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Lernbereich 1: Merkmale des Lebens 3 Ustd.
Einblick in den Gegenstand der Biologie und die Arbeitsweisen der Biologen gewinnen
Kennen ausgewählter Merkmale des Lebens: Reizbarkeit und Bewegung; Fortpflanzung und Wachstum; Ernährung und Atmung
Lernbereich 2: Fische in ihren Lebensräumen 8 Ustd.
Einblick in die Vielfalt der Fische gewinnen
Kennen ausgewählter einheimischer Fischarten
Kennen von Merkmalen und Lebenserscheinungen der Fische: typische Merkmale von Fischen als Angepasstheit an ihren Lebensraum (Körpergliederung, äußerer Bau – Leben im Wasser, Untersuchen von Schuppen mit der Lupe, Kiemen – Wasserleben); Fortpflanzung und Entwicklung der Fische (äußere Befruchtung, Ei- und Jungtierentwicklung); Nahrungsbeziehungen im Lebensraum Wasser
Beurteilen von Maßnahmen zum Schutz von Fischbeständen
Kennen der Erschließungsfelder Vielfalt und Fortpflanzung
Lernbereich 3: Lurche in ihren Lebensräumen 7 Ustd.
Einblick in die Vielfalt der Lurche gewinnen
Kennen ausgewählter einheimischer Lurcharten
Kennen von Merkmalen und Lebenserscheinungen der Lurche: typische Merkmale; Angepasstheit an den Lebensraum
Übertragen der Kenntnisse zur Fortpflanzung auf die Lurche: äußere Befruchtung; Metamorphose; Fortpflanzungsverhalten
Beurteilen von Maßnahmen zum Schutz der Lurche
Kennen der Erschließungsfelder Angepasstheit, Struktur und Funktion sowie des Begriffsverständnisses Erschließungsfeld
Lernbereich 4: Kriechtiere in ihren Lebensräumen 7 Ustd.
Einblick in die Vielfalt der Kriechtiere gewinnen
Kennen ausgewählter einheimischer Kriechtierarten
Kennen typischer Merkmale
Anwenden der Erschließungsfelder Angepasstheit und Fortpflanzung auf die Kriechtiere: Lungen – Atmung – Landleben; innere Befruchtung – Eiablage an Land
Beurteilen von Maßnahmen zum Schutz der Kriechtiere
Lernbereich 5: Vögel in ihren Lebensräumen 9 Ustd.
Einblick in die Vielfalt der Vögel gewinnen
Kennen ausgewählter einheimischer Vogelarten
Anwenden der Erschließungsfelder auf Merkmale und Lebenserscheinungen der Vögel: typische Merkmale (Untersuchen von Federn mit der Lupe); Angepasstheit der Vögel an ihre Lebensräume (Körperform, Skelett – Fliegen, Atmungsorgan – Fliegen, Schnabelform – Nahrung); Fortpflanzung der Vögel (innere Befruchtung, Untersuchen des Baus des Hühnereies)
Kennen ausgewählter Verhaltensweisen der Vögel: Revier- und Balzverhalten; Brutpflegeverhalten
Beurteilen von Maßnahmen zum Schutz heimischer Vogelarten
Kennen des Erschließungsfeldes Information
Lernbereich 6: Säugetiere in ihren Lebensräumen 13 Ustd.
Einblick in die Vielfalt der Säugetiere gewinnen: Exkursion mit Expertengespräch zur artgerechten Tierhaltung
Kennen ausgewählter einheimischer Wildtierarten
Anwenden der Erschließungsfelder auf Merkmale und Lebenserscheinungen der Säugetiere: typische Merkmale (Untersuchen von Fellproben mit der Lupe); ausgewählte Verhaltensweisen der Säugetiere (Sinnesleistungen als Grundlage des Informationsaustausches, Beziehungen zwischen den Vertretern einer Art); Angepasstheit von Säugetieren an ihre Lebensräume (Gliedmaßenskelett – Lebensräume, Gebisse – Nahrung, Lungen – Landleben); Körpergliederung und Skelett von Säugetier und Mensch
Beurteilen der Notwendigkeit des Schutzes heimischer Säugetiere
Übertragen der Kenntnisse über die Fortpflanzung auf den Menschen: Bau und Funktion der Geschlechtsorgane; Pubertät; Eltern-Kind-Beziehungen
Beurteilen der Problematik des sexuellen Missbrauchs
Lernbereich 7: Systematisierung 3 Ustd.
Gestalten eines Vergleiches zur Wechselwirkung zwischen Struktur, Funktion und Angepasstheit der Wirbeltiere als Systematisierung: Atmungsorgane – Lebensraum; Körperbedeckung – Lebensraum; Fortpflanzung – Lebensraum
Wahlbereich 1: Wirbeltiere im Winter
Anwenden des Erschließungsfeldes Angepasstheit auf Überwinterungsstrategien von Wirbeltieren
Wahlbereich 2: Kriechtiere vergangener Zeiten
Gestalten einer Präsentation über Saurier als ausgestorbene Kriechtiere
Wahlbereich 3: Artgerechte Tierhaltung
Anwenden der Kenntnisse über die Wirbeltiere auf die artgerechte Haltung einer ausgewählten Wirbeltiergruppe
Beurteilen der artgerechten Haltung
Lernbereich 1: Samenpflanzen 10 Ustd.
Einblick in die Vielfalt der Samenpflanzen gewinnen
Anwenden des Erschließungsfeldes Struktur und Funktion auf die Samenpflanzen: Wurzel – Verankerung, Wasser- und Nährsalzaufnahme; Sprossachse – Stofftransport, Stabilität; Laubblatt – Fotosynthese; Blüte – Fortpflanzung
Kennen der Kreuzblüten-, Lippenblüten- und Schmetterlingsblütengewächse als Pflanzenfamilien und deren Bedeutung: Bau; Untersuchen von Blüten mit der Lupe, Blütendiagramm (Bestimmen mit dichotomem Bestimmungsschlüssel und Angeben des Bestimmungswegs); Bedeutung
Gestalten eines Herbariums mit verschiedenen Pflanzen
Lernbereich 2: Wirbellose Tiere in ihren Lebensräumen 16 Ustd.
