daten zu abioti-schen und biotischen Faktoren Zusammenhänge im Hinblick auf zyklische und sukzessive Veränderungen (Abundanz und Dispersion von Arten) so-wie K- und r-Lebenszyklusstrategien ab (E5, UF1, UF2, UF3, K4, UF4)

Rückbezug auf Excel-Programm zur Simulation des Populationswachstums – die Kurvenverläu-fe hängen sehr stark von den Wachstumsraten der Populationen ab. IB V.13: Zahlreich oder zäh? Die Altersstruktu-ren von Populationen und/oder AB V.14: Altersstrukturen von Populationen AB V. 15: Text Campbell: Populationswachs-tumsmodelle und Lebenszyklen (r- und K-

SuS erkennen die Auswirkungen der Veränderung der Werte für r und K auf die Form der Populationswachstums-kurve und auf die Veränderung des Populationswachstums

http://www.lehrer-online.de/biologisches-gleichgewicht.php?sid=17204583340966667542528302830150




http://www.sofatutor.com/biologie/videos/raeuber-beute-beziehung-eine-dynamische-wechselwirkung?topic=2717&back_button=1



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Strategien) und/oder AB V.16: Räuber nehmen Einfluss auf die Al-tersstruktur einer Population (Bighornschafe und Wölfe)

Theorie und Praxis – wann und warum stößt ein Modell an sei-ne Grenzen?

vergleichen das LOTKA-VOLTERRA-Modell mit veröf-fentlichten Daten aus Frei-landmessungen und diskutie-ren die Grenzen des Modells (E6)

AB V.17: Interspezifische Konkurrenz und Popu-lationswachstum und/oder AB V.18: Das Geheimnis der Lemminge (Stark)

SuS erkennen, dass die Zusammen-hänge beim LOTKA-VOLTERRA-Modell stark vereinfacht sind. In der Natur sind meist weitere Größen relevant, die in einfachen Modellen kaum berücksich-tigt werden können.


Kartenabfrage: ökologische Nische, Einnischung, Nischentrennung, Nischenüberlappung, aut- und synökologisches Optimum, Konkurrenz, Konkurrenzvermeidung, Konkurrenzverminderung, Symbiose, Mutualismus, Symbiont, Parasitismus, Parasit, Wirt, Population, Populationswachstum, exponentielles Wachstum, logistisches Wachstum, Räuber-Beute-Beziehung, Räuber, Beute, LOTKA-VOLTERRA-Regeln, Lebenszyklusstrategien, r-Strategien, K-Strategien, Altersstrukturen von Populationen

Leistungsbewertung:

Ggf. Klausur; z.B. Klausuraufgaben im Materialordner

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Unterrichtsvorhaben VI: Fotosynthese Thema/Kontext: Erforschung der Fotosynthese – Wie entsteht aus Lichtenergie eine für alle Lebewesen nutzbare Form der Energie?

Inhaltsfeld: IF 5







E3 zur Klärung biologischer Fragestellungen Hypothesen formulieren und Möglichkeiten zu ihrer Überprüfung angeben






Reorganisation des vorhan-denen Wissens

Ggf. vorbereitend / wiederholend „Frage trifft Antwort“ http://www.planet-schule.de/frage-trifft-antwort/spieldetails/animation-fotosynthese-der-pflanzen.html Karikatur Stark Unterrichtsmaterialien (s. Ord-ner) Online-Film, D 2009, 15 min: Natur und Technik, Fotosynthese (Signatur im Medienzentrum Rhein-Sieg: 49 82068) Concept Map zur Fotosynthese (s. Ordner) Ableitung zentraler Fragen aus einem Text (s. Ordner, Vorschlag: Folie)

Sichere Grundkenntnisse aus der Sek I über die Fotosynthese sind Vorausset-zung für eine Vertiefung von Einzelas-pekten Einführend-einfaches Niveau mit Ver-knüpfungen zur ökologischen Bedeu-tung der Fotosynthese

Aufklärung der Fotosynthese (Historische Experimente)

leiten aus Forschungsergeb-nissen zur Aufklärung der Fo-

AB „Die Entdeckungsgeschichte der Fotosyn-

Es wurden wesentliche und nachvoll-

http://www.planet-schule.de/frage-trifft-antwort/spieldetails/animation-fotosynthese-der-pflanzen.html



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tosynthese zu Grunde liegen-de Fragestellungen und Hypo-thesen ab (E1, E3, UF2, UF4)

these“ (s. Ordner)

ziehbare Versuche ausgewählt

Schülerexperimente zur Foto-synthese (Wasserpest)

Wiederholung des allgemei-nen Vorgehens bei der Aus-wertung wissenschaftlicher Experimente

analysieren Messdaten zur Abhängigkeit der Fotosynthe-seaktivität von unterschiedli-chen abiotischen Faktoren (E5)

AB „Auswertung wissenschaftlicher Experimente – Allgemeine Lösungsstrategie“ (s. Ordner) Markl Biologie: Experimentebuch Oberstufe, Klett-Verlag, Stuttgart 2011, S. 57f. (s. Ordner) AB „Die Beeinflussung der Fotosyntheserate“, in: Natura. Biologie für Gymnasien. Einfüh-rungsphase und Qualifikationsphase. Lehrer-band, Klett, 1.A. Stuttgart 2011 Biologie heute, SII, Lehrermaterialien, Schro-edel-Verlag, 3.A. 2013, S. 64f. (s. Ordner) AB 1A und B: „Vor Ort: Wo findet die Fotosyn-these statt?“ (Ordner) + „Partner-Checkup: Fach-termini“

Schülerbuch zum Thema oder „Grüne Reihe“ - Materialien für den Sekundarbereich II Biologie, Schroedel, 6.A. 2007, S. 102f.

Der Versuch kann auf Wunsch um den Faktor „Lichtstärke“ erweitert werden. Das Material ermöglicht Vertiefung und Anwendung des bestehenden Wissens. Das Material führt die wesentlichen Fachbegriffe ein. Mögliche Klausur: Sonnen- und Schat-tenblätter

Ablauf der Vorgänge der Foto-synthese in den Chloroplasten

erläutern mithilfe einfacher Schemata das Grundprinzip der Energieumwandlung in den Fotosystemen und den Mechanismus der ATP-Synthese (K3, UF1)

erläutern den Zusammenhang zwischen Fotoreaktion und Synthesereaktion und ordnen die Reaktionen den unter-schiedlichen Kompartimenten des Chloroplasten zu (UF1, UF3)

AB „Teilreaktionen der Fotosynthese - Über-sicht“ Partnerpuzzle „Abhängigkeit der Fotosynthese von Außenfaktoren“ (Biologie heute, SII, Lehrermaterialien, Schroedel-Verlag, 3.A. 2013, S. 64f. (s. a. Ordner)) http://www.mallig.eduvinet.de/bio/Repetito/Bfosyn2.html Schülerbuch zum Thema oder „Grüne Reihe“ - Materialien für den Sekundarbereich II Biologie, Schroedel, 6.A. 2007 AB „Thylakoidmembran – die „Werkbank“ der Fotosynthese“ – Expertengruppen Lichtreaktion:

Das Material nimmt die Abhängigkeit der Fotosynthese von den abiotischen Faktoren wieder auf und vertieft im Hin-blick auf die geforderte Kompetenz

http://www.mallig.eduvinet.de/bio/Repetito/Bfosyn2.html


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https://www.youtube.com/watch?v=bJBXFr8ih48 AB „Lückentext zum Energietransfer“, Unter-richts-Materialien Biologie Sek. II, Stark Verlag: M 3 AB „Aus Kohlenstoffdioxid entsteht Glucose“ Markl, Biologie Oberstufe, Klett, Stuttgart 2010, S. 53 und „Übersicht über die Fotosynthese“ s. Ordner

AB Biologie Oberstufe, Lehrermaterial, Cornel-sen, Berlin 2003, S.134

Sicherung und Evaluation: ..wenden ihr Wissen im Spiel „Auf ins Reaktionszentrum - Quizspiel rund um die Foto-synthese“ an

Unterrichts-Materialien Biologie Sek. II, Stark Verlag: Mat. D.3.12: „Energietransfer und Elekt-ronenübertragung – Quiz-Lernhilfe zu den licht-induzierten Fotosynthesevorgängen (s. Ordner) Alternative „Multiple Choice“: Campbell Biologie, Gymnasiale Oberstufe, Übungsbuch, Pearson, München 2011, S.35ff. (s. Ordner)

Motivation der Schüler angesichts des komplexen Sachverhaltes.

https://www.youtube.com/watch?v=bJBXFr8ih48

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Unterrichtsvorhaben VII: Stoffkreislauf und Energiefluss Thema/Kontext: Synökologie II – Welchen Einfluss hat der Mensch auf globale Stoffkreisläufe und Energiefluss?

Inhaltsfeld: IF 5


Nahrungsbeziehungen

Energiefluss

Biomassepyramide

Stoffkreislauf Zeitbedarf: ca. 15 Std. (à 45 Minuten)




B2 Auseinandersetzungen und Kontroversen zu biologischen und biotechnischen Prob-lemen und Entwicklungen differenziert aus verschiedenen Perspektiven darstellen und eigene Entscheidungen auf der Basis von Sachargumenten vertreten





Welche energetischen und stofflichen Beziehungen beste-hen unter verschiedenen Orga-nismen eines Ökosystems?

Nahrungskette

Nahrungsnetz

Trophieebenen 2 Stunden

stellen energetische und stoff-liche Beziehungen verschie-dener Organismen unter den Aspekten von Nahrungskette, Nahrungsnetz und Trophie-ebene formal, sprachlich und fachlich korrekt dar (K1, K3)

Kurzfilm „Biosphere 2: An American Space Od-yssey | Retro Report | The New York Times”, ca. 10 min, Internet, YouTube

Eigenverantwortliches Arbeiten AB “Biosphere II”, MAX-WISSEN, Unterrichts-material Erdkunde

evtl. GEOMAX „Gesucht: Element Nr. 6 - Warum Forscher nach Kohlenstoff fahnden“, Ausgabe 1, aktualisierte Neuauflage Herbst 2004

Film „Nahrungsbeziehungen und Stoffkreisläufe – Lebensgemeinschaft Wald“(Signatur 49 83509), MZ Rhein-Sieg-Kreis, 15 min

Partnerarbeit mit Strukturlegetechnik Übersicht Nahrungsbeziehungen im Ökosystem Wald werden mithilfe des Filmes erarbeitet

SuS werden durch das “Biosphere 2-Projekt“ mit einem Versuch der Wissen-schaftler konfrontiert, künstliche Öko-systeme anzulegen, um dadurch natür-liche Kreisläufe besser zu verstehen, sie versetzen sich in die Lage der For-scher und reaktivieren ihr Vorwissen aus der Sek. I Reaktivierung der Grundlagenkenntnis-se zum Ökosystem Wald aus der Sek. I: Anfertigung einer groben Übersichts-skizze zu den Nahrungsbeziehungen im Ökosystem Wald

Hausaufgabe: SuS wiederholen und

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AB „Nahrungsbeziehungen im Ökosystem Wald“

Infoblatt „Nahrungsbeziehungen in Ökosyste-men“ (Bioskop, Biologie heute SII Q-Phase)

definieren ökologische Begriffe aus der Sek. I

Wie erfolgt der Energietransfer durch ein Ökosystem von einer Trophiestufe zur nächsten? Energiefluss “Einbahnstraße der Energie“

Brutto-„ bzw.- „Nettoprimärpro-duktion Biomassepyramiden 3 Stunden

Flaschengarten als Modell für ein Ökosystem

1. Teil des Filmes „Basiswissen Biologie II - Energiekreisläufe“, (Signatur: 55 58932), ca. 8 min, MZ Rhein-Sieg-Kreis

Alternativ: Film „Ökosystem I - Stoffkreisläufe und Energiefluss“, (Signatur: 55 60253), ca. 28 min, MZ Rhein-Sieg-Kreis

eigenverantwortliches Arbeiten

AB „Sonnenenergie treibt die Prozesse der Öko-systeme an“, S. 3487349, Markl Biologie, Klett

Alternativ: AB „Energiefluss in Ökosystemen“, S. 170/171, Bioskop Qualifikationsphase, NRW, SII, Westermann

Erarbeitung der Aspekte “Einbahnstra-ße der Energie“ , „10%-Regel“ und „Brutto-„ bzw.- „Nettoprimärproduktion“ Energie- und Biomassepyramiden sind oft Gegenstand ökologischer Aufgaben-stellungen, daher sollte der Umgang mit diesen eingeübt werden Übungsaufgaben zu Energiefluss und Biomassepyramiden ausgewählter Ökosysteme, verschiedene Quellen

Welche globalen Umweltprob-lematiken werden durch den Menschen verursacht und wie können diese verhindert wer-den?

