Hinweis: Schwerpunktthemen und EPA’s beachten und den ... · Mindmap, Concept-Map*) KK 5 unterscheiden zwischen proximaten und ultimaten Erklärungen und vermeiden unangemessene

IGS Buchholz (Stand: März 2018) QUALIFIKATIONSPHASE Schulcurriculum Biologie - Oberstufe

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Hinweis: Schwerpunktthemen und EPA’s beachten und den Arbeitsplan entsprechend anpassen!

Qualifikationsphase - 1. Semester: Enzymatik, Energiestoffwechsel und Evolution

UR 1: Energiestoffwechsel und Sport (Semesterwochenstunden: ca. 50)


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Thema Inhaltsbezogene Kompetenzen Prozessbezogene Kompetenzen Anmerkungen Material

1.1. Enzyme als Biokatalysatoren

FW 1.1 erläutern Struktur-Funktionsbeziehungen auf der Ebene von Molekülen modellhaft (Enzyme, Rezeptormoleküle, Aktin- und Myosinfilamente bei der Kontraktion von Skelettmuskelfasern*).

Schlüssel-Schloss-Prinzip am Beispiel vom Enzym-Substrat-Komplex

FW 4.3. erläutern Enzyme als Biokatalysatoren von Abbau- und Aufbauprozessen (Aktivierungsenergie, Substrat- und Wirkungsspezifität).

FW 4.4. erläutern die Abhängigkeit der Enzymaktivität von unterschiedlichen Faktoren (Temperatur, pH-Wert, Substratkonzentration).

EG 1.1 beschreiben und erklären biologische Sachverhalte kriteriengeleitet durch Beobachtung und Vergleich.

EG 2.1 entwickeln Fragestellungen und Hypothesen, planen Experimente, führen diese durch und werten sie hypothesenbezogen aus

EG 2.2 diskutieren Fehlerquellen bei Experimenten (fehlender Kontrollansatz)

EG 3.1 erläutern biologische Sachverhalte mithilfe von Modellen

EG 3.2 wenden Modelle an, erweitern sie und beurteilen die Aussagekraft und Gültigkeit

EG 4.1 wenden den naturwissenschaftlichen Gang der Erkenntnisgewinnung auf neue Probleme an.

EG 4.3 analysieren wissenschaftliche Texte

EG 4.4. beschreiben, analysieren und deuten Abbildungen, Tabellen, Diagramme sowie grafische Darstellungen unter Beachtung der untersuchten Größen und Einheiten

KK 1 beschreiben und erklären biologische Sachverhalte strukturiert und unter korrekter Verwendung der Fachsprache

KK 2 veranschaulichen biologische Sachverhalte auf angemessene Art und Weise (Text, Diagramm, Schema, Skizze)

KK 3 strukturieren biologische

Aufbau der Enzyme


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Zusammenhänge (Fließdiagramm, Mindmap, Concept-Map*)

KK 4 unterscheiden bei der Erläuterung physiologischer Sachverhalte zwischen Stoff- und Teilchenebene

1.2. Zellatmung FW 1.1: erläutern Struktur-Funktionsbeziehungen auf der Ebene von Molekülen modellhaft (Enzyme, Rezeptormoleküle, Aktin- und Myosinfilamente bei der Kontraktion von Skelettmuskelfasern*).

Gegenspielerprinzip

FW 1.2: erläutern Struktur-Funktionsbeziehungen auf der Ebene von Organellen (Chloroplasten, Mitochondrien).

Oberflächenvergrößerung

FW 2.1. erläutern biologische Phänomene mithilfe verschiedener Arten von Stofftransport zwischen Kompartimenten (passiver und aktiver Transport).

FW 2.2: erläutern die Funktion der Kompartimentierung (Ruhepotenzial, chemiosmotisches Modell der ATP-Bildung).

FW 2.3. beschreiben, dass Kompartimentierung auf verschiedenen Systemebenen existiert (Organell, Zelle, Organ, Organismus, Ökosystem).

FW 3.1: beschreiben kompetitive und allosterische Wirkungen bei Enzymen zur Regulation von Stoffwechselwegen (Phosphofructokinase).

