Lehrplan Biologie

3.2.1 I. Die Zelle als Struktur- und Funktionseinheit • Sachgebiet I-1: Vielfalt und Funktion von Zellen • Sachgebiet I-2: Kommunikation und Regulation auf zellul¨arer Ebene • Sachgebiet I-3: Steuerung von Stoffwechselprozessen in der Zelle • Sachgebiet I-4: Energiefluss in Zellen • Sachgebiet I-5: Informationsspeicherung und Informationsweitergabe 3.2.2 II. Angewandte Genetik und deren Grundlagen • 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 F¨ahigkeiten biologischer Systeme in der Produktion • Sachgebiet II-4: Immunbiologie 3.2.3 III. Entwicklung und Ver¨anderung lebender Systeme • Sachgebiet III-1: Verlauf der Evolution • Sachgebiet III-2: Grundlagen evolutiver Ver¨anderungen • Sachgebiet III-3: Evolution des Menschen • Sachgebiet III-4: Vorstellungen und Theorien uber die Geschichte des Lebens (Lei- ¨ stungskurs) 3.2.4 IV. Okosysteme und deren Ver ¨ ¨anderung durch den Menschen • Sachgebiet IV-1: Analyse eines Okosystems ¨ • Sachgebiet IV-2: Wechselbeziehungen zwischen Lebewesen • Sachgebiet IV-3: Produktivit¨at und Energiefluss • Sachgebiet IV-4: Natur - und Umweltschutz 3.2.5 V. Informationsaufnahme, Informationsverarbeitung 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/Verhaltens¨okologie bei Tieren und beim Menschen


• Jahrgangsstufe 12.1: Angewandte Genetik • Jahrgangsstufe 12.2: Evolution I/Okologie I ¨ • Jahrgangsstufe 13.1: Okologie II/Evolution II ¨ • Jahrgangsstufe 13.2: Neurobiologie/Verhaltensbiologie 2. Beispiel • Jahrgangsstufe 12.1: Angewandte Genetik • Jahrgangsstufe 12.2: Neurobiologie/Okologie I ¨ • Jahrgangsstufe 13.1: Okologie II/Evolution I ¨ • Jahrgangsstufe 13.2: Evolution II/Verhaltensbiologie


Die Zelle

Themen • Dialyse - ein Leben mit der kunstlichen Niere ¨ • Hefe - ein vielseitiger Helfer in der Biotechnologie • Enzyme im Alltag • Produktion von Nahrungsmitteln durch Mikroorganismen • 10.000 m im Sprinttempo - ist das m¨oglich? • Kommunikation in der Zelle Sachgebiet I-1: Vielfalt und Funktion von Zellen Inhalte Hinweise Pro- und Eukaryoten, Zellen, Ein- und Vielzeller – Einfuhrung in die Vielfalt des Lebendigen an Beispie- ¨ len (Mikroskopische Ubungen); Licht- und elektronen- ¨ mikroskopisches Bild der Zelle Gewebe - Organ - Organismus Organismen in Bioz¨onosen

Sachgebiet I-2: Kommunikation und Regulation auf zellul¨arer Ebene Inhalte Hinweise Diffusion, Osmose, aktiver Transport – Experimentelle Erarbeitung; Ionenfallenprinzip; Umkehrosmose bei der Meerwasserentsalzung; Funktion der Niere; Dialyse; Pflanzen an Extremstandorten Bau und Funktion von Biomembranen – Prinzip der Modellbildung; Experimentelle Untersuchung von Lipiden, Kohlenhydraten, Fetten; Antigen - Antik¨orper - Reaktion Kompartimentierung und Endosymbiontenhypothese

 Sachgebiet I-3: Steuerung von Stoffwechselprozessen 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 Beeinflussung der Enzymaktivit¨at durch pH-Wert, Temperatur, Substratkonzentration; Enzyme in Alltagsprodukten (z.B.Waschmittel, Kosmetika) Bau und Funktion von Hormonen (*) – Erarbeitung an einem Beispiel; Hormonelle St¨orungen beim Menschen, z.B. Diabetes, Zwergwuchsigkeit, ¨ Schilddrusenfehlfunktion


