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Biologie Kursstufe

Curricula

Curriculum Biologie 4-stündig

Auf der Grundlage der Bildungsstandards Bildungsplan Gymnasium BW 2004

Kompetenzen	Kerncurriculum	Hinweise Schulcurriculum	Std. ca Kernc.
LPE 1 Von der Zelle zum Organ
Zelle und Stoffwechsel Die Schülerinnen und Schüler können die Zelle als Grundbaustein des Lebens und als geordnetes System beschreiben. an Hand eines Modells den Aufbau und die Eigenschaften der Biomembran beschreiben. die Bedeutung der Zellmembran für den geregelten Stofftransport erläutern. das Prinzip der Osmose und ihre Bedeutung für den Stoffaustausch über Membranen an Hand von Experimenten erklären. die Bedeutung der Kompartimentierung der Zelle erklären und den Zusammenhang zwischen Bau und Funktion bei folgenden Zellorganellen erläutern: Zellkern, Mitochondrium, Chloroplast, Endoplasmatisches Reticulum, Ribosom. elektronenmikroskopische Bilder der Zelle interpretieren. erklären, dass zum Erhalt und Aufbau geordneter Systeme Energie aufgewendet werden muss. erläutern, dass Zellen offene Systeme sind, die mit der Umwelt Stoffe und Energie austauschen. erklären, dass das Zusammenwirken energieliefernder mit energieverbrauchenden Reaktionen notwendig ist. Sie können die Bedeutung von ATP als Energieüberträger erläutern	Grundprinzipien, Systemebenen: Moleküle, Zellen, Organe, Organismen, Ökosysteme Fluid-mosaic-Modell SF Passiver und aktiver Transport P Experimente zur Osmose z.B. Plasmolyse, Osmometer SF Zellorganellen: Struktur und Funktion Z Anzahl der Zellorganellen, Hinweise auf die Funktion der Zelle Z Energiefluss, Energieumwandlung, Entropie anbahnen E Zelle als System Energetische Koppelung an einem Beispiel E	P Mikroskopieren von Zellen, zeichnen P Untersuchung eines Organs P arbeitsteilig weitere Versuche mit Präsentation Energiebegriff entsprechend Absprache mit Physik Übersicht Energieumwandlung: Fotosynthese, Zellatmung, Gärungen, Chemosynthese	25
Moleküle des Lebens und Grundlagen der Vererbung Die Schülerinnen und Schüler können beschreiben, dass das Leben auf Strukturen und Vorgängen auf der Ebene der Makromoleküle beruht. ein Experiment zur Isolierung von DNA durchführen. die Doppelhelix-Struktur der DNA über ein Modell beschreiben und erläutern, wie in Nukleinsäuren die Erbinformation kodiert ist. die Bedeutung der Proteine als Struktur- und Funktionsmoleküle des Lebens erläutern. das Funktionsprinzip eines Enzyms und eines Rezeptors über „Schlüssel-Schloss-Mechanismen“ erläutern. an einem konkreten Beispiel den Prozess der enzymatischen Katalyse beschreiben und die Vorgänge am aktiven Zentrum modellhaft darstellen; sie können den Zusammenhang zwischen Molekülstruktur und spezifischer Funktion erläutern. Mechanismen zur Regulation der Enzymaktivität an konkreten Beispielen beschreiben und erklären. Experimente zur Abhängigkeit der Enzymaktivität von verschiedenen Faktoren durchführen und auswerten. den Weg von den Genen zu den Proteinen (Proteinsynthese) und von den Proteinen zu den Merkmalen von Lebewesen (Biosyntheseketten) erläutern. die Bedeutung der Regulation der Genaktivität für den geregelten Ablauf der Stoffwechsel- und Entwicklungsprozesse mit Hilfe einfacher Modelle erläutern.	Überblick: Biomoleküle Systemebene Moleküle P Isolierung von DNA aus Kiwi Aufbau der DNA, genetischer Code SM Aufbau und Funktion von Proteinen, Bedeutung der räumlichen Struktur, Beispiele für Proteinfunktion SM Enzym als Biokatalysator Enzym – Substrat – Komplex SM Enzymfunktion modellhaft SM Abhängigkeit der Enzymaktivität von verschiedenen Faktoren: Temperatur, pH-Wert, Substratkonzentration, Enzymkonzentration, Hemmung, Aktivierung Reg z.B. Urease, Katalase Proteinbiosynthese SM Syntheseketten z.B. Blütenfarbstoff, Phenylalaninstoffwechsel, Marfansyndrom z.B. Operonmodell bei Bakterien Reg Drosophila Entwicklungsgene Reg	Bezug zum Fach Chemie Puzzle DNA oder Rollenspiel Modelle Modelle, Animationen P Stärkesynthese Lernzirkel Enzyme; P Entwicklung von Mehlkäferlarven bei verschiedenen Temperaturen	25