Einblick in die Vielfalt der wirbellosen Tiere gewinnen
Anwenden der Erschließungsfelder Angepasstheit und Fortpflanzung auf den Regenwurm: Untersuchen der Lebensweise des Regenwurms und Protokollieren seiner Bewegung
Anwenden der Erschließungsfelder Fortpflanzung, Angepasstheit und Information auf die Insekten: Merkmale von Insektenordnungen; Fortpflanzung der Insekten; Angepasstheit der Insekten an ihre Lebensräume (Gliedmaßen, Flügel – Fortbewegung, Mundwerkzeuge – Ernährung, Atmung, Körperoberfläche – Landleben); Tierstaat als sozialer Verband am Beispiel der Honigbiene
Kennen ausgewählter wirbelloser Tiere mit parasitischer Lebensweise: Gesundheitsgefährdung
Kennen des Erschließungsfeldes Wechselwirkung
Lernbereich 3: Systematisierung 4 Ustd.
Gestalten eines Vergleichs von Gruppen wirbelloser Tiere und Wirbeltiere: Skelett; Atmungsorgane – Lebensraum; Fortpflanzung
Lernbereich 4: Wald als Lebensgemeinschaft 10 Ustd.
Kennen ausgewählter Wechselbeziehungen im Wald: Schichtung eines naturnahen Mischwaldes (Organismen der verschiedenen Schichten, jahreszeitliche Aspekte); Pilze, Moose, Farne; Beziehungen zwischen Pflanzen, Tieren und Pilzen (Nahrungsnetze)
Kennen von Bedeutungen, Gefährdungen und von Maßnahmen zur Erhaltung des Waldes
Anwenden des Erschließungsfeldes Wechselwirkung am Beispiel des Waldes
Lernbereich 5: Pflanzliche und tierische Zellen 10 Ustd.
Einblick in die historische Entwicklung der Zellenlehre und in die Leistungen von Wissenschaftlern gewinnen
Kennen des Aufbaus und der Funktionsweise eines Lichtmikroskops
Einblick in das Mikroskopieren von Präparaten gewinnen: Mikroskopieren von einfachen Frisch- und Dauerpräparaten
Anwenden des Erschließungsfeldes Struktur und Funktion auf Zellen: Zellwand, Zellmembran – Stoffaustausch, Abgrenzung; Zellkern – Erbgutspeicher, Zellsteuerung; Vakuolen – Stoffspeicherung; Chloroplasten – Fotosynthese; Zellplasma – Transport; Mitochondrium – Energiegewinnung; Mikroskopieren von Pflanzenzellen; Vergleich pflanzlicher und tierischer Zellen
Wahlbereich 1: Spinnen
Anwenden der Kenntnisse über wirbellose Tiere auf Spinnen
Wahlbereich 2: Weichtiere
Anwenden der Kenntnisse über wirbellose Tiere auf Weichtiere
Wahlbereich 3: Pflanzen helfen heilen
Kennen ausgewählter Heilpflanzen und ihrer Bedeutung: Sammeln von Heilpflanzen
Wahlbereich 4: Leben in der Pfütze
Anwenden des Mikroskopierens zur Untersuchung eines Kleinstgewässers: Untersuchen von Gewässerproben mit dem Mikroskop
Lernbereich 1: Bakterien und Viren 4 Ustd.
Einblick in die Vielfalt der Bakterien gewinnen: Experimentieren
Anwenden der Erschließungsfelder Struktur und Funktion auf Bakterien: Vermehrung von Bakterien; Bakterien und deren Bedeutung
Einblick in die Leistungen von Wissenschaftlern gewinnen
Anwenden der Erschließungsfelder Struktur und Funktion auf Viren
Kennen der Bedeutung von Viren
Lernbereich 2: Blutkreislauf des Menschen und Immunbiologie 7 Ustd.
Kennen von Zusammensetzung und Funktion des Blutes
Anwenden der Erschließungsfelder Struktur und Funktion auf das Blutgefäßsystem: Experimentieren
Kennen des Erschließungsfeldes Ebene
Kennen von Maßnahmen zur Gesunderhaltung des Herz-Kreislauf-Systems
Kennen der Funktionsweise des Immunsystems: Immunreaktion; Immunität und Immunisierung
Sich positionieren zur Vermeidung von Infektionskrankheiten
Lernbereich 3: Ernährung, Verdauung und Ausscheidung beim Menschen 10 Ustd.
Kennen der Zusammensetzung der Nahrung: Nährstoffe: Kohlenhydrate, Fette, Eiweiße; Wirk- und Ergänzungsstoffe: Vitamine, Mineralstoffe, Ballaststoffe, Wasser
Sich positionieren zur gesunden Ernährung
Kennen des Erschließungsfeldes Stoff und Energie
Anwenden der Erschließungsfelder Struktur und Funktion sowie Stoff und Energie auf Verdauungsvorgänge: Weg der Nahrung durch das Verdauungssystem; Verdauungsvorgänge mit Hilfe von Enzymen; Resorption
Anwenden der Erschließungsfelder Struktur und Funktion auf Organe mit Ausscheidungsfunktion: Atmungssystem (Bau und Funktion der Lunge, Weg der Atemgase, Atembewegung in Abhängigkeit von körperlicher Belastung); äußere Haut; Nieren und harnableitende Organe
Beurteilen der Notwendigkeit der Gesunderhaltung der Organe mit Ausscheidungsfunktion
Lernbereich 4: Stütz- und Bewegungssystem des Menschen 4 Ustd.
