1.1 Biomembranen grenzen Zellkompartimente ab und ermöglichen Stofftransport.

stellen die Struktur einer Pflanze auf Organ-, Gewebe- und Zell-ebene dar. erläutern Diffusion und Osmose. beschreiben die Struktur und die daraus resultierenden unpolaren und polaren Eigenschaften von Lip-iden und Phospholipiden und erläu-tern die Struktur der Biomembran mit dem Fluid-Mosaik-Modell. erläutern passiven und aktiven Transport durch Biomembranen.

1.2 Enzyme steuern Lebensvorgänge in Zellen.

beschreiben die räumliche Struktur von Proteinen am Beispiel eines Enzyms. erläutern die Abhängigkeit der En-zymaktivität von Temperatur, pH-Wert und Substratkonzentration.

2.1 Bei Immunreaktionen kommunizieren Zellen über Moleküle.

erläutern Phagozytose von Viren und Antigenpräsentation auf MHC-II-Komplexen von Makrophagen so-wie die nachfolgende Produktion spezifischer Antikörper in Plasma-zellen nach B-Zellaktivierung durch T-Helferzellen als Immunantwort auf eine virale Infektion. erläutern Antigenpräsentation auf MHC-I-Komplexen einer Wirtszelle und nachfolgende Apoptose durch Enzyme aus zytotoxischen T-Zellen als Immunanwort auf eine virale In-fektion. beschreiben Zelldifferenzierung am Beispiel von B- und T-Lymphozy-ten.

2.2 Der Kontakt mit spezifischen Antigenen führt zu Immunität.

erläutern die Informationsspeiche-rung bei der Bildung von B-Ge-dächtniszellen nach erfolgter Im-munreaktion sowie deren Funktion bei erneuten Infektionen.

1.1 Energienutzung ermöglicht die Aufrechterhaltung von Lebensprozessen.

erläutern Energieübertragung auf molekularer Ebene durch das ATP/ADP-System. erläutern die Abgabe von Wärme bei der Nutzung von Energie als Energieentwertung.

1.2 Die Oxidation von Nährstoffen stellt Energie in Zellen bereit.

beschreiben Redoxreaktionen als Elektronenübertragungen. erläutern die Bildung von CO2, ATP sowie NADH + H+ und FADH2 beim oxidativen Abbau von Glucose. erläutern die Synthese von ATP an-hand des chemiosmotischen Mo-dells sowie die Bildung von Wasser bei der Atmungskette.

1.3 Gärung stellt Energie unter anaeroben Bedingungen bereit.

erläutern die ATP-Synthese beim Glucoseabbau unter anaeroben Bedingungen bei Milchsäuregä-rung und alkoholischer Gärung. erläutern die Abhängigkeit der Gärung von Temperatur und Sub-stratkonzentration auf Enzym-ebene.

1.4 Fotoautotrophe Lebewesen stellen energetisch nutzbare Stoffe her.

beschreiben die Absorption von Licht verschiedener Wellenlängen durch Blattpigmente. erläutern die ATP-Synthese der Pri-märreaktionen der Fotosynthese anhand des chemiosmotischen Mo-dells. beschreiben energetische Anre-gung der Elektronen in Lichtsam-melkomplexen von Fotosyste-men. erläutern Fixierungs-, Reduktions-und Regenerationsphase als Teil-schritte der Sekundärreaktionen. erläutern die Abhängigkeiten der Fotosyntheserate von Lichtintensi-tät, Temperatur und Kohlenstoffdi-oxidkonzentration.

1.5 Laubblätter grüner Pflanzen zeigen spezifische strukturelle und funktionale Angepasstheiten.

beschreiben die Struktur eines bi-fazialen Laubblatts. erläutern Struktur-Funktionsbezie-hungen bei meso- und xerophyti-schen Laubblättern.

2.1 Durch spezifische Basenabfolgen in der DNA werden Informationen für die Struktur von Proteinen gespeichert und über die Proteinbiosynthese exprimiert.

beschreiben die molekulare Struk-tur der DNA und erläutern die kom-plementäre Basenpaarung durch Wasserstoffbrücken. erläutern Transkription und Trans-lation als Realisierung von gene-tisch gespeicherten Informationen.

