Epigenetik - Die Software unserer Gene

Epigenetik

Gymnasium

Biologie

11. | 12. | 13. Klasse

7 Unterrichtsstunden

Beschreibung

Die Epigenetik zeigt sich als ein aktuelles, vielversprechendes Forschungsgebiet im Aufschwung. Sie stellt heraus, dass unser Erbgut als determinierte Hardware auch eine epigenetische Software hat, innerhalb der wir selbst Einfluss darauf haben, welche Gene aktiv sind. Mit diesem Beitrag erhalten Ihre Schüler einen Einblick anhand eines Beispiels in den Vorgang der epigenetischen Regulierung des Zellstoffwechsels und bereiten sich somit optimal auf die Abiturprüfung vor.
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Kompetenzen

Klassenstufe:Sek II
Dauer:7 Unterrichtsstunden (Minimalplan: 5)
Kompetenzen:1. Selbstständiges Ableiten und analysieren naturwissenschaftlicher Probleme und Fragestellungen unter Verwendung der Fachsprache; 2. Hypothesengeleitetes Ermitteln, Prüfen, Analysieren und argumentatives Erörtern; 3. Modellierung und Erörterung von Modellen zur epigenetischen Regulation des Zellstoffwechsels; 4. Präsentation des erarbeiteten Inhalts; 5. Reflexion der strategischen Arbeits- und Denkweisen sowie der Modellkompetenz
Thematische Bereiche:Epigenetik, Genetik, Molekularbiologie

Inhaltsangabe

1./2. Stunde

InhaltEinstieg: Entdeckung der ProblemstellungAnkommen im Lernkontext und situative Einbettung der Lernaufgabe anhand eines Blog-Beitrags, der durch den geschilderten Krankheitsfall ein medizinisches Problem und naturwissenschaftliche Fragen aufwirft, die im Plenum erarbeitet und fixiert werden.
M 1Ratlose Ärzte – ein seltener Krebs!
InhaltVorstellungen entwickeln, Hypothesen formulierenDie Schüler formulieren im Rahmen einer kognitiv aktivierenden Leitfrage, unter Einbezug ihres Vorwissens, Hypothesen. Diese werden im Plenum gesammelt, hinsichtlich ihrer Qualität beurteilt (Kriterium: Begründbarkeit) und schriftlich fixiert.
M 2Dem Rätsel auf der Spur – ein Mystery
InhaltMethode „Mystery“ – Informationen auswerten und Lernprodukt herstellenDie Schüler erstellen zur Enträtselung der Bedeutung des Leitsatzes des Mystery unter Zugriff auf angebotene Elemente unterschiedliche Legebilder, die verschiedene Lösungswege aufzeigen. Die Elemente werden dabei von den Schülern selbstständig aus dem Pool der Mystery-Karten gewählt.Lernprodukt diskutierenDie verschiedenen Legebilder werden als Lernprodukte zur Problemlösung im Plenum verglichen und diskursiv ausgewertet, z. B. unter Einsatz der Methode „Galeriegang“.Lernzugewinn definierenDer Lernzugewinn wird unter Rückbezug auf die Leitfrage und die Hypothesen (M 2) definiert.
M 3Mystery
M 4Mystery – Informationskarten
M 5Mystery – Hilfekarten
M 6Glossar
Benötigt
  • Schere
  • verschiedenfarbige Stifte
  • Plakate

3./4. Stunde

InhaltLösungsweg reflektierenLeitfragengestützte Reflexion des methodischen Vorgehens innerhalb einer jeden Schülergruppe anhand von M 7. Austausch dazu im Plenum mit allen anderen Gruppen, z. B. unter Einsatz der Methode „Kugellager“.
M 7Wir reflektieren unseren Lernprozess
InhaltVertiefung und ErweiterungSituative Ergänzung des Blog-Beitrags M 8, der zum Besuch eines Facharztes überleitet. Weitere Vertiefung des Themas durch Wiederholung/Zusammenfassung der bisherigen Ergebnisse.
M 8Hoffnung für Agnes B.
InhaltVorstellungen entwickeln, Hypothesen formulierenAnkommen im vertiefenden Kontext zum epigenetisch regulierten Zellstoffwechsel unter Formulierung von Leitfrage und Hypothesen, die im Plenum gesammelt werden.
M 9Fragen an den Facharzt

5. Stunde

InhaltInformationen auswertenGrundlagen zur Diversität der epigenetischen Regulation. Sensibilisierung für die Komplexität der Sachlage und den noch unbefriedigenden Forschungsstand.
M 10Bei Dr. Andrews zu Besuch

6./7. Stunde

InhaltLernprodukt herstellen und diskutierenErarbeitung der epigenetischen Regulierung des Zellstoffwechsels durch arbeitsteilige Bearbeitung einer Informationsbroschüre. Stichpunkte und Fließdiagramme werden zur Beantwortung der Leitfrage im Plenum präsentiert und diskursiv ausgewertet.
M 11Einblick in die genetische Steuerzentrale
M 12Einblick in die genetische Steuerzentrale – Hilfekarten
InhaltLernzugewinn definierenDer Lernzugewinn wird unter Rückbezug auf die Ausgangsfrage und die Hypothesen definiert. Die Hypothesen auf M 9 werden begründend verifiziert oder falsifiziert. Die Lösung des Problems wird in im Plenum dargestellt und schriftlich fixiert.Lösungsweg reflektierenLeitfadengestützte Reflexion des prozeduralen und deklarativen Wissens über Modelle und Modellierung im Rahmen der angestrebten Modellkompetenz.
M 13Modellkompetenz im Fokus

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