LPE 2 Aufnahme, Weitergabe und Verarbeitung von Informationen
Die Schülerinnen und Schüler können Nervenzellen präparieren und den Bau einer Nervenzelle erläutern. die Mechanismen der elektrischen und stofflichen Informationsübertragung und die daran beteiligten Membranvorgänge am Beispiel der Nervenzellen beschreiben. die elektrochemischen und molekularbiologischen Vorgänge bei der Reizaufnahme an einer Sinneszelle und der Transformation in elektrische Impulse an einem selbstgewählten Beispiel erläutern. die Verrechnung erregender und hemmender Signale als Prinzip der Verarbeitung von Informationen im Zentralnervensystem beschreiben. die übergeordnete Funktion des Gehirns erläutern. die Funktion des Immunsystems am Beispiel einer Infektionskrankheit erläutern. Sie können zwischen humoraler und zellulärer Immunantwort differenzieren und die beteiligten Zellen und Strukturen angeben. die Bedeutung des Immunsystems für die Gesunderhaltung des Menschen erläutern. am Beispiel HIV erklären, wie Erreger die Immunantwort unterlaufen bzw. ausschalten können. die Notwendigkeit der Regulation des Zusammenspiels der Zellen und Organe eines Organismus am Beispiel des Nervensystems und des Immunsystems erläutern. am konkreten Beispiel erläutern, dass die Leistungen des Zentralnervensystems sich nicht unmittelbar aus den Merkmalen der einzelnen „Bausteine“ ergeben. Auf jeder Systemstufe des Lebens kommen neue und komplexere Eigenschaften hinzu.	Bau und Funktion der Nervenzelle SF, Z P Präparation von Nervenzellen Ruhepotenzial, Aktionspotenzial, Synapse, Vorgänge an der Membran SF Bau und Funktion von Sinneszellen an einem Beispiel (Riechzelle oder Geschmacksinneszelle oder Sehsinneszelle....) SF Prinzip: second messenger SM W Erregende und hemmende Synapsen, Verrechnung, Verarbeitung im Gehirn am Beispiel Sehwahrnehmung W Wichtige Funktionen der Gehirnteile, Übersicht Nervensystem W Humorale und zelluläre Immunreaktion: Zellen, Wechselwirkung, Schlüssel-Schloss-Prinzip SM Infektionskrankheiten, Pandemien, Beispiele W HIV, Struktur und Vermehrung W Grundprinzip Regulation Reg Sehwahrnehmung siehe oben Sprache: anatomische Voraussetzungen, Sprachzentrum im Gehirn Emergenzprinzip Systemebenen an einem Beispiel	Magnetmodelle, PC-Programm Neuron, Wiederholung Transport durch Membranen Synapsengifte, Sucht Übungsaufgabe: Transfer auf ein anderes unbekanntes Beispiel PC-Programm Neuron P Experimente zur Sehwahrnehmung P ELISA-Test / Western Blot Bedeutung der Impfung Symptome und Krankheitsverlauf, Therapieansätze (Übung zur Hypothesenbildung) Wirkunsgweise von Hormonen second- messenger-Prinzip (Grundlagen Standards 10) Gehirnforschung	35
LPE 3 Evolution und Ökosysteme
Die Schülerinnen und Schüler können ein Ökosystem während einer Exkursion erkunden und die in einem Lebensraum konkret erlebte Vielfalt systematisch ordnen. an ausgewählten Gruppen des Tier- und Pflanzenreiches systematische Ordnungskriterien ableiten und die Nomenklatur anwenden. durch morphologisch-anatomische Betrachtungen Abwandlungen im Grundbauplan rezenter und fossiler Organismen beschreiben und systematisch auswerten. molekularbiologische Verfahren zur Klärung von Verwandtschaftsbeziehungen beschreiben und erklären. die biologische Evolution, die Entstehung der Vielfalt und Variabilität auf der Erde auf Molekül-, Organismen- und Populationsebene erklären. die Bedeutung der sexuellen Fortpflanzung für die Evolution erläutern. die historischen Evolutionstheorien von Lamarck und Darwin als ihrer Zeit gemäße Theorien interpretieren und sie vergleichend aus heutiger Sicht beurteilen. den Menschen in das natürliche System einordnen und seine Besonderheiten in Bezug auf die biologische und kulturelle Evolution herausstellen.	