Stoffverteilungsplan Biologie Berufliche OberstufeStoffverteilungsplan und Planungshilfe zu Natura Biologie Berufliche Oberstufe (978-3-12-049011-1)für die Gymnasiale Oberstufe Hessen

Inhalte und Hinweise laut Bildungsplan Stoffverteilungsplan und Planungshilfe zu Natura Biologie Berufliche Oberstufefür die Gymnasiale Oberstufe Hessen

Themen Natura Biologie Berufliche Oberstufe(978-3-12-049011-1)

Inhalte und Hinweise SeitenDie Einführungsphase (E)

E A Die Zelle als offenes System/Klassische UntersuchungsmethodenBegründung:Die Inhalte zur Zellbiologie aus der Jahrgangsstufe 7G – Vergleich tierischer und pflanzlicher Zellen sowie das Arbeiten mit dem Lichtmikroskop – werden als Grundlage für die Erarbeitung der molekularen Strukturen der Zelle wiederholt.Verbindliche Unterrichtsinhalte/Aufgaben:

- Zellen als Bausteine des Lebendigen (Kriterien des Lebens),- Wiederholung der Arbeitsmethode des Mikroskopierens, Bau Lichtmikroskop,

- Zellaufbau anhand des lichtmikroskopischen Bildes pflanzlichen/tierischen Zelle,Vergleichende Zusammenstellung der Begriffe Zelle, Gewebe, Organ

Fakultative Unterrichtsinhalte/Aufgaben:- Wassertransport in Pflanzen- Dunkelfeld- und Fluoreszensverfahren- Elektronenmikroskop

Kennzeichen des Lebendigen 25Vergrößerungstechniken 20 Praktikum: Lichtmikroskopische Untersuchung 22 Praktikum: Heuaufguss 37Das lichtmikroskopische Bild der Zelle 24Aufbau Organismus 25

Zusammenwirken der Pflanzenorgane 118Mikroskopieverfahren 21Elektronenmikroskopie 26 Methode: Gefrierbruchtechnik 27

E B Zelluläre Strukturen/Zytobiologische UntersuchungsmethodenBegründung:Die essentielle Frage nach der Ernährung von Zellen/Stoffaufnahme in Zellen – und damit des gesamten Organismus – wird durch Experimente erarbeitet. Zunächst rückt die Biomembran als Zellbarriere in den Mittelpunkt weiterführender chemisch-physikalischer Untersuchungen einschließlich der Interpretation von EM-Bildern und Arbeiten mit Strukturmodellen. Chemisch-physikalische Inhalte sind hierbei von zentraler Bedeutung für das Verständnis des Aufbaus und der Funktion der Biomembranen. Den Schülerinnen und Schülern muss in Vorbereitung auf die Kurswahlen zur Qualifikationsphase deutlich werden, dass ein Verständnis der Biologie ohne fundierte Kenntnisse aus Chemie und Physik nicht möglich ist. Das System Zelle wird in seiner Komplexität und Funktionsweise ergänzt durch den Überblick über die zellulären Strukturen.Verbindliche Unterrichtsinhalte/Aufgaben:

- Deduktion auf nicht direkt sichtbare StrukturenPlasmolyse/Deplasmolyse/Prinzip der Diffusion/Osmose

Diffusion und Osmose 48 Praktikum: Diffusion 50 Praktikum: Osmose 51

- Membranaufbau Chemische Bestandteile der Biomembran; Eigenschaften von Proteinen, Lipiden und Kohlenhydraten

- Membranmodell Methode: Modellbildung- Transportmechanismen/Phänomene der Stoffaufnahme- Feinbau der Zelle: Überblick über zelluläre Strukturen

Fakultative Unterrichtsinhalte/Aufgaben:Vergleich Procyte und EucyteBedeutung des ZellkernsZellwandZytoskelettOsmoregulationKontraktile Elemente

Bau und Funktion der Biomembran 54Lipide/Kohlenhydrate 52Proteine 178 EXTRA: Phospholipidgehalt Roter Blutzellen 53Entwicklung der Membranmodelle 54Stoffdurchtritt durch Biomembranen 56Eukaryotische Zellen 28Der Zellkern 30Mitochondrien und Chloroplasten 32 EXTRA: Kompartimentierung 32 Material: Plastiden 33Zelldifferenzierung 34Vom Einzeller zum Vielzeller 36 Material: Zellforschung 38

Procyten 222Der Zellkern 30Zellwand 28Zytosklett 29Vom Einzeller zum Vielzeller 36

