Semesterthemen Biologie
Hier finden Sie die Semesterthemen für das Fach Biologie erarbeitet als schulinternes Curriculum in der Fachkonferenz Biologie auf der Grundlage der Vorgaben für das Zentralabitur im ZBW ...
FACHLEHRPLAN FÜR DEN BIOLOGIE UNTERRICHT (2008
VORBEMERKUNG: in diesen Fachlehrplan wurden die Vorgaben für das Zentralabitur (ZA) eingearbeitet.
EINFÜHRUNGSPHASE (1. und 2. Semester)
1. SEMESTER
| FACHINHALTE/VORGABEN ZUM ZA (KURSIV GEDRUCKT) | LERNEN IM KONTEXT/MÖGLICHE ANWENDUNGSBEZÜGE | UMGANG MIT FACHMETHODEN/ALLGEMEINE KOMPETENZEN/MEDIENHINWEISE | BEZUG ZU LEITZIELENIM SCHUL-PROGRAMM |
| Kriterien des LebensUntersuchung von Zellen mit dem Lichtmikroskop1. Aufbau und Strahlengang des Lichtmikroskops2. Bau und Funktion pflanzlicher Zellen3. Bau und Funktion tierischer Zellen | Zelltheorie | - Mikroskopie von Dauer- und Frischpräparaten- Herstellung von mikroskopischen Präparaten- Zeichnen | Naturwissenschaftliche Grundlagenbildung |
| Das Bild der Zelle im ElektronenmikroskopAufbau und Strahlengang des ElektronenmikroskopsBau und Funktion von Zellorganellen:- Endoplasmatisches Retikulum- Dictyosomen- Ribosomen- Mitochondrien- Chloroplasten- Nucleus- Zellzyklus und Mitose - Meiose,- Rekombination, cross-over - Protocyte und Eucyte im Vergleich- Bakterien,- Cyanobakterien,- Viren und Phagen | Technisches Verständnis - Wirkung von Medikamenten- Wirkung von Zellgiften- Sexualaufkärung- Medizin- Krankheiten,- Impfungen, - Hygiene | Präparationstechniken bei der Elektronenmikroskopie Auswertung von elektronenmikroskopischen Bildern- Mikroskopierübung- Zellteilungsstadien | |
| Aufbau und Funktion von Biomembranen- Lipide, Esterbindung, gesättigte und ungesättigte Fettsäuren- Bedeutung der Lipide für den Energie-stoffwechsel, - chemische Struktur und Löslichkeitseigen-schaften von Lecithin - Stofftransport durch Membranen- Diffusion und Osmose- Plasmolyse und Deplasmolyse- Turgor | - Bedeutung der drei Nährstoffgruppen für eine gesunde Ernährung,- Tenside in Waschmitteln - Leben im Meerwasser und an den Meeresküsten,- Düngung mit Mineralsalz,- Salzgehalt der Nahrung im Zusammenhang mit Gewichtsschwankungen,- Meerwasserentsalzung | Versuche zur Diffusion und Osmose Mikroskopische Untersuchung | Gesundheitspolitisches Bewusstsein |
2. SEMESTER
| FACHINHALTE/VORGABEN ZUM ZA (KURSIV GEDRUCKT) | LERNEN IM KONTEXT/MÖGLICHE ANWENDUNGS-BEZÜGE | UMGANG MIT FACHMETHODEN/ALLGEMEINE KOMPETENZEN/MEDIENHINWEISE | BEZUG ZU LEITZIELENIM SCHULPROGRAMM |
| Proteine- Genereller Bau einer Aminosäure- 20 verschiedene Aminosäuren (Tabelle)- Verknüpfung zum Dipeptid (Peptidbindung)- Primär-, Sekundär- ,Tertiär- und Quartärstruktur | - Bedeutung der Proteine für eine gesunde Ernährung (Vegetarier, Veganer, essentielle und nicht-essentielle Aminosäuren)- Sportphysiologie: Bau und Funktion der Muskulatur | Schulbuch Natura | Gesundheitsbewusst-sein |
| Enzymatik- Ablauf einer enzymatischen Reaktion- Energie-Zeit-Diagramm (Reaktionsverlauf) und Vergleich mit der entsprechenden Reaktion ohne Enzym- Aktivierungsenergie, Reaktionsgeschwind-igkeit- Begriffe: Substrat, Enzym-Substrat-Kom-plex- Substrat- und Wirkungsspezifität | - Waschmittel- Pharmazeutika / Kosmetika / medizinische Diagnostik- Enzyme in der Biotechnologie (z.B. bei PCR) | - Experimente (mit Urease oder Katalase)- Prinzip der Katalyse- Darstellungsformen von experimentellen Ergebnissen | - ökologische Kompe-tenz |