Übertragen der Struktur des Wirbeltierskeletts auf das Skelett des menschlichen Körpers
Anwenden der Erschließungsfelder Struktur und Funktion auf Röhrenknochen und Gelenke
Kennen von Bau und Wirkungsweise des Skelettmuskels
Beurteilen von Maßnahmen zur Gesunderhaltung durch Bewegung und Sport
Sich positionieren zum Verhalten gegenüber Menschen mit körperlichen Behinderungen
Wahlbereich 1: Ernährung und Persönlichkeit
Beurteilen von unterschiedlichem Essverhalten der Menschen mit Hilfe der Kenntnisse über Nahrungsmittel und Verdauungsvorgänge
Wahlbereich 2: Fitness und Gesundheit
Beurteilen der eigenen Lebensweise hinsichtlich ausgewählter gesundheitlicher Aspekte
Wahlbereich 3: Mikroben und ihre Bedeutung
Gestalten einer Präsentation über Bau, Lebensweise und Bedeutung von Mikroben: Mikroskopieren
Lernbereich 1: Sinnesorgane, Nerven- und Hormonsystem des Menschen 14 Ustd.
Kennen der Reizbarkeit als Merkmal der Organismen
Einblick in die Vielfalt der Sinne gewinnen
Anwenden des Erschließungsfeldes Struktur und Funktion auf das Auge
Beurteilen der Notwendigkeit der Gesunderhaltung der Augen
Kennen von Bau und Funktion des Nervensystems: Gehirn – Informationsspeicherung, Gedächtnis; Rückenmark und peripheres Nervensystem – unbedingter und bedingter Reflex; vegetatives Nervensystem; Nervenzelle und Synapse – Leitung und Übertragung von Erregungen
Sich positionieren zur Gesunderhaltung des Nervensystems
Beurteilen von Suchtgefahren deskriptive und normative Sicht
Einblick in den Aufbau des Hormonsystems und die Funktion der Hormondrüsen gewinnen
Kennen der Regulation des Hormonsystems: Zusammenwirken von Nerven- und Hormonsystem; biologischer Regelkreis
Übertragen des biologischen Regelkreises auf die Regulation des Blutzuckerspiegels
Kennen des Erschließungsfeldes Regulation
Lernbereich 2: Sexualität des Menschen 11 Ustd.
Anwenden der Erschließungsfelder Fortpflanzung sowie Struktur und Funktion auf die Sexualität des Menschen: männliche und weibliche Geschlechtsorgane; Samen- und Eizelle; Verlauf des Menstruationszyklus; Zeugung; vorgeburtliche Entwicklung; Geburt und Individualentwicklung
Kennen von Methoden der Schwangerschaftsverhütung
Sich positionieren zum Problem des Schwangerschaftsabbruchs
Kennen von Möglichkeiten zur Vermeidung von sexuell übertragbaren Krankheiten
Einblick in Formen des Sexualverhaltens gewinnen: sexuelle und geschlechtliche Vielfalt
Sich positionieren zum Problem des sexuellen Missbrauchs
Wahlbereich 1: Stress und Stressbewältigung
Anwenden der Kenntnisse über das Nervensystem und seine Gesunderhaltung auf die Problematik „Stress im Schulalltag“
Wahlbereich 2: Erleben mit allen Sinnen
Gestalten eines Versuchsparcours zur Vielfalt der Sinneswahrnehmungen
Wahlbereich 3: Erste Hilfe
Anwenden der Kenntnisse über Organe und Organsysteme des Menschen auf Maßnahmen der Ersten Hilfe
Lernbereich 1: Anatomie und Physiologie der Samenpflanzen 25 Ustd.
Anwenden der Organisationsstufen des Lebendigen
Anwenden der Erschließungsfelder Struktur und Funktion sowie Ebene auf Samenpflanzen: Bestimmen mit dichotomem Bestimmungsschlüssel und Herbarisieren ausgewählter Pflanzen; Einführen in das mikroskopische Zeichnen; Blüte (makroskopischer Bau, Funktionen); Wurzel (makroskopischer Bau ein- und zweikeimblättriger Pflanzen, mikroskopischer Bau, Mikroskopieren und Zeichnen eines Wurzelquerschnittes, Verankerung und Speicherung als Funktionen, Wasseraufnahme und Wassertransport durch Diffusion und Osmose als Funktionen); Sprossachse (mikroskopischer Bau ein- und zweikeimblättriger Pflanzen, Mikroskopieren und Zeichnen von Sprossachsenquerschnitten, Stofftransport und Speicherung als Funktionen); Laubblatt (makroskopischer Bau ein- und zweikeimblättriger Pflanzen, mikroskopischer Bau eines mesophytischen Laubblattes, Mikroskopieren und Zeichnen eines Laubblattquerschnittes und der unteren Epidermis mit Spaltöffnungen, Bau von Chloroplasten und Mitochondrien, Transpiration und Gasaustausch als Funktionen, autotrophe Ernährung als Funktion)
Anwenden des Erschließungsfeldes Stoff und Energie auf den Stoff- und Energiewechsel bei chlorophyllhaltigen Pflanzen: Fotosynthese als Form der autotrophen Assimilation (Wechselwirkung zwischen lichtabhängiger und lichtunabhängiger Reaktion, Bedeutung); Zellatmung als Form der Dissimilation (Wechselwirkung zwischen stoffabbauenden und energiefreisetzenden Prozessen, Bedeutung)
Anwenden der Erschließungsfelder Stoff und Energie sowie Wechselwirkung auf Pflanzen: Aufnahme – Transport – Abgabe von Stoffen; Assimilation – Dissimilation; Autotrophie – Heterotrophie
Beurteilen der Bedeutung der Pflanzen in der Natur
Lernbereich 2: Zusammenhänge im Ökosystem 25 Ustd.