Sachgebiet I-4: Energiefluss in Zellen
Inhalte Hinweise
Grundlegendes Prinzip des
Energieflusses
– vom Energietr¨ager Licht zum Energietr¨ager Molekule; ¨
Elektronentransportkette; Zelle als offenes System
Fotosynthese: Abh¨angigkeit
von Außenfaktoren (*)
– quantitative Messungen der Fotosyntheserate, z.B.in
Abh¨angigkeit von der Kohlenstoffdioxidkonzentration,
Beleuchtungsst¨arke, Temperatur, Wellenl¨ange des
Lichts
Einblicke in den biochemischen
Ablauf der Fotosynthese
– Prim¨ar- und Sekund¨arvorg¨ange der Fotosynthese;
Feinbau der Chloroplasten; Isolierung von Blattfarbstoffen
Zellatmung – Versuche zur Atmung; Bau und Funktion von Mitochondrien;
Grundprinzipien bei der Glycolyse, der
ß-Oxidation und dem Citronens¨aurezyklus; ATPBildung
und -Verbrauch; anaerobe und aerobe Prozesse
bei der Bewegungsbelastung (Sportbiologie)
Anaerober Abbau von Glucose
(G¨arung)
– Versuche zur G¨arung; Herstellung und Bedeutung von
Alkohol; Mikroorganismen in der Nahrungsmittelproduktion:
(Sauermilch, Joghurt, K¨ase)

Sachgebiet I-5: Informationsspeicherung und Informationsweitergabe Inhalte Hinweise Feinbau der Chromosomen – chemische Bestandteile des Zellkerns: Proteine und Nucleins¨auren 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 Variabilit¨at durch unterschiedliche Keimzellen (*) – Genkopplung, Aufhebung der Genkopplung (Chiasmata und Crossing over) – (*) muss im Kurs ” Angewandte Genetik und ihre Grundlagen“ nachgeholt werden St¨orungen im Ablauf der Meiose (*) – Genom- und Chromosomenmutationen; Karyogramm; Genetische Ver¨anderungen als Folge von Umweltbelastungen (Chemikalien, UV-Strahlung, Radioaktivit¨at) und Drogen (Alkohol) – (*) muss im Kurs ” Angewandte Genetik und ihre Grundlagen“ nachgeholt werden

 hemen • Diabetes mellitus - eine Krankheit wird zunehmend beherrschbar • Chorea Huntington - ein monogenes Erbleiden und seine Bedeutung fur die Betrof- ¨ fenen • PKU - ein Leben mit Einschr¨ankungen • Kinderwunsch - fur immer unerf ¨ ullt? ¨ • Sind genetisch manipulierte Nahrungsmittel unbedenkliche ” Novel-Food-Produkte“? • Vollst¨andige Pflanzen aus Pollen • DNA-Reparatur - hilft die Zelle sich gegen Krebs? • Leben mit einem fremden Organ • Organspende - Organhandel Sachgebiet II-1: Gene und Merkmalsbildung (Grundkurs) Inhalte Hinweise Genetischer Code und Grundprinzip der Proteinbiosynthese – vereinfachtes Modell der Proteinbiosynthese Umsetzung genetischer Information in eine Merkmalsauspr¨agung; Genmutation – Merkmalsauspr¨agung als Produkt einer Stoffwechselkette; Beispiel einer Stoffwechselerkrankung als Folge eines Gendefekts; Polygenie; Polyph¨anie Einflusse der Umwelt bei ¨ einer Merkmalsauspr¨agung (Modifikation, Variabilit¨at, Reaktionsbreite) – genetische und modifikatorische Variabilit¨at 37 Biologie – Sekundarstufe II Sachgebiet II-1: Gene und Merkmalsbildung (Leistungskurs) Inhalte Hinweise Entschlusselung des geneti- ¨ schen Codes – Nachvollzug der Geschichte der Entschlusselung ¨ Proteinbiosynthese – Ein-Gen-ein-Polypeptid-Hypothese Regulation der Proteinbiosynthese – Pro- und Eukaryonten, Genregulation bei der Embryonalentwi