Treibhauseffekt

Kohlenstoffkreislauf

Schwerpunkt-Vorgabe Abitur 2017: Kohlenstoffkreislauf

präsentieren und erklären auf der Grundlage von Untersu-chungsdaten die Wirkung von anthropogenen Faktoren auf ausgewählte globale Stoff-kreisläufe (K1, K3, UF1).

Ausschnitt Theaterstück „O2-Theater“ Aulis-Bände, Mensch und Umwelt, S. 470ff.

Arbeitsteilige Gruppenarbeit mit Internetrecher-che und Plakaterstellung, Präsentation im Mu-seumsgang

Mögliche Themen:

natürlicher Kohlenstoffkreislauf

Eingriff des Menschen in den globalen Koh-lenstoffkreislauf

Treibhauseffekt

Folgen der Erderwärmung

Maßnahmen zur Verringerung des CO2-Ausstoßes

Sicherung durch Infomaterial „Kohlenstoffkreis-

Theaterstück wird mit verteilten Rollen als Einstieg vorgetragen (vorbereitende Hausaufgabe)

SuS lernen den Treibhauseffekt als Folge der anthropogenen Störung des natürlichen Kohlenstoffkreislaufs ken-nen

SuS erarbeiten die Hintergrundinforma-tionen zum Treibhauseffekt

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Kohlenstoffdioxid-Bilanzen und Nachhaltigkeit

ca. 5 Stunden

entwickeln Handlungsoptio-nen für das eigene Konsum-verhalten zum Schutz und zur Nutzung natürlicher Ressour-cen unter Berücksichtigung verschiedener Perspektiven und schätzen diese unter dem Aspekt der Nachhaltigkeit ein (B2, B3).

lauf und Klimawandel“ und Film „Der Kreislauf des Kohlenstoffs“ (Signatur 55 55336), 22 min, MZ Rhein-Sieg-Kreis

AB „Kohlenstoffdioxid-Bilanzen und Nachhaltig-keit“, S. 198/199, Bioskop S II Q-Phase, West-ermann

SuS reflektieren ihr eigenes Konsum-verhalten im Hinblick auf die bestehen-de CO2-Problematik Übungsaufgaben aus verschiedenen Quellen und Lehrbüchern

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Unterrichtsvorhaben VIII: Mensch und Ökosysteme Thema/Kontext: Zyklische und sukzessive Veränderung von Ökosystemen – Welchen Einfluss hat der Mensch auf die Dynamik von Ökosyste-men?

Inhaltsfeld: IF 5


Zyklische und sukzessive Veränderungen der Ökosys-teme

Veränderungen der Ökosysteme durch den Menschen

Schutz der Ökosysteme

Nachhaltigkeit Zeitbedarf: ca. 15 Std. (à 45 Minuten)



UF3 biologische Sachverhalte und Erkenntnisse nach fachlichen Kriterien ordnen, struk-turieren und ihre Entscheidung begründen



K4 biologische Aussagen und Behauptungen mit sachlich fundierten und überzeugenden Argumenten begründen bzw. kritisieren






Ökosystem Wald in Gefahr 1 Stunde

Film „Die Wahrheit über das Waldsterben“, arte Themenabend, 2011, 52min, Internet https://www.youtube.com/watch?v=fY6yp9P9BCQ

Mind-Mapping

relativ langer Film, daher evtl. nur Aus-schnitte verwenden

Welchen natürlichen Verände-rungen ist ein Ökosystem un-terworfen?

leiten aus Daten zu abiot. und biot. Faktoren Zusammen-hänge im Hinblick auf zykli-sche und sukzessive Verän-derungen (Abundanz und

Infomaterial S. 260/261 „Veränderung von Öko-systemen“, Biologie heute, Q-Phase Sek II

AB „Sukzession“ Cornelsen Arbeitsmaterial

evtl. Film „Sukzession“ Neubesiedelung eines

Alternativ können auch andere Beispie-le zu zyklischen und sukzessiven Ver-änderungen in Ökosystemen Verwen-dung finden.

Zusatzmaterial

https://www.youtube.com/watch?v=fY6yp9P9BCQ

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Sukzessionsstadien nach Kahl-schlag Jahreszeitliche Veränderungen 2 Stunden

Dispersion von Arten) sowie r- und K- Lebenszyklusstrate-gien ab (E5, UF1, UF2, UF3, K4, UF4).

Lebensraumes (Signatur 55 51274), MZ Rhein-Sieg-Kreis, 30 min AB „Ökosystem Wald“ Natura Oberstufe Lehrer-band Teil B

„Sukzessionen – die Geburt einer neu-en Insel“, Natura Oberstufe Lehrerband Teil B „Ökosysteme im Wandel“ Übungsauf-gabe Natura

Jahreszeitliche Veränderungen sollen hier nur kurz wiederholend angespro-chen werden, evtl. im Rahmen einer Hausaufgabe

Welchen Einfluss hat die Ein-schleppung fremder Tier- und Pflanzenarten auf ein beste-hendes Ökosystem? Neophyten und Neozoen 2 Stunden

recherchieren Beispiele für die biologische Invasion von Ar-ten und leiten Folgen für das Ökosystem ab (K2, K4).

Gruppenpuzzle mit Internetrecherche

AB mit Informationen „Menschliche Aktivitäten bedrohen die Biodiversität“, S. 371/372, Markl Biologie SII, Klett

Alternativ: „Invasion von Arten und Folgen für Ökosysteme“, S. 202/203 Bioskop Q-Phase SII mit Aufgaben

SuS recherchieren zu ausgewählten Neophyten und Neozoen, Bsp. Drüsi-ges Springkraut, Herkulesstaude, Kar-toffelkäfer und Bisam

Übungsaufgaben aus verschiedenen Quellen: Unterrichtsmaterial aus Unterricht Bio-logie „Importierte Lösung - Dungkäfer in Australien“ 2011 „Die Marktchancen der Springkräuter“ 2009 „Gefahr für die Sonora-Wüste“ Unter-richt Biologie (Aufgabe pur) 2009 „Ratten auf den Aleuten- ein abge-schlossenes Kapitel“ Unterricht Biolo-gie, 2011, Aufgabe pur

Auf welche Art und Weise ge-fährdet der Mensch funktionie-rende Ökosysteme durch sein Fehlverhalten und wie lässt sich diesem unter dem Aspekt der Nachhaltigkeit vorbeugen? Mensch und Umwelt 3 Stunden

entwickeln Handlungsoptio-nen für das eigene Konsum-verhalten zum Schutz und zur Nutzung natürlicher Ressour-cen unter Berücksichtigung verschiedener Perspektiven und schätzen diese unter dem Aspekt der Nachhaltigkeit ein (B2, B3).

AB „Alltägliche Umweltsünden des Menschen“, S.162ff., Aulis-Aufgabenband Umweltschutz

Lernzirkelarbeit in Kleingruppen

Lernzirkel „Mensch und Umwelt“ Materialgrundlage S.256-261, Natura SII Q-Phase, Klett

I-Pad zur Internetrecherche

SuS verschaffen sich einen Überblick über die Eingriffe des Menschen in be-stehende Ökosysteme, evtl. vorberei-tende Hausaufgabe Alternative zum Lernzirkel AB „Nachhaltige Entwicklungskonzepte“ S. 256/257, Biologie heute SII Q-Phase

Wie kann der Mensch Konflik-ten zwischen der Nutzung und dem Schutz natürlicher Res-

diskutieren Konflikte zwischen der Nutzung natürlicher Res-sourcen und dem Naturschutz

Film: „Ökosystem Tropischer Regenwald“, „Tro-pischer Regenwald in Amazonien“ (Signatur 55001), 15 min, MZ Rhein-Sieg-Kreis

Filmbeitrag zur Vermittlung des Grund-lagenwissens zum

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sourcen begegnen? Nutzung und Schutz natürlicher Ressourcen 4 Stunden

(B2, B3).

„Rein pflanzlich, dennoch schädlich?“, Artikel aus Unterricht Biologie 2012

Informationstext zur Palmölproduktion in Indo-nesien, Rahmenkonzept für komplexe Umwelt-problemsituationen

Texterschließung durch Fragetypen der IM-PROVE-Methode (Kasten)

Umweltproblemsituation erfassen mithilfe der „Think-Pair-Share“-Methode,

Einzelarbeit, Partnerarbeit und Präsentation Reflexion erlernter Inhalte

Vorbereitung und Durchführung der Diskussion im Fishbowl, Material Rollenkarten

Alternativ zur Regenwaldproblematik: „Elefanten in Zimbabwe“ Artikel aus Unterricht Biologie 2001 CAMPFIRE – Elefantenmanagement in Afrika

Reiseprospekte, die für Fotosafaris in afrikan. Nationalparks werben

Folie mit Karte von Zimbabwe

Meinungskarten zum „culling“ Materialien aus Beihefter CAMPFIRE-Programm

SuS beschreiben, erläutern und disku-tieren komplexe Umweltproblemsituati-onen, deren Lösungen strittig sind SuS entwickeln und bewerten Hand-lungsoptionen zum Schutz und zur Nut-zung natürlicher Ressourcen unter Be-rücksichtigung verschiedener Perspek-tiven Übung/Vertiefung: „Entwicklungshilfe beschleunigt Abholzung des Tropen-waldes“ Unterricht Biologie Unterrichts-einheit „Verantwortung für die Biosphä-re“ Februar 1991 Übungsklausur „Der Mensch verändert Ökosysteme“ Markl Biologie Lehrerbuch Oberstufe Ernst Klett

Filmempfehlungen: „Der geschundene Planet- Ökologische Gefahren des 21. Jahrhunderts“ (Signatur: 49 82349), ca. 30 min, MZ Rhein-Sieg-Kreis „Der verwundete Planet I- Ökosystem Erde in Gefahr“ (Signatur: 55 584), ca. 27 min, MZ Rhein-Sieg-Kreis

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Übersichtsraster Unterrichtsvorhaben Q1 Ökologie GK Qualifikationsphase Q1 (LK)

Unterrichtsvorhaben IV: Umweltfaktoren und ökologische Potenz Thema / Kontext: Autökologische Untersuchungen – Welchen Einfluss haben abiotische Faktoren auf das Vorkommen von Arten? Schwerpunkte der Kompetenzentwicklung:


UF4 Vernetzung


E5 Auswertung

E7 Arbeits- und Denkweisen K4 Argumentation


Umweltfaktoren und ökologische Potenz Zeitbedarf: ca. 12 Std. (à 45 Minuten)

Unterrichtsvorhaben V: Dynamik von Populationen Thema / Kontext: Synökologie I - Welchen Einfluss haben inter- und intraspezifische Beziehungen auf Populationen? Schwerpunkte der Kompetenzentwicklung:

UF1 Wiedergabe

UF2 Auswahl


UF4 Vernetzung

E5 Auswertung E6 Modelle K3 Präsentation K4 Argumentation

Inhaltsfeld: IF 5 (Ökologie)

Inhaltliche Schwerpunkte: Dynamik von Populationen


Unterrichtsvorhaben VI: Fotosynthese Thema / Kontext: Erforschung der Fotosynthese – Wie entsteht aus Lichtenergie eine für alle Lebewesen nutzbare Form der Energie?

Schwerpunkte der Kompetenzentwicklung: UF1 Wiedergabe


E5 Auswertung

Inhaltsfeld: IF 5 (Ökologie) Inhaltliche Schwerpunkte: Fotosynthese Zeitbedarf: ca. 6 Std. (à 45 Minuten)

Unterrichtsvorhaben VII: Stoffkreislauf und Energiefluss Thema / Kontext: Synökologie II – Welchen Einfluss hat der Mensch auf globale Stoffkreisläufe und Energieflüsse?

Schwerpunkte der Kompetenzentwicklung: UF1 Wiedergabe

K1 Dokumentation K3 Präsentation

B2 Entscheidungen

B3 Werte und Normen

Inhaltsfeld: IF 5 (Ökologie)

Inhaltliche Schwerpunkte: Stoffkreislauf und Energiefluss

Zeitbedarf: ca. 8 Std. (à 45 Minuten) Unterrichtsvorhaben VIII: Mensch und Ökosysteme

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Thema / Kontext: Zyklische und sukzessive Veränderungen von Ökosystemen – Welchen Einfluss hat der Mensch auf die Dyna-mik von Ökosystemen? Schwerpunkte der Kompetenzentwicklung:

UF1 Wiedergabe

UF2 Auswahl


UF4 Vernetzung

K2 Recherche

K4 Argumentation

B2 Entscheidungen

B3 Werte und Normen

Inhaltsfeld: IF 5 (Ökologie) Inhaltliche Schwerpunkte: Mensch und Ökosysteme Zeitbedarf: ca. 10 Std. (à 45 Minuten)

Summe Ökologie GK: 45 Std. (á 45 Minuten)

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Biologie: Schulinternes Curriculum SII – Qualifikationsphase: Mögliche unterrichtsvorhabenbezogene Konkretisierung (Ökologie GK)

Unterrichtsvorhaben IV: Umweltfaktoren und ökologische Potenz Thema/Kontext: Autökologische Untersuchungen – Welchen Einfluss haben abiotische Faktoren auf das Vorkommen von Arten?