E C Die Zelle als Teil eines OrganismusBegründung:Grundlage für das Funktionieren des Organismus ist das Zusammenspiel der Zellen, Gewebe und Organe, die durch stoffliche Signale mit Hilfe verschiedener Transportmechanismen miteinander kommunizieren. Mit dem Thema „Ernährung“ wird ein Gesundheitsaspekt aufgegriffen. Hierbei sollen Enzymreaktionen (Katalyse) zur Verarbeitung der verschiedenen Nahrungsinhaltsstoffe und Aspekte einer gesunden Ernährung thematisiert werden.Verbindliche Unterrichtsinhalte/Aufgaben:- Kommunikation: Hormon- und Immunreaktion

- KatalyseEnzymbegriff, Aktivierungsenergie; Prinzip der Substrat-und Wirkungsspezifität, der kompetitiven/allosterischen Hemmung

Mechanismen des Immunsystems 226Das Hormonsystem des Menschen 246 Enzyme 60Struktur und Funktion von Enzymen 62Eigenschaften von Enzymen 64Proteine 178Geschwindigkeit enzymkatalysierter Reaktionen 66Regulation enzymkatalysierter Reaktionen 68 Praktikum: Geschwindigkeit enzymkatalysierter Reaktionen 70

- Rückkehr zur OrganismusebeneStoffwechsel Aspekte einer gesunden Ernährung

Fakultative Unterrichtsinhalte/Aufgaben:Zivilisationskrankheiten; Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Diabetes, Gicht, Cholesterinwerte; Energiegewinnung Dissimilation (Zellatmung)

Dissimilation (Zellatmung)

Praktikum: Experimente mit Urease 71Enzyme und Alkohol 72

Nahrungsmittel und ihre Inhaltsstoffe 102Energiebereitstellung und Aktivität 100Messung des Energieumsatzes 101Ausgewogene Ernährung 102Verdauung und Verfügbarkeit der Nährstoffe 104 EXTRA: Die Darmflora 105Resorption und Transport der Nährstoffe 106 Energie- und Baustoffwechsel 108 EXTRA: Einseitige Diäten 109Körpergewicht und Regulation 110 Material: Steuerung und Regelung im Stoffwechsel 111

Ernährung aus den Fugen? 112Diabetes mellitus 250Energiebereitstellung und Nutzung 84Die Glykolyse — der erste Schritt der Zellatmung  86Der Abbau der Brenztraubensäure 88Die Atmungskette der letzte Schritt der Zellatmung   90

E D OntogeneseBegründung:Ausgehend von den Strukturen und Leistungen einzelner Zellen wird nun die Entwicklung zum vollständigen Organismus betrachtet. Diese Inhalte verbinden die Einführungsphase mit der Qualifikationsphase Q1. Dabei soll im Sinne der Sensibilisierung für verantwortliches Handeln auch der gesundheitsfürsorgende Aspekt einer Vermeidung möglicher Schädigungen der Entwicklung thematisiert werden.Verbindliche Unterrichtsinhalte/Aufgaben:Mitose, Zellzyklus, MeioseNormogenese: Ablauf der normalen menschlichenEntwicklung (erste Entwicklungsstadien)Regulation des ZellzyklusFestlegung des Geschlechts beim MenschenEmbryopathien

Zellzyklus — Mitose und Interphase 40Meiose und die Bildung der Keimzellen 144Assistierte Reproduktion 146Expression von Merkmalen 148Down-Syndrom 150 Material: Umstrittene Reproduktionsmethoden 151Gregor Mendel — Entdecker der Vererbungsregeln 152Klassische Verfahren der Humangenetik 154 Material: Erbgänge 156Pränatale Diagnostik 158

Fakultative Unterrichtsinhalte/Aufgaben:Regulation des ZellzyklusStörungen der GeschlechtsentwicklungGenommutation, Non-Disjunction in der MeioseSpermienzahl, Östrogene, Xenoöstrogene

Zellzyklus — Mitose und Interphase 40Kontrollpunkte im Zellzyklus 41Chromosomenanomalien 143Assistierte Reproduktion 146Social Freezing 151

Die QualifikationsphaseQ2 A ÖkosystemEine detaillierte Erarbeitung des DNA-Aufbaus und ihrer Eigenschaften ist die Voraussetzung für das Verständnisder Funktion der Gene. Aus einfachen Beobachtungen der Verwertung verschiedener Zucker durch Bakterienkulturenkann eine Modellvorstellung der Gen-Regulation erarbeitet werden.Verbindliche Unterrichtsinhalte/Aufgaben:DNA ist die Erbsubstanz