Sachgebiet II-1: Gene und Merkmalsbildung (Leistungskurs) Inhalte Hinweise Entschlusselung des geneti- ¨ schen 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, Polyph¨anie, Genmutation – Merkmalsauspr¨agungen als Produkte von Stoffwechselketten; Beispiele von Stoffwechselerkrankungen als Folge von Gendefekten Nichtchromosomale Vererbung – Zuchtung Maultier, Maulesel ¨ Einflusse der Umwelt bei ¨ Merkmalsauspr¨agungen (Modifikation, Variabilit¨at, Reaktionsbreite) – genetische und modifikatorische Variabilit¨at

 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, pr¨anatale Diagnostik, Therapie, Eingriff in die Keimbahn, daraus resultierende ethische und evolutive Konsequenzen Genbegriff in der klassischen und molekularen Genetik – Genbegriff bei Pro- und Eukaryoten

Sachgebiet II-2: Aspekte der klassischen Genetik und ihre Anwendung im humanbiologischen Bereich (Leistungskurs) Inhalte Hinweise Mendel-Regeln – Erkl¨arung der Mendel-Regeln Mithilfe der molekulargenetischen Kenntnisse Wahrscheinlichkeit und Signifikanz – statistische Natur der Mendel’schen Regeln Chromosomen und Geschlecht, x-chromosomale Vererbung – Geschlechtsentwicklung; Intersexualit¨at Chromosomentheorie der Vererbung – Drosophilagenetik; relative Lage der Gene; Riesenchromosomen Chromosomenanomalien beim Menschen, erblich bedingte Krankheiten, Fruherkennung und Thera- ¨ pie – Stammbaumanalyse, Genetische Beratung, pr¨anatale Diagnostik, Therapie, Eingriff in die Keimbahn, daraus resultierende ethische und evolutive Konsequenzen Genbegriff in der klassischen und molekularen Genetik – Genbegriff bei Pro- und Eukaryoten

Sachgebiet II-3: Aspekte der Gentechnik und Biotechnologie: Nutzung der F¨ahigkeiten 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 Pflanzenzucht; Anwendungen in der Tierzucht; M¨oglichkeiten und Grenzen der Anwendung gentechnischer Methoden beim Menschen – Polymerase Kettenreaktion (PCR); genetischer Fingerabdruck; Gendiagnose; Gentherapie; Ethische Re- flexion 

Sachgebiet II-3: Aspekte der Gentechnik und Biotechnologie: Nutzung der F¨ahigkeiten biologischer Systeme in der Produktion (Leistungskurs) Inhalte Hinweise Bakterien- und Virengenetik – Mikrobiologische Versuche mit Bakterien und Phagen; Transformation, Transduktion, Konjugation Kunstliche DNA- ¨ Reproduktion, PolymeraseKettenreaktion (PCR), Gensonden – DNA-Schneidetechnik mit Restriktionsenzymen, Gelelektrophorese, Genkartierung, Human Genome Project; Genetischer Abstammungsnachweis; genetischer Fingerabdruck Isolierung, Darstellung und Ver¨anderung genetischer Strukturen – Gentherapie, Gentransfer; Proteinproduktion durch Zellklone; Zell- und Gewebekulturen; Anwendungen in der Humanmedizin: Herstellung von Enzymen, Impf- und Testseren, Tumortherapie; Einsatz von gentechnisch ver¨anderten Mikroorganismen im Umweltschutz: Abbau von Umweltgiften Tier- und Pflanzenzuchtung ¨ – Geschichte der Tier- und Pflanzenzuchtung, Auslese- ¨ , Kombinations-, Heterosis- und Mutationszuchtung, ¨ Hybridisierung, Transgene Pflanzen (Sch¨adlingsund Krankheitsresistenz, Herbizidtoleranz); Transgene Tiere; Er¨orterung von Nutzung und wirtschaftlicher Bedeutung der Gentechnik sowie m¨oglicher Beeinflussung von Evolutionsprozessen Reproduktionstechnik – kunstliche Besamung, in-vitro-Fertilisation, Em- ¨ bryotransfer; Klonierung; Anwendung beim Menschen - ethische und rechtliche Fragen (Embryonenschutzgesetz)

