Biologie

Die Natur hat eine faszinierende Vielfalt an Lebensformen entwickelt: Bakterien, Einzeller, Pilze, Pflanzen, Tiere und uns Menschen. Mit dieser Fülle setzen sich die Schülerinnen und Schüler im Fach Biologie auseinander, denn die Biologie ist die Wissenschaft vom Leben („bios“ heißt auf Griechisch Leben). Die verschiedenen Arten sehen nicht nur interessant aus, in ihrem Körper spielen sich auch verblüffende Vorgänge ab, damit sie funktionieren. Und nicht zuletzt leben die Organismen in Abhängigkeit zueinander in sehr unterschiedlichen Umgebungen. Dabei kann es sich um eine trockene Wüste handeln oder den tropischen Regenwald. Die Ökologie, ein Teilbereich der Biologie, erforscht die Anpassungen und Wechselwirkungen zwischen den Pflanzen und Tieren.

Um biologische Sachverhalte nachhaltig zu vermitteln, streben wir an, mit den Schülerinnen und Schülern aus der Forscherperspektive an naturwissenschaftliche Phänomene heranzugehen. Das heißt, dass sich aus einer konkreten Beobachtung Fragen ergeben, die dann – soweit es die schulischen Möglichkeiten zulassen – mit einem selbst durchgeführten Experiment beantwortet werden können. 

Im Folgenden sollen einige Themen aus dem Biologieunterricht an der Elisabethenschule vorgestellt werden. Eine Gesamtübersicht erhalten Sie durch Einsicht des Lehrplan (siehe hier).

Sekundarstufe I (Jahrgangsstufen 7 und 9)

Eine wichtige Arbeitsmethode der Biologie ist das Mikroskopieren. Mit unseren Schulmikroskopen können Objekte mehrere Hundert Mal vergrößert werden. Da sieht selbst das eigene Haar beeindruckend aus! In der 7. Klasse lernen die Schülerinnen und Schüler, wie man Präparate herstellen und sie unter dem Mikroskop betrachten kann. Pflanzliche und tierische Zellen sind verschieden aufgebaut. Sie können schon allein lebensfähig sein wie im Fall eines Pantoffeltierchens. Oder sie sind in Geweben zusammengelagert und erfüllen gemeinsam bestimmte Aufgaben.

 

  

 

 

Wie Pflanzen organisiert sind, wie sie sich fortpflanzen und Fotosynthese betreiben, auch das ist Teil des Unterrichts der Klasse 7. Hinzu kommen Einblicke in ökologische Zusammenhänge, die auf einem Unterrichtsgang in die Natur vertieft werden. 

In der Jahrgangsstufe 9 liegt der Fokus auf dem Körper des Menschen. Wie nehmen wir unsere Umwelt wahr? Wie funktionieren unsere Augen? Hier bietet es sich an, dieses Sinnesorgan in echt unter die Lupe zu nehmen. Ein Schweineauge zu sezieren mag auf den ersten Blick ekelig erscheinen. Die Rückmeldungen unserer Schülerinnen und Schüler zeigen aber, dass sie die Präparation als interessant und sehr einprägsam erleben. Natürlich muss niemand mitmachen, wenn er/sie es gar nicht möchte!

Sekundarstufe II (Oberstufe bis zum Abitur)

In der Einführungsphase der Oberstufe wird der Umgang mit dem Mikroskop weiter verfeinert. Physiologische Vorgänge sind zum Teil direkt unter dem Mikroskop beobachtbar: Die Zwiebelzellen links im Bild verkleinern ihre Vakuolen deutlich sichtbar, denn sie verlieren Wasser an eine Salzlösung, die sie umgibt. Dieser einfache Mechanismus spielt eine zentrale Rolle für den Stoffwechsel aller Lebewesen! Unter Zuhilfenahme von elektronenmikroskopischen Aufnahmen gehen wir dem Aufbau der Zellmembran auf den Grund, denn hier diffundiert das Wasser hindurch, während andere Stoffe abgewiesen werden (in unserem Beispiel der rote Farbstoff).

Am Transport durch die Membran sind auch Proteine beteiligt. Sie gehören zu den wichtigsten Biomolekülen und helfen zum Beispiel bei der Verdauung oder der Kontraktion unserer Muskeln. Dem Aufbau und der Funktionsweise von Proteinen ist ein eigene Unterrichtseinheit in der Einführungsphase gewidmet. 

Die Biologie soll nicht nur Fachwissen und -methoden vermitteln, sondern die Schülerinnen und Schüler auch befähigen, am gesellschaftlichen Diskurs teilzunehmen. Besonders deutlich wird dies, wenn wir in der Oberstufe über Erbkrankheiten und Gentechnik sprechen. Nachdem die biologischen Grundlagen erarbeitet worden sind, können aktuelle Zeitungsartikel oder andere Medienberichte gut verstanden und hinterfragt werden. Fragen, die immer wieder zu reger Diskussion unter den Schülerinnen und Schülern führen, sind beispielsweise: Soll sich ein Paar für Kinder entscheiden, wenn eine Erbkrankheit mit einer bestimmten Wahrscheinlichkeit zu erwarten ist? Stellt die Gentechnik in der Landwirtschaft ein Risiko für die Umwelt oder die Gesundheit des Menschen dar?

Für das Abitur sind neben der Genetik die Themenbereiche Ökologie, Stoffwechsel, Verhaltensbiologie und Evolution relevant. In der Regel kommen an der Elisabethenschule ein bis zwei Leistungskurse in Biologie zustande, die dann im Abitur schriftlich geprüft werden.

Biologie außerhalb der Schule

In der Oberstufe werden im Rahmen des Fachs Biologie auch außerschulische Lernorte besucht. An der Johann-Wolfgang-Goethe-Universität haben wir die Möglichkeit, ein modernes Rasterelektronenmikroskop kennenzulernen. Führungen im Zoo Frankfurt, im Senckenberg-Museum oder im Palmengarten veranschaulichen Unterrichtsinhalte aus den Bereichen Evolution, Ökologie, Biodiversität und Verhaltensbiologie.

Beliebt ist auch die Teilnahme an dem gentechnischen Praktikum „Genomix“ bei Provadis, dem Ausbildungsunternehmen des Pharmakonzerns Sanofi-Aventis in Höchst. Hier lernen die Schülerinnen und Schüler die praktische Anwendung gentechnischer Arbeitsmethoden wie das Pipettieren mit Mikropipetten und die Durchführung einer Gelelektrophorese im Rahmen einer Tätersuche mit Hilfe des genetischen Fingerabdrucks.

Zum Thema Krebs, der Stammzell-Problematik und Aids lädt das Georg-Speyer-Institut bevorzugt Schülerinnen und Schüler von Leistungskursen zu einer Vorlesungsreihe ein, in denen neben den thematischen Grundlagen auch aktuelle Forschungsergebnisse präsentiert werden.

B. Krenberger / R. Madl