Anwenden der Erschließungsfelder Struktur und Funktion sowie Ebene auf ein stehendes Gewässer: Zonierung eines Sees als Lebensraum; typische Pflanzenarten als Teil der Lebensgemeinschaft (Phytoplankton, Ufervegetation); typische Tierarten als Teil der Lebensgemeinschaft (Zooplankton, Arten und ihre Nahrungsbeziehungen, Trophiestufen, Mikroskopieren von Gewässerproben); Beziehungen zwischen Produzenten, Konsumenten und Destruenten im Gewässer; stehendes Gewässer als Ökosystem
Übertragen der Artenkenntnis auf ökologische Nischen eines Sees
Kennen des Erschließungsfeldes Zeit am Beispiel der Verlandung eines stehenden Gewässers
Anwenden der Erschließungsfelder Struktur und Funktion sowie Wechselwirkung auf abiotische Umweltfaktoren: Toleranzbereich; Umweltfaktoren Licht, Temperatur, Wasser
Anwenden der Erschließungsfelder Wechselwirkung und Information auf biotische Umweltfaktoren: intraspezifische Beziehungen (Konkurrenz, Partnerbeziehungen bei Tieren, Vergesellschaftung von Tieren); interspezifische Beziehungen (Konkurrenz, Symbiose, Parasitismus, Räuber-Beute-Beziehungen)
Anwenden der Erschließungsfelder Stoff und Energie sowie Regulation auf Ökosysteme: Kohlenstoffkreislauf (anthropogener Treibhauseffekt, Klimawandel, Klimafolgen); Energiefluss; ökologisches Gleichgewicht
Sich positionieren zum Einfluss des Menschen auf ein Gewässer als Ökosystem deskriptive und normative Betrachtung
Gestalten einer Präsentation zur Untersuchung eines Gewässers: ökologische Exkursion; experimentelles Untersuchen abiotischer Umweltfaktoren mit Indikatoren und unter Nutzung digitaler Werkzeuge
Wahlbereich 1: Mikrokosmos Wiese
Anwenden der Kenntnisse über Merkmale eines Ökosystems auf die Wiese
Wahlbereich 2: Mannigfaltigkeit der Pilze
Kennen von Bau und Lebenserscheinungen der Pilze sowie ihrer Bedeutung
Wahlbereich 3: Von der Gerste zum Bier
Übertragen der Kenntnisse über Stoff- und Energiewechselprozesse auf das Bierbrauen als biotechnisches Verfahren
Lernbereich 1: Genetik 25 Ustd.
Anwenden der Erschließungsfelder Vielfalt und Information auf Genotyp und Phänotyp: Mutation und Modifikation; Mendelsche Regeln als Grundlage der klassischen Genetik (homozygot, heterozygot, dominant-rezessiv, intermediär, Würdigung G. Mendels)
Anwenden der Erschließungsfelder Struktur und Funktion sowie Information auf die zellulären und molekularen Grundlagen der Speicherung, Weitergabe und Realisierung der Erbanlagen: Chromosom; Nukleinsäuren; Prinzip von Mitose und Meiose aus proximater und ultimater Sicht; identische Replikation; Prinzip der Proteinsynthese und ihre Bedeutung für die Merkmalsausbildung
Einblick in die Leistungen von Wissenschaftlern gewinnen
Kennen der Veränderung von Erbanlagen durch Mutationen: Ursachen; Typen
Anwenden der Erschließungsfelder Vielfalt, Struktur und Funktion sowie Information auf die Grundlagen der Humangenetik: genetische Variabilität des Menschen (Vererbung der Blutgruppen, Vererbung des Geschlechts); Erbkrankheiten des Menschen (Genommutationen, Chromosomenmutation, Genmutationen)
Sich positionieren zu ethischen, sozialen und rechtlichen Aspekten humangenetischer Beratung deskriptive und normative Betrachtung
Übertragen der Kenntnisse zur Genetik auf Züchtung und Gentechnik: klassische Züchtungsmethoden; Prinzip der gentechnischen Veränderung von Organismen
Lernbereich 2: Entstehung der Artenvielfalt 16 Ustd.
Kennen von Prinzipien der Evolution von Organismen: historische Vorstellungen zur Evolution; Artbegriff, Populationsbegriff; Zusammenwirken von Mutation, Rekombination, Selektion und Isolation als ausgewählte Faktoren der Synthetischen Evolutionstheorie; Veränderung der Arten und Artbildung
Anwenden des Erschließungsfeldes Wechselwirkung auf den Zusammenhang zwischen Organveränderung, Leistungssteigerung und Zunahme der Umweltunabhängigkeit als Progression: Differenzierung pflanzlicher Gewebe; Lungenoberfläche – Verhältnis von Hautund Lungenatmung – Trockenlufttiere/Feuchtlufttiere; Lungenoberfläche – Energiegewinnung – wechselwarme/gleichwarme Tiere
Anwenden der Erschließungsfelder Angepasstheit und Wechselwirkung auf evolutionäre Entwicklungstendenzen: Struktur- und Funktionsbeziehungen – Spezialisierung; proximate und ultimate Ursachen von genetisch bedingtem Verhalten und Lernfähigkeit
Kennen von Belegen für die Evolution: Fossilien und ihre Entstehung; Zwischenformen; Homologien
Lernbereich 3: Stammesgeschichte des Menschen 9 Ustd.