| Atmung u. Fotosynthese- Bau der Mitochondrien u. Chloroplasten- Reaktionsschemata für Fotosynthese u. Atmung- Beziehung zwischen hetero- u. autotrophen Organismen- Bau eines Laubblattes und Funktion der Bestandteile - Abhängigkeit der Fotosynthese von Außenfaktoren (Lichtintensität, CO2 Konzentration, Temperatur)- Absorptionsspektrum von Chlorophyll a- Wirkungsspektrum (Engelmannscher Bakterienversuch)- Licht- u. Dunkelreaktion (Überblick) | - ökologische Vernetzung von auto- und heterotrophen Organismen- ökologische Bedeutung der Vegetation auf der Erde- Klima- nachhaltiges Wirtschaften- Waldschäden- Beziehung zwischen Absorption und Emission- Redox-Chemie | - Experimente (mit Urease oder Katalase)- Prinzip der Katalyse- Darstellungsformen von experimentellen Ergebnissen | - ökologische Kompetenz |
3. SEMESTER: GENETIK
| FACHINHALTE/VORGABEN ZUM ZA (KURSIV GEDRUCKT) | LERNEN IM KONTEXT/MÖGLICHE ANWENDUNGS-BEZÜGE | UMGANG MIT FACHMETHODEN/ALLGEMEINE KOMPETENZEN/MEDIENHINWEISE | BEZUG ZU LEITZIELENIM SCHULPROGRAMM |
| Aspekte der Cytogenetik mit humanbiologischem Bezug ChromosomenMitose / ZellzyklusMeiose, crossing over Rekombination Genotypische GeschlechtsbestimmungVererbung beim Menschen Stammbaumanalyse und Erbgänge in der humangenetischen Beratung | Trisomien Down SyndromPränatale Diagnostik Genotyp/ Phänotyp Umfassende Behandlung einer genetischen Erkrankung (z.B. Chorea Huntington) | Mikroskopie vonZellteilungsstadienAuswertung von Karyogrammen | Umgang mitBehinderungenBesuch einer humangenetischen Beratungsstelle |
| Molekulare Grundlagen der Vererbung und Entwicklungssteuerung DNA als Träger der Erbinformation DNA AufbauReplikation, Korrektur von Replikationsfehlern DNA-Schäden und ReparaturmechanismenProteinbiosynthese Genetischer Code Genwirkketten Mutationen durch Veränderung der Chromsomen Wirkungsweise von Mutagenen Regulation der Genaktivität, Operonmodell im Zusammenhang mit Stoffwechselaktivitäten bei Bakterien) Entwicklungssteuerung | Nachweis mit Bakterien und VirenBezug zur MedizinEnzymaktivitätFehldifferenzierungenKrebsentstehung | Auswertung von Versuchen: Griffith, Avery, Hershey Modell Watson/Crick (geschichtlicher Aspekt) HypothesenbildungErstellen und Umgang mit Schemata und ModellenSicherheitsmaßnahmen | Umgang mit Computerprogrammen zur Genetik z.B.virtuelles Genlabor |
| Angewandte Genetik/Gentechnik Gentechnische Methoden: z.B.Genkartierung DNA fingerprinting PCRFinden und Gewinnen von Genen Zusätzlich für LKKenntnis von Methoden zur Kultivierung von Bakterien Somatische GentherapieKeimbahntherapie Klonierung Klassische Genetik Mendelsche RegelnMono/Dihybrider Erbgang GenkopplungModifikationen fakultativ: Drosophila-Genetik | molekularbiologischeIdentifizierungsmethodenKontroverse Positionenzur GentechnologieAnwendungen der Genetikin der Züchtung | Elektrophorese Pipettieren Kreuzungsschemata | Wissenschafts-propädeutikEthische VerantwortungComputerprogrammezur Genetik |
| Humangenetik- Geschlechtschromosomengebundene Vererbung- Vererbung von Krankheiten- fakultativ: Keimesentwicklung | Rot-Grün-SchwächePhenylketonuriePränatale DiagnostikHumangenetische Beratung | Stammbaumanalyse | |
| Populationsgenetik(Übergang zur Evolutionsbiologie) |
4. SEMESTER: ÖKOLOGIE
| FACHINHALTE/VORGABEN ZUM ZA (KURSIV GEDRUCKT) | LERNEN IM KONTEXT/MÖGLICHE ANWENDUNGS-BEZÜGE | UMGANG MIT FACHMETHODEN/ALLGEMEINE KOMPETENZEN/MEDIENHINWEISE | BEZUG ZU LEITZIELENIM SCHULPROGRAMM |