Inhaltsfeld: IF 5


Umweltfaktoren / abiotische Faktoren

Wirkung biotischer und abiotischer Faktoren auf Indi-viduen

Ökologische Potenz Zeitbedarf: ca. 12 Std. (à 45 Minuten)

Schwerpunkte übergeordneter Kompetenzerwartungen: Die Schülerinnen und Schüler können… UF3 biologische Sachverhalte und Erkenntnisse nach fachlichen Kriterien ordnen, struk-

turieren und ihre Entscheidung begründen


E1 selbstständig in unterschiedlichen Kontexten biologische Probleme identifizieren, ana-lysieren und in Form biologischer Fragestellungen präzisieren







Einführung Ökosystem Wald Wiederholung, Erhebung & Reaktivierung Vorwissen SI Gewähltes Ökosystem: Wald, Waldrand und benachbarte Freiflächen (Acker, Grünland)

--- Kartenabfrage-Themen: z.B. Biotop, Biozönose, Ökosystem, Ökologie, Stockwerkbau, Pflanzen- und Tierarten, ökologische Ansprüche, abioti-sche und biotische Faktoren, Nahrungskette, -netz, Ernährungsebenen (Produzenten, Konsu-menten, Destruenten), Kreislauf Kohlenstoff-Sauerstoff, Klimatische Wirkung des Waldes, Funktionen des Waldes

SuS thematisieren und erläutern zent-rale Aspekte aus dem Bereich „ökologi-sche Beziehungen zwischen Organis-men und Umwelt“ (Re)Aktivierung von Kenntnissen

In welcher Weise verändern sich relevante Umweltfaktoren (z.B. Lichtmenge, Luft- und Bodentemperatur, Windge-schwindigkeit, Feuchtigkeit)im räumlichen und zeitlichen Rahmen und welche Relevanz hat dies für verschiedene Be-reiche im Lebensraum Wald?

entwickeln aus zeitlich-rhythmischen Änderungen des Lebensraumes biologische Fragestellungen und erklären diese auf der Grundlage von Daten (E1, E5)

AB IV.1: Abiotische Faktoren – die Kombination macht´s und/oder AB IV.2: Der Wald wirkt sich auf das Klima einer Region aus (2 AB)

Erfassung der Bedeutung bestimmter abiotischer Faktoren (Licht, Temperatur)

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Welche abiotischen Faktoren sind an der „Steuerung“ der Verbreitung von Organismenar-ten beteiligt? Inwieweit steuern abiotische Faktoren die Verbreitung von Lebewesen in einem Lebens-raum?

zeigen den Zusammenhang zwischen dem Vorkommen von Bioindikatoren und der In-tensität abiotischer Faktoren in einem beliebigen Ökosystem (UF3, UF4, E1)

AB IV.4: Materialsammlung ELLENBERG

Frühblüher im Laubwald

Erläuterungen zu den Zeigerwerten

Frühblüher und Jahresgang der Lichtwerte

Lichtwerte im Jahresgang Cornelsen 214-215 Ökosystem Wald Cornelsen 179 Abiotische Ökofaktoren und Bio-indikatoren AB IV.5: Überleben – eine Frage der Toleranz Cornelsen 177 Ökofaktor Temperatur

SuS ordnen Wuchsorte von Pflanzen abiotischen Faktoren durch (ELLEN-

BERG´sche Zeigerwerte) SuS ermitteln die Kenndaten von Tole-ranzkurven und bestimmen die Kardi-nalpunkte (Optimum, Minimum, Maxi-mum) und Bereiche (Pessima, Prä-ferendum, ökologische Potenz, Tole-ranzbereich)

Regel oder Gesetz? Inwieweit unterscheiden sich die Aussa-gen tiergeographischer Regeln (BERGMANN; ALLEN) von natur-wissenschaftlichen Gesetzen?

erläutern die Aussagekraft von biologischen Regeln (u.a. tier-geographische Regeln) und grenzen diese von naturwis-senschaftlichen Gesetzen ab (E7, K4)

Experimente zu BERGMANN´scher und AL-

LEN´scher Klimaregel. AB IV.10: Optimale Körper AB/IB IV.11: Verbreitung der Bären-Füchse-Pinguine (Karte) Vergleich mit AB IV.6 Video auf Sofatutor zur Bergmann´schen Regel (http://www.sofatutor.com/biologie/videos/bergmannsche-regel?topic=251&back_button=1)

SuS ermitteln die Beziehungen zwi-schen Körpervolumen und –oberfläche (-form) und der Wärmespeicherfähigkeit und ermitteln auf diese Weise die Zu-sammenhänge, die zur Formulierung der BERGMANN´schen Klimaregel ge-führt haben. SuS ermitteln die zu starke Reduktion der Ergebnisse zur Verbreitung der drei Säugetierarten (starke Überschneidun-gen der Verbreitungen).


Blitzlicht (im gesamten Kurs); Stichworte aus dem vorangegangenen Kapitel: … mögliche Stichworte: abiotische Faktoren, biotische Faktoren, Toleranzkurve, Optimum, Minimum, Maximum, Pessimum, ökologische Potenz, Präferendum, (ELLENBERG´sche) Zeigerwerte, Bioindikation

Leistungsbewertung:

Ggf. Klausur, z.B. Klausuraufgaben im Materialordner



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Unterrichtsvorhaben V: Dynamik von Populationen Thema/Kontext: Synökologie I: Welchen Einfluss haben inter- und intraspezifische Beziehungen auf Populationen?

Inhaltsfeld: IF 5


Dynamik von Populationen

Populationsdynamische Prozesse und Lebenszyk-lusstrategien







E6 Anschauungsmodelle entwickeln sowie mithilfe von theoretischen Modellen, mathe-matischen Modellierungen und Simulationen biologische sowie biotechnische Prozesse erklären oder vorhersagen






Wie wird die Koexistenz von Lebewesen verschiedener Ar-ten in einem Lebensraum ge-währleistet?

die ökologische Nische

erklären mit Hilfe des Modells der ökologischen Nische die Koexistenz von Arten (E6, UF1, UF2)

Arbeitsteilige Gruppenarbeit - Lernplakaterstel-lung AB V.1a: Ökosystem Wiese – Nischen zweier Sichelwanzenarten AB V.1b: Untersuchungen zum ökologischen Verhalten zweier krautiger Pflanzenarten AB V.1d: Aut- und synökologisches Optimum – der Hohenheimer Grundwasserversuch AB V.1e: Anpassung bei Crangon septemspi-nosa an Temperatur- und Salzgehalt Zusatz: AB V.3: Komplexe Verhältnisse – öko-

SuS beschäftigen sich arbeitsteilig mit jeweils einem Beispiel zum Themen-komplex „ökologische Nische“ und prä-sentieren ihre Ergebnisse in Form von Gruppen-Lernplakaten (Museumsrund-gang) www: „Standardsicherung – Lernplakat“ (Suchbegriffe)

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logische Nischen (Rohrsänger) Cornelsen 188 Zusammenwirken abiotischer Faktoren im Lebensraum Cornelsen 191 Biotische Faktoren im Überblick Cornelsen 198-199 Ökologische Nische

Welche weiteren Formen der Koexistenz gibt es?

Symbiose

Parasitismus

intra- und interspezifische Konkurrenz

leiten aus Untersuchungsda-ten zu intra- und interspezifi-schen Beziehungen (Para-sitismus, Symbiose, Konkur-renz) mögliche Folgen für die jeweiligen Arten ab und prä-sentieren diese unter Verwen-dung angemessener Medien (E5, K3, UF1)

Symbiose: AB V.4a: Text: Das Faultier, die Motte und die Alge und/oder AB V.4b: Faultiere – ein Leben in Zeitlupe und/oder AB V.5: Symbiosen am Korallenriff Cornelsen 194 Symbiose Parasitismus: AB V.6: Saugwürmer und eierlegende Zahn-karpfen und/oder AB V.7: Lebendige Souvenirs (Parasiten) Cornelsen 193 Parasitismus AB V.8: Silbenrätsel: „Formen des Zusammen-lebens“ (LINDER)

SuS lernen Interaktionen zwischen Tie-ren und Tieren und Pflanzen kennen und charakterisieren diese im Hinblick auf die Koexistenz der und die Bezie-hungen zwischen den beteiligten Arten, auch im Hinblick auf die Folgen für die beteiligten Lebewesen Zusammenfassung

Welche Faktoren beeinflussen das Wachstum und die Dyna-mik von Populationen?

beschreiben die Dynamik von Populationen in Abhängigkeit von dichteabhängigen und dichteunabhängigen Faktoren (UF1)

AB V.9: Typen und Phasen des Populations-wachstums – exponentielles und logistisches Wachstum (IB+AB) AB V.10: Eine Population wächst … wohin? Dreizehenmöwen auf Helgoland Cornelsen 202 Wachstum von Populationen Excel-Programm zur Demonstration der Bedeu-tung der Größen in den Wachstumsformeln (Demo: Biologie - Populationsökologie - Wachs-tumsverläufe exp.-log. Wachstum Beispiele Ein-gabe)

SuS ermitteln die Faktoren, von denen das Wachstum von Populationen ge-steuert werden (können). SuS ermitteln die Kurvenverläufe in Abhängigkeit von den bestimmenden Größen r, N und K.

Beute und Räuber – wie „funk-tioniert“ die Regulation zwi-

untersuchen Veränderungen von Populationen mit Hilfe von

Wiederholung Nahrungskette-Nahrungsnetz; Begrifflichkeiten »(Primär)Produzenten-

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schen diesen beiden Populati-onen?

Simulationen auf der Grundla-ge des LOTKA-VOLTERRA-Modells (E6)

Konsumenten verschiedener Ordnungen«. Cornelsen 192 Fressfeind-Beute-Beziehung AB V.11: Populationsbiologie – Räuber-Beute-Systeme: Die Elche und Wölfe der Insel Royal http://www.lehrer-online.de/biologisches-gleichge-wicht.php?sid=17204583340966667542528302830150 (Animationen und Material zu Räuber-Beute-Beziehungen: Fuchs und Hasen, Luchs und Schneeschuhhasen) Erarbeitung der LOTKA-VOLTERRA-Regeln Video Sofatutor: http://www.sofatutor.com/biologie/videos/raeuber-beute-beziehung-eine-dynamische-wechselwirkung?topic=2717&back_button=1 AB V.12 Spiel: Räuber und Beute – ein Spiel (alternativ: AB V.12a Spiel: Fressen und Ge-fressenwerden [Linder])

Material: bunte Kugeln, Bechergläser o.ä. Cornelsen 204-205 Entwicklung von Populatio-nen

SuS lernen ein klassisches Beispiel eines Räuber- und Beute-Systems ken-nen und grenzen die Populationsent-wicklung der Beute vor Einführung der Wölfe und die nach ihrer Einführung davon ab. SuS ermitteln mithilfe einfacher Regeln die zyklischen Schwankungen zwischen Beute- und Räuberpopulationen und führen die Schwankungen auf einfache Gesetzmäßigkeiten zurück.