Versuche von Griffith und Avery,Bau und Vermehrung von Bakterien, Konjugation, Transformation,Transduktion, Prinzip der Antibiotikaresistenzen

Bausteine der DNA, Doppelhelix, Replikation Watson-Crick-Modell, Nukleotide, Chargaff-RegelSemikonservative Replikation, Chromosomenaufbau,GenmutationZusätzlich LK: Okazaki-Fragmente

Die ProteinbiosyntheseOrt der Proteinbiosynthese Ribosom, Unterschiede zwischen Pro- und EukaryotenRNA Struktur und Funktion mRNA, tRNA, rRNAAblauf der ProteinbiosyntheseGenbegriff, Transkription und Translation bei Prokaryoten,Genetischer Code, Umgang mit der Code-Sonne:Zusätzlich LK: Transkription und Translation bei Eukaryoten: Splicing, Exons, Introns, Modell der Raumstruktur von Proteinen/EnzymenRegulation der GentätigkeitOperon-Modell Schema des Jacob-Monod-ModellsZusätzlich LK: Regulation der Gentätigkeit bei Bakterien:Substratinduktion, EndproduktrepressionEpigenetische Modifikation (LK) Imprinting (geschlechtsunterschiedliche Methylierung)Aktivitätsprofile der Gene (LK) Steuerung der Genaktivität in verschiedenen Entwicklungsphasen und Lebewesen

Fakultative Unterrichtsinhalte/Aufgaben:Ausdehnung der praktischen ArbeitPflanzenzüchtung

Gentherapie

Die chemische Natur des genetischen Materials 162 Praktikum: DNA-Isolierung 163Aufbau und Vermehrung von Bakterien 222Rekombination von Bakterien 223Die Nucleinsäuren DNA und RNA 164Die Verdopplung der DNA bei Eukaryoten 166Material  Replikation der DNA 168Chromosomenanalyse beim Menschen 142DNA — Schäden und Reparatur  186 Material: Veränderungen der DNA 188

Transkription — der erste Teil der Proteinbiosynthese 170Genetischer Code 172Translation — die Funktion der t-RNA 173Translation — ein Protein entsteht 174Proteinbiosynthese bei Pro- und Eukaryoten 176Proteine 178

Genregulation bei Prokaryoten 180Regulation der Proteinbiosynthese 182Erweiterter Genbegriff 183Genom, Proteom und Epigenom in der Forschung 184Alterung von Zellen 196

Methode: Gel-Elektrophorese 191Gentechnik in der Lebensmittelproduktion 208Klassische Tier- und Pflanzenzüchtung 210Gentherapie 206

Q1 C Biomedizinische Aspekte der GenetikBegründung:Die Biomedizin ist eine Teildisziplin der Humanbiologie im Grenzbereich von Medizin und Biologie. Sie ist ein sehr junges, interdisziplinäres Fachgebiet, das Inhalte und Fragestellungen der experimentellen Medizin mit den Methoden der Molekularbiologie und der Zellbiologie verbindet. Im Mittelpunkt stehen die molekularen und zellbiologischen Grundlagen des Lebens und seiner krankhaften Veränderungen. Die immer größer werdende Bedeutung dieses Fachgebietes hat auch Einfluss auf die Unterrichtsinhalte im Biologiekurs.Verbindliche Unterrichtsinhalte/Aufgaben:Stammzellen Entstehung/Gewinnung von Stammzellen (S.), normaleFunktion toti- und pluripotenter S.; embryonale und adulte S., induzierte pluripotente SKlonen: Verschiedene Formen des Klonens und die erhofften therapeutischen Möglichkeiten Kerntransplantationen, therapeutisches Klonen, GewebekulturenGenetische Aspekte von Krebserkrankungen (LK)Krebszellen, Onkogene, Anti-OnkogeneGenetische Aspekte der Immunreaktion Prinzip der Vielfalt der Antikörper

Fakultative Unterrichtsinhalte/Aufgaben:Reproduktionsmedizin Methoden und Techniken, psychische Belastungen

Stammzellen 42Nutzung von Stammzellen 43Klonen — Fluch oder Chance? 44Entstehung von Krebs 186Zellzyklus 40Mechanismen des Immunsystems 226Ablauf der Immunreaktion 228