| UNTERRICHTSTHEMEN (für GK und LK) Ökofaktoren abiotische -Temperatur - Licht - Wasser - Nährstoffe/Salze - pH Wertbiotische- Räuber-Beute- Beziehung (Lotka-Volterra-Regeln)- Konkurrenz und Vermeidung von Konkurrenz durch ökologische Sonderung- Einnischung; Bildung ökologischer Nischen- Biologische im Unterschied zur chemischen Schädlingsbekämpfung | -Entwicklung des Verständnisses für Organismen in ihren wechselseitigen Bezügen und in ihrer Abhängigkeit von den Umweltbedingungen- Entwicklung eines umweltbewussten Alltagsverhaltens, z.B. Umgang mit Ressourcen wie Wasser oder Papier- Entwicklung eines naturangemessenen Freizeitverhaltens | - Erlernen des Umgangs mit Analysekoffern, z.B. zur Gewässer- und Bodenanalyse- Erlernen von Sammelmethoden, z.B. mit Fangnetzen, Insektenfallen etc.- Übungen im Mikroskopieren- Erlernen des Umgangs mit Bestimmungstabellen- Übungen im Protokollieren- Erstellung und Auswertung von Tabellen und Graphen - Training des vernetzten Denkens (Systemdenken) | - Sensibilisierung für Umwelt und die Probleme des Umwelt-schutzes - Vermittlung der Grundlagen von sachlicher Urteilskompetenz auf dem Gebiet der Umweltpolitik- Stärkung der Medienkompetenz durch Internetrecher-chen und Einbezug von Zeitschriften- und Fachzeitschriften-artikeln über ökologische und umweltpolitische Themen- Stärkung der sozialen Kompetenz, weil Freilanduntersuch-ungen bzw. Exkursionen nur gelingen, wenn die Arbeit im Team optimal organisiert und durchgeführt wird |
| 2. Ökosysteme (aquatisches)- Typen (Überblick)- Aufbau und Merkmale von Ökosystemen (allgemein)- Zonierung von aquatischen Systemen - Biozönosen, insb. in Bächen/Flüssen ("Methoden der Bestandsaufnahme bzw. der Vegetations-aufnahme", Bsp. Untersuchung eines Teiches)- Nahrungsbeziehungen in aquatischen Systemen- Nährstoffkreisläufe, spez. des Stickstoffs- Energieflüsse und Produktivität | |||
| 3. Gefährdung und Erhaltung von Ökosystemen (hier: aquatisches System)- Gewässeranalytik z.B. von Teichwasser- Gewässergüteklassen- Ursachen der Gewässerverschmutzung- Folgen der Gewässerver-schmutzung, z.B. Eutrophierung- Methoden der Wasseraufbereitung, spez. die biologische ("Selbstreinigung") Zusätzliche Unterrichtsthemen für LK- Biomonitoring und Methoden der Gewässeruntersuchung/ biologische (Saprobienindex) und physikalisch - chemische Gewässeranalytik (Temp., Gasgehalt, Licht, pH Wert, Nährstoffgehalt etc,) |
5. SEMESTER: EVOLUTIONSBIOLOGIE
| FACHINHALTE/VORGABEN ZUM ZA (KURSIV GEDRUCKT) | LERNEN IM KONTEXT/MÖGLICHE ANWENDUNGS-BEZÜGE | UMGANG MIT FACHMETHODEN/ALLGEMEINE KOMPETENZEN/MEDIENHINWEISE | BEZUG ZU LEITZIELENIM SCHULPROGRAMM |
| Grundlagen evolutiver Veränderung- Genotypische Variabilität von Populationen (Keine Modellberechnungen)- Mutation und Rekombination (Mutationstypen, Mutationsraten, Mutationsdruck)- Gendrift (Gründereffekt, Engpasseffekt)- Selektion (Selektionsfaktoren, Selektionstypen, Präadaption, Co-Evolution)- Genfluss, Isolation und Speziation (Genfluss durch Migration, Isolationsmechanismen, allopatrische und sympatrische Artbildung) | - Populationen und ihre genetische Struktur- Ökologische Vorgänge in Populationen- Folgen von Naturkatastrophen und Veränderungen im Ökosystem- Entstehung der Antibiotikaresistenz bei Bakterien- Züchtung | - Berechnung des Selektionswertes eines Individuums und der mittleren Fitness einer Population; eventuell: Hardy-Weinberg-Gesetz | - Förderung der ökolo-gischen Kompetenz durch Einsicht in die Problematik kleiner Populationen (gefährdete Arten) |
| Art und Artbildung | Ursachen der Evolution- Artbildung an ausgewählten Beispielen | ||