EG 1.3 vergleichen den Bau von Organellen anhand schematischer Darstellungen (Chloroplasten, Mitochondrien)


EG 3.2 wenden Modelle an, erweitern sie und beurteilen die Aussagekraft und Gültigkeit

EG 4.1 wenden den naturwissenschaftlichen Gang der Erkenntnisgewinnung auf neue Probleme an





KK 3 strukturieren biologische Zusammenhänge (Fließdiagramm,

Die wichtigsten Moleküle der Stoffwechselwege werden dabei in der Regel im C-Körper-Schema dargestellt. Das bedeutet, die Anzahl der Kohlenstoffatome und die Namen der Ausgangsstoffe und Produkte sowie der an den energetisch relevanten Schritten beteiligten Zwischenprodukte, Reduktions- und Energieäquivalente müssen angegeben werden.

Ausgangsfrage:

Wie wird die Energie für sportliche Leistungen bereitgestellt?

Hinführung über Befunde zur Atmung bei körperlicher Anstrengung, äußerer Atmung bis hin zu Zellatmung

Sauerstofftransport im Blut Bezug zum Hämoglobin

Vernetzung der Zellatmungsprozesse


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FW 3.2. erläutern Homöostase als Ergebnis von Regelungsvorgängen, die für Stabilität in physiologischen Systemen sorgen (Regulation der Zellatmung, Thermoregulierer und Thermokonformer)*.

FW 4.1: erläutern Grundprinzipien von Stoffwechselwegen (Redoxreaktionen, Energieumwandlung, Energieentwertung, ATP/ADP-System, Reduktionsäquivalente).

FW 4.3. erläutern Enzyme als Biokatalysatoren von Abbau- und Aufbauprozessen (Aktivierungsenergie, Substrat- und Wirkungsspezifität).

FW 4.5. erläutern die Bereitstellung von Energie unter Bezug auf die vier Teilschritte der Zellatmung (C-Körper-Schema, energetisches Modell der ATP-Bildung*, chemiosmotisches Modell der ATP- Bildung, Stoff- und Energie-Bilanzen).

FW 7.1. erläutern Angepasstheit auf der Ebene von Molekülen (Hämoglobin)*.

FW 8.5. erläutern die Existenz von Zellorganellen mit einer Doppelmembran mithilfe der Endosymbiontentheorie (Chloroplasten, Mitochondrien)*.

Mindmap, Concept-Map*)

KK 4 unterscheiden bei der Erläuterung physiologischer Sachverhalte zwischen Stoff- und Teilchenebene

können am Beispiel der Vorgänge in Muskeln bei Belastung erarbeitet werden

1.3 Möglicher Exkurs: Milchsäure-gärung (optional)

FW 3.1: beschreiben kompetitive und allosterische Wirkungen bei Enzymen zur Regulation von Stoffwechselwegen […].

FW 4.1: erläutern Grundprinzipien von Stoffwechselwegen (Redoxreaktionen, Energieumwandlung, Energieentwertung,




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ATP/ADP-System, Reduktionsäquivalente).

FW 4.5. erläutern die Bereitstellung von Energie unter Bezug auf die vier Teilschritte der Zellatmung (C-Körper-Schema, energetisches Modell der ATP-Bildung*, chemiosmotisches Modell der ATP- Bildung, Stoff- und Energie-Bilanzen).



KK 3 strukturieren biologische Zusammenhänge (Fließdiagramm, Mindmap, Concept-Map*)


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UR 2 Variabilität und Angepasstheit sowie Evolutionstheorien und ihre Belege (Semesterwochenstunden: ca. 25)

Thema Inhaltsbezogene Kompetenzen Prozessbezogene Kompetenzen Anmerkungen, Beispiele Material

2.1 Evolutions-theorien und Belege für die Synthetische Theorie

FW 7.5. erläutern Angepasstheit als Ergebnis von Evolution (ökologische Nische).

FW 7.6. erläutern verschiedene Evolutionstheorien (Lamarck, Darwin, Synthetische Evolutionstheorie).

FW 7.7. beschreiben, dass Biodiversität auf verschiedenen Systemebenen existiert (genetische Variabilität, Artenvielfalt, Ökosystemvielfalt).

FW 8.1. erläutern und entwickeln Stammbäume anhand anatomisch-morphologischer Befunde (ursprüngliche und abgeleitete Merkmale).

FW 8.2. werten molekularbiologische Homologien zur Untersuchung phylogenetischer Verwandtschaft bei Wirbeltieren aus und entwickeln auf dieser Basis einfache Stammbäume (DNA-Sequenz, Aminosäuresequenz).

FW 8.3. deuten Befunde als Analogien oder Homologien (Konvergenz, Divergenz).

