Fachlehrplan Biologie Berufsmaturität Technik, Architektur, Life Sciences

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1 Fachlehrplan Biologie Berufsmaturität Technik, Architektur, Life Sciences 1. Allgemeine Bildungsziele Der naturwissenschaftliche Unterricht beinhaltet Biologie, Chemie und Physik und hat zum Ziel, die Neugier für alltägliche Phänomene zu wecken. Er schärft das Beobachten, Analysieren, Abstrahieren, Interpretieren und das logische Denken und befähigt die Lernenden zu deduktiven Gedankengängen. Der Unterricht orientiert sich an den drei Hauptbereichen Natur, Wissenschaft und Mensch: Natur: Die Lernenden werden mit den natürlichen Prozessen vertraut. Sie verfeinern ihre ganzheitliche Sicht dieser Prozesse und werden zu einem umweltbewussten Verhalten ermutigt. Wissenschaft: Die Lernenden werden an die stringente und exakte Denkweise der Wissenschaft sowie an die Methoden wissenschaftlichen Arbeitens herangeführt, wobei Experiment, Modellierung und Anwendung miteinander verbunden werden. Sie eignen sich das nötige Grundwissen an, um eigene Überlegungen zum Technologie und Umwelt anzustellen, mit Sicht auf eine nachhaltige Entwicklung. Mensch: Die Lernenden erkennen sich im Umgang mit den Naturwissenschaften selbst und erhalten Anhaltspunkte für die Gesunderhaltung des Menschen und seiner Umwelt. Der Biologieunterricht beleuchtet aus wissenschaftlicher Sicht das Phänomen Leben. Die Prinzipien zur Funktionsweise von Lebewesen und die der Beziehungen des Menschen zu anderen Lebewesen und zu seiner Umwelt werden von den Lernenden einbezogen. Der Biologieunterricht hilft, die Natur und insbesondere die vielfältigen Lebenserscheinungen bewusster wahrzunehmen und die heutigen Umweltprobleme besser zu verstehen. Beim Experimentieren und beim Umgang mit Lebewesen und Lebensgemeinschaften werden Neugier, Entdeckungsfreude und Wahrnehmungsfähigkeit gefördert. Gesamthaft vermittelt der Unterricht in den naturwissenschaftlichen Fächern den Lernenden die Grundlagen der Wissenschaftskultur und lässt das Verständnis für die Wichtigkeit und für die Bedeutung der Naturwissenschaften in ihren Beziehungen zu Gesellschaft, Technik, Umwelt, Wirtschaft und Politik reifen. Die Lernenden erwerben die notwendigen konzeptionellen Werkzeuge, um sich mit Ihresgleichen über Themen mit Wissenschaftsbezug auszutauschen und werden dadurch in gesellschaftlich bedeutsame Debatten eingeführt. Generell stehen die Naturwissenschaften im Zentrum technologischer Entwicklungen und ihrer Realisierung (Produktion, Nutzung, Entsorgung). Sie bieten eine vorzügliche Gelegenheit, auf interdisziplinäre Weise an Fragen der nachhaltigen Entwicklung heranzutreten. 2. Überfachliche Kompetenzen Die Lernenden werden in den folgenden überfachlichen Kompetenzen besonders gefördert: Reflexive Fähigkeiten: Phänomene untersuchen, verknüpfen und ganzheitlich betrachten; sich eine Meinung zu einem aktuellen bilden; ethische Fragen zum Verhältnis von Experimentalwissenschaften, Mensch und Umwelt diskutieren; kritische Auseinandersetzung mit den in den Medien verbreiteten Informationen Sozialkompetenz: Aufgaben im Team erarbeiten Version: Seite 1/11 BERUFSMATURITÄTSSCHULE