Assistierte Reproduktion 146 Material: Umstrittene Reproduktionsmethoden 151

Q2 A ÖkosystemBegründung:Obwohl alle abiotischen Faktoren an bzw. in den Zellen wirken, werden die Lebewesen in diesem Abschnitt noch als eine black box betrachtet. Die Beschränkung auf einfache Beziehungen zwischen Einzelorganismus und einzelnen Faktoren eines Ökosystems erlaubt genauere Aussagen. Das Aufspüren von Stoff- und Energieflüssen und ihre Abhängigkeit von Umweltveränderungen informiert über Wechselwirkungen in Systemen und sensibilisiert für Umweltfragen.Verbindliche Unterrichtsinhalte/Aufgaben:Bestandteile eines Ökosystems: BiogeografieAllgemeine Übersicht: Klimazonen der ErdeStrukturierung von Ökosystemen Übersicht über abiotische Faktoren. Toleranzkurven, ökologische Potenz; Temperatur: RGT-Regel; Thermoregulation (Regelkreis); poikolitherm, homoiotherm. BERGMANNsche Regel, ALLENsche RegelÜbersicht über biotische Faktoren. Konkurrenz, Parasitismus, Symbiose, Räuber-Beute- Beziehungen (Lotka-Volterra-Regeln I,II,III); Sukzession; ökologische Nische, Biotop, Biozönose

Grundbegriffe der Ökologie 324Einfluss der Temperatur auf Lebewesen 326Abiotische Umweltfaktoren 328Modellexperimente zum Wärmehaushalt von Tieren 329Nahrungsbeziehungen 330Die ökologische Nische und Konkurrenz 332 Material: Wechselbeziehungen zwischen Lebewesen 334 Material: Wechselbeziehungen zwischen Lebewesen und Umwelt 335Populationsentwicklung 336Fortpflanzungsstrategien 338Nahrungsbeziehungen 340Population und Metapopulation 342 Material: Neophyten- und Neozoenpopulationen 343

Zusätzlich LK: Wasser: Hydroregulation bei Pflanzen; Wasseraufnahme, -transport, -abgabe; Prinzip von Diffusion und OsmoseBeschreibende Blockschaltbilder RegelkreisStoff- und Energiefluss:Stoffkreisläufe und Energiefluss in ÖkosystemenEnergiefluss: Produzenten, Konsumenten, Destruenten; Kohlenstoffkreislauf;Energieumwandlung, Nahrungsbeziehungen (Nahrungskette, Nahrungsnetz), TrophieebenenZusätzlich LK: Am Beispiel eines ausgewählten Ökosystems werden Stoffkreisläufe besprochen und der Energiefluss qualitativ untersuchtIm Unterricht vorbereitete Exkursion verbunden mit praktischer Arbeit

Fakultative Unterrichtsinhalte/Aufgaben:Leben auf Mars und Venus? Klimazonen, Höhenstufen StickstoffkreislaufSimulationsprogramme Strategien zur Überwindung limitierender Faktoren

Zusammenwirken der Pflanzenorgane 118

Trophiestufen und ökologische Pyramiden 346Stabilität und Sukzession im naturnahen Wald 348Lokale Stoffkreisläufe im Wald 350Tropischer Regenwald 352 Material: Tropischer Regenwald 353

Ökosystem See 354

Stickstoffkreislauf 351C4 und CAM Pflanzen 129

Q2 B Stoff- und Energiefluss in LebewesenBegründung:Das Lebewesen ist in eine komplexe Umwelt eingebettet. Es selbst und seine Zellen werden nun auf diesen Organisationsstufen wiederum als vielfach vernetzte Systeme erfahren. Eine Beschränkung auf die Untersuchung weniger Teilschritte ist notwendig. Ergebnisse der Biogeografie (Q2 A) werden vertieft: Lebewesen hängen von einer Vielzahl abiotischer Faktoren ab; limitierend ist der, der im Minimum ist.Verbindliche Unterrichtsinhalte/Aufgaben:Übersicht über Stoffwechselzusammenhänge

FotosyntheseBlattaufbau, Feinbau Chloroplast; Lichtabsorption: Chlorophyll-Absorptionsspektren; Orte und Grobschema der lichtabhängigen Reaktionen: Fotolyse des Wassers, Schema der Elektronentransportkette. Lichtunabhängige Reaktionen: Orte und Grobschema der lichtunabhängigen Reaktionen, vollständige Summengleichung;

Zusätzlich LK: Aufgabe von NADPH + H+ und ATP bei der Reduktion von PGS zu PGA; Modell der Lichtsammelfalle und des Protonengradienten; Prinzip der Katalyse an einem Beispiel der lichtabhängigen Reaktionen