EG 1.1 beschreiben und erklären biologische Sachverhalte kriteriengeleitet durch Beobachtung und Vergleich






KK 5 unterscheiden zwischen proximaten und ultimaten Erklärungen und vermeiden unangemessene finale Begründungen

Theorien von Lamarck und Darwin sowie synthetische Evolutionstheorie

Interpretation von Fossilienfunde (Homologie, Analogie, Brückentiere)

Koevolution

Evolution = nicht zielgerichteter Prozess

Allopatrische Artbildung/Sympatrische Artbildung, Radiative Adaption

Simulationen für Veränderungen eines Genpools

2.2 Evolutions-faktoren

FW 7.4. erläutern den Prozess der Evolution (Isolation, Mutation, Rekombination, Selektion, allopatrische und sympatrische Artbildung, adaptive Radiation*, Gendrift*).

FW 7.7. beschreiben, dass Biodiversität


EG 3.3 erklären biologische Phänomene mithilfe von Kosten-Nutzen-Analysen (reproduktive Fitness) *

EG 4.3 analysieren wissenschaftliche


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auf verschiedenen Systemebenen existiert (genetische Variabilität, Artenvielfalt, Ökosystemvielfalt).

Texte





KK 5 unterscheiden zwischen proximaten und ultimaten Erklärungen und vermeiden unangemessene finale Begründungen

KK 6 erörtern komplexe biologische Fragestellungen, deren Lösung strittig ist (Handlungsoptionen zur Verbesserung der CO2-Bilanz, Artbildung*)


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2. Semester: Fotosynthese und Ökologie

UR 3: Ökologie und nachhaltige Zukunft (Semesterwochenstunden: ca. 77)


3.1 Grüne Pflanzen als Produzenten

(ca. 31 Std.)

FW 1.2 erläutern Struktur-Funktions-beziehungen auf der Ebene von Organellen (Chloroplasten, Mitochondrien).

FW 1.3 erläutern Struktur-Funktionsbeziehungen auf der Ebene von Organen (Sonnen- und Schattenblatt, Transpiration beim Blatt).

FW 2.1 erläutern biologische Phänomene mit Hilfe verschiedener Arten von Stofftransport zwischen Kompartimenten (passiver und aktiver Transport).

FW 2.2 erläutern die Funktion der Kompartimentierung (Ruhepotenzial, chemiosmotisches Modell der ATP- Bildung).

FW 2.3 beschreiben, dass Kompartimentierung auf verschiedenen Systemebenen existiert (Organell, Zelle, Organ, Organismus, Ökosystem).

Diese Kompetenz ist mit Bezug auf das in den Hinweisen vorgegebene Ökosystem zu behandeln.

FW 4.1 erläutern Grundprinzipien von Stoffwechselwegen (Redoxreaktionen, Energieumwandlung, Energieentwertung, ATP/ADP-System, Reduktionsäquivalente).

FW 4.2 erläutern die Umwandlung von Lichtenergie in chemische Energie in der Fotosynthese (Abhängigkeit von Außenfaktoren, Funktion der


EG 1.2 mikroskopieren und skizzieren biologische Präparate (bifaziales Laubblatt).

EG 1.3 vergleichen den Bau von Organellen anhand schematischer Darstellungen (Chloroplasten, Mitochondrien).

EG 1.4 führen eine Dünnschichtchromatografie durch und werten das Chromatogramm aus (Blattpigmente).

EG 2.1 entwickeln Fragestellungen und Hypothesen, planen Experimente, führen diese durch und werten sie hypothesenbezogen aus.

EG 2.2 diskutieren Fehlerquellen bei Experimenten (fehlender Kontrollansatz).

EG 3.1 erläutern biologische Sachverhalte mit Hilfe von Modellen.

EG 3.2 wenden Modelle an, erweitern sie und beurteilen die Aussagekraft und Gültigkeit.

EG 4.1 wenden den naturwissenschaftlichen Gang der Erkenntnisgewinnung auf neue Probleme an

EG 4.2 erläutern biologische Arbeitstechniken (Autoradiografie, DNA-

Die wichtigsten Moleküle der Stoffwechselwege werden dabei in der Regel im C-Körper-Schema dargestellt. Das bedeutet, die Anzahl der Kohlenstoffatome und die Namen der Ausgangsstoffe und Produkte sowie der an den energetisch relevanten Schritten beteiligten Zwischenprodukte, Reduktions- und Energieäquivalente müssen angegeben werden.


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Fotosynthesepigmente, Absorptions- und Wirkungsspektrum, Primärreaktionen, energetisches Modell der ATP- Bildung *, chemiosmotisches Modell der ATP- Bildung, Sekundärreaktionen: Fixierungs- und Reduktionsphase im C-Körper-Schema, Regenerationsphase nur summarisch).