2.2 Die Steuerung der Genexpression führt zur Bildung spezifischer Proteine.

erläutern die Steuerung der Genex-pression durch Hormone als Tran-skriptionsfaktoren. erläutern RNA-Interferenz als Me-chanismus zur Hemmung der Genexpression.

2.3 Mutationen in den Basensequenzen der DNA können zu hereditären Erkrankungen führen. Gentechnische Verfahren werden zur Diagnose und Behandlung genetisch bedingter Erkrankungen genutzt.

erläutern Genmutationen und ihre Auswirkungen auf Zell-, Organ- und Organismus-Ebene. beschreiben ein gentherapeuti-sches Verfahren zum Austausch von DNA-Sequenzen.

2.4 Der fehlgesteuerte Zellzyklus kann zur Bildung von Krebszellen führen.

beschreiben die Entstehung von Krebs als unkontrollierte Teilun-gen und Wachstum von Zellen.

2.5 Abgestufte Ähnlichkeiten von Organismen dienen als Belege für die Rekonstruktion der gemeinsamen Abstammung.

erläutern die molekularen Vor-gänge bei PCR und Gelelektropho-rese.

2.6 Genetische Variabilität innerhalb von Populationen ändert sich von Generation zu Generation. Evolution führt über die Bildung neuer Arten zu Biodiversität.

erläutern das Zusammenwirken von Rekombination, Mutation, ge-netischer Variabilität und phänoty-pischer Variation, reproduktive Fit-ness, Isolation und Drift bei Selektion und Artbildung. beschreiben den populationsgeneti-schen Artbegriff.

2.7 Das Verhalten eines Individuums beeinflusst seine Überlebenswahrscheinlichkeit und reproduktive Fitness.

analysieren Kosten und Nutzen von Verhaltensweisen hinsichtlich ihrer Konsequenzen für die reproduktive Fitness. erläutern exogene und endogene Ursachen für das Sozialverhalten von Primaten.

2.8 Biologische und kulturelle Evolution führten zum Auftreten des rezenten Menschen.

vergleichen Hypothesen zum evolutiven Ursprung und zur Ausbreitung des rezenten Men-schen.

3.1 Wechselbeziehungen zwischen Organismen und Lebensraum bilden Ökosysteme. Biodiversität dient der Beschreibung des Zustands von Ökosystemen.

erläutern das Ökosystem als Be-ziehungsgefüge zwischen Biotop und Biozönose unter Einbeziehung der spezifischen biotischen und abiotischen Faktoren. vergleichen unter Bezug auf bioti-sche und abiotische Faktoren phy-siologische und ökologische Po-tenz. erläutern inter- und intraspezifische Konkurrenz, Räuber-Beute-Bezie-hung, Parasitismus und Symbiose als Wechselbeziehungen zwischen Organismen an konkreten Beispie-len.

3.2 Die Rückwirkungen zwischen Individuenanzahl und Umweltbedingungen regulieren das Populationswachstum in Ökosystemen.

erläutern exponentielle und lo-gistische Entwicklungen von Po-pulationen vor dem Hintergrund von Regulation in Ökosystemen.

3.3 Die Wechselwirkungen in Ökosystemen lassen sich mithilfe von Stoff- und Energieflüssen beschreiben.

erläutern Biomassetransfer und Energienutzung in Nahrungsketten und -netzen. erläutern Stoffflüsse in Ökosyste-men der Biosphäre anhand des Kohlenstoffkreislaufs. erläutern mikrobielle Stickstoff-Fixierung, Nitrifikation, Denitrifi-kation und Ammonifikation durch Mikroorganismen als Chemosynthese.

3.4 Die anthropogene Nutzung verändert die Stabilität von Ökosystemen. Eine nachhaltige Nutzung von Ressourcen kann unter Berücksichtigung der Regene-rationsfähigkeit von Ökosystemen erreicht werden.

reflektieren kurz- und langfristige so-wie lokale und globale Folgen einer Erhaltungs- und Renaturierungsmaß-nahme und bewerten deren Auswir-kungen im Hinblick auf Nachhaltig-keit aus ökologischer, ökonomischer und sozialer Perspektive. erläutern die Nutzung von Res-sourcen im Sinne einer nachhalti-gen Entwicklung unter Berücksich-tigung von Biodiversität.