Die Populationen verschiede-ner Organismen wachsen und schrumpfen nach unterschiedli-chen „Strategien“

leiten aus Daten zu abioti-schen und biotischen Faktoren Zusammenhänge im Hinblick auf zyklische und sukzessive Veränderungen (Abundanz und Dispersion von Arten) so-wie K- und r-Lebenszyklusstrategien ab (E5, UF1, UF2, UF3, K4, UF4)

Rückbezug auf Excel-Programm zur Simulation des Populationswachstums – die Kurvenverläu-fe hängen sehr stark von den Wachstumsraten der Populationen ab. IB V.13: Zahlreich oder zäh? Die Altersstruktu-ren von Populationen und/oder AB V.14: Altersstrukturen von Populationen AB V. 15: Text Campbell: Populationswachs-tumsmodelle und Lebenszyklen (r- und K-

SuS erkennen die Auswirkungen der Veränderung der Werte für r und K auf die Form der Populationwachstumskur-ve und auf die Veränderung des Popu-lationswachstums








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Strategien) und/oder AB V.16: Räuber nehmen Einfluss auf die Al-tersstruktur einer Population (Bighornschafe und Wölfe)


Kartenabfrage: ökologische Nische, Einnischung, Nischentrennung, Nischenüberlappung, aut- und synökologisches Optimum, Konkurrenz, Konkurrenzvermeidung, Konkurrenzverminderung, Symbiose, Mutualismus, Symbiont, Parasitismus, Parasit, Wirt, Population, Populationswachstum, exponentielles Wachstum, logistisches Wachstum, Räuber-Beute-Beziehung, Räuber, Beute, LOTKA-VOLTERRA-Regeln, Lebenszyklusstrategien, r-Strategien, K-Strategien, Altersstrukturen von Populationen

Leistungsbewertung:

Ggf. Klausur; z.B. Klausuraufgaben im Materialordner

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Unterrichtsvorhaben VI: Fotosynthese Thema/Kontext: Erforschung der Fotosynthese – Wie entsteht aus Lichtenergie eine für alle Lebewesen nutzbare Form der Energie?

Inhaltsfeld: IF 5









Schülerexperimente zur Foto-synthese (Wasserpest)

analysieren Messdaten zur Abhängigkeit der Fotosynthe-seaktivität von unterschiedli-chen abiotischen Faktoren (E5)

Markl Biologie: Experimentebuch Oberstufe, Klett-Verlag, Stuttgart 2011, S. 57f. (s. Ordner) AB „Die Beeinflussung der Fotosyntheserate“, in: Natura. Biologie für Gymnasien. Einfüh-rungsphase und Qualifikationsphase. Lehrer-band, Klett, 1.A. Stuttgart 2011 Biologie heute, SII, Lehrermaterialien, Schro-edel-Verlag, 3.A. 2013, S. 64f. (s. Ordner) AB 1A und B: „Vor Ort: Wo findet die Fotosyn-these statt?“ (Ordner) + „Partner-Checkup: Fach-termini“

Schülerbuch zum Thema oder „Grüne Reihe“ - Materialien für den Sekundarbereich II Biologie, Schroedel, 6.A. 2007, S. 102f.

Der Versuch kann auf Wunsch um den Faktor „Lichtstärke“ erweitert werden. Das Material ermöglicht Vertiefung und Anwendung des bestehenden Wissens. Das Material führt die wesentlichen Fachbegriffe ein. Mögliche Klausur: Sonnen- und Schat-tenblätter

Ablauf der Vorgänge der Foto-synthese in den Chloroplasten

erläutern den Zusammenhang zwischen Fotoreaktion und Synthesereaktion und ordnen die Reaktionen den unter-schiedlichen Kompartimenten des Chloroplasten zu (UF1,

AB „Teilreaktionen der Fotosynthese - Über-sicht“ Partnerpuzzle „Abhängigkeit der Fotosynthese von Außenfaktoren“ (Biologie heute, SII, Lehrermaterialien, Schroedel-Verlag, 3.A. 2013, S. 64f. (s. a. Ordner))

Das Material nimmt die Abhängigkeit der Fotosynthese von den abiotischen Faktoren wieder auf und vertieft im Hin-blick auf die geforderte Kompetenz

Kurzform für GK

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UF3) http://www.mallig.eduvinet.de/bio/Repetito/Bfosyn2.html Schülerbuch zum Thema oder „Grüne Reihe“ - Materialien für den Sekundarbereich II Biologie, Schroedel, 6.A. 2007 AB „Thylakoidmembran – die „Werkbank“ der Fotosynthese“ – Expertengruppen Lichtreaktion: https://www.youtube.com/watch?v=bJBXFr8ih48 AB „Lückentext zum Energietransfer“, Unter-richts-Materialien Biologie Sek. II, Stark Verlag: M 3 AB „Aus Kohlenstoffdioxid entsteht Glucose“ Markl, Biologie Oberstufe, Klett, Stuttgart 2010, S. 53 und „Übersicht über die Fotosynthese“ s. Ordner

AB Biologie Oberstufe, Lehrermaterial, Cornel-sen, Berlin 2003, S.134



https://www.youtube.com/watch?v=bJBXFr8ih48

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Unterrichtsvorhaben VII: Stoffkreislauf und Energiefluss Thema/Kontext: Synökologie II – Welchen Einfluss hat der Mensch auf globale Stoffkreisläufe und Energiefluss?

Inhaltsfeld: IF 5


Nahrungsbeziehungen

Energiefluss

Biomassepyramide

Stoffkreislauf Zeitbedarf: ca. 8 Std. (à 45 Minuten)








Empfohlene Lehrmittel/Methoden Didaktisch-methodische Anmer-kungen und Darstellung der ver-bindlichen Absprachen der Fachkonferenz

Welche energetischen und stofflichen Beziehungen existie-ren zwischen verschiedenen Organismen eines Ökosys-tems?

Nahrungskette

Nahrungsnetz

Trophieebenen

stellen energetische und stoff-liche Beziehungen verschie-dener Organismen unter den Aspekten von Nahrungskette, Nahrungsnetz und Trophie-ebene formal, sprachlich und fachlich korrekt dar (K1, K3)

Kurzfilm „Biosphere 2: An American Space Od-yssey | Retro Report | The New York Times”, ca. 10 min, Internet, YouTube

Eigenverantwortliches Arbeiten AB “Biosphere II”, MAX-WISSEN, Unterrichts-material Erdkunde

evtl. GEOMAX „Gesucht: Element Nr. 6 - Warum Forscher nach Kohlenstoff fahnden“, Ausgabe 1, aktualisierte Neuauflage Herbst 2004

Film „Nahrungsbeziehungen und Stoffkreisläufe – Lebensgemeinschaft Wald“(Signatur 49 83509), MZ Rhein-Sieg-Kreis, 15 min

Partnerarbeit mit Strukturlegetechnik Übersicht Nahrungsbeziehungen im Ökosystem Wald werden mithilfe des Filmes erarbeitet

SuS werden durch das “Biosphere 2-Projekt“ mit einem Versuch der Wis-senschaftler konfrontiert, künstliche Ökosysteme anzulegen, um dadurch natürliche Kreisläufe besser zu verste-hen, sie versetzen sich in die Lage der Forscher und reaktivieren ihr Vorwis-sen aus der Sek. I Reaktivierung der Grundlagenkennt-nisse zum Ökosystem Wald aus der Sek. I: Anfertigung einer groben Über-sichtsskizze zu den Nahrungsbezie-hungen im Ökosystem Wald

Hausaufgabe: SuS wiederholen und

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2 Stunden AB „Nahrungsbeziehungen im Ökosystem Wald“

Infoblatt „Nahrungsbeziehungen in Ökosyste-men“ (Bioskop, Biologie heute SII Q-Phase)

definieren ökologische Begriffe aus der Sek. I

Wie erfolgt der Energietransfer durch ein Ökosystem von einer Trophiestufe zur nächsten? Energiefluss “Einbahnstraße der Energie“

Brutto-„ bzw.- „Nettoprimärpro-duktion Biomassepyramiden 2 Stunden

Flaschengarten als Modell für ein Ökosystem

1. Teil des Filmes „Basiswissen Biologie II - Energiekreisläufe“, (Signatur: 55 58932), ca. 8 min, MZ Rhein-Sieg-Kreis

Alternativ: Film „Ökosystem I - Stoffkreisläufe und Energiefluss“, (Signatur: 55 60253), ca. 28 min, MZ Rhein-Sieg-Kreis

eigenverantwortliches Arbeiten

AB „Sonnenenergie treibt die Prozesse der Öko-systeme an“, S. 3487349, Markl Biologie, Klett

Alternativ: AB „Energiefluss in Ökosystemen“, S. 170/171, Bioskop Qualifikationsphase, NRW, SII, Westermann

Erarbeitung der Aspekte “Einbahnstra-ße der Energie“ , „10%-Regel“ und „Brutto-„ bzw.- „Nettoprimärproduktion“ Energie- und Biomassepyramiden sind oft Gegenstand ökologischer Aufga-benstellungen, daher sollte der Um-gang mit diesen eingeübt werden Übungsaufgaben zu Energiefluss und Biomassepyramiden ausgewählter Ökosysteme, verschiedene Quellen

Welche globalen Umweltprob-lematiken werden durch den Menschen verursacht und wie können diese verhindert wer-den?

Treibhauseffekt

Kohlenstoffkreislauf

Schwerpunkt-Vorgabe Abitur 2017: Kohlenstoffkreislauf

Kohlenstoffdioxid-Bilanzen und Nachhaltigkeit

präsentieren und erklären auf der Grundlage von Untersu-chungsdaten die Wirkung von anthropogenen Faktoren auf einen ausgewählten globalen Stoffkreislauf (K1, K3, UF1).

entwickeln Handlungsoptio-nen für das eigene Konsum-verhalten und schätzen die-se unter dem Aspekt der Nachhaltigkeit ein (B2, B3).

Ausschnitt Theaterstück „O2-Theater“ Aulis-Bände, Mensch und Umwelt, S. 470ff.

Arbeitsteilige Gruppenarbeit mit Internetrecher-che und Plakaterstellung, Präsentation im Mu-seumsgang

Mögliche Themen:

natürlicher Kohlenstoffkreislauf

Eingriff des Menschen in den globalen Koh-lenstoffkreislauf

Treibhauseffekt

Folgen der Erderwärmung

Maßnahmen zur Verringerung des CO2-Ausstoßes

Sicherung durch Infomaterial „Kohlenstoffkreis-lauf und Klimawandel“ und Film „Der Kreislauf des Kohlenstoffs“ (Signatur 55 55336), 22 min, MZ Rhein-Sieg-Kreis

AB „Kohlenstoffdioxid-Bilanzen und Nachhaltig-keit“, S. 198/199, Bioskop, SII Q-Phase, West-

Theaterstück wird mit verteilten Rollen als Einstieg vorgetragen (vorbereitende Hausaufgabe)

SuS lernen den Treibhauseffekt als Folge der anthropogenen Störung des natürlichen Kohlenstoffkreislaufs ken-nen

SuS erarbeiten die Hintergrundinforma-tionen zum Treibhauseffekt SuS reflektieren ihr eigenes Konsum-verhalten im Hinblick auf die bestehen-de CO2-Problematik Übungsaufgaben aus verschiedenen

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ca. 4 Stunden ermann Quellen und Lehrbüchern

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Unterrichtsvorhaben VIII: Mensch und Ökosysteme Thema/Kontext: Zyklische und sukzessive Veränderung von Ökosystemen – Welchen Einfluss hat der Mensch auf die Dynamik von Ökosyste-men?

Inhaltsfeld: IF 5


Zyklische und sukzessive Veränderungen der Ökosys-teme

Veränderungen der Ökosysteme durch den Menschen

Schutz der Ökosysteme

Nachhaltigkeit Zeitbedarf: ca. 10 Std. (à 45 Minuten)












Welchen natürlichen Verände-rungen sind Ökosysteme un-terworfen? Sukzessionsstadien nach Kahl-schlag

leiten aus Daten zu abiot. und biot. Faktoren Zusammen-hänge im Hinblick auf zykli-sche und sukzessive Verän-derungen (Abundanz und Dispersion von Arten) sowie r- und K- Lebenszyklusstrate-gien ab (E5, UF1, UF2, UF3, K4, UF4).

Infomaterial S. 260/261 „Veränderung von Öko-systemen“, Biologie heute, Q-Phase Sek II

AB „Sukzession“ Cornelsen Arbeitsmaterial

evtl. Film „Sukzession“ Neubesiedelung eines Lebensraumes (Signatur 55 51274), MZ Rhein-Sieg-Kreis, 30 min

Alternativ können auch andere Beispie-le zu zyklischen und sukzessiven Ver-änderungen in Ökosystemen Verwen-dung finden.

Zusatzmaterial „Sukzessionen – die Geburt einer neu-en Insel“, Natura Oberstufe Lehrerband Teil B „Ökosysteme im Wandel“ Übungsauf-gabe Natura

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Jahreszeitliche Veränderungen 1 Stunde

AB „Ökosystem Wald“ Natura Oberstufe Lehrer-band Teil B

Jahreszeitliche Veränderungen sollen hier nur kurz wiederholend angespro-chen werden, evtl. im Rahmen einer Hausaufgabe

Welchen Einfluss hat die Ein-schleppung fremder Tier- und Pflanzenarten auf ein beste-hendes Ökosystem? Neozoen und Neophyta 2 Stunden

recherchieren Beispiele für die biologische Invasion von Arten und leiten Folgen für das Öko-system ab (K2, K4).