Sachgebiet II-4: Immunbiologie (Grundkurs/Leistungskurs) Inhalte Hinweise Bestandteile und Funktion des Immunsystems, genetische Grundlagen – unspezifische und spezifische Immunreaktion; Antigen-Antik¨orperReaktion – Vorg¨ange bei der spezifischen Immunreaktion, Histokompatibilit¨at Verlauf verschiedener Infektionskrankheiten und M¨oglichkeiten der Therapie – aktive und passive Immunisierung; (Gefahr der ” Impflucke“); HIV; Ebola-Fieber; infekti ¨ ¨ose Proteine; St¨orungen des Immunsystems – Krebs, Autoimmunerkrankungen, Allergien; Immunged¨achtnis Verwendung von Immunreaktionen – Serumreaktion; Monoklonale Antik¨orper

 Sachgebiet III-1: Verlauf der Evolution (Grundkurs) Inhalte Hinweise Ergebnisse und Methoden der Evolutionsforschung – Homologie, Analogie; Homologiekriterien; Hypothesenbildung uber Verwandtschaftsbeziehungen; Fossi- ¨ lien Ubersicht ¨ uber die Entwick- ¨ lung von Lebewesen am Beispiel einer Pflanzen- oder Tiergruppe – Stammb¨aume und das naturliche System; Lebende ¨ Fossilien, Bruckentiere, missing link

Sachgebiet III-1: Verlauf der Evolution (Leistungskurs) Inhalte Hinweise Ergebnisse und Methoden der Evolutionsforschung – Homologie, Analogie; Homologiekriterien; Rudiment¨are Organe; Atavismen; Untersuchungsergebnisse aus der vergleichenden Ethologie, Embryologie, Parasitologie; aus der Verbreitung von Tieren und Pflanzen; aus der Biochemie und Molekularbiologie; Hypothesenbildung uber Verwandtschaftsbeziehun- ¨ gen Fossilien – Fossilienfunde, Fossilisation, Methoden der Altersbestimmung; Aufgreifen aktueller Berichte uber Fossili- ¨ enfunde Ubersicht ¨ uber die Entwick- ¨ lung von Lebewesen – Stammb¨aume und das naturliche System; Lebende ¨ Fossilien, Bruckentiere, missing link ¨ Entstehung des Lebens auf der Erde – Entstehung biogener Molekule und zellul ¨ ¨arer Strukturen