Ökosystem Wiese oder Hecke oder Wald auf dem Schulgelände V Vielfalt: Nomenklatur, Systematische Ebenen, Ordnungskriterien definieren V Vergleich der Wirbeltierextremitäten SF Homologie und Analogie an verschiedenen Beispielen bedeutende Fossilien: Archaeopteryx, Saurier Lebende Fossilien: z.B. Lungenfisch, Latimeria, Schnabeltier V, A DNA-Hybridisierung, Präzipitintest SM Synthetische Evolutionstheorie: Evolutionsfaktoren Mutation, Isolation, Gendrift, Selektion A Zusammenwirken der Faktoren: Adaptive Radiation Rekombination: Meiose, Crossover, Befruchtung R Vergleich der Theorien, Würdigung beider Forscher Wichtige Funde, regionale Fundorte (Steinheim, Mauer, Neandertal) Faktoren der Menschwerdung: Aufrechter Gang, Gehirn, Sozialverhalten, Kommunikation, Tradition, Kunst und Kultur A, IK	P Artenerfassung eines begrenzten Gebiets, Bestimmungsübungen Linné als Forscherpersönlichkeit Gruppenpuzzle Evolution der Wirbeltiere: Vom Wasser aufs Land und zurück Ein weiteres Beispiel für adaptive Radiation: z.B. Filmauswertung Beuteltiere Kreationismus und Evolution Vergleich von Schädeln Gruppenarbeit Zusammenfassung Evolution: Exkursion Löwentormuseum oder Rosensteinmuseum	30
LPE 4 Angewandte Biologie
Die Schülerinnen und Schüler können die experimentellen Verfahrensschritte (Isolierung, Vervielfältigung und Transfer eines Gens, Selektion von transgenen Zellen) der genetischen Manipulation von Lebewesen an einem konkreten Beispiel beschreiben und erklären. molekularbiologische Experimente durchführen und auswerten. können das Prinzip der Gendiagnostik an einem Beispiel erläutern. geschlechtliche und ungeschlechtliche Fortpflanzung gegeneinander abgrenzen. Verfahren der Reproduktionsbiologie (Klonen, In-vitro-Fertilisation, Gentherapie) beschreiben und erklären. embryonale und differenzierte Zellen vergleichen und die Bedeutung der Verwendung von embryonalen und adulten Stammzellen erläutern. die Bedeutung gentechnologischer Methoden in der Grundlagenforschung, in der Medizin und in der Landwirtschaft erläutern.	Isolierung, Vervielfältigung und Transfer eines Gens, Selektion von transgenen Zellen bei Bakterien z.B. Insulinherstellung P z.B. Plasmidisolation oder PCR Methoden: Gebrauch von Mikropipetten, Gelelektro-phorese, Sicherheit im Labor DNA-Banken, fingerprinting-Verfahren geschlechtliche und ungeschlechtliche Fortpflanzung Keimzellen, Befruchtung, Bedeutung Mitose und Meiose, Bedeutung der Sexualität R Klonen bei Säugetieren (Dolly), IVF, Gentherapie: somatische und Keimbahntherapie R Definition: Stammzellen adult und embryonal Differenzierung Omnipotenz – Pluripotenz Reg Beispiele aus der Grundlagenforschung z.B. Antisensetechnik, Plasmidisolation je nach Thema P grüne Gentechnik ein Beispiel (z.B. Mais, Reis) W Auswahl von geeigneten Texten und Themen z.B. Stammzellenforschung, Embryonenschutzgesetz, Organtransplantation, Pro und Contra grüne Gentechnik W	Viren und Bakterien: Bau und Lebensweise, mikrobiologische Techniken Stützpunktschule – S1-Labor eigenes Immunbiologie Wiederholung Meiose, Mitose P Klonen bei Pflanzen, Hefe Erbkrankheiten z.B. als GFS P Differenzierung von Zellen bei Pflanzen (Mikroskopierübungen) Konventionelle Züchtung b. Pflanzen Moderne Verfahren der Pflanzen-züchtung z.B. Protoplastenfusion, Antherenkultur Dilemmadiskussion Textanalyse Umsetzung Text – Grafik und Grafik-Text à schriftliche Abiturprüfung	25