Ernährung von Tieren und Pflanzen 116 EXTRA: Parasitierende Pflanzen 117Zusammenwirken der Pflanzenorgane 118Licht — Energiequelle für die Fotosynthese 120Modellexperiment Anregung von Chlorophyll 121 Praktikum: Fotosynthese 122 Praktikum: Trennung von Blattfarbstoffen 123Die Fotoreaktion — der erste Teil der Fotosynthese 124Synthesereaktion — der zweite Teil der Fotosynthese   126Fotosynthese im Überblick 127Fotosynthese und Umweltfaktoren 128Fotosynthesespezialisten C4- und CAM-Pflanzen 129

Synthesereaktion 126Fotosysteme 124Bildung ATP 125

ZellatmungGesamtsummengleichung incl. ATP-Bildung, Übersicht über Ausgangsstoffe und Produkte der Teilabschnitte: Glykolyse, oxidative Decarboxilierung, Citronensäurezyklus, Endoxidation.

Methode: Experiment

Fakultative Unterrichtsinhalte/Aufgaben:ChemosyntheseDetails der ZellatmungRegulationTauchen oder BergsteigenGärungBiosensoren

Energiebereitstellung und Leistung 82Energiebereitstellung und Nutzung 84Die Glykolyse — der erste Schritt der Zellatmung  86Der Abbau der Brenztraubensäure 88Die Atmungskette — der letzte Schritt der Zellatmung 90 Methode: Umgang mit wissenschaftlichen Daten 8

Biomasseproduktion durch Pflanzenwachstum 130 EXTRA: Bildung von Speicherstoffen 131Chemosynthese 132Chemosynthese und anoxygene Fotosynthese 133 EXTRA: Gärung 87Energiebereitstellung und Aktivität 100

Q2 C Wechselbeziehungen zwischen Umwelt und MenschBegründung:Die Kenntnisse der wechselseitigen Abhängigkeiten der Lebewesen sind eine Voraussetzung für verantwortliches und vorausschauendes Handeln (Nachhaltigkeit) im gesellschaftlichen Kontext. Das Wachstum der Weltbevölkerung und die technischen Entwicklungen haben zu einer Fülle von Problemengeführt. Es gibt aber auch erfolgversprechende Ansätze zu einer nachhaltigen Nutzung.Verbindliche Unterrichtsinhalte/Aufgaben:Formen des Populationswachstums Wachstum einer Bakterienpopulation als Beispiel für exponentielles WachstumWachstum der WeltbevölkerungAnreicherung, Wirkung eines Schadstoffes Prinzip der SchadstoffanreicherungKlimawandel Treibhauseffekt, CO2-, CH4-Problematik; Ozon-Problem

Ökosystem-Management: Nachhaltig Wirtschaften Nachhaltige EntwicklungZusätzlich LK: Prinzip: Ökologische Nachhaltigkeit an einem Beispiel

Fakultative Unterrichtsinhalte/Aufgaben:WelternährungssituationDiskussion von Modellen

Vermehrung von Bakterien 222Bevölkerung und Welternährung 362Giftstoffe im Fließgewässer 358Der globale Kohlenstoffkreislauf 360Der Klimawandel 366Ökologischer Fußabdruck und Biokapazität 368 Praktikum: Der persönliche Ökologische Fußabdruck 369

Bevölkerung und Welternährung 362Ressource Wasser 364

Q3 A Verhaltensbiologie Physiologische GrundlagenBegründung:Grundlage für das Verständnis komplexer Informationsverarbeitung und Verhaltensweisen sind detaillierte Kenntnisse der Neurophysiologie.Verbindliche Unterrichtsinhalte/Aufgaben:

Signalübertragung und Verrechnung Bau und Funktion von Nervenzellen (Ruhepotential, Aktionspotential, Erregungsleitung); Funktion AcetylcholinführenderSynapsen; neuromuskuläre Synapse; EPSP, IPSP, Transmitter, zeitliche und räumliche Summation

Zusätzlich LK: Prinzip hormonbedingter secondmessenger-Vorgänge; präsynaptische HemmungReize (äußere Bedingungen) und RezeptionBau und allgemeine Funktion eines Sinnesorgans mit adäquatem ReizZusätzlich LK: Bau und Funktion sensorischer Rezeptoren (Reize, Rezeptorpotential)NervensystemAllgemeiner Überblick über Bau und Funktion des Wirbeltiernervensystems