Gruppenpuzzle mit Internetrecherche

AB mit Informationen „Menschliche Aktivitäten bedrohen die Biodiversität“, S. 371/372, Markl Biologie SII, Klett

Alternativ: „Invasion von Arten und Folgen für Ökosysteme“, S. 202/203 Bioskop Q-Phase SII mit Aufgaben

SuS recherchieren zu ausgewählten Neophyten und Neozoen, Bsp. Drüsi-ges Springkraut, Herkulesstaude, Kar-toffelkäfer und Bisam

Übungsaufgaben aus verschiedenen Quellen: Unterrichtsmaterial aus Unterricht Bio-logie „Importierte Lösung - Dungkäfer in Australien“ 2011 „Die Marktchancen der Springkräuter“ 2009 „Gefahr für die Sonora-Wüste“ Unter-richt Biologie (Aufgabe pur) 2009 „Ratten auf den Aleuten- ein abge-schlossenes Kapitel“ Unterricht Biolo-gie, 2011, Aufgabe pur

Auf welche Art und Weise ge-fährdet der Mensch funktionie-rende Ökosysteme durch sein Fehlverhalten und wie lässt sich diesem unter dem Aspekt der Nachhaltigkeit vorbeugen? Mensch und Umwelt 2 Stunden

entwickeln Handlungsoptio-nen für das eigene Konsum-verhalten zum Schutz und zur Nutzung natürlicher Res-sourcen unter Berücksichti-gung verschiedener Per-spektiven und schätzen die-se unter dem Aspekt der Nachhaltigkeit ein (B2, B3).

AB „Alltägliche Umweltsünden des Menschen“, S.162ff., AULIS-Aufgabenband Umweltschutz Lernzirkelarbeit in Kleingruppen

Lernzirkel „Mensch und Umwelt“ Materialgrundlage S.256-261, Natura SII Q-Phase, Klett

I-Pad zur Internetrecherche

SuS verschaffen sich einen Überblick über die Eingriffe des Menschen in bestehende Ökosysteme, evtl. vorbe-reitende Hausaufgabe Alternative zum Lernzirkel AB „Nachhaltige Entwicklungskonzep-te“ S. 256/257, Biologie heute SII Q-Phase

Filmempfehlungen:

„Der geschundene Planet- Ökologische Gefahren des 21. Jahrhunderts“ (Signatur: 49 82349), ca. 30 min, MZ Rhein-Sieg-Kreis

„Der verwundete Planet I- Ökosystem Erde in Gefahr“ (Signatur: 55 584), ca. 27 min, MZ Rhein-Sieg-Kreis

Wie kann der Mensch Konflik-ten zwischen der Nutzung und

Zeitungsartikel „Ludwigsfeld: Überall Kartoffelkä-fer“, Stüwe 14.08.2012

Problematisierung des Befalls von Nutzpflanzen durch Schädlinge

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dem Schutz natürlicher Res-sourcen begegnen?

Schwerpunkt-Vorhaben Abitur 2017: Schädlingsbekämpfung im GK

Schädlinge für den Menschen Methoden der Schädlingsbe-kämpfung Integrierter Pflanzenschutz 3 Stunden

diskutieren Konflikte zwi-schen der Nutzung natürli-cher Ressourcen und dem Naturschutz (B2, B3).

Infotext „Kartoffelkäfer – ein Schädling mit Ge-schichte“ , 19.07.2013 Artikel aus Schule und Wissen

evtl. ergänzend Kurzfilm über den Kartoffelkäfer aus dem Internet

arbeitsteilige Gruppenarbeit mit Internetrecher-che zu den gängigen Methoden der Schädlings-bekämpfung (technische-biotechnische, chemi-sche, biologische Schädlingsbekämpfung, Brut-parasitismus als gentechnische Methode)

Präsentation der Rechercheergebnisse durch Kurzreferate der Gruppen

Rückbezug zur Ausgangsproblematik: Bekämp-fung der Kartoffelkäfer zum Schutz der Kartof-felpflanze

evtl. Rollenspiel im Fish-bowl Anwohner, Kartoffelbauer, Umweltschützer, Chemieunternehmen, Verbraucherschutz, Ärz-teverband, Biologe in einer Talk-Show

Arbeitsteilige Gruppenarbeit zum Sammeln der Argumente der verschiedenen Vertreter- Durch-führung der Talk-Runde mit Moderator

Zusammenfassung oder Übung AB „Pflanzenschutz im Wandel der Zeit“

Evtl. Rückbezug auf die 3. LOTKA-VOLTERRA-Regel Materialgrundlage auch im Ordner Ausgangsproblematik z. B. Kartoffelkä-ferplage SuS bearbeiten das AB in der Haus-aufgabe

Weitere Übungsaufgaben zur Schäd-lingsbekämpfung aus verschiedenen Quellen im Ordner

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Übersichtsraster Unterrichtsvorhaben Q2 Evolution LK Einführungsphase

Unterrichtsvorhaben I: Mechanismen der Evolution Thema / Kontext: Wie verändern sich Lebewesen? Wie entste-hen neue Arten? Schwerpunkte der Kompetenzentwicklung:

UF1 Wiedergabe

UF2 Auswahl


UF4 Vernetzung

E6 Modelle


K3 Präsentation

K4 Argumentation B2 Entscheidungen

Inhaltsfeld: IF 6 (Evolution) Inhaltliche Schwerpunkte:

Variation und Selektion als Grundlage biologischer Anpassung

Artbildung und Isolation Zeitbedarf: ca.16 Std. (à 45 Minuten)

Unterrichtsvorhaben II: Hinweise für die Evolution Thema / Kontext: Welche Befunde stützen die Evolutionstheo-rie? Schwerpunkte der Kompetenzentwicklung: UF1 Wiedergabe

UF2 Auswahl


UF4 Vernetzung


E3 Hypothesen

E5 Auswertung

E6 Modelle

K1 Dokumentation

K3 Präsentation

K4 Argumentation


anatomische und molekulargenetische Belege für Evolution

Stammbäume (Teil 1) Zeitbedarf: ca. 13 Std. (à 45 Minuten)

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Unterrichtsvorhaben III: Evolution der Sozialstrukturen Thema / Kontext: Welche Faktoren beeinflussen die Evolution des Sozialverhaltens? Schwerpunkte der Kompetenzentwicklung:

UF1 Wiedergabe

UF2 Auswahl

UF4 Vernetzung

E5 Auswertung

K4 Argumentation Inhaltsfeld: IF 6 (Evolution) Inhaltliche Schwerpunkte: Evolution und Verhalten Zeitbedarf: ca. 7 Std. (à 45 Minuten)

Unterrichtsvorhaben IV: Humanevolution Thema / Kontext: Wie entstand der Mensch? Schwerpunkte der Kompetenzentwicklung:

UF1 Wiedergabe


UF4 Vernetzung

E3 Hypothesen

E5 Auswertung

E6 Modelle

K1 Dokumentation

K4 Argumentation

B1 Kriterien

B3 Werte und Normen Inhaltsfeld: IF6 (Evolution)


Evolution des Menschen


Summe Evolution LK: 50 Std. (á 45 Minuten)

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Biologie: Schulinternes Curriculum SII – Qualifikationsphase: Mögliche unterrichtsvorhabenbezogene Konkretisierung (Evolution LK) Unterrichtsvorhaben I: Mechanismen der Evolution Thema/Kontext: Wie verändern sich Lebewesen? Wie entstehen neue Arten?

Inhaltsfeld: IF 6 (Evolution)



Artbildung und Isolation


Schwerpunkte übergeordneter Kompetenzerwartungen: Die Schülerinnen und Schüler können…

UF1 ausgewählte biologische Phänomene und Konzepte beschreiben

UF2 biologische Konzepte zur Lösung von Problemen in eingegrenzten Bereichen

auswählen und dabei Wesentliches von Unwesentlichem unterscheiden

UF3 biologische Sachverhalte und Erkenntnisse nach fachlichen Kriterien ordnen, struk-turieren und ihre Entscheidung begründen,

UF4 bestehendes Wissen aufgrund neuer biologischer Erfahrungen und Erkenntnisse




K3 biologische Sachverhalte, Arbeitsergebnisse und Erkenntnisse adressatengerecht

sowie formal, sprachlich und fachlich korrekt in Kurzvorträgen oder kurzen Fachtexten

darstellen

K4 biologische Aussagen und Behauptungen mit sachlich fundierten und

überzeugenden Argumenten begründen bzw. kritisieren





Der Evolutionsgedanke

Gegenüberstellung der Annahmen von der Konstanz und Inkonstanz der Arten

Entwicklung des Evolutionsgedankens

Gegenüberstellung von

stellen Erklärungsmodelle für die Evolution in ihrer histori-schen Entwicklung und damit verbundenen Veränderungen des Weltbildes dar (E7)

Abbildung zur Schöpfungsgeschichte und von einem Stammbaum

Film: Neues von Evolution und Genetik: 5671283-01_01_ Evolutionsforscher

AB „Evolutionstheorien nach Lamarck und Darwin“, „Lamarck und/oder Darwin“ (s. Mat.)

Widerlegung Lamarck: AB

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Lamarck und Darwin

Kritik an Lamarck

Fluktuationstest

Variation und Selektion als Grundlage biologischer Anpas-sung

Begriffe der Evolutionsbiologie: Population und Genpool, Evolution als Veränderung des Genpools einer Population

Rekombination und Mutation als Voraussetzung für Variabilität

Selektion als richtungsweisender Evolutionsfaktor (Begriffe Selektionsfaktor, Selektionsdruck, Fitness)

Selektionstypen: stabilisierend, transformierend, disruptiv

Die schnelle Evolution der Influenzaviren (Schwerpunktvorhaben!)

Koevolution als evolutionäres Wettrüsten

erläutern den Einfluss der Evolutionsfaktoren (Mutation, Rekombination, Selektion, [Gendrift]) auf den Genpool einer Population (UF4, UF1)

erläutern das Konzept der Fitness und seine Bedeutung für den Prozess der Evolution unter dem Aspekt der Weiter-gabe von Allelen (UF1, UF4)

wählen angemessene Medien zur Darstellung von Beispielen zur Koevolution aus und prä-sentieren die Beispiele (K3, UF2)

beschreiben Biodiversität auf verschiedenen Systemebenen (genetische Variabilität, Ar-tenvielfalt, Vielfalt der Ökosys-teme) (UF4, UF1, UF2, UF3)

zur Verdeutlichung der Begriffe Genpool und Evolution: Spiel Biosphäre Genetik S. 45 (eventuell vereinfachen)

Vokabelliste zur Evolutionsbiologie (s. Mat., wird stetig ergänzt)

Schema „Die Evolutionsfaktoren“ auf Folie (s. Mat., wird stetig ergänzt)

zur Wiederholung von Rekombination und Mutation: Biosphäre Evolution S. 60-64; AB „Motoren der Evolution“ (s. Mat.)

Selektion am Bsp. Industriemelanismus (Simulationsspiel unter www.homes.uni-bielefeld.de/cmunier/tmp/falterspiel.html)

Gruppenarbeit mit Präsentation zu den drei Selektionstypen (s. Mat.)

AB „Die Vorlieben der Kärpflingsdamen“ (s. Mat.) zu Selektion und Selektionstypen

Unterrichtssequenz „Die schnelle Evolution der Influenza-Viren“ nach www.evolution-of-life.com/de/unterrichten/evolution-im-zeitraffer.html (auch als Kopie im Ordner)

Das Schema „Die Evolutionsfaktoren“ wird im Laufe dieser Unterrichtseinheit nach und nach ergänzt unter der über-geordneten Fragestellung: Welche Ur-sachen hat die Evolution, also die Ver-änderung des Genpools einer Populati-on? Zu dem Thema „Evolution der Grippevi-ren“ kann auch der Begriff Koevolution erarbeitet werden. Referate zu „Koevolution“

Populationen und ihre geneti-sche Struktur

HARDY-WEINBERG-Gesetz

Gendrift als weiterer Evolutionsfaktor

bestimmen und modellieren mithilfe des HARDY-WEINBERG-Gesetzes die Al-lelfrequenz in Populationen und geben Bedingungen für die Gültigkeit des Gesetzes

HARDY-WEINBERG (s. Natura 2015, S. 280ff.)