4.1. Reize lösen in Sinneszellen Erregung aus. Nervenzellen übertragen elektrisch und chemisch codierte Information.

erläutern die Entstehung und Auf-rechterhaltung des Ruhepotenzials auch unter Berücksichtigung des Prinzips des Fließgleichgewichts so-wie den Ablauf des Aktionspotenzi-als. erläutern die Codierung von Infor-mation bei der Übertragung von Er-regung zwischen Nervenzellen so-wie Nerven- und Muskelzellen an cholinergen Synapsen. beschreiben die molekularen Vor-gänge an einer hemmenden Sy-napse. erläutern die Bildung von Rezep-torpotenzialen an primären sowie sekundären Sinneszellen als Folge von Signaltransduktion.

4.2 Das Zusammenspiel von neuronaler und hormoneller Informationsübertragung ermöglicht Kommunikation zwischen Zellen.

erläutern die chemische Informa-tionsübertragung durch Peptid-und Steroidhormone, die aus Drü-senzellen in das Blut sezerniert werden und Reaktionen in ande-ren Zellen bewirken.

4.3 Erfahrungen bewirken strukturelle Veränderungen des Gehirns.

erläutern neuronale Plastizität als Umbau zellulärer Strukturen des Gehirns beim Lernen.

1.1 Biomembranen grenzen Zellkompartimente ab und ermöglichen Stofftransport.

stellen pflanzliche Gewebepräpa-rate her, untersuchen sie lichtmikro-skopisch und zeichnen einen geeig-neten Zellverband. untersuchen Plasmolyse und De-plasmolyse mikroskopisch. planen ein hypothesengeleitetes Experiment zum indirekten Nach-weis von Lipiden und Proteinen als Bestandteile der Biomembran, füh-ren dieses unter Berücksichtigung des Variablengefüges durch, proto-kollieren die Ergebnisse und werten sie aus. erklären Energieübertragung durch ATP funktional.

1.2 Enzyme steuern Lebensvorgänge in Zellen.

stellen Substrat-, Wirkungsspezifität und kompetitive Hemmung bei En-zymen auf Basis des Schlüssel-Schloss-Prinzips modellhaft dar. entwickeln Fragestellungen zur Ab-hängigkeit der Enzymaktivität, pla-nen ein hypothesengeleitetes Expe-riment unter Berücksichtigung des Variablengefüges, führen dieses durch, nehmen Daten auf, werten sie auch unter Berücksichtigung von Fehlerquellen aus, widerlegen oder stützen Hypothesen und re-flektieren die Grenzen der Aussage-kraft der eigenen experimentellen Daten.

2.1 Bei Immunreaktionen kommunizieren Zellen über Moleküle.

stellen den Vorgang des Membran-flusses modellhaft dar.

2.2 Der Kontakt mit spezifischen Antigenen führt zu Immunität.

leiten das Phänomen der erworbe-nen Immunität aus Daten zur Anti-körperkonzentration bei primärer und sekundärer Immunantwort im Blut ab.

1.1 Energienutzung ermöglicht die Aufrechterhaltung von Lebensprozessen.

nutzen eine geeignete Darstellungs-form für das Prinzip der energeti-schen Kopplung. unterscheiden bei der Thermoge-nese zwischen kausalen und funkti-onalen Erklärungen.

1.2 Die Oxidation von Nährstoffen stellt Energie in Zellen bereit.

führen ein Experiment zur modell-haften Veranschaulichung von Re-doxreaktionen bei Stoffwechselreak-tionen durch. werten Befunde zur Wirkung der Phosphofructokinase im Hinblick auf das Prinzip der Rückkopplung aus. diskutieren Möglichkeiten und Grenzen des energetischen Mo-dells der Atmungskette.

1.3 Gärung stellt Energie unter anaeroben Bedingungen bereit.

planen ein hypothesengeleitetes Experiment zur alkoholischen Gä-rung unter Berücksichtigung des Variablengefüges, führen dieses durch, nehmen Daten auf, werten sie aus und widerlegen oder stüt-zen Hypothesen.

