In dieser Unterrichtsstunde zum Thema Proteine erarbeiten die Schülerinnen und Schüler anhand eines Erklär-Videos und daran angelehnten Arbeitsmaterialien mögliche Funktionen und den strukturellen Aufbau von Proteinen. Die Unterrichtsmaterialien können auf Deutsch und auf Englisch (für den englisch-bilingualen Unterricht) heruntergeladen werden.Die Schülerinnen und Schüler erarbeiten anhand dieses Materials grundlegendes Wissen über Proteine. Dazu stellen sie zunächst mögliche Funktionen von Proteinen übersichtlich zusammen. Anschließend beschäftigen sie sich mit dem Aufbau einzelner Aminosäuren, ihrer Peptidbindung und der räumlichen Anordnung der Aminosäuresequenzen. Optional kann das Thema in Richtung Proteinbiosynthese oder Proteinmodifikationen vertieft oder ein Kennenlernen der Proteindatenbank ermöglicht werden. 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 Proteine im Unterricht Proteine übernehmen eine Vielzahl an täglichen Aufgaben und Funktionen im Organismus. Sie sind daher für das Fach Biologie von besonderer Bedeutung und finden auch im Fach Chemie ihre Relevanz als biochemische Makromoleküle. Im Rahmen der Unterrichtseinheit Zellbiologie oder Genetik werden Proteine in ihrer Synthese und Funktion genauer behandelt. Vorkenntnisse Es wird kein spezielles Fachwissen vorausgesetzt. Die Schülerinnen und Schüler werden aufgefordert, Strukturformeln von zwei Aminosäuren zu zeichnen. Hierbei können sie sich am Material orientieren. In einer Vertiefungsaufgabe kann die Proteinbiosynthese behandelt werden. Hierfür ist eine individuelle Recherche angedacht, sodass ein gemeinsames Grundwissen nicht notwendig ist. Didaktische Analyse Das Arbeitsmaterial ist als erste intensivere Auseinandersetzung mit dem Thema Proteine konzipiert. Die Schülerinnen und Schüler gewinnen zunächst einen Eindruck über die Bedeutung von Proteinen, wodurch ihr Interesse geweckt werden soll. Anschließend werden Funktionen und Aufbau von Proteinen so erarbeitet, dass die Lernenden wesentliche Grundlagen erhalten, ohne dabei zu sehr ins Detail zu gehen. Somit kann ein Überblick errungen werden, der nach Bedarf in den Folgestunden als gemeinsame Grundlage dienen kann. Methodische Analyse Durch die methodische Aufbereitung der Unterrichtssequenz wird eine hohe Schüleraktivität erreicht. Das Video als Medium erhält das durch den Einstieg geweckte Interesse am Thema Proteine aufrecht. Schwierige Arbeitsaufträge werden durch Partnerarbeiten aufgefangen. Durch Vertiefungsaufgaben kann bei Bedarf eine Binnendifferenzierung erfolgen. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler erarbeiten Funktionen und Aufbau von Proteinen anhand verschiedener Aufgabenstellungen. nutzen die Informationen aus einer schematischen Darstellung, um eine Peptidbindung an einem konkreten Beispiel formulieren zu können. präsentieren ihre Ergebnisse unter Verwendung der Fach- und Symbolsprache (Strukturformeln). Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler können das in einem Video dargestellte Wissen nach Relevanz filtern und strukturiert wiedergeben. üben sich darin, aus komplexen und informationsreichen Internetquellen wesentliche Sachverhalte herauszuschreiben. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler arbeiten konstruktiv und kooperativ in Partner- oder Gruppenarbeit. stärken ihr Selbstkonzept durch die geschützte Atmosphäre in den Partnerarbeitsphasen. diskutieren in Partner- oder Gruppenarbeit und äußern dabei ihre Meinung unter Nutzung ihrer fachlichen Kenntnisse. Hier können Sie sich das Video zur Unterrichtseinheit anschauen.