 Sachgebiet III-2: Grundlagen evolutiver Ver¨anderungen (Grundkurs) Inhalte Hinweise Evolutionsfaktoren und deren Zusammenwirken – Variabilit¨at, Rekombination, Mutation, Selektion (Selektionsfaktoren, transformierende Selektion, stabilisierende Selektion, disruptive Selektion), Isolationsmechanismen Artbildung – biologischer Artbegriff, Gendrift, adaptive Radiation, Separation, Hybridisierung Koevolution – Blutenpflanzen und deren Best ¨ ¨auber Sachgebiet III-2: Grundlagen evolutiver Ver¨anderungen (Leistungskurs) Inhalte Hinweise Evolutionsfaktoren und deren Zusammenwirken – Variabilit¨at, Rekombination, Mutation, Selektion (Selektionstypen), Mastergene, Isolationsmechanismen Populationsgenetik – Hardy-Weinberg-Regel Artbildung – biologischer Artbegriff, Gendrift, adaptive Radiation, Separation, sympatrische und allopatrische Artbildung; Fallanalysen fur Evolutionsgeschehen (z.B. ¨ Kontinentalverschiebungstheorie, Eiszeittheorie) Probleme der Makroevolution Koevolution – Blutenpflanzen und deren Best ¨ ¨auber (Verhaltensbeobachtungen) 42 4 Themen des Unterrichts Sachgebiet III-3: Evolution des Menschen (Grundkurs) Inhalte Hinweise Stellung des Menschen im System der Primaten – vergleichende Betrachtungen zur Morphologie, Physiologie, Genetik, Ethologie von Mensch und Menschenaffen Rekonstruktion und Erkl¨arung der stammesgeschichtlichen Entwicklung des Menschen – Stammbaumproblematik vor dem Hintergrund der Interpretation der vorliegenden Belege Einblick in die kulturelle Evolution – Verschr¨ankung der biogenetischen und tradigenetischen Evolution: Verhaltens¨okologische Ph¨anomene und Individualfitness; Analyse fruher Kulturen und ¨ ursprunglicher Menschengruppen ¨ Sachgebiet III-3: Evolution des Menschen (Leistungskurs) Inhalte Hinweise Stellung des Menschen im System der Primaten – vergleichende Betrachtungen zur Morphologie, Physiologie, Genetik, Ethologie von Mensch und Menschenaffen Fortbewegung bei Primaten – Vierfußigkeit, Kn ¨ ¨ochelgehen, Hangeln, Zweifußigkeit; ¨ aufrechter Gang des Menschen und die damit verbundenen anatomischen Ver¨anderungen Rekonstruktion und Erkl¨arung der stammesgeschichtlichen Entwicklung des Menschen – Datierung und Interpretation von Fossilien; Stammbaumproblematik vor dem Hintergrund der Interpretation der vorliegenden Belege Herkunft des modernen Menschen und seine heutige Vielfalt – Hypothesen uber den multiregionalen und den afri- ¨ kanischen Ursprung des Menschen (Untersuchungen von mitochondrialer DNA und Y-Chromosom); Genetische Distanz zwischen Populationen; Problematik des Rassenbegriffs Kulturelle Evolution – Verschr¨ankung der biogenetischen und tradigenetischen Evolution: Verhaltens¨okologische Ph¨anomene und Individualfitness; Analyse fruher Kulturen und ¨ ursprunglicher Menschengruppen ¨ 43 Biologie – Sekundarstufe II Sachgebiet III-4: Vorstellungen und Theorien uber die Geschichte des Lebens ¨ (Leistungskurs) Inhalte Hinweise Vergleichende Betrachtungen verschiedener Evolutionstheorien – Analyse und Vergleich von Texten: z.B. Cuvier, Lamarck, Wallace, Darwin, Haeckel; Synthetische Theorie der Evolution; Theorie der Evolution nach der ” Frankfurter Schule“ (Gutmann u.a.); Missbrauch evolution¨arer Vorstellungen im Sozialdarwinismus Wissenschafttheoretische Reflexion der Evolutionstheorie – Anforderungen an Theorien, Kriterien zur Beurteilung von Theorien, Auseinandersetzung mit den Einw¨anden gegen die Evolutionstheorie