Beeinflussung des Nervensystems Prinzip der Stoffeinwirkung an Acetylcholin-führenden Synapsen an einem Beispiel (Medikamente, Drogen, Gifte, Alkohol)

Fakultative Unterrichtsinhalte/Aufgaben:Grundlagen der Muskelphysiologie Bau und Funktion der quergestreiften Muskulatur, Schema des molekularen Mechanismus der Muskelkontraktion bei Stress, Angst etc.Beziehung zum autonomen Nervensystem und zum Hormon- und ImmunsystemWahrnehmen und mentales Erleben

Reizverarbeitung bei Pflanzen / Die biologische Uhr des Menschen / Der menschliche Biorhythmus Erkrankungen des Nervensystems Reafferenzprinzip

Nervenzellen 258Das Ruhepotenzial 260Potenzialänderungen 262Erregungsweiterleitung 264Codierung 266Synapse 267Verrechnung an Synapsen 268

Reflexe 270Sinne des Menschen 272

Nervensystem des Menschen 274Das menschliche Gehirn 276

Synapse 267Drogen und Sucht 278

Die Muskelkontraktion benötigt Energie 94Stress 254Wirkung von Stress auf das Immunsystem 255Lernen 280Zusammenarbeit der Gehirnregionen 277Fight or Flight Reaktion 275 Material: Hormone und Biorhythmus 253Neurodegenerative Erkrankungen 282 Material: Methoden der Hirnforschung 284

Q3 B Vorwiegend ethologische Aspekte des VerhaltensBegründung:Von wenigen Beobachtungen sehr einfacher bis hin zu komplizierten Verhaltensweisen ausgehend, sollen Schülerinnen und Schüler beschreibende Fachbegriffe der Verhaltensforschung kennenlernen. Sie sollen dann die verbalen Beschreibungen z. B. in Abfolgediagramme oder Blockschaltbilder umsetzen und erkennen, dass verschiedene Darstellungsweisen nicht nur beschreiben, sondern auch zu neuen Fragestellungen anregen. Siesollen erkennen, dass verschiedene, sich gegenseitig ergänzende Erklärungsebenen notwendig sind In Fortführung der Arbeitsmethoden sollen die Schülerinnen und Schüler beachten lernen, dass sich hierbei Ergebnisse einstellen können, die sich auf den ersten Blick widersprechen (z. B. bei sukzessiv oder simultan gebotenen, natürlichen oder künstlichen Reizmustern in natürlicher oder künstlicher Umgebung, bei Kaspar- Hauser-Versuchen, Ausschaltversuchen etc.). Es soll deutlich werden, dass in der Ethologie angeborene Verhaltensmerkmale (z. B. Lerndispositionen und Lebensraumpräferenzen) genauso als arttypisch angesehen werden wie morphologische Merkmale. Die Schülerinnen und Schüler sollen die Lernfähigkeit als eine Voraussetzung zur Emanzipation von wechselnden Umweltfaktoren interpretieren können. Emotionale Aspekte (z. B. zur Schönheit von Lebewesen und ihres Lebensraums) dürfen nicht ausgeklammert werden. Die Beispiele im Grundkurs sollten sich vornehmlich auf den Menschen beziehen. Die fachwissenschaftliche Diskussion des Instinktkonzepts und der Verhaltenssteuerung soll thematisiert werden. Als repräsentativ für den aktuellen Diskussionsstand in der Biologie wird der Begriff „festgelegtes Reaktionsmuster“ für eine angeborene Verhaltensweise benutzt. (Campbell, Biologie, 20098, S. 1504ff).Verbindliche Unterrichtsinhalte/Aufgaben:Beobachten und verbale BeschreibungenEthogrammHandlungen Schema des monosynaptischen Reflex; Reflexbogen; Festgelegte Reaktionsmuster (Schlüsselreiz, Kinese, Taxie) Handlungsabfolge-Diagramme bzw. beschreibende BlockschaltbilderReflexbogenMethode: BeobachtungSteuerung von Verhalten durch äußere Faktoren und innere BedingungenPrinzip der Abhängigkeit von physiologischen Zuständen, von Umwelteinflüssen, von exogenen und endogenen rhythmisch auftretenden Faktoren Beziehung zum HormonsystemVerhaltensänderungenPrägung, Klassische und operante Konditionierung

Zusätzlich LK: Reifung, Kognition und Problemlösung, neurobiologischeGrundlagen des Lernens