Präsentation „Insel der Farbenblinden“ (Pingelaparchipel) + Modell zum Flaschenhalseffekt zeigen (Rundkolben mit Bügelperlen) + Übertragung des

http://www.homes.uni-bielefeld.de/cmunier/tmp/falterspiel.html


http://www.evolution-of-life.com/de/unterrichten/evolution-im-zeitraffer.html



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an (E6)

stellen den Einfluss des Evo-lutionsfaktors Gendrift dar (UF4, UF1)

Modells auf das Inselbeispiel


allopatrische Artbildung mit Begriffen wie Panmixie, Genfluss, unvollständige und vollständige Separation, reproduktive Isolation, prä- und postzygotische Fortpflanzungsbarrieren

sympatrische Artbildung

adaptive Radiation mit Begriffen wie Ursprungsart, innerartliche Konkurrenz, Einnischung

erklären Modellvorstellungen zu Artbildungsprozessen (u.a. allopatrische und sympatri-sche Artbildung) an Beispielen (E6, UF1)

stellen den Vorgang der adap-tiven Radiation unter dem As-pekt der Angepasstheit dar (UF2, UF4)

Filmausschnitt (Schildkröten auf Galapagos) aus „Darwins Erben“ von planet-schule

AB zum Filmausschnitt (s. Mat.)

Schema zur Artbildung (z.B. Cornelsen; Q-Phase S. 128)

Lernduett zu prä- und postzygotischen Barrieren (s. Mat.)

AB zur sympatrischen Artbildung (s. Mat.)

Demonstration der Vielfalt der Darwinfin-ken + Erarbeitung eines Modells zur Artaufspaltung auf Inselketten (s. Mat.)

AB zu adaptiver Radiation „Darwinfinken auf Galapagos“ (s. Mat.)

AB zu Stellenäquivalenz und adaptiver Radiation „Evolutionshinweise und Evo-lutionstheorie: Beuteltiere“ (s. Mat.)

AB „Kleine Vögel – große Erkenntnisse“ (s. Mat.)

Synthetische Theorie = Darwin plus

stellen die synthetische Evolu-tionstheorie zusammenfas-send dar (UF2, UF4)

grenzen die Synthetische Theorie der Evolution gegen-über nicht naturwissenschaft-lichen Positionen zur Entste-hung von Artenvielfalt ab und nehmen zu diesen begründet Stellung (B2, K4)

AB „Die Synthetische Theorie der Evolu-tion“

Film „Adam, Eva und die Evolution“ (Darwinisten contra Kreationisten)

Diskussion zu Positionen der Kreationis-ten

Die Diskussion zum Kreationismus kann eigentlich erst nach der Unter-richtsreihe „Hinweise zur Evolution“ (Kachel 2) sinnvoll geführt werden. Deshalb sollte der Filmbeitrag erst spä-ter eingesetzt werden.

Diagnose von Schülerkompetenzen: Leistungsbewertung: Tests zu Fachbegriffen AB als HA ;Klausur

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Biologie: Schulinternes Curriculum SII – Qualifikationsphase: Mögliche unterrichtsvorhabenbezogene Konkretisierung (Evolution LK)

Unterrichtsvorhaben II: Hinweise für die Evolution Thema/Kontext: Welche Befunde stützen die Evolutionstheorie?

Inhaltsfeld: VI Evolution


anatomische und molekulargenetische Belege für die Evolution













Mögliche didaktische Leit-fragen / Sequenzierung in-haltlicher Aspekte



Befunde aus der Morphologie und Anatomie

Homologie und Analogie

Homologiekriterien

Progressions-, Regres-sionsreihe

stellen Belege für die Evoluti-on aus verschiedenen Berei-chen der Biologie (u.a. Mole-kularbiologie) adressatenge-recht dar (K1, K3),

ABs zu Homologie - Analogie (Vorderextre-mitäten Wirbeltiere, Maulwurf - Maulwurfs-grille, Blutkreislaufsysteme Wirbeltiere, Mundgliedmaßen Insekten, Daumen des Pandas ...)

Beispiele zu Homologiekriterien auf Inter-

Beispiele v.a. aus dem Bereich Wirbel-tiere / Mensch wählen SuS arbeiten im Rahmen dieser Reihe bereits mit Kladogrammen. Das me-thodische Vorgehen bei der Stamm-

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...aus der Embryologie

Haeckels Biogenetische Grundregel*

molekularbiologische Methoden

Aminosäuresequenz-analyse

DNA-DNA-Hybridisierung

DNA-Sequenzierung und Sequenzvergleich (Gendatenbanken)

-> Vergleich hinsichtlich Aussagekraft

weitere Evolutionsbelege aus der Paläontologie

Entstehung von Fossi-lien*

relative und absolute Datierungsmethoden*

... aus der Biogeographie

Reliktendemismus, Bio-geographische Regio-nen, Kontinentaldrift, Plattentektonik* (-> Landgang Wirbeltiere)

In Anlehnung an die Filmreihe „Das Tier in Dir“ ließe sich als Leitfrage formulieren: Anhand welcher Stoffe und Bauprinzi-pien des menschlichen Körpers lässt sich besonders verdeutli-chen, dass der Mensch Ergeb-nis von Evolution ist? * = mögliches Referatsthema

deuten Daten zu anatomisch-morphologischen und moleku-laren Merkmalen von Orga-nismen zum Beleg konvergen-ter und divergenter Entwick-lungen (E5, UF3),

belegen an Beispielen den aktuellen evolutionären Wan-del von Organismen (u.a. mit-hilfe von Auszügen aus Gen-datenbanken) (E2, E5),

entwickeln und erläutern Hy-pothesen zu phylogeneti-schen Stammbäumen auf der Basis von Daten zu anato-misch-morphologischen und molekularen Homologien (E3, E5, K1, K4),

beschreiben die Einordnung von Lebewesen mithilfe der Systematik und der binären Nomenklatur (UF1, UF4),

beschreiben und erläutern molekulare Verfahren zur Analyse von phylogeneti-schen Verwandtschaften zwi-schen Lebewesen (UF1, UF2)

erklären mithilfe molekularge-netischer Modellvorstellungen zur Evolution der Genome die genetische Vielfalt der Lebe-wesen (K4, E6)

netseiten Scheffel-Gymnasium

AB „Haarige Angelegenheiten“ zu Haeckel aus Linder Arbeitsheft

Prinzip der molekularen Verwandtschaft: z.B. Globingenfamilie (Cornelsen Biosphäre Evol. S. 42 ff); Abituraufgabe Evolution y-Chromosom

AB „Aminosäuresequenzanalyse“

Stundenvorschlag UB 387/388 2014 „Ähn-lich und verwandt?“ - S. erstellen Stamm-baumhypothese und überprüfen aufgrund der Ergebnisse der AS-S.; hier binäre No-menklatur thematisieren

Material Gen-Datenbanken in Natura 2015, S. 336, z.B. philippinische Fledermäuse

AB DNA-DNA-Hybridisierung

andere molekulare Methoden Biologiebuch

AB/Klausuraufgabe „Insulin des Menschen“

AB „Methoden zur Untersuchung der DNA ausgestorbener Tiere“ (Mammut)

AB „Beuteltiere“

SWR-Film Planet Schule „Das Tier in Dir“ (1/3) als Hausaufgabe, siehe unten

baumerstellung wird erst im Zusam-menhang mit dem Wirbeltierstamm-baum erarbeitet. Die molekularen Methoden werden nur im LK als solche behandelt, im GK werden ausschließlich Ergebnisse aus-gewertet. Referate „adressatengerecht“ (z.B. für „Kongress der Kreationisten): (biogenetische Grundregel), Fossili-enentstehung und -datierung, Biogeo-graphie.

Wie stellen sich Wissenschaftler heute die Evolution der Wirbel-tiere vor? Welchen Methoden

entwickeln und erläutern Hy-pothesen zu phylogeneti-schen Stammbäumen auf der

AB, Präsentation bzw. .pdf „Evolution der Wirbeltiere“, Gruppenarbeit

zu Landgang: Planet Schule Filmreihe „Das

Integration verschiedener vorangegan-gener Teilaspekte in Unterrichtsprojekt

71/89

kommen bei der Erstellung des Wirbeltierstammbaumes zum tragen? Entwicklungsreihe der Wirbel-tierklassen im Überblick mögliche Schwerpunkte: - Landgang der Wirbeltiere Vögel - Nachfahren der Saurier - Archaeopteryx als Mosaikform - Federn und Flug des Urvogels - Kladogramm Evolution der Vögel weitere mögliche Beispiele: Pferde, Wale, Elefanten, Nil-pferde ... Methode: Erstellung von Kladogrammen: ursprüngliche und abgeleitete Merkmale, mo-nophyletische Gruppe

Basis von Daten zu anato-misch-morphologischen und molekularen Homologien (E3, E5, K1, K4),

erstellen und analysieren

Stammbäume anhand von Daten zur Ermittlung von Verwandtschaftsbeziehungen von Arten (E3, E5),

Tier in Dir“ (Folge 2/3) dazu AB „Ein gewag-ter Schritt: Vom Wasser an Land“ Artikel „Landgang rekapituliert“

zu Vögel: Vogelskelett, Federn; Kapitel Bio-logiebuch Cornelsen und AB

Vergleich Darstellungsform konventioneller Stammbaum (z.B. Wirbeltierstammbaum aus Cornelsen) - Kladogramm (z.B. Wirbel-tierstammbaum aus Linder)

(Schwerpunktvorhaben ), z.B. - Vom Wasser an Land - „Vögel - Nachkommen der Dinosau-rier“ Exkursion Bonn Zoologisches For-schungsmuseum Alexander König

Diagnose von Schülerkompetenzen: Leistungsbewertung: Tests zu Fachbegriffen AB als HA Klausur

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Unterrichtsvorhaben III: Evolution der Sozialstrukturen Thema/Kontext: Evolution von Sozialstrukturen – Welche Faktoren beeinflussen die Evolution des Sozialverhaltens?



Evolution und Verhalten Zeitbedarf: ca. 7 Std. (à 45 Minuten)









Wie konnten sich Sexualdimor-phismen im Verlauf der Evoluti-on etablieren, obwohl sie auf die natürliche Selektion bezo-gen eher Handicaps bzw. einen Nachteil darstellen?

Evolution der Sexualität

Sexuelle Selektion

inter- und intrasexuelle Se-lektion

reproduktive Fitness

erläutern das Konzept der Fitness und seine Bedeutung für den Prozess der Evolution unter dem Aspekt der Weiter-gabe von Allelen (UF1, UF4).

Biosphäre Evolution, Kap. Evolution und Verhal-ten S.88 Bilder von Tieren mit deutlichen Sexualdimor-phismen Informationstexte (von der Lehrkraft ausgewählt) zu Beispielen aus dem Tierreich und zu ultimaten Erklärungsansätzen bzw. Theorien (Gruppenselektionstheorie und Individualselekti-onstheorie) Ggf. Powerpoint-Präsentationen Beobachtungsbogen

Phänomen: Sexualdimorphismus Präsentationen werden inhalts- und darstellungsbezogen evaluiert.

Wieso gibt es unterschiedliche Sozial- und Paarsysteme?

Paarungssysteme

Habitatwahl

analysieren anhand von Da-ten die evolutionäre Entwick-lung von Sozialstrukturen (Paarungssysteme, Habitat-wahl) unter dem Aspekt der Fitnessmaximierung (E5, UF2, UF4, K4).

Daten aus der Literatur zum Gruppenverhalten und Sozialstrukturen von Schimpansen, Gorillas und Orang-Utans Graphiken / Soziogramme gestufte Hilfen zur Erschließung von Graphiken / Soziogrammen Präsentationen

Lebensgemeinschaften werden anhand von wissenschaftlichen Untersu-chungsergebnissen und grundlegenden Theorien analysiert. Erklärungshypothesen werden veran-schaulichend dargestellt. Ergebnisse werden vorgestellt und sei-tens der SuS inhalts- und darstellungs-

bezogen beurteilt.

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Diagnose von Schülerkompetenzen: Leistungsbewertung: AB als HA Klausur

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Unterrichtsvorhaben IV: Humanevolution Thema/Kontext: Wie entstand der Mensch?