FW 4.3 erläutern Enzyme als Biokatalysatoren von Abbau- und Aufbauprozessen (Aktivierungsenergie, Substrat- und Wirkungsspezifität).

FW 4.4 erläutern die Abhängigkeit der Enzymaktivität von unterschiedlichen Faktoren (Temperatur, pH-Wert, Substratkonzentration).

FW 7.2 erläutern Angepasstheit auf der Ebene von Organen (xeromorphes Blatt).

FW 7.3 erläutern Angepasstheit auf der Ebene von Organismen (CAM-Pflanzen: ökologische und stoffwechselbiologische Aspekte)*.

FW 8.5. erläutern die Existenz von Zellorganellen mit einer Doppelmembran mithilfe der Endosymbiontentheorie (Chloroplasten, Mitochondrien)*.

Sequenzierung unter Anwendung von PCR und Gel-Elektrophorese, DNA-Chip-Technologie*), werten Befunde aus und deuten sie.

EG 4.4 beschreiben, analysieren und deuten Abbildungen, Tabellen, Diagramme sowie grafische Darstellungen unter Beachtung der untersuchten Größen und Einheiten.

KK 1 beschreiben und erklären biologische Sachverhalte strukturiert und unter korrekter Verwendung der Fachsprache.

KK 2 veranschaulichen biologische Sachverhalte auf angemessene Art und Weise (Text, Tabelle, Diagramm, Schema, Skizze).

KK 3 strukturieren biologische Zusammenhänge (Fließdiagramm, Mindmap, Conceptmap*).

KK 4 unterscheiden bei der Erläuterung physiologischer Sachverhalte zwischen Stoff- und Teilchenebene.

KK 5 unterscheiden zwischen proximaten und ultimaten Erklärungen und vermeiden unangemessene finale Begründungen.

3.2 Umweltfaktoren und ökologische Potenz

(3.2-3.5: ca. 46 Std.)

FW 3.2 erläutern Homöostase als Ergebnis von Regelungsvorgängen, die für Stabilität in physiologischen Systemen sorgen (Regulation der Zellatmung, Thermoregulierer und Thermokonformer)*.

FW 3.5 vergleichen unter Bezug auf biotische und abiotische Faktoren physiologische und ökologische Potenzen

EG 1.5 führen Freilanduntersuchungen durch und werten diese aus (ausgewählte abiotische und biotische Faktoren).

EG 4.4 beschreiben, analysieren und deuten Abbildungen, Tabellen, Diagramme sowie grafische Darstellungen unter Beachtung der untersuchten Größen


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(Toleranzkurzven).


und Einheiten.

3.3 Wechselwirkungen zwischen Lebewesen

FW 3.3 erläutern Wechselbeziehungen zwischen Organismen (inter- und intraspezifische Konkurrenz, Räuber-Beute, Parasitismus, Symbiose). FW 3.4 erläutern die Regulation der Populationsdichte (dichteabhängige und dichteunabhängige Faktoren). FW 4.6 stellen energetische und stoffliche Beziehungen zwischen Organismen in einem Ökosystem dar (Nahrungskette und -netz unter Einbezug der Trophieebenen). Diese Kompetenz ist mit Bezug auf das in den Hinweisen vorgegebene Ökosystem zu behandeln.

KK 2 veranschaulichen biologische Sachverhalte auf angemessene Art und Weise (Text, Tabelle, Diagramm, Schema, Skizze).

KK 3 strukturieren biologische Zusammenhänge (Fließdiagramm, Mindmap, Conceptmap*).

3.4 Stoffkreislauf und Energiefluss in Ökosystemen

FW 2.3 beschreiben, dass Kompartimentierung auf verschiedenen Systemebenen existiert (Organell, Zelle, Organ, Organismus, Ökosystem). Diese Kompetenz ist mit Bezug auf das in den Hinweisen vorgegebene Ökosystem zu behandeln. FW 4.7 erläutern Stoffkreisläufe auf der Ebene von Ökosystemen und der Biosphäre (Kohlenstoffkreislauf, Stickstoffkreislauf*).


KK 6 erörtern komplexe biologische Fragestellungen, deren Lösungen strittig sind (Handlungsoptionen zur Verbesserung der CO2-Bilanz, Artbildung*).


