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Lehrermaterialien Teil 1
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Cytologie

Die Zelle als Grundeinheit der Lebewesen
1. Mikroskopie 1
2. Das elektronenmikroskopische Bild der Zelle 7

Der Feinbau der Zelle
3. Die Zelltypen von Protocyte und Eucyte 11
4. Membranen schaffen Reaktionsräume 13
5. Amyloplasten: Biologische Funktion und Nutzung durch den Menschen 17
6. Bau und Funktion pflanzlicher und tierischer Zellen 19

Stofftransport
7. Diffusion und Osmose 25
8. Transport durch Membranen 31
9. Endozytose und Exozytose 35

Vermehrung der Zellen durch Teilung; Mitose
10. Mitose 37

Differenzierung von Zellen
11. Zelldifferenzierung bei Tieren und Pflanzen 39


Ökologie

Beziehungen der Organismen zur Umwelt
1. Untersuchungen zum CO2-Gaswechsel an einem Zitronenbaum 43
2. Pflanze und Wasser 49
3. Umweltfaktor Temperatur 53
4. Zeigerpflanzen kennzeichnen den Standort: Charakterisierung eines Hochmoors 57
5. Der Einfluss abiotischer Faktoren auf die Verbreitung von Organismen 63
6. Wechselwirkungen zwischen Organismen 69

Population und Lebensraum
7. Die ökologische Nische, die Ursachen der Einnischung und die Regulation der Populationsdichte 73
8. Einführung in ökologische Arbeitsmethoden und Denkweisen: Von der Einzelbeziehung zum Ökosystem 79

Ökosysteme
9. Energiefluss in Ökosystemen 83
10. Merkmale einer Sukzession 85
11. Übersicht über ökologische Untersuchungsmethoden (Praktikumsvorbereitung) 87
12. Ökosystem See 93

Nutzung und Belastung der Natur durch den Menschen
13. Formen der biologischen Schädlingsbekämpfung 95
14. Flussregulierung und ihre Folgen 99
15. Einfluss der CO2-Konzentration auf die Fotosyntheserate 101


Stoffwechsel und Energiehaushalt

Enzyme und Zellstoffwechsel
1. Der Einfluss verschiedener Faktoren auf die Geschwindigkeit der Enzymreaktion am Beispiel der Katalase 103
2. Wirkungsweise von Enzymen am Beispiel der Urease 113
3. Enzymhemmung am Beispiel der Isoleucin-Synthese 121
4. Anwendung und Biotechnologie von Enzymen 123

Energie- und Stoffgewinn autotropher Lebewesen
5. Blattfarbstoffchromatografie am Beispiel der Anthocyane 129
6. Primäre Vorgänge der Fotosynthese 133
7. Fotosynthese 137

Stoffabbau und Energiegewinn in der Zelle
8. Sekundäre Pflanzenstoffe am Beispiel der Duftpelargonie 143
9. Symbiosen für die Stickstoff-Fixierung - Wie lösen Pflanzen das Standortproblem stickstoffarmer Böden? 145

Stoffwechsel vielzelliger Tiere
10. Energieumsatz des Menschen bei Muskeltätigkeit 147



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Lehrermaterialien Teil 2
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Neurobiologie


Bau und Funktion von Nervenzellen
1. Die Entstehung des Membranpotentials 155
2. Information richtig verpackt - Amplituden- und Frequenzmodulation 161
3. Die Energieversorgung von Nervenzellen 167
4. Informationsübertragung an chemischen Synapsen 169
5. Wirkungsweise verschiedener Nervengifte 173
6. Informationsverarbeitung 179

Lichtsinn
7. Das Gesichtsfeld des Menschen ist abhängig vom Alter 183

Weitere Sinne
8. Subjektivität von Wahrnehmung 189
9. Akustische Orientierung bei Grillen 197

Nervensystem
10. Interdisziplinäre Gehirnforschung 201
11. Stress bei Schülern und Lehrern 203
12. Geschlechtsunterschiede im Gehirn? 207
13. Lernen und Gedächtnis 209

