BiologieThemenbereiche
Zellbiologie
Sachgebiet I-1: Vielfalt und Funktion von Zellen
Sachgebiet I-2: Kommunikation und Regulation auf zellularer Ebene
Sachgebiet I-3: Steuerung von Sto wechselprozessen in der Zelle
Sachgebiet I-4: Energie
uss in Zellen
Sachgebiet I-5: Informationsspeicherung und Informationsweitergabe
Stoffwechsel und EnergieumsatzÖkologie und Umweltschutz
Sachgebiet IV-1: Analyse eines Okosystems Sachgebiet IV-2: Wechselbeziehungen zwischen Lebewesen Sachgebiet IV-3: Produktivitat und Energieuss Sachgebiet IV-4: Natur - und UmweltschutzInformationsverarbeitung und Verhalten
Sachgebiet V-1: Reiz - Erregung - Reaktion
Sachgebiet V-2: Informationsverarbeitung im Gehirn
Sachgebiet V-3: Tierisches und menschliches Verhalten
Sachgebiet V-4: Soziobiologie/Verhaltensokologie bei Tieren und beim MenschenThema: Neuron und Synaps
- einen peripheren Nerv im Querschnitt skizzieren
- das mikroskopische Bild einer mulipolaren Wirbeltier Nervenzelle zeichnen und beschriften
- Größenverhältnisse einer Nervenzelle angeben ( Länge, Durchmesser Länge einer Schwann schen Zelle eines Schnürrings, Breite des synapischen Sp
Genetik und Entwicklung
Sachgebiet II-1: Gene und Merkmalsbildung
Sachgebiet II-2: Aspekte der klassischen Genetik und ihre Anwendung im humanbiologischen
Bereich
Sachgebiet II-3: Aspekte der Gentechnik und Biotechnologie: Nutzung der Fahigkeiten
biologischer Systeme in der Produktion
Sachgebiet II-4: Immunbiologie
Evolution
Sachgebiet III-1: Verlauf der Evolution
Sachgebiet III-2: Grundlagen evolutiver Veranderungen
Sachgebiet III-3: Evolution des Menschen
Sachgebiet III-4: Vorstellungen und Theorien uber die Geschichte des Lebens (Leistungskurs)
Sachgebiet I-1: Vielfalt und Funktion von Zellen
Inhalte Hinweise
Pro- und Eukaryoten, Zellen,
Ein- und Vielzeller
{ Einfuhrung in die Vielfalt des Lebendigen an Beispielen
(Mikroskopische Ubungen); Licht- und elektronenmikroskopisches
Bild der Zelle
Gewebe - Organ - Organismus
Organismen in Biozonosen
(*)
Sachgebiet I-2: Kommunikation und Regulation auf zellularer Ebene
Inhalte Hinweise
Di usion, Osmose, aktiver
Transport
{ Experimentelle Erarbeitung; Ionenfallenprinzip; Umkehrosmose
bei der Meerwasserentsalzung; Funktion
der Niere; Dialyse; P
anzen an Extremstandorten
Bau und Funktion von Biomembranen
{ Prinzip der Modellbildung; Experimentelle Untersuchung
von Lipiden, Kohlenhydraten, Fetten; Antigen
- Antikorper - Reaktion
Kompartimentierung und
Endosymbiontenhypothese
(*)
Sachgebiet I-3: Steuerung von Sto wechselprozessen in der Zelle
Inhalte Hinweise
Bau von Enzymen { Modellartige Behandlung des chemischen Aufbaus
Wirkungsweise von Enzymen
{ Prinzip der Wirkungsweise von Katalysatoren; Modelle
der Enzymwirkung; Experimente zur Beein
ussung
der Enzymaktivitat durch pH-Wert, Temperatur,
Substratkonzentration; Enzyme in Alltagsprodukten
(z.B.Waschmittel, Kosmetika)
Bau und Funktion von Hormonen
(*)
{ Erarbeitung an einem Beispiel; Hormonelle Storungen
beim Menschen, z.B. Diabetes, Zwergwuchsigkeit,
Schilddrusenfehlfunktion
Sachgebiet I-4: Energie
uss in Zellen
Inhalte Hinweise
Grundlegendes Prinzip des
Energie
usses
{ vom Energietrager Licht zum Energietrager Molekule;
Elektronentransportkette; Zelle als o enes System
Fotosynthese: Abhangigkeit
von Au enfaktoren (*)