1.4 Fotoautotrophe Lebewesen stellen energetisch nutzbare Stoffe her.

führen eine Dünnschichtchromato-grafie zur Trennung von Fotosynthe-sepigmenten durch und werten das Chromatogramm aus. skizzieren die Struktur eines Chlo-roplasten unter Berücksichtigung der Kompartimentierung. planen ein Experiment zur Funk-tion von Chlorophyll als lichtsen-sibles Redoxpigment unter Be-rücksichtigung des Variablengefüges, nehmen Daten auf und werten sie unter Berück-sichtigung von Redoxpotenzialen aus. leiten anhand vorliegender Daten aus einer Tracer-Untersuchung Teilschritte von Stoffwechselwe-gen ab. entwickeln Fragestellungen mit Be-zug auf Abhängigkeit der Fotosyn-these-Rate von einem ausgewählten abiotischen Faktor, planen ein hypo-thesengeleitetes Experiment unter Berücksichtigung des Variablengefü-ges, führen dieses durch, nehmen Daten auf, werten sie auch unter Be-rücksichtigung von Fehlerquellen aus, widerlegen oder stützen Hypo-thesen und reflektieren die Grenzen der Aussagekraft der eigenen expe-rimentellen Daten.

1.5 Laubblätter grüner Pflanzen zeigen spezifische strukturelle und funktionale Angepasstheiten.

mikroskopieren und zeichnen den selbstständig angefertigten Blatt-querschnitt eines bifazialen Laub-blatts. werten Daten zu unterschiedli-chen Fotosyntheseraten in C3-und C4-Pflanzen im Hinblick auf Angepasstheiten aus.

2.1 Durch spezifische Basenabfolgen in der DNA werden Informationen für die Struktur von Proteinen gespeichert und über die Proteinbiosynthese exprimiert.

leiten aus Daten die Vervielfältigung von genetisch gespeicherter Infor-mation durch semikonservative Rep-likation ab. erklären Proteinvielfalt durch alter-natives Spleißen in der eukaryoti-schen Proteinbiosynthese funktio-nal.

2.2 Die Steuerung der Genexpression führt zur Bildung spezifischer Proteine.

leiten aus umweltbedingten Methyl-ierungsmustern der DNA ab, dass Genexpression über Methylierung gesteuert wird.

2.3 Mutationen in den Basensequenzen der DNA können zu hereditären Erkrankungen führen. Gentechnische Verfahren werden zur Diagnose und Behandlung genetisch bedingter Erkrankungen genutzt.

leiten aus Familienstammbäumen die Wahrscheinlichkeit des Auftre-tens hereditärer Erkrankungen ab.

2.4 Der fehlgesteuerte Zellzyklus kann zur Bildung von Krebszellen führen.

werten Forschungsbefunde zur Beeinflussung des Zellzyklus durch mutierte oder epigenetisch modifizierte Onkogene und Anti-Onkogene beziehungsweise ihrer Genprodukte aus.

2.5 Abgestufte Ähnlichkeiten von Organismen dienen als Belege für die Rekonstruktion der gemeinsamen Abstammung.

deuten Aminosäure- und DNA-Se-quenzen als molekularbiologische Homologien für phylogenetische Verwandtschaft.

2.6 Genetische Variabilität innerhalb von Populationen ändert sich von Generation zu Generation. Evolution führt über die Bildung neuer Arten zu Biodiversität.

simulieren evolutive Prozesse und diskutieren Möglichkeiten und Gren-zen des Modells.

2.7 Das Verhalten eines Individuums beeinflusst seine Überlebenswahrscheinlichkeit und reproduktive Fitness.

erklären Verhaltensweisen aus ulti-mater und proximater Sicht und vermeiden finale Aussagen. beobachten und dokumentieren geschlechtsspezifische Verhal-tensweisen von Primaten und lei-ten deren adaptiven Wert ab.

2.8 Biologische und kulturelle Evolution führten zum Auftreten des rezenten Menschen.

rekonstruieren einen Stammbaum der menschlichen Evolution auf Basis ausgewählter morphologi-scher Merkmale.