| Evolutionshinweise und Evolutionstheorie- Rezente und paläontologische Hinweise (Homologie der Wirbeltiergliedmaßen) - Systematik und phylogenetischer Stammbaum (Grundlegende Zusammenhänge innerhalb des Wirbeltierstammbaumes, vertiefend: phylogenetische Stellung der Primaten) (bis 2008: Stammbaumhypothesen zur Entstehung von Homo sapiens)- Vergleich und Beurteilung der Ergebnisse unterschiedlicher Analysemethoden; bei der Analyse bzw. Erstellung eines Stammbaumes sind Übereinstimmungen in der DNA-Sequenz und Aminosäure-Sequenz von Proteinen einzubeziehen.- Präzipitintest (nur Leistungskurs / bis 2008 auch Grundkurs!)- Synthetische Evolutionstheorie- Historischer Überblick über die Entstehung des Entwicklungsgedankens- Historischer Aspekt: Theorie von Darwin (nur Leistungskurs; nur bis 2008) | - Formen biologischer Ähnlichkeit- Homologien im Bau der Lebewesen- Homologien in Entwicklung und Verhalten- Molekularbiologische Homologien- Ordnung der Lebewesen im Spiegel der Evolution- Evolution der Pferdeartigen- Evolution der Wirbeltiere - Primaten- Fundstelle Neandertal- Primaten- Stammbaum der Hominiden- Molekularbiologische Homologienl- Molekularbiologische Homologien- Entwicklung des Evolutionsgedankens- Analyse hist. Texte (Bezug zu Geschichte, Philosophie und Religion) | Vergleich von unterschiedlich entstandenen Fossilien- Datierungsmethoden und korrekte graphische Darstellung von Ergebnissen- Ordnen und Vergleichen biologischer Vielfalt mittels Homologiekriterien- Hypothesenbildung über Verwandtschaftsbeziehungen- Vergleich und Beurteilung unterschiedlicher AnalysemethodenErstellen eines Stammbaumes- Kritische Begriffsanalyse (Mutation)- Analyse von Ausschnitten aus Darwins "Entstehung der Arten" - Kritische Würdigung historischer Vorstellungen | Interkultureller Ansatz |
| Transspezifische Evolution d. Primaten- Einordnung von fossilen und rezenten Hinweisen zur Evolution des Menschen | - Schlüsselereignisse in der Evolution des Menschen- Fossilgeschichte des Menschen- Stammbaum der Hominiden- Ursprung des modernen Menschen | - Bewusstwerden des Unterschieds zwischen biologischer und kultur-eller Evolution |
6. SEMESTER: VERHALTENSBIOLOGIE MIT SOZIOBIOLOGISCHEM SCHWERPUNKT
| FACHINHALTE/VORGABEN ZUM ZA (KURSIV GEDRUCKT) | LERNEN IM KONTEXT/MÖGLICHE ANWENDUNGS-BEZÜGE | UMGANG MIT FACHMETHODEN/ALLGEMEINE KOMPETENZEN/MEDIENHINWEISE | BEZUG ZU LEITZIELENIM SCHULPROGRAMM |
| Grundlagen der Verhaltensbiologie- Reiz Reaktion- Fragestellungen und Methoden der Verhaltensforschung - Grundbegriffe des Instinktverhaltens: Schlüsselreizmuster, AAM, Handlungsbereitschaft- Unterschied zwischen genetisch programmiertem Verhalten und Lernverhalten;- Instinkt Lern- Verschränkung | MethodenreflexionErziehung/Sozialisation | - Verhaltensbeo-bachtung- Filmanalyse / Filmkritik- Kritischer Umgang mit Anthropo-morphismen- Auswertung von Versuchsergeb-nissen aus der Fachliteratur | Medienkompetenz |
| Verhalten, Fitness und Anpassung (verpflichtend nur für den LK)- Begriff der reproduktiven Fitness- Kosten-Nutzen-Prinzip bei Konkurrenz um Ressourcen- Fortpflanzungsstrategien: k-und r-Strategie (für 2009/2010 einschließlich Partnerwahl und Paarungssysteme)- Verwandtenselektion | -Entwicklung von Populationen(Fortpflanzungsstrategien)-Sozialverhalten als Anpassung: Konzepte der Soziobiologie-Entstehung altruistischer Verhaltensweisen | - Analyse von graphischen Darstellungen und Tabellen- Berechnung des Fitnesswertes eines Allels und Berechnung der Fitness einer Population bezüglich eines Gens | - Gestaltung eines sozialen Miteinanders im Schulleben- Förderung eines biologischen Verständ-nisses von altruisti-schem Verhalten |
| Wiederholung und Vertiefung von Unterrichtsinhalten der Semester 3 bis 5 |