Ein Baby, drei Eltern: Künstliche Befruchtung ist in Großbritannien seit kurzem mit den Genen von drei Personen erlaubt. In dieser Unterrichtseinheit setzen sich die Lernenden mit dem Verfahren auseinander und besprechen Pro- und Kontra-Argumente. Ein neues Verfahren, durch das Babys mit der DNA von drei Personen gezeugt werden können, wurde kürzlich erst in Großbritannien zugelassen. In dieser Unterrichtseinheit lernen die Schülerinnen und Schüler, wie dieses Verfahren einerseits Frauen mit schweren Erbkrankheiten helfen kann, ein gesundes Kind zur Welt zu bringen und warum es andererseits als so kontrovers gilt. Dabei sollen die Lernenden unter Berücksichtigung ethischer Argumente entscheiden, ob sie das Verfahren einem betroffenen Paar empfehlen würden. Bezug zum Lehrplan Wissenschaftliches Arbeiten Ethische Ansichten bei der Reflektion moderner Entwicklungen in der Wissenschaft berücksichtigen. Entwicklung wissenschaftlichen Denkens Erklärung alltäglicher und technologischer Anwendung von Wissenschaft Biologie: Vererbung, Variation und Evolution Menschliche Reproduktion: Vererbung als Prozess, in dem genetische Informationen von einer Generation zur nächsten weitergegeben werden. Ein einfaches Modell von Chromosomen, Genen und DNA in der Vererbung. Zellbiologie: Prokaryotische und eukaryotische Zellen Erklärung, wie die hauptsubzellularen Strukturen eukaryotischer Zellen mit ihren Funktionen verbunden sind, einschließlich dem Zellkern/genetischen Material und Mitochondrien. Ablauf Ablauf der Unterrichtseinheit "Drei Eltern" Der Ablauf der Unterrichtssequenz "Drei Eltern" ist auf dieser Seite übersichtlich für Sie zusammengestellt. Die Schülerinnen und Schüler lernen, den Reproduktionsvorgang eines Embryos mit drei Eltern zu schildern und zu erklären, wie diese Technik eingesetzt werden kann. treffen unter Berücksichtigung ethischer Ansichten eine Entscheidung über eine neue Technologie. Einführung Zeigen Sie Folie 3 der PowerPoint-Präsentation, auf der eine Nachrichtenstory im Online-Zeitungsartikelformat abgebildet ist. Bitten Sie Ihre Schülerinnen und Schülern, den Kommentar zu betrachten und diskutieren Sie mit der Klasse erste Gedanken dazu, ob solch ein Verfahren erlaubt werden sollte. Die Schülerinnen und Schüler lernen Maja und Stefan kennen und hören sich ihre Geschichte an (Folie 4 der PowerPoint-Präsentation). Bitten Sie die Lernenden paarweise darüber zu sprechen, welche Fakten sie recherchieren müssen, um die Fragen von Maja und Stefan zu beantworten. Recherche Die Aufgabe wird den Lernenden gezeigt (Folie 5 der PPT). Die Schülerinnen und Schüler arbeiten jeweils zu zweit, einer der Partner verwendet das erste Arbeitsblatt der Schülerinformationen (SI1), um mehr über LHON herauszufinden, der andere nutzt SI2, um mehr über das Zeugungsverfahren mit drei Eltern zu recherchieren. Um die Zusammenfassung zu vervollständigen, sollen die Lernenden zu zweit arbeiten und eine Zusammenfassung schreiben. SI3 ist als eine optionale Orientierung gedacht, die den Schülerinnen und Schülern beim Schreiben ihrer Zusammenfassung als Hilfestellung dienen kann. Einige Schüler-Paare sollen ihre Zusammenfassung vortragen und so Stefan und Maja eine Antwort geben. Kommentar verfassen Gehen Sie zurück zu Folie 3 der PowerPoint-Präsentation und bitten Sie Ihre Schülerinnen und Schüler, einen Kommentar an Margy162 zu schreiben. Die Lernenden sollten ihr erklären können, ob ihr Verständnis von der Wissenschaft, die hinter dem Verfahren steckt, richtig oder falsch ist und begründen, warum das so ist. (Die Annahme, dass das Verfahren mit 3 Eltern die Möglichkeit schafft, sich Babys zu "designen", ist falsch. Es werden keine Menschen mit wünschenswerten Gen-Eigenschaften wie zum Beispiel einer höheren Intelligenz zusammengestellt, sondern die komplette Zellkern-DNA des Paares mit der kompletten Zell-DNA einer gesunden Frau kombiniert. Das Verfahren tauscht nur die defekte gegen gesunde DNA der Mitochondrien aus, die nur Gene für die Mitochondrien enthalten). Spiel Stellen Sie das folgende Spiel (Folie 6 der PPT) vor: Stefan und Maja sind sich unsicher, ob das Verfahren mit drei Eltern das "Richtige" für sie ist. Die Schülerinnen und Schüler arbeiten in Vierergruppen und spielen das "Spiel der unterschiedlichen Meinungen". Dabei folgen sie den Anweisungen in den Schülerinformationen (SI4) und legen die Diskussionskarten von SI5 auf den richtigen Feldern auf dem Raster ab. Legen sie eine Karte richtig ab, gewinnen sie einen Punkt. Der Schüler oder die Schülerin beziehungsweise die Gruppe, der oder die am Ende die meisten Punkte hat, hat gewonnen. Entscheidung Antworten: Das Paar: Pro: 8,11 Kontra: 3, 10, 14 Das Kind: Pro: 4, 15 Kontra: 5, 9 Gesellschaft: Pro: 2, 7, 16 Kontra: 1, 5, 6, 12, 13 Beachten Sie: Die Schülerinnen und Schüler könnten sich dafür entscheiden, die Argumente anders zu kategorisieren. Das ist in Ordnung, solange sie sich einig sind und ihre Entscheidung begründen können, wenn sie darum gebeten werden. Die Gruppen zählen, wie viele Argumente für und gegen das Verfahren vorhanden sind. Durch das Spiel wird somit die Entscheidung getroffen. Die Gruppen sollen die Entscheidung präsentieren, die durch das Spiel entstand. Fragen Sie sie, was sie als Individuen denken: Sind sie mit der Entscheidung einverstanden? Ist die Entscheidung mit den häufigsten Pro-Argumenten immer die richtige oder haben andere Argumente mehr Gewicht als andere? Erzählen Sie Ihren Schülern, dass das Verfahren in Großbritannien zugelassen wurde und bereits im kommenden Jahr durchgeführt werden könnte (siehe die Nachrichtenstory "3 Eltern"). Entspricht ihre Entscheidung der der britischen Regierung? Sollten andere europäische Länder gleichziehen? Warum haben sie es bis jetzt nicht getan? (Kulturelle Unterschiede haben hier einen Einfluss). Das Projekt ENGAGE ist Teil der EU Agenda "Wissenschaft in der Gesellschaft zur Förderung verantwortungsbewusster Forschung und Innovation" (Responsible Research and Innovation, RRI). ENGAGE Materialien werden durch das von der Europäischen Kommission durchgeführte Projekt ENGAGE als Open Educational Resources herausgegeben.