Entstehung von Bewegungen
14. Herzmuskulatur und Erregungsleitung 219


Verhalten

Neuronale Basis einfacher Verhaltensweisen
1. Reflexe 225

Instinktverhalten
2. Übersprunghandlung 227
3. Beutefangverhalten und Beutespezialisierung bei Vögeln 229
4. Nahrungserwerb bei Hummeln 233

Lernvorgänge
5. Assoziatives Lernen 237
6. Lernen durch Einsicht 244

Sozialverhalten
7. Verständigung durch Pheromone 249
8. Grußverhalten des Menschen 253
9. Sprachähnliche Kommunikation bei Menschenaffen 257
10. Aggression 261
11. Ultimate Ursachen des Altruismus: Von Darwin bis zum egoistischen Gen 267


Hormone

Allgemeine Eigenschaften von Hormonen und Hormondrüsen des Menschen
1. Gastrin reguliert die Magenverdauung 275

Molekulare Grundlagen der Hormonwirkung bei Tier und Mensch
2. Die Wirkung von Östrogenen 281

Pflanzenhormone
3. Wie werden bei Pflanzen Wachstum und Entwicklung auf die Umweltbedingungen abgestimmt? 283
4. Ethen - ein vielseitiges Pflanzenhormon 285
5. Die Aktivierung des Ligninstoffwechsels durch Licht 289


Entwicklungsbiologie

Fortpflanzung
1. Der Beginn eines neuen Lebewesens 291

Keimesentwicklung von Tieren und Mensch
2. Die Ontogenese des Gehirns 293
3. Die Bedeutung von Morphogenen 297
4. Von den Riesenchromosomen bis zum Menschen 301



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Lehrermaterialien Teil 3
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Genetik

Variabilität von Merkmalen
1. Korrelation der Körpergröße von Jugendlichen und ihren Eltern 305

MENDELsche Gesetze
2. Erbgänge beim Menschen 313

Vererbung und Chromosomen
3. Riesenchromosomen 317
4. Kopplung von Erbanlagen 321
5. Geschlechtschromosomen 325
6. Prädiktive Medizin und Neugeborenen-Screening 329

Molekulare Grundlagen der Vererbung
7. Entschlüsselung des genetischen Codes 335
8. Von der DNA zum Protein 339

Anwendung der Genetik
9. Rübenzüchtung 341
10. Schweinezüchtung früher - heute 347
11. Forensische Diagnostik - Der genetische Fingerabdruck 353
12. Freisetzungsexperimente 357
13. Lebensmittel - gentechnisch verändert? 361
14. Raps - eine transgene Pflanze 367
15. Patentierung von Lebewesen 371
16. Gentechnikfolgen und Sicherheit 375


Immunbiologie

Die spezifische Immunreaktion
1. Impfstoffe aus Pflanzen 377

Anwendung der Immunreaktion
2. Schwangerschaftsnachweis 379
3. Monoklonale Antikörper 383


Evolution

Geschichte der Evolutionstheorie
1. Evolutionstheorien 389

Evolutionstheorie
2. Die Evolution des Verhaltens bei Maulbrütern 395
3. Die Koevolution von Blütenpflanzen und Insekten 399
4. Die Artenvielfalt der Cichliden des Tanganjikasees 401
5. Das Fortpflanzungsverhalten der Löwen 407
6. Analogie der Sozialstrukturen bei Nacktmullen und Insekten 409

Stammesgeschichte
7. Der Nachweis phylogenetischer Verwandtschaft durch Homologien 411
8. Der Übergang von der chemischen zur biologischen Evolution 419
9. Die Entwicklung Energie gewinnender Prozesse 423
10. Auf dem Weg zu den ersten Lebensformen 427
11. Osmotische Probleme beim Übergang vom Wasser zum Land 431
12. Konstruktion eines Stammbaums 433

Evolution des Menschen
13. Stammbaum des Menschen 435


Erkenntniswege der Biologie

Naturwissenschaftliches Weltbild
1. Die Änderung biologischer Standpunkte durch Forschung 441

Biologie und Ethik
2. Das Überschreiten biologischer Grenzen 445