Kompetenzen

Kerncurriculum

Hinweise Schulcurriculum

Std. ca
Kernc.

LPE 1 Von der Zelle zum Organ

Zelle und Stoffwechsel

Die Schülerinnen und Schüler können

die Zelle als Grundbaustein des Lebens und als geordnetes System beschreiben.
an Hand eines Modells den Aufbau und die Eigenschaften der Biomembran beschreiben.
die Bedeutung der Zellmembran für den geregelten Stofftransport erläutern.
das Prinzip der Osmose und ihre Bedeutung für den Stoffaustausch über Membranen an Hand von Experimenten erklären.
die Bedeutung der Kompartimentierung der Zelle erklären und den Zusammenhang zwischen Bau und Funktion bei folgenden Zellorganellen erläutern: Zellkern, Mitochondrium, Chloroplast, Endoplasmatisches Reticulum, Ribosom.
elektronenmikroskopische Bilder der Zelle interpretieren.
erklären, dass zum Erhalt und Aufbau geordneter Systeme Energie aufgewendet werden muss.
erläutern, dass Zellen offene Systeme sind, die mit der Umwelt Stoffe und Energie austauschen.
erklären, dass das Zusammenwirken energieliefernder mit energieverbrauchenden Reaktionen notwendig ist. Sie können die Bedeutung von ATP als Energieüberträger erläutern

Grundprinzipien, Systemebenen: Moleküle, Zellen, Organe, Organismen, Ökosysteme

Fluid-mosaic-Modell SF

Passiver und aktiver Transport

P Experimente zur Osmose z.B. Plasmolyse, Osmometer SF

Zellorganellen: Struktur und Funktion Z

Anzahl der Zellorganellen, Hinweise auf die Funktion der Zelle Z

Energiefluss, Energieumwandlung, Entropie anbahnen
E
Zelle als System
Energetische Koppelung an einem Beispiel E

P Mikroskopieren von Zellen, zeichnen
P Untersuchung eines Organs

P arbeitsteilig weitere Versuche mit Präsentation

Energiebegriff entsprechend Absprache mit Physik
Übersicht Energieumwandlung: Fotosynthese, Zellatmung, Gärungen, Chemosynthese

Moleküle des Lebens und Grundlagen der Vererbung

Die Schülerinnen und Schüler können

beschreiben, dass das Leben auf Strukturen und Vorgängen auf der Ebene der Makromoleküle beruht.
ein Experiment zur Isolierung von DNA durchführen.
die Doppelhelix-Struktur der DNA über ein Modell beschreiben und erläutern, wie in Nukleinsäuren die Erbinformation kodiert ist.
die Bedeutung der Proteine als Struktur- und Funktionsmoleküle des Lebens erläutern.
das Funktionsprinzip eines Enzyms und eines Rezeptors über „Schlüssel-Schloss-Mechanismen“ erläutern.
an einem konkreten Beispiel den Prozess der enzymatischen Katalyse beschreiben und die Vorgänge am aktiven Zentrum modellhaft darstellen; sie können den Zusammenhang zwischen Molekülstruktur und spezifischer Funktion erläutern.
Mechanismen zur Regulation der Enzymaktivität an konkreten Beispielen beschreiben und erklären.
Experimente zur Abhängigkeit der Enzymaktivität von verschiedenen Faktoren durchführen und auswerten.
den Weg von den Genen zu den Proteinen (Proteinsynthese) und von den Proteinen zu den Merkmalen von Lebewesen (Biosyntheseketten) erläutern.
die Bedeutung der Regulation der Genaktivität für den geregelten Ablauf der Stoffwechsel- und Entwicklungsprozesse mit Hilfe einfacher Modelle erläutern.

Überblick: Biomoleküle

Systemebene Moleküle
P Isolierung von DNA aus Kiwi

Aufbau der DNA, genetischer Code SM

Aufbau und Funktion von Proteinen, Bedeutung der räumlichen Struktur, Beispiele für Proteinfunktion SM

Enzym als Biokatalysator

Enzym – Substrat – Komplex SM

Enzymfunktion modellhaft SM

Abhängigkeit der Enzymaktivität von verschiedenen Faktoren: Temperatur, pH-Wert, Substratkonzentration, Enzymkonzentration, Hemmung, Aktivierung Reg

z.B. Urease, Katalase

Proteinbiosynthese SM

Syntheseketten z.B. Blütenfarbstoff, Phenylalaninstoffwechsel, Marfansyndrom

z.B. Operonmodell bei Bakterien Reg

Drosophila Entwicklungsgene Reg

Bezug zum Fach Chemie

Puzzle DNA oder Rollenspiel
Modelle

Modelle, Animationen

P Stärkesynthese

Lernzirkel Enzyme;