{ quantitative Messungen der Fotosyntheserate, z.B.in
Abhangigkeit von der Kohlensto dioxidkonzentration,
Beleuchtungsstarke, Temperatur, Wellenlange des
Lichts
Einblicke in den biochemischen
Ablauf der Fotosynthese
{ Primar- und Sekundarvorgange der Fotosynthese;
Feinbau der Chloroplasten; Isolierung von Blattfarbsto
en
Zellatmung { Versuche zur Atmung; Bau und Funktion von Mitochondrien;
Grundprinzipien bei der Glycolyse, der
-Oxidation und dem Citronensaurezyklus; ATPBildung
und -Verbrauch; anaerobe und aerobe Prozesse
bei der Bewegungsbelastung (Sportbiologie)
Anaerober Abbau von Glucose
(Garung)
{ Versuche zur Garung; Herstellung und Bedeutung von
Alkohol; Mikroorganismen in der Nahrungsmittelproduktion:
(Sauermilch, Joghurt, Kase)
Sachgebiet I-5: Informationsspeicherung und Informationsweitergabe
Inhalte Hinweise
Feinbau der Chromosomen { chemische Bestandteile des Zellkerns: Proteine und
Nucleinsauren
Struktur der DNA und Replikation
{ Watson-Crick-Modell; Versuche von Meselso/Stahl
Funktion und Ablauf der
Mitose
{ mikroskopische Untersuchungen (z.B. Wurzelspitzen
von Zwiebeln)
Funktion und Ablauf der
Meiose (*)
{ (*) muss im Kurs
"
Angewandte Genetik und ihre
Grundlagen\ nachgeholt werden
Genetische Variabilitat
durch unterschiedliche
Keimzellen (*)
{ Genkopplung, Aufhebung der Genkopplung (Chiasmata
und Crossing over)
{ (*) muss im Kurs
"
Angewandte Genetik und ihre
Grundlagen\ nachgeholt werden
Storungen im Ablauf der
Meiose (*)
{ Genom- und Chromosomenmutationen; Karyogramm;
Genetische Veranderungen als Folge von
Umweltbelastungen (Chemikalien, UV-Strahlung,
Radioaktivitat) und Drogen (Alkohol)
{ (*) muss im Kurs
"
Angewandte Genetik und ihre
Grundlagen\ nachgeholt werden
Sachgebiet II-1: Gene und Merkmalsbildung (Leistungskurs)
Inhalte Hinweise
Entschlusselung des genetischen
Codes
{ Nachvollzug der Geschichte der Entschlusselung
Proteinbiosynthese { Ein-Gen-ein-Polypeptid-Hypothese
Regulation der Proteinbiosynthese
{ Pro- und Eukaryonten, Genregulation bei der Embryonalentwicklung
Umsetzung genetischer
Information in Merkmalsauspr
agungen, Polygenie,
Polyphanie, Genmutation
{ Merkmalsauspragungen als Produkte von Sto wechselketten;
Beispiele von Sto wechselerkrankungen als
Folge von Gendefekten
Nichtchromosomale Vererbung
{ Zuchtung Maultier, Maulesel
Ein
usse der Umwelt bei
Merkmalsauspragungen
(Modi kation, Variabilitat,
Reaktionsbreite)
{ genetische und modi katorische Variabilitat
Sachgebiet II-2: Aspekte der klassischen Genetik und ihre Anwendung im
humanbiologischen Bereich (Grundkurs)
Inhalte Hinweise
Mendel-Regeln, Chromosomentheorie
der Vererbung
{ Interpretation der Mendel-Regeln unter Einbeziehung
der molekulargenetischen Kenntnisse
Chromosomen und Geschlecht,
x-chromosomale
Vererbung; Chromosomenanomalien
beim Menschen
{ Stammbaumanalyse, Genetische Beratung, pranatale
Diagnostik, Therapie, Eingri in die Keimbahn, daraus
resultierende ethische und evolutive Konsequenzen
Genbegri in der klassischen
und molekularen Genetik
{ Genbegri bei Pro- und Eukaryoten
Sachgebiet II-2: Aspekte der klassischen Genetik und ihre Anwendung im
humanbiologischen Bereich (Leistungskurs)
Inhalte Hinweise
Mendel-Regeln { Erklarung der Mendel-Regeln Mithilfe der molekulargenetischen
Kenntnisse
Wahrscheinlichkeit und Signi
kanz