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 syn¨okologisches Optimum, Lebensformtypen, Modifikation, Wirkung abiotischer Faktoren (Licht, Kohlenstoffdioxid, Wasser) auf die Fotosyntheseleistung. Bei Stundenkurzungen ¨ im 11. Jg. hier erg¨anzende Behandlung der Fotosynthese aus ¨okologischer Sicht Okologische Nische ¨ – Einnischung, Konvergenz und Stellen¨aquivalenz; Bioindikatoren; Verhaltens¨okologie 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 Schadstoffen Intra- und interspezifische Konkurrenz – Konkurrenz und Einnischung; R¨auber-BeuteBeziehungen; Probleme von Monokulturen; Sch¨adlingsbek¨ampfung (chemisch, biologisch, integriert) Populationsdynamik – Wachstum von Populationen; Populations- und Dichteregulation 45 Biologie – Sekundarstufe II Sachgebiet IV-3: Produktivit¨at und Energiefluss (Grundkurs) Inhalte Hinweise Einblick in Stoffkreisl¨aufe – Produzenten, Konsumenten, Destruenten; Kohlenstoff- oder Stickstoff- oder Phosphatkreislauf Energiefluss – Brutto- und Nettoproduktion auf verschiedenen Trophieebenen; Einbahnstraße des Energiestroms; produktionsbiologische Betrachtungen Sachgebiet IV-3: Produktivit¨at und Energiefluss (Leistungskurs) Inhalte Hinweise Stoffkreisl¨aufe – Produzenten, Konsumenten, Destruenten; Kohlenstoff-,Stickstoff-, Phosphatkreislauf Energiefluss in naturlichen ¨ und anthropogenen Systemen – Brutto- und Nettoproduktion auf verschiedenen Trophiebenen; Energiebilanzen; Einbahnstraße des Energiestroms; produktionsbiologische Betrachtungen, Weltern¨ahrung und landwirtschaftliche Produktion; Problem der Eiweißlucke, nachwachsende Roh- ¨ stoffe 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) – Bev¨olkerungswachstum; Bev¨olkerungsdichte und deren Konsequenzen Prinzip der Nachhaltigkeit – lokale und globale Umweltprobleme, z.B. Bodenbelastung, Wasserverschmutzung und Wassermangel, Luftverschmutzung, Erhaltung der Biodiversit¨at 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 ver¨anderten Okosystem ¨ – z.B. Urlandschaft - Kulturlandschaft Doppelrolle des Menschen (Teil und Gegenuber der ¨ Natur) – Bev¨olkerungswachstum; Bev¨olkerungsdichte und deren Konsequenzen Prinzip der Nachhaltigkeit – lokale und globale Umweltprobleme, z.B. Bodenbelastung, Wasserverschmutzung und Wassermangel, Luftverschmutzung, Erhaltung der Biodiversit¨at Umweltgesetzgebung – Grundprinzipien der Umweltschutzgesetzgebung (Verursacherprinzip); Einblicke in Umweltschutzgesetze, Unterschutzstellung von Landschaftsteilen

 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 syn¨okologisches Optimum, Lebensformtypen, Modifikation, Wirkung abiotischer Faktoren (Licht, Kohlenstoffdioxid, Wasser) auf die Fotosyntheseleistung. Bei Stundenkurzungen ¨ im 11. Jg. hier erg¨anzende Behandlung der Fotosynthese aus ¨okologischer Sicht Okologische Nische ¨ – Einnischung, Konvergenz und Stellen¨aquivalenz; Bioindikatoren; Verhaltens¨okologie 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 Schadstoffen Intra- und interspezifische Konkurrenz – Konkurrenz und Einnischung; R¨auber-BeuteBeziehungen; Probleme von Monokulturen; Sch¨adlingsbek¨ampfung (chemisch, biologisch, integriert) Populationsdynamik – Wachstum von Populationen; Populations- und Dichteregulation 45 Biologie – Sekundarstufe II Sachgebiet IV-3: Produktivit¨at und Energiefluss (Grundkurs) Inhalte Hinweise Einblick in Stoffkreisl¨aufe – Produzenten, Konsumenten, Destruenten; Kohlenstoff- oder Stickstoff- oder Phosphatkreislauf Energiefluss – Brutto- und Nettoproduktion auf verschiedenen Trophieebenen; Einbahnstraße des Energiestroms; produktionsbiologische Betrachtungen Sachgebiet IV-3: Produktivit¨at und Energiefluss (Leistungskurs) Inhalte Hinweise Stoffkreisl¨aufe – Produzenten, Konsumenten, Destruenten; Kohlenstoff-,Stickstoff-, Phosphatkreislauf Energiefluss in naturlichen ¨ und anthropogenen Systemen – Brutto- und Nettoproduktion auf verschiedenen Trophiebenen; Energiebilanzen; Einbahnstraße des Energiestroms; produktionsbiologische Betrachtungen, Weltern¨ahrung und landwirtschaftliche Produktion; Problem der Eiweißlucke, nachwachsende Roh- ¨ stoffe 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) – Bev¨olkerungswachstum; Bev¨olkerungsdichte und deren Konsequenzen Prinzip der Nachhaltigkeit – lokale und globale Umweltprobleme, z.B. Bodenbelastung, Wasserverschmutzung und Wassermangel, Luftverschmutzung, Erhaltung der Biodiversit¨at 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 ver¨anderten Okosystem ¨ – z.B. Urlandschaft - Kulturlandschaft Doppelrolle des Menschen (Teil und Gegenuber der ¨ Natur) – Bev¨olkerungswachstum; Bev¨olkerungsdichte und deren Konsequenzen Prinzip der Nachhaltigkeit – lokale und globale Umweltprobleme, z.B. Bodenbelastung, Wasserverschmutzung und Wassermangel, Luftverschmutzung, Erhaltung der Biodiversit¨at Umweltgesetzgebung – Grundprinzipien der Umweltschutzgesetzgebung (Verursacherprinzip); Einblicke in Umweltschutzgesetze, Unterschutzstellung von Landschaftsteilen