Einblick in die Entwicklung der Organismen von der Erdfrühzeit bis zur Erdneuzeit gewinnen
Kennen der Stellung des Menschen im System der Organismen: Vergleich Mensch mit Menschenaffen (Anatomie, Verhalten); Modell zum Hominidenstammbaum
Einblick in die Stammesentwicklung des Menschen gewinnen
Anwenden des Erschließungsfeldes Wechselwirkung auf die Stammesentwicklung des Menschen: Klima- und Vegetationsveränderung – Fortbewegung; Jagd – Werkzeug- und Waffengebrauch; Sozialverhalten des Menschen
Anwenden des Erschließungsfeldes Vielfalt auf die Entstehung des modernen Menschen als Ergebnis der geographischen Isolation
Wahlbereich 1: Transgene Organismen
Sich positionieren zu Nutzen und Risiken ausgewählter transgener Organismen
Wahlbereich 2: Entstehung des Lebens auf der Erde
Kennen unterschiedlicher Hypothesen zur Entstehung von Leben auf der Erde
Wahlbereich 3: Lernen und Gedächtnis
Übertragen neurophysiologischer Kenntnisse auf das Lernen
Lernbereich 1: Zellen, Gewebe und Organe und deren funktionsbezogene Differenzierung 24 Ustd.
Anwenden des Erschließungsfeldes Ebene auf die Organisationsstufen des Lebendigen
Kennen des Grundbauplanes der Pflanzenzelle und der Funktionen ihrer Bestandteile
Kennen des Stoffaustausches auf zellulärer Ebene: Struktur und Funktionen der Biomembran und von Membransystemen; Diffusion und Osmose; passive und aktive Transportmechanismen; Experimentieren und Mikroskopieren zur Plasmolyse
Anwenden der Kenntnisse über Struktur und Funktion der Pflanzenorgane auf den Transport von Wasser: Wurzel; Sprossachse; Laubblatt
Gestalten eines mikroskopischen Praktikums zu den Ebenen pflanzlicher Systeme: Anfertigen und Färben von Frischpräparaten (Schnittpräparat, Abzugspräparat); Mikroskopieren und Zeichnen (pflanzliche Zelle mit Zellorganellen, Pflanzengewebe, Pflanzenorgan)
Kennen der Wechselwirkungen zwischen Speicherung und Realisierung der Erbinformation: Regulation der Genaktivität bei Eukaryoten (TATA-Box, Transkriptionsfaktoren, DNA-Methylierung); semikonservative Replikation; Zellkern – Gen – Transkription; Ribosom – Translation – Protein
Anwenden der Kenntnisse über Proteine auf Enzyme und Stoffwechselregulation: Eigenschaften; Biokatalyse; Beeinflussung der Enzymaktivität durch Temperatur und pH-Wert; Enzymhemmung; Experimentieren und Protokollieren zur Enzymwirkung (Substrat- und Wirkungsspezifik, Enzymhemmung)
Lernbereich 2: Assimilation und Dissimilation - Redoxprozesse zellulärer Strukturen 15 Ustd.
Gestalten eines Überblicks über die Stoffwechselprozesse bei Organismen
Anwenden der Kenntnisse über die autotrophe Assimilation auf die Fotosynthese: Struktur und Funktion eines Chloroplasten (Blattfarbstoffe, Absorptionsspektrum von Chlorophyll, Wirkungsspektrum der Fotosynthese); Ablauf (lichtabhängige Primärreaktion mit Lichtabsorption, linearem Elektronentransport, Redoxreaktionen, Fotosystem I und II, Fotolyse, NADPH/H + - und chemiosmotische ATP-Bildung, lichtunabhängige Sekundärreaktion mit carboxylierender, reduzierender, regenerierender Phase); Abhängigkeit von abiotischen Faktoren; Assimilationsprodukte; Experimentieren und Protokollieren zur Fotosynthese (chromatografischer Nachweis von Blattfarbstoffen, Bestimmen der Fotosyntheserate, Nachweis von Assimilationsprodukten)
Anwenden der Kenntnisse über die Dissimilation auf die Zellatmung: Struktur und Funktion eines Mitochondriums; Ablauf und Energiebilanz (Glykolyse, oxidative Decarboxylierung, Citratzyklus, Atmungskette, Redoxreaktionen, chemiosmotische ATP-Bildung); Abhängigkeit von abiotischen Faktoren
Lernbereich 3: Ökologie und Nachhaltigkeit 13 Ustd.
Übertragen der Kenntnisse über Ökosysteme auf ein naturnahes terrestrisches Ökosystem: Biotop – Biozönose; Wechselwirkung zwischen abiotischen Umweltfaktoren und Angepasstheit (Toleranzbereich, Temperatur – Wasser – Vegetation, Licht – Vegetation); Wechselwirkung zwischen biotischen Umweltfaktoren und Angepasstheit (ökologische Potenz, intraspezifische Beziehungen – Konkurrenz, interspezifische Beziehungen - Konkurrenz, Symbiose, Parasitismus, Räuber-Beute-Beziehung); ökologische Nische; Nahrungsbeziehungen und Energiefluss (Nahrungsnetz, Energieentwertung, Kohlenstoffkreislauf)
Kennen von Formen und Folgen der Schädlingsbekämpfung
Beurteilen von Maßnahmen zum Schutz naturnaher Ökosysteme: Folgen des anthropogen bedingten Treibhauseffekts; Ökosystemmanagement
Gestalten einer ökologischen Exkursion: Erfassen ausgewählter abiotischer Umweltfaktoren (pH-Wert-Bestimmung, Nitrat-Wert-Bestimmung); qualitatives Erfassen von Tier- und Pflanzenarten; Einschätzen des Zustandes des Ökosystems
Wahlbereich 1: Leben in der Wüste
Übertragen der Kenntnisse über Stoff- und Energiewechselprozesse und ökologische Zusammenhänge auf Lebewesen in der Wüste
Wahlbereich 2: Energiehaushalt von Mensch und Tier
Anwenden der Kenntnisse über heterotrophe Assimilation auf die Verdauung als Stoff- und Energiewechsel bei Mensch und Tier: Bedeutung der Nährstoffe für den Aufbau körpereigener Stoffe; Wirken von Enzymgruppen in den Abschnitten des Verdauungssystems; Resorption und Transport der Nährstoffe; Energiehaushalt
Wahlbereich 3: Gärung
Anwenden der Kenntnisse über die Dissimilation auf Milchsäuregärung und alkoholische Gärung: Bedeutung; Ablauf; Energiebilanz; Vergleich von Zellatmung und Gärung
Wahlbereich 4: Fließgewässer
Anwenden der Kenntnisse über Ökosysteme auf Fließgewässer: abiotische und biotische Umweltfaktoren; anthropogene Beeinflussung
Lernbereich 1: Grundlagen, Anwendungen und Perspektiven der Genetik 18 Ustd.