Fachwissenschaftliche Problematik „erworbenes/angeborenes Verhalten“ Grundlegende FragestellungZusätzlich LK: Methodischer Überprüfungsansatz, z.B. Kaspar-Hauser-Experiment

Grundlagen der Verhaltensforschung 294

Reflexe 270Typisches Verhalten und Schlüsselreize 298

Allgemeiner Reflexbogen 271 Methode: Umgang mit wissenschaftlichen Daten 8

Handlungsbereitschaft 298 Material: Hormone und Biorhythmus 253

Prägung 301Anpassung von Verhaltensweisen 302Konditionierung 304Lernen und Selbsterkennen bei Tieren 306Lernen und Intelligenz beim Menschen 308Lernen 280

Typisches Verhalten und Schlüsselreize 298 Material: Attrappenversuche bei Silbermöwen 300 EXTRA: Kaspar-Hauser-Experimente 297

Fakultative Unterrichtsinhalte/Aufgaben:Lerntheorien; Verhalten von Säuglingen ,Spielverhalten, Kommunikation, Sprache; Wissenschaftliche Diskussion

Lernen und Selbsterkennen bei Tieren 306Lernen und Intelligenz beim Menschen 308 EXTRA: Information und Kommunikation 309

Q3 C Vorwiegend ökologische und evolutionäre Aspekte des VerhaltensBegründung:Die Schülerinnen und Schüler sollen erläutern können, dass man früher vom arterhaltenden Wert des Verhaltens ausging und heute vom „Egoismus“ eines Individuums als Träger der Gene (als Mitglied eines Verwandtenkreises), also von den Fitnesskonsequenzen spricht. Die Schülerinnen und Schüler sollen Abgrenzungen und wechselseitige Beziehungen zwischen biologischer Verhaltensforschung und Humanwissenschaften verstehen.Verbindliche Unterrichtsinhalte/ Aufgaben:VerhaltensänderungenÜberlebenswert von VerhaltensmerkmalenPrinzip des Selektionsprozess; Soziobiologischer Ansatz: Proximate und ultimate Ursachen von Verhalten; Kosten- Nutzen-Analyse (Ökonomieprinzip) beim Nahrungserwerb oder bei Fortpflanzungssystemen; direkte und indirekte Fitness, Gesamtfitness, Kooperation (Gesamtfitness)Zusätzlich LK: Aggressionstheorien

Fakultative Unterrichtsinhalte/Aufgaben:VerhaltensänderungenFunktionswechsel von VerhaltensweisenVerhalten in der GruppeVerhaltensgenetik

Selektion 383Fortpflanzungsstrategien 338 EXTRA: Modell der ökologischen Primärstrategien 339Sozialsysteme 311Geschlechterrollen und Paarungserfolg 312Aggressives Verhalten 314

Sozialsysteme 311Gruppenaggression 314Mobbing 317Anpassung von Verhaltensweisen 302Epigenomforschung 185

Q4 A Formulieren der Evolutionstheorie Heutige Befunde zu EvolutionsmechanismenBegründung:Aus dem Kurshalbjahr Q1 ist bekannt, dass die Vererbung von Merkmalen durch Mutationen verändert werden kann und sich dadurch die Diversität der Arten erhöht. Aus dem Kurshalbjahr Q2 ist bekannt, dass Organismen für alle Leistungen Stoff- und Energiewechsel betreiben müssen, die Ressourcen aber begrenzt sind. Dadurch kommt es zwangsläufig zur Selektion zwischen den diesbezüglich mehr oder weniger effektiven Organismen. Mit diesen Kenntnissen als Prämissen und mit dem Postulat, dass das Aktualitätsprinzip gilt, lässt sich die Evolutionstheorie mit ihren 3 Teilaussagen formulieren:(1) Es gibt eine Evolution: Die Arten sind veränderlich. Sie haben sich aus früheren und die ersten Lebewesen aus Unbelebtem entwickelt. (Deszendenztheorie, Anagenese). (2) Es gibt einen Stammbaum: es lassen sich Aufspaltungen der Entwicklungslinien ermitteln (Kladogenese). (3) Es gab früher die gleichen Evolutionsfaktoren wie heute. Das sind im Wesentlichen: Variabilität und Selektion. Diese bewirken die Veränderung einer Art und zusätzlich führen Gendrift und Isolation zur Artaufspaltung. Die Formulierung der Evolutionstheorie durch Charles Darwin ist in ihrer Bedeutung für das Selbstverständnis der Menschen im Kontext ihrer Entstehungszeit zu verstehen/darzustellen.Verbindliche Unterrichtsinhalte/ Aufgaben:Entwicklung des Evolutionsgedankens Schöpfungsmythen, Darwin, Die Entstehung der Evolutionstheorie 378