{ statistische Natur der Mendel'schen Regeln
Chromosomen und Geschlecht,
x-chromosomale
Vererbung
{ Geschlechtsentwicklung; Intersexualitat
Chromosomentheorie der
Vererbung
{ Drosophilagenetik; relative Lage der Gene; Riesenchromosomen
Chromosomenanomalien
beim Menschen, erblich
bedingte Krankheiten,
Fruherkennung und Therapie
{ Stammbaumanalyse, Genetische Beratung, pranatale
Diagnostik, Therapie, Eingri in die Keimbahn, daraus
resultierende ethische und evolutive Konsequenzen
Genbegri in der klassischen
und molekularen Genetik
{ Genbegri bei Pro- und Eukaryoten
Sachgebiet II-3: Aspekte der Gentechnik und Biotechnologie: Nutzung der
Fahigkeiten biologischer Systeme in der Produktion (Grundkurs)
Inhalte Hinweise
Einblick in die Viren- und
Bakteriengenetik
{ Bau und Vermehrung von Bakterien, Transformation;
Bau und Vermehrung von Viren
Einblicke in Methoden der
Gentechnik und Biotechnologie
{ Anwendungen bei Mikroorganismen; Anwendungen in
der P
anzenzucht; Anwendungen in der Tierzucht;
Moglichkeiten und Grenzen
der Anwendung gentechnischer
Methoden beim Menschen
{ Polymerase Kettenreaktion (PCR); genetischer Fingerabdruck;
Gendiagnose; Gentherapie; Ethische Re-
exion
Biologie { Sekundarstufe II
Sachgebiet II-3: Aspekte der Gentechnik und Biotechnologie: Nutzung der
Fahigkeiten biologischer Systeme in der Produktion (Leistungskurs)
Inhalte Hinweise
Bakterien- und Virengenetik
{ Mikrobiologische Versuche mit Bakterien und Phagen;
Transformation, Transduktion, Konjugation
Kunstliche DNAReproduktion,
Polymerase-
Kettenreaktion (PCR),
Gensonden
{ DNA-Schneidetechnik mit Restriktionsenzymen, Gelelektrophorese,
Genkartierung, Human Genome Project;
Genetischer Abstammungsnachweis; genetischer
Fingerabdruck
Isolierung, Darstellung und
Veranderung genetischer
Strukturen
{ Gentherapie, Gentransfer; Proteinproduktion durch
Zellklone; Zell- und Gewebekulturen; Anwendungen
in der Humanmedizin: Herstellung von Enzymen,
Impf- und Testseren, Tumortherapie; Einsatz von gentechnisch
veranderten Mikroorganismen im Umweltschutz:
Abbau von Umweltgiften
Tier- und P
anzenzuchtung { Geschichte der Tier- und P
anzenzuchtung, Auslese-
, Kombinations-, Heterosis- und Mutationszuchtung,
Hybridisierung, Transgene P
anzen (Schadlingsund
Krankheitsresistenz, Herbizidtoleranz); Transgene
Tiere; Erorterung von Nutzung und wirtschaftlicher
Bedeutung der Gentechnik sowie moglicher Beein
ussung von Evolutionsprozessen
Reproduktionstechnik { kunstliche Besamung, in-vitro-Fertilisation, Embryotransfer;
Klonierung; Anwendung beim Menschen
- ethische und rechtliche Fragen (Embryonenschutzgesetz)
Sachgebiet II-4: Immunbiologie (Grundkurs/Leistungskurs)
Inhalte Hinweise
Bestandteile und Funktion
des Immunsystems, genetische
Grundlagen
{ unspezi sche und spezi sche Immunreaktion;
Antigen-Antikorper-
Reaktion
{ Vorgange bei der spezi schen Immunreaktion, Histokompatibilit
at
Verlauf verschiedener Infektionskrankheiten
und
Moglichkeiten der Therapie
{ aktive und passive Immunisierung; (Gefahr der
"
Imp
ucke\); HIV; Ebola-Fieber; infektiose Proteine;
Storungen des Immunsystems
{ Krebs, Autoimmunerkrankungen, Allergien; Immunged
achtnis
Verwendung von Immunreaktionen
{ Serumreaktion; Monoklonale AntikorperThemen
Stadtokologie
Okosystem Flie gewasser/See/Moor/Wattenmeer/Wald ...