Anwenden genetischer Kenntnisse auf nicht gekoppelte Vererbungsvorgänge
Übertragen der Kenntnisse über Genmutationen auf Ursachen erbbedingter Krankheiten
Kennen der Grundlagen von Arbeitstechniken in der Humangenetik: Stammbaumanalyse (autosomal und gonosomal); Hybridisierung; Polymerase-Ketten-Reaktion; DNA-Sequenzierung
Kennen der Grundlagen der somatischen Gentherapie
Sich positionieren zu Möglichkeiten und Risiken der Gentherapie am Menschen
Lernbereich 2: Kommunikation zwischen Zellen 10 Ustd.
Anwenden von cytologischen und molekularen Kenntnissen auf die Immunbiologie: unspezifische Immunreaktion; spezifische Immunreaktion; aktive und passive Immunisierung
Anwenden der Kenntnisse über die Nervenzelle auf neurophysiologische Prozesse: Neuron – Ruhe- und Aktionspotenzial (Verfahren der Potenzialmessung); Neurit – Erregungsleitung; Synapse – Erregungsübertragung (neuro-neuronale Synapse, neuro-muskuläre Synapse)
Lernbereich 3: Biodiversität und ihre Entstehung 14 Ustd.
Kennen des populationsgenetischen Artbegriffs
Kennen von Verhaltensursachen und des adaptiven Wertes von Verhalten: proximat; ultimat
Anwenden der Kenntnisse über das Zusammenwirken von Evolutionsfaktoren im Sinne der syn-thetischen Evolutionstheorie: Mutation und Rekombination; Selektion und Isolation; Migration und Gendrift; Koevolution
Anwenden der Kenntnisse über die synthetische Evolutionstheorie zur Abgrenzung dieser von nicht-naturwissenschaftlichen Auffassungen
Kennen von Belege für die Evolution der Organismen: molekularbiologische Homologien
Übertragen von Kenntnissen über evolutionäre Verwandtschaft auf phylogenetische Stammbäume
Wahlbereich 1: Allergien
Anwenden immunbiologischer Kenntnisse auf Allergien
Wahlbereich 2: Krebs
Kennen von Krebs als Folge unkontrollierter Zellteilungen
Wahlbereich 3: Nervensysteme
Anwenden der Kenntnisse über Kommunikation von Zellen auf Nervensysteme
Wahlbereich 4: Verhaltensbiologisches Praktikum
Gestalten von Beobachtungen und Untersuchungen tierischer oder menschlicher Verhaltensweisen: Beobachten und Experimentieren
Wahlbereich 5: Grüne Gentechnik
Anwenden der Kenntnisse über Arbeitstechniken der Genetik auf moderne Züchtungsverfahren bei Pflanzen
Lernbereich 1: Zellen, Gewebe und Organe und deren funktionsbezogene Differenzierung 55 Ustd.
Anwenden des Erschließungsfeldes Ebene auf die Organisationsstufen des Lebendigen: Mikroskopieren
Kennen des Grundbauplanes von Zellen und der Funktionen ihrer Bestandteile: Procyte; Eucyte (Mikroskopieren und Zeichnen von Pflanzenzellen)
Übertragen der Kenntnisse über den Zusammenhang von Struktur und Funktion von Zellen auf pflanzliche Gewebe und Organe: embryonale Zelle – Bildungsgewebe – Vegetationskegel in Wurzel bzw. Spross; differenzierte Zelle – Dauergewebe – Wurzel, Sprossachse, Laubblatt; Präparieren, Mikroskopieren und Zeichnen pflanzlicher Gewebe und Organe (Schnittpräparate, Abzugspräparate)
Kennen von Stofftransport und Stoffaustausch auf zellulärer Ebene: Struktur und Funktionen der Zellwand; physiologische Bedeutung des Grundplasmas; Struktur und Funktionen von Biomembran und Membransystemen (Plasmalemma, Tonoplast, endoplasmatisches Retikulum, Dictyosom); Diffusion und Osmose (physikalische Grundlagen, osmotische Wirksamkeit des Zellsaftes in der Vakuole, Experimentieren und Mikroskopieren zur Plasmolyse und Deplasmolyse); passive und aktive Transportmechanismen; Endocytose und Exocytose
Anwenden von physikalischen und zellbiologischen Kenntnissen auf den Transport von Wasser und Assimilaten in der Pflanze
Kennen der Wechselwirkungen zwischen Speicherung, Verdopplung und Realisierung der Erbinformation: Struktur und Funktion von Zellkern und Ribosomen; semikonservative Replikation; Genregulation (Prokaryoten – Operonmodell, Eukaryoten – TATA-Box, Transkriptionsfaktoren, DNA-Methylierung, Histonmodifikation, RNA-Interferenz); Vergleich pro- und eukaryotischer Proteinbiosynthese
Anwenden der Kenntnisse über Struktur und Eigenschaften von Proteinen auf die Enzymproteine und auf Stoffwechselregulation: Enzyme als Katalysatoren; Verlauf der Biokatalyse (Aktivierungsenergie und Wirkung von Katalysatoren, Wirkung eines Enzyms); Beeinflussung der Enzymaktivität durch Temperatur, pH-Wert und Schwermetall-Ionen; kompetitive, nichtkompetitive Enzymhemmung und irreversible Enzymhemmung; Experimentieren zur Enzymwirkung (Substrat- und Wirkungsspezifik, Enzymhemmung)
Übertragen der Kenntnisse über Struktur und Eigenschaften von Enzymproteinen auf deren Bedeutung
Lernbereich 2: Assimilation und Dissimilation - Redoxprozesse zellulärer Strukturen 40 Ustd.