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3.5 Eingriffe des Menschen in Ökosysteme

FW 2.3 beschreiben, dass Kompartimentierung auf verschiedenen Systemebenen existiert (Organell, Zelle, Organ, Organismus, Ökosystem). Diese Kompetenz ist mit Bezug auf das in den Hinweisen vorgegebene Ökosystem zu behandeln. FW 7.7 beschreiben, dass Biodiversität auf verschiedenen Systemebenen existiert (genetische Variabilität, Artenvielfalt, Ökosystemvielfalt).


BW 1 bewerten mögliche kurz- und langfristige regionale und/oder globale Folgen eigenen und gesellschaftlichen Handelns auf der Grundlage einer Analyse der Sach- sowie der Werteebene der Problemsituation und entwickeln Handlungsoptionen.

BW 2 analysieren komplexe Problem- und Entscheidungssituationen im Hinblick auf soziale, räumliche und zeitliche Fallen*.

BW 3 bewerten Maßnahmen zum Schutz der Biodiversität aus verschiedenen Perspektiven (Nachhaltigkeit).

Hinweise zu Materialien:

• Einstieg: Zeit Wissen, Heft 6, Okt./Nov. 2009, S. 10: „Algen im Tank – wird jetzt alles gut?“

• Grundlagen und Algenbioreaktor: Oehmig, B., Nieder, J.: CO2 und Biomasse. Unterricht Biologie 335, Juni 2008, S. 20 - 25 20 –(Prinzip des

Algenbioreaktors beim Kohlekraftwerg Farge (Bremen), S. 25);

• Algenzucht und Mikroskopie: Kremer: Das große Kosmos-Buch der Mikroskopie, Kosmos 2002

• Pilotprojekt CO2-Konversion durch Mikroalgen Jacobsuniversität Bremen: http://www.jacobs-

university.de/news/media/pressreleases/15581/index.php

• „Oilgae“, mit Algen-Glossar , vermutlich umfassendste Plattform (in Englisch) für „Algoil“ bzw. Oligae“: http://www.oilgae.com/

http://www.jacobs-university.de/

http://www.jacobs-university.de/

http://www.oilgae.com/


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• BMFT: http://www.bmbf.de/de/12360.php

• Übersicht. Algenbioverfahrenstechnik: http://www.mstonline.de/mikrosystemtechnik/mst-fuer-energie/algen/

http://www.bmbf.de/de

http://www.mstonline.de/mikrosystemtechnik/mst-fuer-energie/algen/


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3. Semester: Kommunikation in biologischen Systemen UR 4: Neuronale Informationsverarbeitung (Semesterwochenstunden: 30)


4.1 Bau von Nervenzellen

FW 1.1 erläutern Struktur-Funktionsbeziehungen auf der Ebene von Molekülen modellhaft (Enzyme, Rezeptormoleküle, Aktin- und Myosinfilamente bei der Kontraktion von Skelettmuskelfasern*). FW 2.3 beschreiben, dass Kompartimentierung auf verschiedenen Systemebenen existiert (Organell, Zelle, Organ, Organismus, Ökosystem).

EG 3.1 erläutern biologische Sachverhalte mit Hilfe von Modellen. EG 3.2 wenden Modelle an, erweitern sie und beurteilen die Aussagekraft und Gültigkeit. KK 1 beschreiben und erklären biologische Sachverhalte strukturiert und unter korrekter Verwendung der Fachsprache.

4.2 Erregungsweiterleitung an einem Neuron

FW 2.1 erläutern biologische Phänomene mit Hilfe verschiedener Arten von Stofftransport zwischen Kompartimenten (passiver und aktiver Transport). FW 2.2 erläutern die Funktion der Kompartimentierung (Ruhepotenzial, chemiosmotisches Modell der ATP- Bildung). FW 5.3 erläutern die Informationsübertragung zwischen Zellen (Nervenzellen: Entstehung und Weiterleitung elektrischer Potenziale, erregende cholinerge Synapse, Beeinflussung der Synapse durch einen neuroaktiven Stoff, hemmende Synapse*, räumliche und zeitliche Summation*). Schlüssel-Schloss-Prinzip:

Transmitterstoffe, Rezeptormoleküle FW Entstehung und Weiterleitung von elektrischen Signalen

EG 3.1 erläutern biologische Sachverhalte mit Hilfe von Modellen. EG 3.2 wenden Modelle an, erweitern sie und beurteilen die Aussagekraft und Gültigkeit. EG 4.3 analysieren naturwissenschaftliche Texte. KK 2 veranschaulichen biologische Sachverhalte auf angemessene Art und Weise (Text, Tabelle, Diagramm, Schema, Skizze). KK 4 unterscheiden bei der Erläuterung physiologischer Sachverhalte zwischen Stoff- und Teilchenebene. KK schlüssige und strukturierte Darstellung in mündlicher und schriftlicher Form.