P Entwicklung von Mehlkäferlarven bei verschiedenen Temperaturen

LPE 2 Aufnahme, Weitergabe und Verarbeitung von Informationen

Die Schülerinnen und Schüler können

Nervenzellen präparieren und den Bau einer Nervenzelle erläutern.
die Mechanismen der elektrischen und stofflichen Informationsübertragung und die daran beteiligten Membranvorgänge am Beispiel der Nervenzellen beschreiben.
die elektrochemischen und molekularbiologischen Vorgänge bei der Reizaufnahme an einer Sinneszelle und der Transformation in elektrische Impulse an einem selbstgewählten Beispiel erläutern.
die Verrechnung erregender und hemmender Signale als Prinzip der Verarbeitung von Informationen im Zentralnervensystem beschreiben.
die übergeordnete Funktion des Gehirns erläutern.
die Funktion des Immunsystems am Beispiel einer Infektionskrankheit erläutern. Sie können zwischen humoraler und zellulärer Immunantwort differenzieren und die beteiligten Zellen und Strukturen angeben.
die Bedeutung des Immunsystems für die Gesunderhaltung des Menschen erläutern.
am Beispiel HIV erklären, wie Erreger die Immunantwort unterlaufen bzw. ausschalten können.
die Notwendigkeit der Regulation des Zusammenspiels der Zellen und Organe eines Organismus am Beispiel des Nervensystems und des Immunsystems erläutern.
am konkreten Beispiel erläutern, dass die Leistungen des Zentralnervensystems sich nicht unmittelbar aus den Merkmalen der einzelnen „Bausteine“ ergeben. Auf jeder Systemstufe des Lebens kommen neue und komplexere Eigenschaften hinzu.

Bau und Funktion der Nervenzelle SF, Z
P Präparation von Nervenzellen

Ruhepotenzial, Aktionspotenzial, Synapse, Vorgänge an der Membran SF

Bau und Funktion von Sinneszellen an einem Beispiel

(Riechzelle oder Geschmacksinneszelle oder Sehsinneszelle....) SF

Prinzip: second messenger SM W

Erregende und hemmende Synapsen, Verrechnung, Verarbeitung im Gehirn am Beispiel Sehwahrnehmung
W
Wichtige Funktionen der Gehirnteile, Übersicht Nervensystem W

Humorale und zelluläre Immunreaktion: Zellen, Wechselwirkung, Schlüssel-Schloss-Prinzip
SM
Infektionskrankheiten, Pandemien, Beispiele W

HIV, Struktur und Vermehrung W

Grundprinzip Regulation Reg

Sehwahrnehmung siehe oben

Sprache: anatomische Voraussetzungen, Sprachzentrum im Gehirn
Emergenzprinzip
Systemebenen an einem Beispiel

Magnetmodelle, PC-Programm Neuron, Wiederholung Transport durch Membranen

Synapsengifte, Sucht

Übungsaufgabe: Transfer auf ein anderes unbekanntes Beispiel

PC-Programm Neuron
P Experimente zur Sehwahrnehmung

P ELISA-Test / Western Blot

Bedeutung der Impfung

Symptome und Krankheitsverlauf,

Therapieansätze (Übung zur Hypothesenbildung)

Wirkunsgweise von Hormonen second- messenger-Prinzip
(Grundlagen Standards 10)

Gehirnforschung

LPE 3 Evolution und Ökosysteme

Die Schülerinnen und Schüler können

ein Ökosystem während einer Exkursion erkunden und die in einem Lebensraum konkret erlebte Vielfalt systematisch ordnen.
an ausgewählten Gruppen des Tier- und Pflanzenreiches systematische Ordnungskriterien ableiten und die Nomenklatur anwenden.
durch morphologisch-anatomische Betrachtungen Abwandlungen im Grundbauplan rezenter und fossiler Organismen beschreiben und systematisch auswerten.
molekularbiologische Verfahren zur Klärung von Verwandtschaftsbeziehungen beschreiben und erklären.
die biologische Evolution, die Entstehung der Vielfalt und Variabilität auf der Erde auf Molekül-, Organismen- und Populationsebene erklären.
die Bedeutung der sexuellen Fortpflanzung für die Evolution erläutern.
die historischen Evolutionstheorien von Lamarck und Darwin als ihrer Zeit gemäße Theorien interpretieren und sie vergleichend aus heutiger Sicht beurteilen.
den Menschen in das natürliche System einordnen und seine Besonderheiten in Bezug auf die biologische und kulturelle Evolution herausstellen.

Ökosystem Wiese oder Hecke oder Wald auf dem Schulgelände V

Vielfalt: Nomenklatur, Systematische Ebenen, Ordnungskriterien definieren V

Vergleich der Wirbeltierextremitäten SF

Homologie und Analogie an verschiedenen Beispielen
bedeutende Fossilien: Archaeopteryx, Saurier

Lebende Fossilien: z.B. Lungenfisch, Latimeria, Schnabeltier V, A

DNA-Hybridisierung, Präzipitintest SM

Synthetische Evolutionstheorie: Evolutionsfaktoren Mutation, Isolation, Gendrift, Selektion A