3.1 Wechselbeziehungen zwischen Organismen und Lebensraum bilden Ökosysteme. Biodiversität dient der Beschreibung des Zustands von Ökosystemen.

wenden labor- und freilandbiologi-sche Geräte und Techniken zur qualitativen und quantitativen Er-fassung von Arten in einem Areal sachgerecht an. planen ein Experiment zur Toleranz von Organismen gegenüber einem ausgewählten abiotischen Faktor und führen es unter Berücksichti-gung des Variablengefüges durch, nehmen quantitative Daten auf und werten sie aus. werten Ökogramme im Hinblick auf interspezifische Konkurrenz aus.

3.2 Die Rückwirkungen zwischen Individuenanzahl und Umweltbedingungen regulieren das Populationswachstum in Ökosystemen.

erklären r- und K-Fortpflanzungs-strategien funktional.

3.3 Die Wechselwirkungen in Ökosystemen lassen sich mithilfe von Stoff- und Energieflüssen beschreiben.

wählen Daten zu einer hormonar-tig wirkenden Substanz in einer Nahrungskette aus und erschlie-ßen dazu Informationen aus Quellen mit verschiedenen, auch komplexen Darstellungsformen. diskutieren evidenzbasiert zu den Auswirkungen des anthropogenen Treibhauseffekts auf den Stofffluss in einer Nahrungskette. stellen einen Stickstoffkreislauf auf molekularer Ebene unter Be-rücksichtigung von Produzenten, Konsumenten und Destruenten schematisch dar.

4.1. Reize lösen in Sinneszellen Erregung aus. Nervenzellen übertragen elektrisch und chemisch codierte Information.

leiten aus Potenzialmessungen Io-nenströme an Axonen ab. simulieren kontinuierliche und salta-torische Erregungsleitung am Axon und diskutieren Möglichkeiten und Grenzen des Modells. interpretieren Daten zur neurona-len Verrechnung, indem sie aus ihnen räumliche und zeitliche Summation ableiten.

4.2 Das Zusammenspiel von neuronaler und hormoneller Informationsübertragung ermöglicht Kommunikation zwischen Zellen.

leiten aus komplexen Darstel-lungsformen die Verknüpfung neuronaler und hormoneller In-formationsübertragung ab.

1.1 Biomembranen grenzen Zellkompartimente ab und ermöglichen Stofftransport.

nutzen Skizzen zur Darstellung der Struktur der pflanzlichen Zelle mit Zellwand, Zellmembran, Vakuole, Zellkern, Chloroplasten, Zellplasma auch im Vergleich zur Tierzelle und unter Berücksichtigung von Grö-ßenrelationen. stellen Befunde zur Plasmolyse und Deplasmolyse unter Beachtung von Stoff- und Teilchenebene dar. erklären Kompartimentierung durch Biomembranen funktional.

1.2 Enzyme steuern Lebensvorgänge in Zellen.

stellen die Funktion von Enzymen als Biokatalysatoren mithilfe von Energiediagrammen dar. präsentieren ihre Lern- und Arbeits-ergebnisse sachgerecht.

2.1 Bei Immunreaktionen kommunizieren Zellen über Moleküle.

stellen die zellulären und molekula-ren Vorgänge der Immunabwehr bei einer Virusinfektion unter Berück-sichtigung des Schlüssel-Schloss-Prinzips grafisch dar.

2.2 Der Kontakt mit spezifischen Antigenen führt zu Immunität.

beurteilen impfkritische Aussagen und argumentieren dabei wissen-schaftlich.

1.2 Die Oxidation von Nährstoffen stellt Energie in Zellen bereit.

stellen die Stoff- und Energiebilanz der vier Teilschritte der Zellatmung strukturiert dar. skizzieren die Struktur des Mito-chondriums unter Berücksichtigung von Kompartimentierung und Ober-flächenvergrößerung.

1.3 Gärung stellt Energie unter anaeroben Bedingungen bereit.

erklären die Regeneration des NAD+ bei der Gärung als Ange-passtheit an anaerobe Bedingun-gen funktional.

1.4 Fotoautotrophe Lebewesen stellen energetisch nutzbare Stoffe her.

leiten das Wirkungsspektrum aus den Absorptionsspektren verschie-dener Pigmente ab. stellen das energetische Modell der Primärreaktionen schema-tisch dar. stellen den Zusammenhang zwi-schen Primär- und Sekundärreakti-onen auf stofflicher und energeti-scher Ebene schematisch dar. präsentieren ihre Lern- und Arbeits-ergebnisse sachgerecht.