EG 3.1: Dominostein-Modellexperiment zu saltatorischer und kontinuierlicher Erregungsweiterleitung.


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4.3 Synaptische und postsynaptische Vorgänge

FW 2.3 beschreiben, dass Kompartimentierung auf verschiedenen Systemebenen existiert (Organell, Zelle, Organ, Organismus, Ökosystem). FW 5.3 erläutern die Informationsübertragung zwischen Zellen (Nervenzellen: Entstehung und Weiterleitung elektrischer Potenziale, erregende cholinerge Synapse, Beeinflussung der Synapse durch einen neuroaktiven Stoff, hemmende Synapse*, räumliche und zeitliche Summation*). Schlüssel-Schloss-Prinzip:

Transmitterstoffe, Rezeptormoleküle

EG 1.1 beschreiben und erklären biologische Sachverhalte kriteriengeleitet durch Beobachtung und Vergleich. EG 4.4 beschreiben, analysieren und deuten Abbildungen, Tabellen, Diagramme sowie grafische Darstellungen unter Beachtung der untersuchten Größen und Einheiten. KK 3 strukturieren biologische Zusammenhänge (Fließdiagramm, Mindmap, Conceptmap*). KK schlüssige und strukturierte Darstellung in mündlicher und schriftlicher Form.

4.4 Wirkung neuroaktiver Substanzen auf Neuron und Synapse

FW 5.3 erläutern die Informationsübertragung zwischen Zellen (Nervenzellen: Entstehung und Weiterleitung elektrischer Potenziale, erregende cholinerge Synapse, Beeinflussung der Synapse durch einen neuroaktiven Stoff, hemmende Synapse*, räumliche und zeitliche Summation*). Schlüssel-Schloss-Prinzip:


EG 3.1 erläutern biologische Sachverhalte mit Hilfe von Modellen. EG 3.2 wenden Modelle an, erweitern sie und beurteilen die Aussagekraft und Gültigkeit. EG 4.1 wenden den naturwissenschaftlichen Gang der Erkenntnisgewinnung auf neue Probleme an.

Curare, Botox, Conotoxine, Nikotin etc.


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UR 5: Sinnesorgane – Fenster zur Außenwelt (Semesterwochenstunden: 20)


5.1 Aufbau des Auges

FW 1.1 erläutern Struktur-Funktionsbeziehungen auf der Ebene von Molekülen modellhaft (Enzyme, Rezeptormoleküle, Aktin- und Myosinfilamente bei der Kontraktion von Skelettmuskelfasern*). FW 2.2 erläutern die Funktion der Kompartimentierung (Ruhepotenzial, chemiosmotisches Modell der ATP- Bildung).

EG 4.3 analysieren naturwissenschaftliche Texte.

5.2 Funktion der Netzhaut

FW 2.3 beschreiben, dass Kompartimentierung auf verschiedenen Systemebenen existiert (Organell, Zelle, Organ, Organismus, Ökosystem). FW 5.1 erläutern das Prinzip der Signaltransduktion als Übertragung von extrazellulären Signalen in intrazelluläre Signale (Geruchssinn, Lichtsinn*, Hormone*). FW 5.2 erläutern den Aufbau und die Funktion der Netzhaut unter dem Aspekt der Kontrastwahrnehmung (laterale Inhibition)*.

EG 3.1 erläutern biologische Sachverhalte mit Hilfe von Modellen. EG 3.2 wenden Modelle an, erweitern sie und beurteilen die Aussagekraft und Gültigkeit. EG 4.4 beschreiben, analysieren und deuten Abbildungen, Tabellen, Diagramme sowie grafische Darstellungen unter Beachtung der untersuchten Größen und Einheiten.

5.3 Akkommodation und Adaption

Gegenspielerprinzip EG 2.1 entwickeln Fragestellungen und Hypothesen, planen Experimente, führen diese durch und werten sie hypothesenbezogen aus. EG 4.1 wenden den naturwissenschaftlichen Gang der Erkenntnisgewinnung auf neue Probleme an. KK 2 veranschaulichen biologische Sachverhalte auf angemessene Art und

Schülerversuch


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Weise (Text, Tabelle, Diagramm, Schema, Skizze).