Zusammenwirken der Faktoren: Adaptive Radiation

Rekombination: Meiose, Crossover, Befruchtung R

Vergleich der Theorien, Würdigung beider Forscher

Wichtige Funde, regionale Fundorte (Steinheim, Mauer, Neandertal)
Faktoren der Menschwerdung: Aufrechter Gang, Gehirn, Sozialverhalten, Kommunikation, Tradition, Kunst und Kultur A, IK

P Artenerfassung eines begrenzten Gebiets, Bestimmungsübungen

Linné als Forscherpersönlichkeit

Gruppenpuzzle

Evolution der Wirbeltiere: Vom Wasser aufs Land und zurück

Ein weiteres Beispiel für adaptive Radiation: z.B. Filmauswertung Beuteltiere

Kreationismus und Evolution

Vergleich von Schädeln

Gruppenarbeit

Zusammenfassung Evolution:
Exkursion Löwentormuseum oder Rosensteinmuseum

LPE 4 Angewandte Biologie

Die Schülerinnen und Schüler können

die experimentellen Verfahrensschritte (Isolierung, Vervielfältigung und Transfer eines Gens, Selektion von transgenen Zellen) der genetischen Manipulation von Lebewesen an einem konkreten Beispiel beschreiben und erklären.
molekularbiologische Experimente durchführen und auswerten.
können das Prinzip der Gendiagnostik an einem Beispiel erläutern.
geschlechtliche und ungeschlechtliche Fortpflanzung gegeneinander abgrenzen.
Verfahren der Reproduktionsbiologie (Klonen, In-vitro-Fertilisation, Gentherapie) beschreiben und erklären.
embryonale und differenzierte Zellen vergleichen und die Bedeutung der Verwendung von embryonalen und adulten Stammzellen erläutern.
die Bedeutung gentechnologischer Methoden in der Grundlagenforschung, in der Medizin und in der Landwirtschaft erläutern.

Isolierung, Vervielfältigung und Transfer eines Gens, Selektion von transgenen Zellen bei Bakterien

z.B. Insulinherstellung
P z.B. Plasmidisolation oder PCR
Methoden: Gebrauch von Mikropipetten, Gelelektro-phorese, Sicherheit im Labor
DNA-Banken, fingerprinting-Verfahren
geschlechtliche und ungeschlechtliche Fortpflanzung
Keimzellen, Befruchtung, Bedeutung Mitose und Meiose, Bedeutung der Sexualität R
Klonen bei Säugetieren (Dolly), IVF, Gentherapie: somatische und Keimbahntherapie R

Definition: Stammzellen adult und embryonal

Differenzierung Omnipotenz – Pluripotenz Reg
Beispiele aus der Grundlagenforschung z.B.

Antisensetechnik, Plasmidisolation je nach Thema P

grüne Gentechnik ein Beispiel (z.B. Mais, Reis) W
Auswahl von geeigneten Texten und Themen

z.B. Stammzellenforschung, Embryonenschutzgesetz, Organtransplantation, Pro und Contra grüne Gentechnik W

Viren und Bakterien: Bau und Lebensweise, mikrobiologische Techniken

Stützpunktschule – S1-Labor
eigenes

Immunbiologie
Wiederholung Meiose, Mitose

P Klonen bei Pflanzen, Hefe

Erbkrankheiten z.B. als GFS

P Differenzierung von Zellen bei Pflanzen (Mikroskopierübungen)

Konventionelle Züchtung b. Pflanzen
Moderne Verfahren der Pflanzen-züchtung z.B. Protoplastenfusion, Antherenkultur

Dilemmadiskussion

Textanalyse

Umsetzung Text – Grafik und Grafik-Text à schriftliche Abiturprüfung

Biologische Grundprinzipien

Abk.	Grundprinzip	Abk.	Grundprinzip	Abk.	Grundprinzip
SF	Struktur und Funktion	Z	zelluläre Organisation	SM	Spezifische Molekülinteraktion
E	Energieumwandlung	Reg	Regulation	IK	Information und Kommunikation
R	Reproduktion	V	Variabilität	A	Angepasstheit
W	Wechselwirkung

P Praktikum

Stundenberechnung: ca. 60 Wochen bis zur schriftlichen Abiturprüfung entspricht ca. 240 h

Kerncurriculum ca. 140 h, Schulcurriculum ca. 70 h, Leistungsmessung und Diagnose ca. 30 h

Maßgebend für die Abiturprüfung sind nur die Inhalte, die sich aus den Standards ableiten lassen. In den Standards werden keine Wahlthemen beschrieben. Diese sind inhaltlich Gegenstand des Schulcurriculums und inhaltlich kein Gegenstand der Abiturprüfung. Zusätzliche Inhalte können jedoch bei den Aufgaben herangezogen werden, um Kompetenzen zu überprüfen. Dabei sind die Inhalte in der Aufgabenstellung so dargestellt, dass auch Schülerinnen und Schüler, die das entsprechende Thema nicht behandelt haben, die Aufgabe lösen können.