Natur- und Umweltschutz an ausgewahlten Beispielen aus dem regionalen Umfeld
Agenda 21: Auseinandersetzung mit globalen Aspekten des Umweltschutzes
Wasser - eine begrenzte Ressource
Welternahrung
Raps - ein nachwachsender Rohsto
Brachland - Kon
ikte zwischen Nutzung und Naturschutz
Sachgebiet IV-1: Analyse eines Okosystems (Grundkurs/Leistungskurs)
Inhalte Hinweise
Qualitative und quantitative
Bestandsaufnahme biotischer
und abiotischer Faktoren
{ Arten- und Formenkenntnis; Messen und Darstellen;
Vergleich mit wissenschaftlichen Untersuchungen
Wirkung von Umweltfaktoren
{ okologische Toleranz, aut- und synokologisches Optimum,
Lebensformtypen, Modi kation, Wirkung abiotischer
Faktoren (Licht, Kohlensto dioxid, Wasser)
auf die Fotosyntheseleistung. Bei Stundenkurzungen
im 11. Jg. hier erganzende Behandlung der Fotosynthese
aus okologischer Sicht
Okologische Nische { Einnischung, Konvergenz und Stellenaquivalenz;
Bioindikatoren; Verhaltensokologie
Sukzession und Klimax
Sachgebiet IV-2: Wechselbeziehungen zwischen Lebewesen (Grundkurs/Leistungskurs)
Inhalte Hinweise
Strategien des Zusammenlebens
{ Konkurrenz, Koexistenz, Parasitismus, Symbiose,
Koevolution
Nahrungsbeziehungen { Nahrungsketten, Nahrungsnetze, Trophieebenen, Akkumulation
von Schadsto en
Intra- und interspezi sche
Konkurrenz
{ Konkurrenz und Einnischung; Rauber-Beute-
Beziehungen; Probleme von Monokulturen;
Schadlingsbekampfung (chemisch, biologisch, integriert)
Populationsdynamik { Wachstum von Populationen; Populations- und Dichteregulation
45
Biologie { Sekundarstufe II
Sachgebiet IV-3: Produktivitat und Energie
uss (Grundkurs)
Inhalte Hinweise
Einblick in Sto kreislaufe { Produzenten, Konsumenten, Destruenten;
Kohlensto - oder Sticksto - oder Phosphatkreislauf
Energie
uss { Brutto- und Nettoproduktion auf verschiedenen Trophieebenen;
Einbahnstra e des Energiestroms; produktionsbiologische
Betrachtungen
Sachgebiet IV-3: Produktivitat und Energie
uss (Leistungskurs)
Inhalte Hinweise
Sto kreislaufe { Produzenten, Konsumenten, Destruenten;
Kohlensto -,Sticksto -, Phosphatkreislauf
Energie
uss in naturlichen
und anthropogenen Systemen
{ Brutto- und Nettoproduktion auf verschiedenen
Trophiebenen; Energiebilanzen; Einbahnstra e des
Energiestroms; produktionsbiologische Betrachtungen,
Welternahrung und landwirtschaftliche Produktion;
Problem der Eiwei lucke, nachwachsende Rohsto
e
Wirtschaftliche Nutzung
von Okosystemen
{ Okobilanzen und deren Bedeutung
Sachgebiet IV-4: Natur- und Umweltschutz (Grundkurs)
Inhalte Hinweise
Doppelrolle des Menschen
(Teil und Gegenuber der
Natur)
{ Bevolkerungswachstum; Bevolkerungsdichte und deren
Konsequenzen
Prinzip der Nachhaltigkeit { lokale und globale Umweltprobleme, z.B. Bodenbelastung,
Wasserverschmutzung und Wassermangel,
Luftverschmutzung, Erhaltung der Biodiversitat
46
4 Themen des Unterrichts
Sachgebiet IV-4: Natur- und Umweltschutz (Leistungskurs)
Inhalte Hinweise
Auseinandersetzung mit
Verfugbarkeit und Nutzung
von Ressourcen
{ z.B. Landwirtschaft und Dungung, Weltmodelle (z.B.
Club of Rome)
Vergleich eines naturnahen
mit einem anthropogen
veranderten Okosystem
{ z.B. Urlandschaft - Kulturlandschaft
Doppelrolle des Menschen
(Teil und Gegenuber der
Natur)
{ Bevolkerungswachstum; Bevolkerungsdichte und deren
Konsequenzen
Prinzip der Nachhaltigkeit { lokale und globale Umweltprobleme, z.B. Bodenbelastung,
Wasserverschmutzung und Wassermangel,
Luftverschmutzung, Erhaltung der Biodiversitat
Umweltgesetzgebung { Grundprinzipien der Umweltschutzgesetzgebung
(Verursacherprinzip); Einblicke in Umweltschutzg
2. Transportformen und Beispiele