5.4 Geruchssinn

FW 2.1 erläutern biologische Phänomene mit Hilfe verschiedener Arten von Stofftransport zwischen Kompartimenten (passiver und aktiver Transport). FW 2.2 erläutern die Funktion der Kompartimentierung (Ruhepotenzial, chemiosmotisches Modell der ATP- Bildung). FW 5.3 erläutern die Informationsübertragung zwischen Zellen (Nervenzellen: Entstehung und Weiterleitung elektrischer Potenziale, erregende cholinerge Synapse, Beeinflussung der Synapse durch einen neuroaktiven Stoff, hemmende Synapse*, räumliche und zeitliche Summation*). Oberflächenvergrößerung

EG 1.1 beschreiben und erklären biologische Sachverhalte kriteriengeleitet durch Beobachtung und Vergleich. KK 1 beschreiben und erklären biologische Sachverhalte strukturiert und unter korrekter Verwendung der Fachsprache.

Schülerversuch: Geruchsstation/ Geschmacksstation

5.5 Funktion von Rezeptoren

FW 5.1 erläutern das Prinzip der Signaltransduktion als Übertragung von extrazellulären Signalen in intrazelluläre Signale (Geruchssinn, Lichtsinn*, Hormone*). Schlüssel-Schloss-Prinzip:


EG 2.1 entwickeln Fragestellungen und Hypothesen, planen Experimente, führen diese durch und werten sie hypothesenbezogen aus. EG 3.1 erläutern biologische Sachverhalte mit Hilfe von Modellen. EG 3.2 wenden Modelle an, erweitern sie und beurteilen die Aussagekraft und Gültigkeit. KK 3 strukturieren biologische Zusammenhänge (Fließdiagramm, Mindmap, Conceptmap*). KK 4 unterscheiden bei der Erläuterung physiologischer Sachverhalte zwischen Stoff- und Teilchenebene.


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KK schlüssige und strukturierte Darstellung in mündlicher und schriftlicher Form.


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UR 6: Stress (Hormone und Nervensystem) (Semesterwochenstunden: 10)


6.1 hormonale und neuronale Grundlagen der Stressreaktion

FW 1.1 erläutern Struktur-Funktionsbeziehungen auf der Ebene von Molekülen modellhaft (Enzyme, Rezeptormoleküle, Aktin- und Myosinfilamente bei der Kontraktion von Skelettmuskelfasern*). Verzicht auf chemische

Strukturformeln (schematische Vereinfachung)

EG 1.1 beschreiben und erklären biologische Sachverhalte kriteriengeleitet durch Beobachtung und Vergleich. EG 4.4 beschreiben, analysieren und deuten Abbildungen, Tabellen, Diagramme sowie grafische Darstellungen unter Beachtung der untersuchten Größen und Einheiten. KK 2 veranschaulichen biologische Sachverhalte auf angemessene Art und Weise (Text, Tabelle, Diagramm, Schema, Skizze).

6.2 Das Fight or flight-Syndrom

FW 5.1 erläutern das Prinzip der Signaltransduktion als Übertragung von extrazellulären Signalen in intrazelluläre Signale (Geruchssinn, Lichtsinn*, Hormone*). FW 5.4 erläutern das Zusammenspiel der hormonellen und neuronalen Informationsübertragung (Hypothalamus, Kampf-oder-Flucht-Reaktion)*.

EG 4.3 analysieren naturwissenschaftliche Texte. KK 1 beschreiben und erklären biologische Sachverhalte strukturiert und unter korrekter Verwendung der Fachsprache.

6.3 Störung der Homöostase und Stress

Schlüssel-Schloss-Prinzip:

Transmitterstoffe, Rezeptormoleküle, Enzym-Substrat-Komplex

EG 3.1 erläutern biologische Sachverhalte mit Hilfe von Modellen. EG 3.2 wenden Modelle an, erweitern sie und beurteilen die Aussagekraft und Gültigkeit. EG 4.1 wenden den naturwissenschaftlichen Gang der Erkenntnisgewinnung auf neue Probleme an.

Beispiel Glucose-Homöostase Mögliche Verknüpfung zu Energiestoffwechsel


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4. Semester: Geschichte und Verwandtschaft sowie Prüfungsvorbereitung

UR 7: Die Evolution des Menschen (Biologische und kulturelle Evolution im Vergleich) (Semesterwochenstunden: 10)


7.1 Indizien für die Evolution des Menschen

FW 8.1 erläutern und entwickeln Stammbäume anhand anatomisch-morphologischer Befunde (ursprüngliche und abgeleitete Merkmale).