Sachgebiet V-1: Reiz - Erregung - Reaktion (Grundkurs/Leistungskurs) Inhalte Hinweise Bau und Funktion von Neuronen – Vertiefung der Kenntnisse aus der Sekundarstufe I; Neuronentypen, Gliazellen Reiz, Erregung, Erregungsleitung – Ionenvorg¨ange an den Membranen, Modellversuche zur Membranspannung und Erregungsleitung Prinzip der Erregungsubertragung an ¨ Synapsen – elektrische und chemische Synapsen; neuromuskul¨are Synapsen; Neurotransmitter; Synapsengifte und Wirkungsweise von Drogen auf Psyche und Bewegung beim Menschen Unwillkurliche und ¨ willkurliche Reaktionen ¨ – Knie-Sehnen-Reflex; Reflexe bei Neugeborenen Sachgebiet V-2: Informationsverarbeitung im Gehirn (Grundkurs/Leistungskurs) Inhalte Hinweise Verarbeitung von Informationen im Gehirn – Beispiel Sehsystem; optische T¨auschungen als Beispiele fur erkennbare Infomationsverarbeitung; selektive ¨ und subjektive Wahrnehmung Aufbau des Gehirns und Funktionen von Gehirnbereichen – Pr¨aparation: Schweinegehirn; Methoden der Hirnforschung (z.B. PET-Analysen), Erkrankungen des Gehirns Formen des Lernens – Pr¨agung bei Tieren und pr¨agungs¨ahnliche Vorg¨ange beim Menschen, Konditionierung, Habituation, Lernen durch Erfolg und Misserfolg, komplexe Lernleistungen, Lerntypen, Lernstrategien Ged¨achtnis, Erkenntnis, Intelligenz, Bewusstsein – Versuche zum Kurz- und Langzeitged¨achtnis; Hirnregionen und Ged¨achtnis; Explizites und implizites Ged¨achtnis 48 4 Themen des Unterrichts Sachgebiet V-3: Tierisches und menschliches Verhalten (Grundkurs/Leistungskurs) Inhalte Hinweise Methoden der Verhaltensbiologie – Verhaltensbeobachtungen im Freiland, Tiergarten, Labor; Entwickeln von Beobachtungskriterien; Quantifizierung von Verhaltensbeobachtungen; Dokumentation; Attrappenversuche; Kaspar-Hauser-Versuche; Methoden zur Analyse menschlichen Verhaltens und deren Grenzen Reflexion der Problematik von Anthropomorphismen – kritische Analyse von Tierfilmen, Tierbeschreibungen, Verhaltensbeobachtungen Verhalten: Wechselwirkung zwischen genetisch bedingten und umweltabh¨angigen Faktoren – proximate Ursachen von Verhalten; Vererbung und Evolution von Verhalten; kritische Auseinandersetzung mit Modellen zur Erkl¨arung von Instinktverhalten Sachgebiet V-4: Soziobiologie/Verhaltens¨okologie bei Tieren und beim Menschen (Grundkurs/Leistungskurs) Inhalte Hinweise Soziobiologische und verhaltens¨okologische Interpretationen von Verhalten – ultimate Ursachen von Verhalten; Abkehr vom Prinzip der Arterhaltung als Triebfeder des Verhaltens; Kosten-Nutzen-Analyse des Verhaltens; Theorie der Gesamtfitness; Verwandtenselektion, Fortpflanzungsstrategien Einblicke in die verhaltensbiologische und kulturelle Evolution des Menschen – fruhkindliches Verhalten; Mimik; Aggression; Altruis- ¨ mus; Partnerwahl