1.5 Laubblätter grüner Pflanzen zeigen spezifische strukturelle und funktionale Angepasstheiten.

erklären Modifikationen bei Sonnen-und Schattenblättern funktional.

2.2 Die Steuerung der Genexpression führt zur Bildung spezifischer Proteine.

erklären Genexpression durch Histonmodifikation proximat.

2.4 Der fehlgesteuerte Zellzyklus kann zur Bildung von Krebszellen führen.

recherchieren zu einem Verfah-ren der personalisierten Krebs-medizin und wählen passende Quellen aus.

2.5 Abgestufte Ähnlichkeiten von Organismen dienen als Belege für die Rekonstruktion der gemeinsamen Abstammung.

erstellen und interpretieren Stamm-bäume auf der Grundlage von ur-sprünglichen und abgeleiteten Merkmalen zur Darstellung von phylogenetischer Verwandtschaft.

2.6 Genetische Variabilität innerhalb von Populationen ändert sich von Generation zu Generation. Evolution führt über die Bildung neuer Arten zu Biodiversität.

grenzen die synthetische Evoluti-onstheorie von nichtwissenschaftli-chen Vorstellungen ab. erklären Koevolution ultimat und vermeiden dabei finale Begründun-gen.

2.7 Das Verhalten eines Individuums beeinflusst seine Überlebenswahrscheinlichkeit und reproduktive Fitness.

erklären Maximierung der repro-duktiven Fitness anhand von Paarungssystemen bei Primaten funktional.

2.8 Biologische und kulturelle Evolution führten zum Auftreten des rezenten Menschen.

prüfen Fossilfunde hinsichtlich ihrer Aussagekraft bei der Re-konstruktion von phylogeneti-scher Verwandtschaft des Men-schen.

3.1 Wechselbeziehungen zwischen Organismen und Lebensraum bilden Ökosysteme. Biodiversität dient der Beschreibung des Zustands von Ökosystemen.

interpretieren die Ergebnisse frei-landbiologischer Untersuchungen und leiten Aussagen zur Biodiversi-tät ab. präsentieren die erhobenen Daten zur Toleranz von Organismen ge-genüber einem abiotischen Faktor mithilfe einer geeigneten Darstel-lungsform. stellen die ökologische Nische als Beziehungsgefüge zwischen einer Art und ihrer Umwelt mithilfe einer geeigneten Darstellungsform dar.

4.1. Reize lösen in Sinneszellen Erregung aus. Nervenzellen übertragen elektrisch und chemisch codierte Information.

skizzieren die Struktur eines Neu-rons schematisch. recherchieren zu neuronalen Stö-rungen durch Stoffeinwirkungen an Synapsen und wählen passende Quellen aus.

2.2 Der Kontakt mit spezifischen Antigenen führt zu Immunität.

bewerten eine Impfpflicht als prä-ventive Maßnahme unter Berück-sichtigung deskriptiver und normati-ver Aussagen, bilden sich kriteriengeleitet Meinungen, treffen Entscheidungen und reflektieren Entscheidungsprozesse.

2.3 Mutationen in den Basensequenzen der DNA können zu hereditären Erkrankungen führen. Gentechnische Verfahren werden zur Diagnose und Behandlung genetisch bedingter Erkrankungen genutzt.

bewerten bioethische Aspekte ei-nes Gentests in der genetischen Beratung auch unter Unterschei-dung deskriptiver und normativer Aussagen, bilden sich kriterienge-leitet Meinungen, treffen Entschei-dungen und reflektieren Entschei-dungen.

2.8 Biologische und kulturelle Evolution führten zum Auftreten des rezenten Menschen.

beurteilen den Einfluss der kultu-rellen Evolution anhand von Sprach- und Werkzeuggebrauch auf die menschliche Evolution.

3.3 Die Wechselwirkungen in Ökosystemen lassen sich mithilfe von Stoff- und Energieflüssen beschreiben.

entwickeln auf Basis des ökologi-schen Fußabdrucks Handlungsop-tionen in alltagsrelevanten Ent-scheidungssituationen zur Kohlenstoffdioxidbilanz und wä-gen sie ab.