Wallace, Lamarck in ihrer ZeitUrsachen der Vielfalt der Lebewesen- Art als Taxon- Darwins Erklärung, historischer Aspekt Überproduktion an Nachkommen; Variabilität, Selektion der Best-Angepassten

- Ungerichtet wirkende Faktoren:Genetische Variabilität durch Mutation und Rekombination;Gendrift; Isolation

- Gerichtet wirkende Faktoren:Selektionsfaktoren, Selektionsarten

Zusätzlich LK: Populationsgenetik, Hardy-Weinberg-Gesetz, KoevolutionFormulierung der synthetischen EvolutionstheorieHeutige Befunde zu EvolutionsmechanismenMikroevolution Fossilien/Pferde-Stammbaum Analogie/Konvergenz, Homologie/Homologiekriterien – Molekularbiologie - Vergleichende AnatomieZusätzlich LK: Altersbestimmung, Radiocarbonmethode,Serologie, DNA-HybridisierungOffene FragenMakroevolutionZusätzlich LK: Hypothesen zur Entstehung des LebensFakultative Unterrichtsinhalte/Aufgaben:Weitere oder modifizierte Theorien; Zucht von Nutzpflanzen und -tieren, Chemische Evolution, „Biogenetische Regel“ ,„Atavismen“, „Lebende Fossilien“ ,Lehrbuchstammbäume ,Evolution der Informationsverarbeitung

Stammbaum der Lebewesen 419

Variabilität 380 Material: Variabilität 381Selektion 382Allopatrische Artbildung 388Rassenkreis und Art 390Sympatrische Artbildung 391Adaptive Radiation 392Gendrift 393Selektion 382 Material  Industriemelanismus 384 EXTRA: Naturwissenschaftliche Theoriebildung 386Gendrift 393 Material: Koevolution 387Die Synthetische Evolutionstheorie 386Verwandtschaft erkennen 398Vorderextremitäten von Wirbeltieren 398Molekulare Hinweise auf Verwandtschaft 400Methoden der Altersbestimmung von Fossilien 402

Entstehung des Lebens 418

Klassische Tier- und Pflanzenzüchtung 210Verwandtschaft erkennen 398

Material: Lebende Fossilien und Brückentiere 403 Material: Hypothesen zum aufrechten Gang 410 Material: Forschungsmethoden 411

Q4 B Evolution des MenschenDie Evolution der Hominiden und damit des heutigen Menschen kann ein bedeutsames Abschlussthema des Biologieunterrichts darstellen. Welt- und Selbstverständnis aller Schülerinnen und Schüler werden berührt, der Unterricht hat hier die Aufgabe, die wissenschaftlich begründeten Erkenntnisse über die Entstehung des Menschen zu vermitteln. Für die Schülerinnen und Schüler sollte einsichtig werden, dass die veröffentlichen Stammbäume sich oft verändern und die Interpretation von Fossilien vom jeweiligen Wissenstand und der gerade eingenommenen Hypothese abhängt.Verbindliche Unterrichtsinhalte/Aufgaben:Stammbaum des Menschen/Wege der HominisationUrsprung des heutigen Menschen/Fossilgeschichte; Schädelmerkmale Affe/Mensch;Aufrechter Gang/anatomische Umgestaltung; Prädispositionen zur Menschevolution;Hinweise auf Evolution des Verhaltens; Hinweise auf Wanderwege des Menschen

Evolution des Menschen 404Fossilfunde des Menschen 408 Material: Hypothesen zum aufrechten Gang 410

(z. B. Sprachenvergleich, molekularbiologische Verfahren); Sprachentwicklung, Kommunikation;

Zusätzlich LK: Differenzierter, aktualisierter, hypothetischer Stammbaum „out of africa“-HypotheseBesonderheiten des MenschenSkelett, Handanatomie; Gehirnleistung i. w. S.Fakultative Unterrichtsinhalte/Aufgaben:Technikevolution; Homo-Verwandtschaftsdiskussion

Material: Forschungsmethoden 411Neandertaler und moderner Mensch 412Verwandtschaft heutiger Menschen 414Kulturelle Evolution 416 Fossilfunde des Menschen 408Entwicklungsschritte zum Menschen 406 EXTRA: Aufrechter Gang und Oberschenkelhals 407

Fossilfunde des Menschen 408