Curriculum Biologie 2-stündig

Kompetenzen	Kerncurriculum	Hinweise Schulcurriculum	Std. ca. Kernc.
LPE 1 Von der Zelle zum Organ
Zelle und Stoffwechsel Die Schülerinnen und Schüler können die Zelle als Grundbaustein des Lebens und als geordnetes System beschreiben. an Hand eines Modells den Aufbau und die Eigenschaften der Biomembran beschreiben. die Bedeutung der Zellmembran für den geregelten Stofftransport erläutern. die Bedeutung der Kompartimentierung der Zelle erklären und den Zusammenhang zwischen Bau und Funktion bei folgenden Zellorganellen erläutern: Zellkern, Mitochondrium, Chloroplast, Endoplasmatisches Reticulum, Ribosom. erläutern, dass Zellen offene Systeme sind, die mit der Umwelt Stoffe und Energie austauschen.	Grundprinzipien, Systemebenen: Moleküle, Zellen, Organe, Organismen, Ökosysteme Fluid-mosaic-Modell SF Passiver und aktiver Transport Zellorganellen: Struktur und Funktion der Zelle Z Zelle als System	P Mikroskopieren von Zellen, zeichnen Übersicht Energieumwandlung: Fotosynthese, Zellatmung, Gärungen, Chemosynthese SC: 4h	12
Moleküle des Lebens und Grundlagen der Vererbung Die Schülerinnen und Schüler können beschreiben, dass das Leben auf Strukturen und Vorgängen auf der Ebene der Makromoleküle beruht. ein Experiment zur Isolierung von DNA durchführen. die Doppelhelix-Struktur der DNA über ein Modell beschreiben und erläutern, wie in Nukleinsäuren die Erbinformation kodiert ist. die Bedeutung der Proteine als Struktur- und Funktionsmoleküle des Lebens erläutern. das Funktionsprinzip eines Enzyms und eines Rezeptors über „Schlüssel-Schloss-Mechanismen“ erläutern. den Weg von den Genen zu den Proteinen erläutern und Proteinbiosynthese modellhaft darstellen	Überblick: Biomoleküle Systemebene Moleküle P Isolierung von DNA aus Kiwi Aufbau der DNA, genetischer Code SM Aufbau und Funktion von Proteinen, Bedeutung der räumlichen Struktur, Beispiele für Proteinfunktion SM Enzym als Biokatalysator Enzym – Substrat – Komplex SM Enzymfunktion modellhaft SM z.B. Operonmodell bei Bakterien Reg	Mechanismen zur Regulation der Enzymaktivität an konkreten Beispielen beschreiben und erklären Abhängigkeit der Enzymaktivität von verschiedenen Faktoren: Temperatur, pH-Wert, Substratkonzentration, Enzymkonzentration, Hemmung, Aktivierung Lernzirkel Enzyme: Messung der Enzymaktivität z.B. der Katalase SC: 8h
LPE 2 Aufnahme, Weitergabe und Verarbeitung von Informationen
Die Schülerinnen und Schüler können Bau einer Nervenzelle erläutern. die Mechanismen der elektrischen und stofflichen Informationsübertragung und die daran beteiligte Membranvorgänge am Beispiel der Nervenzellen beschreiben. die elektrochemischen und molekularbiologischen Vorgänge bei der Reizaufnahme an einer Sinneszelle und der Transformation in elektrische Impulse an einem selbstgewählten Beispiel erläutern. die Verrechnung erregender und hemmender Signale als Prinzip der Verarbeitung von Informationen im Zentralnervensystem beschreiben. die Notwendigkeit der Regulation des Zusammenspiels der Zellen und Organe eines Organismus am Beispiel des Nervensystems und des Immunsystems erläutern. Eigenschaften hinzu.	Bau und Funktion der Nervenzelle SF, Z Ruhepotenzial, Aktionspotenzial, Synapse, Vorgänge an der Membran SF Bau und Funktion von Sinneszellen an einem Beispiel (Riechzelle oder Geschmacksinneszelle oder Sehsinneszelle...) SF Prinzip: second messenger SM W Erregende und hemmende Synapsen, Verrechnung, Verarbeitung im Gehirn am Beispiel Sehwahrnehmung W Grundprinzip Regulation Reg	Magnetmodelle, PC-Programm Neuron, Wiederholung Transport durch Membranen Synapsengifte, Sucht Übungsaufgabe: Transfer auf ein anderes unbekanntes Beispiel PC-Programm Neuron P Experimente zur Sehwahrnehmung Wirkunsgweise von Hormonen second-messenger-Prinzip SC: 6h	18