EG 4.2 erläutern biologische Arbeitstechniken (Autoradiografie, DNA-Sequenzierung unter Anwendung von PCR und Gel-Elektrophorese, DNA-Chip-Technologie*), werten Befunde aus und deuten sie. KK 1 beschreiben und erklären biologische Sachverhalte strukturiert und unter korrekter Verwendung der Fachsprache. KK 6 erörtern komplexe biologische Fragestellungen, deren Lösungen strittig sind (Handlungsoptionen zur Verbesserung der CO2-Bilanz, Artbildung*).

Der Junge von Nariokotome = „Turkanaboy“ (eines der vollständigsten Skelette eines frühen Hominiden)=> Auch andere Phänomene nutzbar für den Einstieg!

7.2 Stellung des Menschen im System der Primaten

EG 1.1 beschreiben und erklären biologische Sachverhalte kriteriengeleitet durch Beobachtung und Vergleich. EG 4.3 analysieren naturwissenschaftliche Texte. KK 2 veranschaulichen biologische Sachverhalte auf angemessene Art und Weise (Text, Tabelle, Diagramm, Schema, Skizze).

7.3 Rekonstruktion und Erklärung der Stammesgeschichte des

EG 3.1 erläutern biologische Sachverhalte mit Hilfe von Modellen. EG 3.2 wenden Modelle an, erweitern sie und beurteilen die Aussagekraft und Gültigkeit


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Menschen

EG 4.4 beschreiben, analysieren und deuten Abbildungen, Tabellen, Diagramme sowie grafische Darstellungen unter Beachtung der untersuchten Größen und Einheiten. KK 3 strukturieren biologische Zusammenhänge (Fließdiagramm, Mindmap, Conceptmap*). KK nutzen digitale Medien und Technologie und reflektieren den Einsatz dieser Medien sowie die Informationsquelle kritisch. KK schlüssige und strukturierte Darstellung in mündlicher und schriftlicher Form.

7.4 Kulturelle und biologische Evolution

FW 8.4 erörtern wissenschaftliche Befunde und Hypothesen zur Humanevolution (evolutive Trends, Zusammenspiel biologischer und kultureller Evolution).* FW 8 erläutern die Rolle des Gehirns als Informationsspeicher. Weitergabe von Informationen und

Aufnahme durch Lernen und Gedächtnis

EG 4.2 erläutern biologische Arbeitstechniken (Autoradiografie, DNA-Sequenzierung unter Anwendung von PCR und Gel-Elektrophorese, DNA-Chip-Technologie*), werten Befunde aus und deuten sie. KK 5 unterscheiden zwischen proximaten und ultimaten Erklärungen und vermeiden unangemessene finale Begründungen.


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UR 8: Enzyme nach Maß (Semesterwochenstunden: 5) Hinweis: Genetik möglichst kurz halten, da Wiederholung aus Klasse 11


Wiederholung Genetik

FW 3.6 erläutern die Regulation der Genaktivität bei Eukaryoten (Genom, Proteom, An- und Abschalten von Genen durch Transkriptionsfaktoren, alternatives Spleißen, RNA-Interferenz […])*. FW 3 Einfluss auf die Aktivierung und Inaktivierung eines Gens, wobei Regulation in besonderem Maße deutlich wird Umwelteinflüsse Gelée Royale bei Bienen

FW 7 erläutern Mutation, Rekombination und Modifikation als Grundlage von Variabilität. Schlüssel-Schloss-Prinzip:

Transmitterstoffe, Rezeptormoleküle, Enzym-Substrat-Komplex

KK 2 veranschaulichen biologische Sachverhalte auf angemessene Art und Weise (Text, Tabelle, Diagramm, Schema, Skizze). KK 3 strukturieren biologische Zusammenhänge (Fließdiagramm, Mindmap, Conceptmap*).

Funktionsweise der Epigenetik

FW 3.6 erläutern die Regulation der Genaktivität bei Eukaryoten ([…] Methylierung und Demethylierung)*. Histonmodifikation FW 3 Einfluss auf die Aktivierung und Inaktivierung eines Gens, wobei Regulation in besonderem Maße deutlich wird Gelée Royale bei Bienen

EG 4.2 erläutern biologische Arbeitstechniken (Autoradiografie, DNA-Sequenzierung unter Anwendung von PCR und Gel-Elektrophorese, DNA-Chip-Technologie*), werten Befunde aus und deuten sie. EG 1.1 beschreiben und erklären biologische Sachverhalte kriteriengeleitet durch Beobachtung und Vergleich. BW beurteilen kritisch moderne biotechnologische und biomedizinische Verfahren.


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