In dieser Unterrichtseinheit zum Thema DNA wiederholen die Lernenden anhand dreier Videos ihr bereits erarbeitetes Wissen über Genetik. Dabei wird der Bezug zu den Forscherinnen und Forschern hergestellt, die diese Erkenntnisse erst möglich gemacht haben. Die Einheit eröffnet einen Einstieg in das Thema "molekulargenetische Werkzeuge". Die Unterrichtsmaterialien können auf Deutsch und auf Englisch (für den englisch-bilingualen Unterricht) heruntergeladen werden. Die Lernenden erfahren, welche nobelpreisgekrönten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler unser heutiges Wissen über Genetik erforscht haben und erhalten einen chronologischen Überblick über deren Forschung. Anschließend erfahren sie, wie der heutige Stand der molekulargenetischen Forschung ist und worauf diese abzielt. Diese Unterrichtseinheit ist in Zusammenarbeit mit dem Kuratorium für die Tagungen der Nobelpreisträger in Lindau entstanden, das mit dem Nobelpreis ausgezeichnete Forschung Schülerinnen und Schülern, Studierenden sowie dem wissenschaftlichen Nachwuchs näherbringen möchte. Die Unterrichtseinheit ergänzt dabei das Materialangebot der Mediathek der Lindauer Nobelpreisträgertagungen, um konkrete Umsetzungsvorschläge für die Unterrichtspraxis in den Sekundarstufen. Weitere Unterrichtseinheiten aus diesem Projekt finden Sie im Themendossier "Die Forschung der Nobelpreisträger im Unterricht" . Das Thema DNA im Unterricht Im naturwissenschaftlichen Unterricht der Sekundarstufe II spielt der Themenbereich Genetik, und darin verortet das Thema DNA beziehungsweise DNS (Desoxyribonukleinsäure), eine große Rolle. Der Biologie-Unterricht zum Thema DNA kann dabei thematisch eng mit den historischen und aktuellen Forschungen von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern im Bereich der Genetik verknüpft werden. Bedingt durch moderne wissenschaftliche Verfahren, die gezielte Eingriffe in die DNA von Lebewesen ermöglichen, ist im Rahmen der Unterrichtsreihe auch eine Betrachtung der aktuellen Entwicklungen unter ethischen Gesichtspunkten sinnvoll und notwendig. Vorkenntnisse Die Lernenden sollten den Aufbau der DNA, die Abläufe der Proteinbiosynthese, den genetischen Code sowie Gen-, Chromosom- und Genom-Mutationen kennen. Für die Lehrkraft kann Hintergrundwissen über die Nutzung von Gentechnik in der Landwirtschaft sowie in der Medizinforschung hilfreich sein. Didaktische Analyse Das Unterrichtsmaterial der Einheit "DNA: Baupläne, Vervielfältigung und Veränderungen" zeigt, wie unser heutiges Wissen über DNA entstanden ist und wie die Forschung verschiedener Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aufeinander aufbaut. Dadurch erhalten die Lernenden einen komprimierten Überblick über die umfangreichen im Unterricht bereits bearbeiteten Inhalte der Genetik. Dieser Überblick führt weiter zur aktuellen Gentechnik und kann einerseits zur Erarbeitung der Bedeutung molekulargenetischer Werkzeuge genutzt werden, ermöglicht andererseits aber auch ethische Betrachtungen der Chancen und Risiken (etwa ausgehend von den auf Arbeitsblatt 3 vorgestellten Knock-Out Mäusen oder auch im Anschluss an die arbeitsteilige Gruppenarbeit auf Arbeitsblatt 4). Methodische Analyse Der Impuls zum Einstieg reaktiviert das Wissen der Lernenden über die Struktur der DNA, da zumindest die Wissenschaftler James Watson und Francis Crick bereits aus dem Unterricht bekannt sein sollten. Dadurch können die Lernenden vermuten, dass es sich bei allen gezeigten Personen um Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler mit Bezug zur Genetik handelt, und sie werden dazu motiviert, dies genauer herauszufinden. Da alle drei Videos zwar kurz sind, aber sehr viele Informationen beinhalten, ist es vorteilhaft, wenn die Lernenden die Videos in Partnerarbeit in ihrem eigenen Tempo betrachten können, um die gefragten Informationen zu finden. Mit dem Arbeitsblatt entsteht dann ein chronologischer Überblick über die Forschung zur DNA. Die Betrachtung der aktuellen Gentechnik erfolgt gesondert. Je nach Bedarf kann die Bearbeitung des Themas "molekulargenetische Werkzeuge" ganz allgemein bleiben; eine arbeitsteilige Gruppenarbeit ermöglicht aber auch, dass sich die Lernenden vertiefend mit dem Thema auseinandersetzen. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler beschreiben molekulargenetische Werkzeuge und erklären deren Bedeutung für gentechnische Grundoperationen. beschreiben aktuelle Entwicklungen in der Biotechnologie bis hin zum Aufbau von synthetischen Organismen in ihren Konsequenzen für unterschiedliche Einsatzziele und bewerten sie. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler können zu biologischen Fragestellungen relevante Informationen und Daten in verschiedenen Quellen, auch in ausgewählten wissenschaftlichen Publikationen, recherchieren, auswerten und vergleichend beurteilen. präsentieren biologische Sachverhalte und Arbeitsergebnisse adressatengerecht. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler arbeiten mit einer Partnerin beziehungsweise einem Partner oder in einer Gruppe gleichberechtigt, zielgerichtet und zuverlässig.