LPE 3 Evolution und Ökosysteme
Die Schülerinnen und Schüler können ein Ökosystem während einer Exkursion erkunden und die in einem Lebensraum konkret erlebte Vielfalt systematisch ordnen. an ausgewählten Gruppen des Tier- und Pflanzenreiches systematische Ordnungskriterien ableiten und die Nomenklatur anwenden. die biologische Evolution, die Entstehung der Vielfalt und Variabilität auf der Erde auf Molekül- und Organismenebene erklären. die Bedeutung der sexuellen Fortpflanzung für die Evolution erläutern. die historischen Evolutionstheorien von Lamarck und Darwin als ihrer Zeit gemäße Theorien interpretieren und sie vergleichend aus heutiger Sicht beurteilen. den Menschen in das natürliche System einordnen und seine Besonderheiten in Bezug auf die biologische und kulturelle Evolution herausstellen.	Ökosystem Wiese oder Hecke oder Wald auf dem Schulgelände V Vielfalt: Nomenklatur, Systematische Ebenen, Ordnungskriterien definieren V Synthetische Evolutionstheorie: Evolutionsfaktoren Mutation, Isolation, Gendrift, Selektion A Zusammenwirken der Faktoren: Adaptive Radiation Rekombination: Meiose, Crossover, Befruchtung R Vergleich der Theorien, Würdigung beider Forscher Wichtige Funde, regionale Fundorte (Steinheim, Mauer, Neandertal) Faktoren der Menschwerdung: Aufrechter Gang, Gehirn, Sozialverhalten, Kommunikation, Tradition, Kunst und Kultur A, IK	P Artenerfassung eines begrenzten Gebietes, Bestimmungsübungen Linné als Forscherpersönlichkeit Ein weiteres Beispiel für adaptive Radiation: z.B. Filmauswertung Beuteltiere Kreationismus und Evolution Vergleich von Schädeln Gruppenarbeit Zusammenfassung Evolution: Exkursion Löwentormuseum oder Rosensteinmuseum SC: 9h	16
LPE 4 Angewandte Biologie
Die Schülerinnen und Schüler können die experimentellen Verfahrensschritte (Isolierung, Vervielfältigung und Transfer eines Gens, Selektion von transgenen Zellen) der genetischen Manipulation von Lebewesen an einem konkreten Beispiel beschreiben und erklären. können das Prinzip der Gendiagnostik an einem Beispiel erläutern. geschlechtliche und ungeschlechtliche Fortpflanzung gegeneinander abgrenzen. embryonale und differenzierte Zellen vergleichen und die Bedeutung der Verwendung von embryonalen und adulten Stammzellen erläutern. die Bedeutung gentechnologischer Methoden in der Grundlagenforschung, in der Medizin und in der Landwirtschaft erläutern.	Isolierung, Vervielfältigung und Transfer eines Gens, Selektion von transgenen Zellen bei Bakterien z.B. Insulinherstellung DNA-Banken, fingerprinting-Verfahren geschlechtliche und ungeschlechtliche Fortpflanzung Keimzellen, Befruchtung, Bedeutung Mitose und Meiose, Bedeutung der Sexualität R Definition: Stammzellen adult und embryonal Differenzierung Omnipotenz – Pluripotenz Reg Beispiele aus der Grundlagenforschung z.B.Antisensetechnik, Plasmidisolation je nach Thema Pgrüne Gentechnik ein Beispiel (z.B. Mais, Reis)	Viren und Bakterien: Bau und Lebensweise, mikrobiologische Techniken Wiederholung Meiose, Mitose Erbkrankheiten z.B. als GFS P Differenzierung von Zellen bei Pflanzen (Mikroskopierübungen) Konventionelle Züchtung b. Pflanzen, Moderne Verfahren der Pflanzenzüchtung z.B. Protoplastenfusion, Antherenkultur SC: 8h	10

Biologische Grundprinzipien

Abk.	Grundprinzip	Abk.	Grundprinzip	Abk.	Grundprinzip
SF	Struktur und Funktion	Z	zelluläre Organisation	SM	Spezifische Molekülinteraktion
E	Energieumwandlung	Reg	Regulation	IK	Information und Kommunikation
R	Reproduktion	V	Variabilität	A	Angepasstheit
W	Wechselwirkung

P Praktikum

Stundenberechnung: ca. 60 Wochen bis zur schriftlichen Abiturprüfung entspricht ca. 120 h

Kerncurriculum ca. 70 h, Schulcurriculum ca. 35 h, Leistungsmessung und Diagnose ca. 15 h

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