Stammbäume Zeitbedarf: ca. 14 Std. (à 45 Minuten)









B1 fachliche, wirtschaftlich-politische und moralische Kriterien bei Bewertungen von bio-logischen und biotechnischen Sachverhalten unterscheiden und angeben





Einordnung des Menschen zu den Primaten Vergleich Schimpanse/ Gorilla - Mensch unter den Aspekten Skelettbau und Fortbewegung, Sprache und Gehirnleistung Dauer von Jugend- und Alters-phase; Kultur; DNA, Chromo-

ordnen den modernen Men-schen kriteriengeleitet den Primaten zu (UF3)

analysieren molekulargeneti-sche Daten und deuten sie mit Daten aus klassischen Datie-rungsmethoden im Hinblick

Menschenskelett- Gorillaskelett AB Evolution des Menschen - eine sehr kurze Erfolgsgeschichte AB Ziemlich ähnlich - aber doch nicht gleich: Mensch und Menschenaffe Abb. und Text Affe-Mensch aus Cornelsen Auszüge aus dem Film „Mensch-Affe“ (SWR, Planet Schule)

Wiederholung einer molekulargeneti-schen Methode und der Stammbaum-erstellung Anwendung klassischer Messmetho-den der Anthropologie und Einübung von Methoden zur Visualisierung von Messergebnissen in Diagrammen (z.B. mit Excel)

75/89

somen; Schädelmerkmale, Gebiss (Schlüsselmerkmale) Theorien zur Evolution des auf-rechten Ganges

auf die Verbreitung von Alle-len und Verwandtschaftsbe-ziehungen von Lebewesen (E5, E6)

diskutieren wissenschaftliche Befunde (u.a. Schlüssel-merkmale) und Hypothesen zur Humanevolution unter dem Aspekt ihrer Vorläufigkeit kritisch-konstruktiv

Aufgabe „Ardipithecus ramidus“ aus Biosphäre

arbeitsteilige Gruppenarbeit Schlüs-selmerkmale

Trends in der Entwicklung zum modernen Menschen Entwicklungsgeschichte des Menschen in groben Zügen anhand wichtiger Vertreter (Australopithecus, Homo erec-tus, Homo neanderthalensis, Homo sapiens)

entwickeln und erläutern Hy-pothesen zu phylogenetischen Stammbäumen auf der Basis von Daten zu anatomisch-morphologischen und moleku-laren Homologien (E3, E5, K1, K4)

beschreiben die Einordnung von Lebewesen mithilfe der Systematik und der binären Nomenklatur (UF1, UF4)

chronologisches Ordnen der Schädelmodelle aus der Biologiesammlung anhand der schon erarbeiteten Schädelmerkmale Auszüge aus dem Film „Mensch-Affe“ (SWR, Planet Schule) Tabelle „Die Fossilgeschichte des Menschen“ AB „Trends in der Entwicklung zum modernen Menschen“

Exkursion Neanderthal Museum Mett-mann

Gegenüberstellung Out-of-Africa-Hypothese und multire-gionale Hypothese zur Herkunft des modernen Menschen Hautfarbe und Diskriminierung

bewerten die Problematik des Rassebegriffs beim Menschen aus historischer und gesell-schaftlicher Sicht und nehmen zum Missbrauch dieses Be-griffs aus fachlicher Perspek-tive Stellung (B1, B3, K4)

Auswertung Dendrogramm Menschenpopulatio-nen basierend auf mt-DNA-Vergleich Natura 2015, S. 350, Die Herkunft des moder-nen Menschen Natura 2015, S.354f Hautfarbe und Diskriminie-rung

mögliches Referat: nationalsozialisti-sche Rassenideologie (ggf. Biologieun-terricht im NS)

Diagnose von Schülerkompetenzen: Multiple-Choice-Test zur Selbstevaluation Leistungsbewertung: Klausur

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Übersichtsraster Unterrichtsvorhaben Q2 Evolution GK Einführungsphase

Unterrichtsvorhaben I: Mechanismen der Evolution Thema / Kontext: Wie verändern sich Lebewesen? Wie entste-hen neue Arten? Schwerpunkte der Kompetenzentwicklung:

UF1 Wiedergabe

UF2 Auswahl

UF4 Vernetzung

E6 Modelle K3 Präsentation



Artbildung und Isolation Zeitbedarf: ca.10 Std. (à 45 Minuten)

Unterrichtsvorhaben II: Hinweise für die Evolution Thema / Kontext: Welche Befunde stützen die Evolutionstheorie? Schwerpunkte der Kompetenzentwicklung:

UF1 Wiedergabe


UF4 Vernetzung


K3 Präsentation

E5 Auswertung K1 Dokumentation

K3 Präsentation

K4 Argumentation


anatomische und molekulargenetische Belege für Evolution


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Unterrichtsvorhaben III: Evolution der Sozialstrukturen Thema / Kontext: Welche Faktoren beeinflussen die Evolution des Sozialverhaltens? Schwerpunkte der Kompetenzentwicklung:

UF1 Wiedergabe

UF2 Auswahl

UF4 Vernetzung

E5 Auswertung K4 Argumentation

Inhaltsfeld: IF 6 (Evolution) Inhaltliche Schwerpunkte: Evolution und Verhalten Zeitbedarf: ca. 5 Std. (à 45 Minuten)

Unterrichtsvorhaben IV: Humanevolution Thema / Kontext: Wie entstand der Mensch? Schwerpunkte der Kompetenzentwicklung:

UF1 Wiedergabe


UF4 Vernetzung

E3 Hypothesen

E5 Auswertung

E6 Modelle


K1 Dokumentation

K4 Argumentation

B1 Kriterien

B3 Werte und Normen

Inhaltsfeld: IF6 (Evolution) Inhaltliche Schwerpunkte:



Summe Evolution GK: 32 Stunden (à 45 Minuten)

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Biologie: Schulinternes Curriculum SII – Qualifikationsphase: Mögliche unterrichtsvorhabenbezogene Konkretisierung (Evolution GK) Unterrichtsvorhaben I: Mechanismen der Evolution Thema/Kontext: Wie verändern sich Lebewesen? Wie entstehen neue Arten?




Artbildung und Isolation Zeitbedarf: ca. 10 Std. (à 45 Minuten)


UF2 biologische Konzepte zur Lösung von Problemen in eingegrenzten Bereichen

auswählen und dabei Wesentliches von Unwesentlichem unterscheiden

UF4 bestehendes Wissen aufgrund neuer biologischer Erfahrungen und Erkenntnisse



K3 biologische Sachverhalte, Arbeitsergebnisse und Erkenntnisse adressatengerecht

sowie formal, sprachlich und fachlich korrekt in Kurzvorträgen oder kurzen Fachtexten

darstellen




Variation und Selektion als Grundlage biologischer Anpas-sung

Begriffe der Evolutionsbiologie: Population und Genpool, Evolution als Veränderung des Genpools einer Population

Rekombination und Mutation als Voraussetzung für Variabilität

Selektion als richtungsweisender Evolutionsfaktor

erläutern den Einfluss der Evolutionsfaktoren (Mutation, Rekombination, Selektion [Gendrift]) auf den Genpool einer Population (UF4, UF1)

erläutern das Konzept der Fitness und seine Bedeutung für den Prozess der Evolution unter dem Aspekt der Weiter-gabe von Allelen (UF1, UF4)

wählen angemessene Medien zur Darstellung von Beispielen zur Koevolution aus Zoologie und Botanik aus und präsen-tieren die Beispiele (K3, UF2)

zur Verdeutlichung der Begriffe Genpool und Evolution: Spiel Biosphäre Genetik S. 45 (eventuell vereinfachen)

Vokabelliste zur Evolutionsbiologie (s. Mat., wird stetig ergänzt)

Schema „Die Evolutionsfaktoren“ auf Folie (s. Mat., wird stetig ergänzt)

zur Wiederholung von Rekombination und Mutation: Biosphäre Evolution S. 60-64; AB „Motoren der Evolution“ (s. Mat.)

Selektion am Bsp. Industriemelanismus (Simulationsspiel unter www.homes.uni-bielefeld.de/cmunier/tmp/falterspiel.html)

Gruppenarbeit mit Präsentation zu den drei Selektionstypen (s. Mat.)

AB „Die Vorlieben der Kärpflingsdamen“ (s. Mat.) zu Selektion und

Das Schema „Die Evolutionsfaktoren“ wird im Laufe dieser Unterrichtseinheit nach und nach ergänzt unter der über-geordneten Fragestellung: Welche Ur-sachen hat die Evolution, also die Ver-änderung des Genpools einer Populati-on?



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(Begriffe Selektionsfaktor, Selektionsdruck, Fitness)

Selektionstypen: stabilisierend, transformierend, disruptiv

Die schnelle Evolution der Influenzaviren (Schwerpunktvorhaben!)

Koevolution als evolutionäres Wettrüsten

Selektionstypen

Unterrichtssequenz „Die schnelle Evolution der Influenza-Viren“ nach www.evolution-of-life.com/de/unterrichten/evolution-im-zeitraffer.html (auch als Kopie im Ordner)

Zu dem Thema „Evolution der Grippevi-ren“ kann auch der Begriff Koevolution erarbeitet werden. Referate zu „Koevolution“

Populationen und ihre geneti-sche Struktur

Gendrift als weiterer Evolutionsfaktor

stellen den Einfluss des Evo-lutionsfaktors Gendrift dar (UF4, UF1)

Präsentation „Insel der Farbenblinden“ (Pingelaparchipel) + Modell zum Flaschenhalseffekt zeigen (Rundkolben mit Bügelperlen) + Übertragung des Modells auf das Inselbeispiel


allopatrische Artbildung mit Begriffen wie Panmixie, Genfluss, unvollständige und vollständige Separation, reproduktive Isolation, prä- und postzygotische Fortpflanzungsbarrieren

sympatrische Artbildung

adaptive Radiation mit Begriffen wie Ursprungsart, innerartliche Konkurrenz, Einnischung

erklären Modellvorstellungen zu allopatrischen und sympa-trischen Artbildungsprozessen an Beispielen (E6, UF1)

stellen den Vorgang der adap-tiven Radiation unter dem As-pekt der Angepasstheit dar (UF2, UF4)

Filmausschnitt (Schildkröten auf Galapagos) aus „Darwins Erben“ von planet-schule

AB zum Filmausschnitt (s. Mat.)

Schema zur Artbildung (z.B. Cornelsen; Q-Phase S. 128)

Lernduett zu prä- und postzygotischen Barrieren (s. Mat.)

AB zur sympatrischen Artbildung (s. Mat.)

Demonstration der Vielfalt der Darwinfin-ken + Erarbeitung eines Modells zur Artaufspaltung auf Inselketten (s. Mat.)

AB zu adaptiver Radiation „Darwinfinken auf Galapagos“ (s. Mat.)

AB zu Stellenäquivalenz und adaptiver Radiation „Evolutionshinweise und Evo-lutionstheorie: Beuteltiere“ (s. Mat.)

AB „Kleine Vögel – große Erkenntnisse“ (s. Mat.)




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Synthetische Theorie = DARWIN plus

stellen die synthetische Evolu-tionstheorie zusammenfas-send dar (UF2, UF4)

AB „Die Synthetische Theorie der Evolu-tion“

Film „Adam, Eva und die Evolution“ (Darwinisten contra Kreationisten)

Diskussion zu Positionen der Kreationis-ten

Die Diskussion zum Kreationismus kann eigentlich erst nach der Unter-richtsreihe „Hinweise zur Evolution“ (Kachel 2) sinnvoll geführt werden. Deshalb sollte der Filmbeitrag erst spä-ter eingesetzt werden.


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Biologie: Schulinternes Curriculum SII – Qualifikationsphase: Mögliche unterrichtsvorhabenbezogene Konkretisierung (Evolution GK)

Unterrichtsvorhaben II: Hinweise für die Evolution Thema/Kontext: Welche Befunde stützen die Evolutionstheorie?

Inhaltsfeld: VI Evolution


anatomische und molekulargenetische Belege für die Evolution




UF4 Zusammenhänge zwischen unterschiedlichen, natürlichen und durch menschli-ches Handeln hervorgerufenen Vorgängen auf der Grundlage eines vernetzten biologi-schen Wissens erschließen und aufzeigen

E2 kriteriengeleitet beobachten und messen sowie gewonnene Ergebnisse objektiv und frei von eigenen Deutungen beschreiben





K4 sich mit anderen über biologische Sachverhalte kritisch-konstruktiv austauschen und dabei Behauptungen oder Beurteilungen durch Argumente belegen bzw. widerle-gen

Mögliche didaktische Leit-fragen / Sequenzierung in-haltlicher Aspekte



Befunde aus der Morphologie und Anatomie

Homologie und Analogie

Homologiekriterien

Progressions-, Regres-sionsreihe

...aus der Embryologie

Haeckels Biogenetische Grundregel*

stellen Belege für die Evoluti-on aus verschiedenen Berei-chen der Biologie (u.a. Mole-kularbiologie) adressatenge-recht dar (K1, K3)

deuten Daten zu anatomisch-morphologischen und moleku-laren Merkmalen von Orga-

ABs zu Homologie - Analogie (Vorderextre-mitäten Wirbeltiere, Maulwurf - Maulwurfs-grille, Blutkreislaufsysteme Wirbeltiere, Mundgliedmaßen Insekten, Daumen des Pandas ...)