Hier finden Sie Unterrichtseinheiten und Anregungen für den Unterricht mit neuen Medien im Fach Biologie zum Themenbereich Genetik und Evolution: Molekulargenetik, Gentechnologie und Life Sciences, Evolution.

DNA ist der Bauplan jedes Lebewesens – und damit der Schlüssel zum Verständnis von Vererbung, Proteinen und Zellfunktion. In dieser Einheit tauchen die Schülerinnen und Schüler tief in Aufbau und Struktur der DNA ein, entdecken die Bedeutung von Polarität, Antiparallelität und Basenpaarung und verfolgen den Weg vom Molekül zum Chromosom. Ein idealer Einstieg in die moderne Genetik. Das Thema DNA ist von höchster Bedeutung, da es die Grundlage aller Lebewesen darstellt. Als Träger der genetischen Information enthält die DNA die Baupläne zur Herstellung der Proteine. Diese sind für alle Funktionen innerhalb der Zelle nötig. Außerdem ist die DNA die Grundlage der Vererbungslehre. Beispielsweise bestimmen Gene wie ein Mensch später aussehen wird oder durch Kombination der Geschlechtschromosomen der Eltern wird das Geschlecht des Kindes definiert. In dieser Unterrichtseinheit setzen sich die Schülerinnen und Schüler mit dem Thema DNA auseinander. Dabei werden zunächst die verschiedenen Grundbausteine dieses Moleküls behandelt. Des Weiteren wird die dreidimensionale Molekülstruktur der DNA im Detail thematisiert. Dabei wird auf die Primär-, Sekundär- sowie Tertiärstruktur eingegangen, es werden aber auch die Unterschiede zur RNA herausgearbeitet. Während der Bearbeitung des Materials werden Fachbegriffe wie Polarität, Antiparallelität und komplementäre Basenpaarung eingeführt und definiert. Im Anschluss wird die Verpackung der DNA angesprochen, die als Arbeitsform lang gestreckt und entspiralisiert vorliegt, in ihrer Transportform aber stark komprimiert werden muss. Damit erlaubt das Material eine direkte Überleitung zum Thema Chromosomen und Genetik. Die Unterrichtseinheit eignet sich für den Unterricht in der gymnasialen Oberstufe im Fach Biologie. Sie kann problemlos bundesweit genutzt werden, orientiert sich aber hauptsächlich an den Rahmenlehrplänen der Bundesländer Hessen, Berlin und Brandenburg. Die Einheit kann für das Thema "Molekulargenetische Grundlagen des Lebens" angewandt werden. Sie liefert detaillierte Kenntnisse über die DNA-Doppelhelix, dessen Aufbau und Funktion sowie dessen bedeutende Rolle als Träger der genetischen Information. Dadurch ist ein deutlicher Bezug zur Lebenswelt gegeben. Die Einheit lässt sich insbesondere dafür nutzen, um grundlegende Kenntnisse zu vermitteln und so in das Themenfeld Genetik beziehungsweise das Thema der Proteinbiosynthese einzusteigen. Durch optionales Einbinden von Zusatzaufgaben eignet sich das Material auch für Leistungskurse oder heterogene Lerngruppen. Es werden verschiedene Lernmethoden und Sozialformen angeboten, sodass der Unterricht abwechslungsreich gestalten werden kann. Jedes Arbeitsblatt beinhaltet einen informativen Lesetext, der die Beantwortung der Fragen auf einfachem Lernniveau ermöglicht. Darüber hinaus stehen Aufgabenstellungen auf erweitertem Niveau zur Verfügung, sodass zum einen die Recherchefähigkeit in verschiedenen Medien geschult und zum anderen die Analyse und das kritische Auswählen von Quellen geübt wird. Vorkenntnisse bezüglich einiger biologischer Grundlagen, die in der Einführungsphase vermittelt werden, sollten bekannt sein. Hierzu gehört ein Basiswissen zur Struktur und Funktion von Zellen, Proteinen und Enzymen. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler beschreiben den Aufbau sowie die Funktion der DNA. verstehen den Zusammenhang zwischen Struktur und Funktion auf Molekülebene. stellen Unterschiede zwischen DNA und RNA gegenüber. lernen die Bedeutung der DNA im menschlichen Körper kennen. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler recherchieren in verschiedenen Medien und Informationsquellen. analysieren digitale Inhalte und wählen diese bei ihrer Recherche kritisch aus. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler arbeiten in kleineren und größeren Gruppen miteinander und fördern dabei ihre Kommunikations- und Teamfähigkeit. kommunizieren sachlich.