Gestalten eines Überblicks über die Stoffwechselprozesse bei Organismen
Anwenden der Kenntnisse über die autotrophe Assimilation auf die Fotosynthese: Struktur und Funktion eines Chloroplasten; Lichtsammelkomplexe und Reaktionszentren (Antennenpigmente, Absorptionsspektrum von Chlorophyll, Wirkungsspektrum der Fotosynthese); Ablauf (Tracer-Methode - Aufklärung von Stoffwechselprozessen, energetisches Modell der lichtabhängigen Primärreaktion mit Lichtabsorption, linearem Elektronentransport, Redoxreaktionen, Fotosystem I und II, Fotolyse, NADPH/H + - und chemiosmotische ATP-Bildung, lichtunabhängige Sekundärreaktion mit carboxylierender, reduzierender, regenerierender Phase); Vergleich von C3- und C4-Pflanzen; Abhängigkeit von abiotischen Faktoren; Experimentieren und Protokollieren zur Fotosynthese (chromatografischer Nachweis von Blattfarbstoffen, Bestimmen der Fotosyntheserate, Nachweis von primären und sekundären Assimilationsprodukten)
Anwenden der Kenntnisse über die Dissimilation auf die Zellatmung: Struktur und Funktion eines Mitochondriums; Ablauf und Energiebilanz (Glykolyse, oxidative Decarboxylierung, Citratzyklus, energetisches Modell der Atmungskette und chemiosmotische ATP-Bildung); Abhängigkeit von abiotischen Faktoren
Anwenden der Kenntnisse über die Assimilation auf die Chemosynthese der Stickstoffbakterien: Ablauf (Gewinnung von ATP und Reduktionsmittel durch Oxidation anorganischer Stoffe, Bildung von Kohlenhydraten im CalvinZyklus); Vergleich von Foto- und Chemosynthese
Anwenden der Kenntnisse über die Dissimilation auf den anaeroben Kohlenhydratabbau durch Milchsäuregärung und alkoholische Gärung: Ablauf und Energiebilanz (Experimentieren zum Ermitteln der Gärungsrate); Vergleich von Atmung und Gärung
Anwenden der Kenntnisse über die heterotrophe Assimilation auf die Verdauung als Voraussetzung für den Stoff- und Energiewechsel bei Mensch und Tier: Wirken von Enzymen in den Abschnitten des Verdauungssystems (Experimentieren zum Nachweis der enzymatischen Hydrolyse von Kohlenhydraten, Fetten und Eiweißen); Bedeutung der Nährstoffe für den Aufbau körpereigener Stoffe
Lernbereich 3: Ökologie und Nachhaltigkeit 35 Ustd.
Übertragen der Kenntnisse über Ökosysteme auf ein naturnahes terrestrisches Ökosystem: Biotop - Biozönose; Wechselwirkung zwischen abiotischen Umweltfaktoren und Angepasstheit (Toleranzbereich, Temperatur, Wasser, Licht); Wechselwirkung zwischen biotischen Umweltfaktoren und Angepasstheit (ökologische Potenz, intraspezifische Beziehungen – Konkurenz, interspezifische Beziehungen - Konkurrenz, Symbiose, Parasitismus, Räuber-Beute-Beziehung); ökologische Nische; Parameter und Wachstum einer Population (dichteabhängige und dichteunabhängige Faktoren, R- und K-Strategen, exponentielles und logistisches Wachstum, Lotka-Volterra-Regeln); Nahrungsbeziehungen und Energiefluss (Nahrungsnetz, Energieentwertung, Kohlenstoff- und Stickstoffkreislauf)
Beurteilen von Maßnahmen zum Schutz naturnaher Ökosysteme: Folgen des anthropogen bedingten Treibhauseffekts; Ökosystemmanagement
Sich positionieren zum eigenen ökologischen Fußabdruck
Anwenden der Kenntnisse über naturnahe Ökosysteme auf eine Monokultur: Regulation in Monokulturen; Formen der Schädlingsbekämpfung
Sich positionieren zu Chancen und Risiken des Eingreifens in naturnahe Ökosysteme: hormonartig wirkende Substanzen in der Umwelt
Gestalten einer ökologischen Exkursion: Erfassen ausgewählter abiotischer Faktoren (pH-Wert-Bestimmung, Nitrat-Wert-Bestimmung); Erfassen von Tier- und Pflanzenarten (Bestimmen mit dichotomem Bestimmungsschlüssel, qualitatives und quantitatives Erfassen); Einschätzen des Zustandes des Ökosystems; Anfertigen einer Dokumentation
Wahlbereich 1: Leben in der Wüste
Übertragen der Kenntnisse über Stoff- und Energiewechselprozesse und ökologische Zusammenhänge auf Lebewesen in der Wüste: Stoffwechselspezialisten; Strategien zur Regulation des Wasserhaushalts
Wahlbereich 2: Urbane Ökologie
Anwenden der Kenntnisse über naturnahe Ökosysteme auf urbane Systeme: Stadtgliederung und -biotope; abiotische und biotische Umweltfaktoren; Umwelt- und Naturschutz
Wahlbereich 3: Bioindikation
Gestalten einer Dokumentation zur Bioindikation
Wahlbereich 4: Invasive Arten und deren Einfluss auf Ökosysteme
Anwenden der Kenntnisse über die Selbstregulation in Ökosystemen auf einwandernde Tier- und Pflanzenarten
Wahlbereich 5: Nachwachsende Rohstoffe
Anwenden von physiologischem, ökologischem und zellbiologischem Wissen auf nachwachsende Rohstoffe: Untersuchen von Nutzpflanzen
Wahlbereich 6: Energiehaushalt des Menschen
Anwenden der Kenntnisse über heterotrophe Assimilation auf den Energiehaushalt des Menschen: Berechnungen zum Energieumsatz; Ernährungsverhalten
Lernbereich 1: Grundlagen, Anwendungen und Perspektiven der Genetik 34 Ustd.