Beispiele zu Homologiekriterien auf Internet-seiten Scheffel-Gymnasium

AB „Haarige Angelegenheiten“ zu Haeckel aus Linder Arbeitsheft

Beispiele v.a. aus dem Bereich Wirbel-tiere / Mensch wählen SuS arbeiten im Rahmen dieser Reihe bereits mit Kladogrammen. Das metho-dische Vorgehen bei der Stammbaum-erstellung wird erst im Zusammenhang mit dem Wirbeltierstammbaum erarbei-tet.

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molekularbiologische Methoden

Aminosäuresequenz-analyse

DNA-DNA-Hybridisierung

DNA-Sequenzierung und Sequenzvergleich (Gendatenbanken)

-> Vergleich hinsichtlich Aussagekraft

weitere Evolutionsbelege aus der Paläontologie

Entstehung von Fossi-lien*

relative und absolute Datierungsmethoden*

... aus der Biogeographie

Reliktendemismus, Bio-geographische Regio-nen, Kontinentaldrift, Plattentektonik* (-> Landgang Wirbeltiere)

In Anlehnung an die Filmreihe „Das Tier in Dir“ ließe sich als Leitfrage formulieren: Anhand welcher Stoffe und Bauprinzi-pien des menschlichen Körpers lässt sich besonders verdeutli-chen, dass der Mensch Ergeb-nis von Evolution ist? * = mögliches Referatsthema

nismen zum Beleg konvergen-ter und divergenter Entwick-lungen (E5, UF3)

belegen an Beispielen den aktuellen evolutionären Wan-del von Organismen (u.a. mit-hilfe von Auszügen aus Gen-datenbanken) (E2, E5),


beschreiben die Einordnung von Lebewesen mithilfe der Systematik und der binären Nomenklatur (UF1, UF4),

Prinzip der molekularen Verwandtschaft: z.B. Globingenfamilie (Cornelsen Biosphäre Evol. S. 42 ff); Abituraufgabe Evolution y-Chromosom

AB „Aminosäuresequenzanalyse“

Stundenvorschlag UB 387/388 2014 „Ähn-lich und verwandt?“ - S. erstellen Stamm-baumhypothese und überprüfen aufgrund der Ergebnisse der AS-S.; hier binäre No-menklatur thematisieren

Material Gen-Datenbanken in Natura 2015, S. 336, z.B. philippinische Fledermäuse

AB DNA-DNA-Hybridisierung

andere molekulare Methoden Biologiebuch

AB/Klausuraufgabe „Insulin des Menschen“

AB „Methoden zur Untersuchung der DNA ausgestorbener Tiere“ (Mammut)

AB „Beuteltiere“

SWR-Film Planet Schule „Das Tier in Dir“ (1/3) als Hausaufgabe, siehe unten

Die molekularen Methoden werden nur im LK als solche behandelt, im GK wer-den ausschließlich Ergebnisse ausge-wertet. Referate „adressatengerecht“ (z.B. für „Kongress der Kreationisten): (biogenetische Grundregel), Fossili-enentstehung und -datierung, Biogeo-graphie.

Wie stellen sich Wissenschaftler heute die Evolution der Wirbel-tiere vor? Welchen Methoden kommen bei der Erstellung des Wirbeltierstammbaumes zum tragen?


AB, Präsentation bzw. .pdf „Evolution der Wirbeltiere“, Gruppenarbeit

zu Landgang: Planet Schule Filmreihe „Das Tier in Dir“ (Folge 2/3) dazu AB „Ein gewag-ter Schritt: Vom Wasser an Land“ Artikel „Landgang rekapituliert“

zu Vögel: Vogelskelett, Federn; Kapitel Bio-

Integration verschiedener vorangegan-gener Teilaspekte in Unterrichtsprojekt (Schwerpunktvorhaben ), z.B. - Vom Wasser an Land - „Vögel - Nachkommen der Dinosau-rier“

83/89

Entwicklungsreihe der Wirbel-tierklassen im Überblick mögliche Schwerpunkte: - Landgang der Wirbeltiere Vögel - Nachfahren der Saurier - Archaeopteryx als Mosaikform - Federn und Flug des Urvogels - Kladogramm Evolution der Vögel weitere mögliche Beispiele: Pferde, Wale, Elefanten, Nil-pferde ... Methode: Erstellung von Kladogrammen: ursprüngliche und abgeleitete Merkmale, mo-nophyletische Gruppe

erstellen und analysieren

Stammbäume anhand von Daten zur Ermittlung von Verwandtschaftsbeziehungen von Arten (E3, E5),

logiebuch Cornelsen und AB

Vergleich Darstellungsform konventioneller Stammbaum (z.B. Wirbeltierstammbaum aus Cornelsen) - Kladogramm (z.B. Wirbeltier-stammbaum aus Linder)

Exkursion Bonn Zoologisches For-schungsmuseum Alexander König


84/89


Unterrichtsvorhaben III: Evolution der Sozialstrukturen Thema/Kontext: Evolution von Sozialstrukturen – Welche Faktoren beeinflussen die Evolution des Sozialverhaltens?



Evolution und Verhalten Zeitbedarf: ca. 5 Std. (à 45 Minuten)


UF2 zur Lösung von biologischen Problemen zielführende Definitionen, Konzepte und Handlungsmöglichkeiten begründet auswählen und anwenden

UF4 Zusammenhänge zwischen unterschiedlichen, natürlichen und durch menschli-ches Handeln hervorgerufenen Vorgängen auf der Grundlage eines vernetzten biologi-schen Wissens und aufzeigen






Wie konnten sich Sexualdimor-phismen im Verlauf der Evoluti-on etablieren, obwohl sie auf die natürliche Selektion bezo-gen eher Handicaps bzw. einen Nachteil darstellen?

Evolution der Sexualität

Sexuelle Selektion

inter- und intrasexuelle Se-lektion

reproduktive Fitness

erläutern das Konzept der Fitness und seine Bedeutung für den Prozess der Evolution unter dem Aspekt der Weiter-gabe von Allelen (UF1, UF4).

Biosphäre Evolution, Kap. Evolution und Verhal-ten S.88 Bilder von Tieren mit deutlichen Sexualdimor-phismen Informationstexte (von der Lehrkraft ausgewählt) zu Beispielen aus dem Tierreich und zu ultimaten Erklärungsansätzen bzw. Theorien (Gruppenselektionstheorie und Individualselekti-onstheorie) Ggf. Powerpoint-Präsentationen Beobachtungsbogen

Phänomen: Sexualdimorphismus Präsentationen werden inhalts- und darstellungsbezogen evaluiert.

85/89

Wieso gibt es unterschiedliche Sozial- und Paarsysteme?

Paarungssysteme

Habitatwahl

analysieren anhand von Da-ten die evolutionäre Entwick-lung von Sozialstrukturen (Paarungssysteme, Habitat-wahl) unter dem Aspekt der Fitnessmaximierung (E5, UF2, UF4, K4).

Daten aus der Literatur zum Gruppenverhalten und Sozialstrukturen von Schimpansen, Gorillas und Orang-Utans Graphiken / Soziogramme gestufte Hilfen zur Erschließung von Graphiken / Soziogrammen Präsentationen

Lebensgemeinschaften werden anhand von wissenschaftlichen Untersu-chungsergebnissen und grundlegenden Theorien analysiert. Erklärungshypothesen werden veran-schaulichend dargestellt. Ergebnisse werden vorgestellt und sei-tens der SuS inhalts- und darstellungs-

bezogen beurteilt. Diagnose von Schülerkompetenzen: Leistungsbewertung: AB als HA Klausur

86/89


Unterrichtsvorhaben IV: Humanevolution Thema/Kontext: Wie entstand der Mensch?




Stammbäume Zeitbedarf: ca. 7 Std. (à 45 Minuten)



UF4 Zusammenhänge zwischen unterschiedlichen, natürlichen und durch menschliches Handeln hervorgerufenen Vorgängen auf der Grundlage eines vernetzten biologischen Wissens und aufzeigen


E5 Daten und Messwerte quantitativ und qualitativ im Hinblick auf Zusammenhänge, Regeln, oder Gesetzmäßigkeiten analysieren und Ergebnisse verallgemeinern

E6 Modelle zur Beschreibung, Erklärung und Vorhersage biologischer Vorgänge be-gründet auswählen und deren Grenzen und Gültigkeitsbereiche angeben

E7 an ausgewählten Beispielen die Bedeutung, aber auch die Vorläufigkeit biologischer Modelle und Theorien beschreiben


K4 sich mit anderen über biologische Sachverhalte kritisch-konstruktiv austauschen und dabei Behauptungen oder Beurteilungen durch Argumente belegen bzw. widerlegen

B1 fachliche, wirtschaftlich-politische und moralische Kriterien bei Bewertungen von bio-logischen und biotechnischen Sachverhalten unterscheiden und angeben





Einordnung des Menschen zu den Primaten Vergleich Schimpanse/ Gorilla - Mensch unter den Aspekten Skelettbau und Fortbewegung, Sprache und Gehirnleistung

ordnen den modernen Men-schen kriteriengeleitet den Primaten zu (UF3)

analysieren molekulargeneti-sche Daten und deuten sie im

Menschenskelett- Gorillaskelett AB Evolution des Menschen - eine sehr kurze Erfolgsgeschichte AB Ziemlich ähnlich - aber doch nicht gleich: Mensch und Menschenaffe Abb. und Text Affe-Mensch aus Cornelsen

Wiederholung einer molekulargeneti-schen Methode und der Stammbaum-erstellung Anwendung klassischer Messmethoden der Anthropologie und Einübung von Methoden zur Visualisierung von Mess-

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Dauer von Jugend- und Alters-phase; Kultur; DNA, Chromo-somen; Schädelmerkmale, Gebiss (Schlüsselmerkmale) Theorien zur Evolution des auf-rechten Ganges

Hinblick auf die Verbreitung von Allelen und Verwandt-schaftsbeziehungen von Le-bewesen (E5, E6)

diskutieren wissenschaftliche Befunde (u.a. Schlüssel-merkmale) und Hypothesen zur Humanevolution unter dem Aspekt ihrer Vorläufigkeit kritisch-konstruktiv (K4, E7, B4)

Auszüge aus dem Film „Mensch-Affe“ (SWR, Planet Schule) Aufgabe „Ardipithecus ramidus“ aus Biosphäre

ergebnissen in Diagrammen (z.B. mit Excel) arbeitsteilige Gruppenarbeit Schlüssel-merkmale

Trends in der Entwicklung zum modernen Menschen Entwicklungsgeschichte des Menschen in groben Zügen anhand wichtiger Vertreter (Australopithecus, Homo erec-tus, Homo neanderthalensis, Homo sapiens)

entwickeln und erläutern Hy-pothesen zu phylogenetischen Stammbäumen auf der Basis von Daten zu anatomisch-morphologischen und moleku-laren Homologien (E3, E5, K1, K4)

beschreiben die Einordnung von Lebewesen mithilfe der Systematik und der binären Nomenklatur (UF1, UF4)

chronologisches Ordnen der Schädelmodelle aus der Biologiesammlung anhand der schon erarbeiteten Schädelmerkmale Auszüge aus dem Film „Mensch-Affe“ (SWR, Planet Schule) Tabelle „Die Fossilgeschichte des Menschen“ AB „Trends in der Entwicklung zum modernen Menschen“

Exkursion Neanderthal Museum Mett-mann

Gegenüberstellung Out-of-Africa-Hypothese und multire-gionale Hypothese zur Herkunft des modernen Menschen Hautfarbe und Diskriminierung

bewerten die Problematik des Rassebegriffs beim Menschen aus historischer und gesell-schaftlicher Sicht und nehmen zum Missbrauch dieses Be-griffs aus fachlicher Perspek-tive Stellung (B1, B3, K4)

Auswertung Dendrogramm Menschenpopulatio-nen basierend auf mt-DNA-Vergleich Natura 2015, S. 350, Die Herkunft des moder-nen Menschen Natura 2015, S.354f Hautfarbe und Diskriminie-rung

mögliches Referat: nationalsozialisti-sche Rassenideologie (ggf. Biologieun-terricht im NS)

Diagnose von Schülerkompetenzen: Multiple-Choice-Test zur Selbstevaluation Leistungsbewertung: Klausur

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Übersichtsraster Unterrichtsvorhaben Q2 Neurobiologie GK und LK

89/89

Documents

Übersichtsraster Unterrichtsvorhaben Q1 Genetik LK ... · K2 zu biologischen Fragestellungen relevante Informationen und Daten in verschiede- nen Quellen, auch in ausgewählten wissenschaftlichen