Anwenden genetischer Kenntnisse auf die Konstanz und Variabilität der Organismen: Mutation und Modifikation; intra- und interchromosomale Rekombination; gekoppelte und nichtgekoppelte Erbgänge
Kennen der Grundlagen von Arbeitstechniken in der Humangenetik: Stammbaumanalyse, Karyogramm; Hybridisierung; Polymerase-Ketten-Reaktion; DNA-Sequenzierung (Gelelektrophorese)
Übertragen der Kenntnisse über Arbeitstechniken auf die Diagnostik in der Humangenetik: autosomale und gonosomale Erbkrankheiten
Übertragen genetischer Kenntnis auf Krebs als Folge unkontrollierter Zellteilungen: Onkogene und Anti-Onkogene; personalisierte Medizin
Übertragen genetischer Kenntnisse auf die Gentechnik: Bedeutung von Bakterien und Viren in der Gentechnik (Rekombination bei Bakterien, virale Vermehrungszyklen); Transformations- und Transduktionsmethoden; somatische Gentherapie; Stammzellenforschung
Sich positionieren zu Möglichkeiten und Risiken der Gentherapie am Menschen
Lernbereich 2: Kommunikation zwischen Zellen 32 Ustd.
Anwenden von cytologischen und molekularen Kenntnissen auf die Immunbiologie: unspezifische Immunreaktion; spezifische Immunreaktion; Infektionskrankheiten; aktive und passive Immunisierung; unerwünschte Immunreaktion bei Transplantationen
Anwenden der Kenntnisse über die Nervenzelle auf neurophysiologische Prozesse: Verfahren der Potenzialmessung; primäre und sekundäre Sinneszellen (Rezeptorpotenzial); Neuron; Ruhe- und Aktionspotenzial; Experimentieren zum Membranpotenzial; Erregungsleitung; Erregungsübertragung (neuro-neuronale Synapse, neuro-muskuläre Synapse)
Beurteilen neurophysiologischer Vorgänge und deren Regulation beim Menschen: neuronale Plastizität (räumliche und zeitliche Summation, zelluläre Prozesse des Lernens und Störungen des neuronalen Systems)
Kennen neurophysiologischer Verfahren
Anwendung der Kenntnisse über Hormon- und Nervensystem auf die Verschränkung hormoneller und neuronaler Steuerung beim Menschen
Lernbereich 3: Verhalten von Tier und Mensch 10 Ustd.
Kennen von Methoden und Bedeutung der Verhaltensbiologie
Kennen von Verhaltensursachen: endogene und exogene; proximate und ultimate; adaptiver Wert von Verhalten
Anwenden der Kenntnisse über Ursachen von Verhalten auf das Sozialverhalten von Primaten: Individualentwicklung; Kommunikation; Fortpflanzungsverhalten
Lernbereich 4: Biodiversität und ihre Entstehung 20 Ustd.
Kennen des populationsgenetischen Artbegriffs
Anwenden der Kenntnisse über das Zusammenwirken von Evolutionsfaktoren im Sinne der synthetischen Evolutionstheorie auf Progression und Spezialisierung von Organismen: Mutation und Rekombination; Selektion und Isolation; Migration und Gendrift; Koevolution
Beurteilen einer weiteren Evolutionstheorie: Abgrenzung der synthetischen Evolutionstheorie von nicht-naturwissenschaftlichen Auffassungen
Übertragen der Kenntnisse über die Molekularbiologie auf Belege der Evolution: molekularbiologische Homologien
Übertragen von Kenntnissen über evolutionäre Verwandtschaft auf phylogenetische Stammbäume
Übertragen evolutionsbiologischer Kenntnisse auf die Stammesentwicklung des Menschen: Fossiliengeschichte; Stammbäume; Verbreitung des modernen Menschen; kulturelle Evolution
Sich positionieren zur Variabilität des modernen Menschen
Lernbereich 5: Systematisierung und Vernetztheit 14 Ustd.
Gestalten von Präsentationen zu den Ebenen biologischer Systeme: Zelle; Organismus; Ökosystem
Gestalten einer Übersicht über Stoffwechselprozesse und Energiefluss im Ökosystem: Stoff- und Energiewechsel; Stoffkreislauf und Energiefluss
Wahlbereich 1: Allergien und Autoimmunkrankheiten
Anwenden immunbiologischer Kenntnisse auf Allergien und Autoimmunkrankheiten
Wahlbereich 2: Evolution des Stoffwechsels
Anwenden der Kenntnisse über den Stoff- und Energiewechsel auf die Evolution der Ernährungsweisen
Wahlbereich 3: Praktikum Gefäßpflanzen
Gestalten einer Präsentation zur Untersuchung einer Gefäßpflanze: anatomisch-morphologische Merkmale; Bestimmung und Einordnung ins System; Angepasstheit an Umweltfaktoren
Wahlbereich 4: Verhaltensbiologisches Praktikum
Gestalten von Beobachtungen und Untersuchungen tierischer oder menschlicher Verhaltensweisen: Beobachten und Experimentieren
Wahlbereich 5: Arbeitstechniken in der Genetik
Anwenden genetischer Kenntnisse auf moderne Arbeitstechniken der Genetik: Experimentieren