2 Sprachkompetenz: Naturwissenschaftliche Fachbegriffe klar verstehen und präzise verwenden; einfache wissenschaftliche Texte verstehen und zusammenfassen; sich in verschiedenen Fachsprachen ausdrücken und diskutieren Interessen: Interesse und Neugier gegenüber wissenschaftlichen Fragen entwickeln; für Fragen zur Umwelt, Technologie, nachhaltigen Entwicklung und Gesundheit zugänglich sein Umgang mit Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT-Kompetenzen): Informationen zu wissenschaftlichen und insbesondere naturwissenschaftlichen Themen gezielt recherchieren 3. Empfohlene Lehrmittel Biologie heute SII, Schroedel, Biologie, Gesamtband Oberstufe, Cornelsen, Lerngebiete, Teilgebiete und fachliche Kompetenzen Im Bereich Naturwissenschaften werden folgende fachlichen Grundkompetenzen entwickelt: das internationale Einheitssystem (SI) in physikalischen Berechnungen anwenden von Ergebnissen voraussehen und deren Relevanz abschätzen natürliche Phänomene mit Hilfe wissenschaftlicher Konzepte beschreiben. die in grafischen Darstellungen enthaltenen Informationen qualitativ interpretieren, insbesondere die Begriffe «Steigung» und «Integral». wissenschaftliche Modelle innerhalb ihres Anwendungsbereichs anwenden. eine naturwissenschaftliche Beobachtung selbstständig beschreiben Experimente selbstständig durchführen, auswerten und in einem Bericht darstellen technische Geräte mit Bezug zu den Unterrichtsfächern benutzen Im Bereich Biologie werden insbesondere folgende Fertigkeiten entwickelt: entdecken, beobachten, dokumentieren und zeichnen von biologischen Objekten, Zuständen und Prozessen Arbeitshypothesen formulieren und überprüfen Beobachtung und Interpretation unterscheiden Methoden und Resultate kritisch auswerten Verfassen von Versuchsprotokollen (sprachlich und graphisch) Handhabung des Mikroskops und anderen technischen Hilfsmitteln Korrektes und verantwortungsvolles Anwenden von Versuchsmaterial sammeln und ordnen, erarbeiten von Ordnungs- und Unterscheidungskriterien Version: Seite 2/11 BERUFSMATURITÄTSSCHULE

3 BM1 - dreijährige Ausbildung - Ausrichtung Life Sciences 5. Semester 40 Mikrobiologie und 1 40 Zellbiologie Mikroorganismen Gruppen von Mikroorganismen und ihre Haupteigenschaften Unterschiede Viren/Bakterien Mikroorganismen im Kreislauf der Natur (C- und N- Kreislauf) Mikroorganismen und die Bedeutung für den Menschen (Krankheitserreger, Symbionten) Beispiele von Mikroorganismen in der Biotechnologie (z.b. Hefen, Aspergillus, Penicillin, Bakterien) Methoden und Anwendung des Abtöten und der Wachstumshemmung von Mikroorganismen Mikroskopieren von Bakterien Desinfektions- und Sterilisationsmethoden Bakterien Erscheinungsformen und Aggregate Unterscheidung Prokaryoten/Eukaryoten Lebensräume und wichtige Stoffwechselvorgänge von aeroben und anaeroben Bakterien, Gärungsarten Unterschiede grampositive und gramnegative Bakterien, Gramfärbung Skizzieren von Bauplänen Wachstumskurven, Wachstumsbedingungen, Wachstumslimitierungen edien beschreiben: Vollmedium, Minimalmedium, Selektivmedium, Differenzierungsmedium Resistenzen - Arten (primäre, sekundäre) - Multiresistenz - Resistenzbildung - Ursachen - Gegenmassnahmen Wirkungsweise ausgewählter Antibiotika Mikroskopieren Wachstum von Mikroorganismen (Abklatschversuche) Antibiotische Wirkung von Testflüssigkeiten Joghurt herstellen Version: Seite 3/11 BERUFSMATURITÄTSSCHULE

4 Pilze Erscheinungsformen Aufbau von Hefezellen und Hyphen Ernährungsweise Pilze in der Biotechnologie (z.b. Hefe, Penicillin) Sekundärmetabolite (z.b. Antibiotika, Mykotoxine) Unterscheidung Nährmedien für Bakterien/Pilzen Mikroskopieren von Pilzhyphen Viren Kennzeichen der Lebewesen, Stellung der Viren Einteilung nach Wirtsspektrum Aufbau von DNA- und Retroviren (Bakteriophage, DNA- Virus mit Hülle, Retrovirus) Vermehrungszyklen von DNA- und Retroviren (vereinfacht) Variabilität verschiedener Virustypen antivirale Medikamente und ihre (vereinfachte) Wirkweise Eukaryotische Zellen und Zellkulturen überfachlicher Kompetenzen üfk Zellzyklus und seine Steuerung Zelltypen (Einzeller, Kolonien, Vielzeller) Zelldifferenzierung, Spezialisierung und Arbeitsteilung Klone, Klonieren Verhaltung von Krebszellen in vitro und in vivo Ursachen von Krebs tierische Zellkulturen und ihre keiten erläutern (z.b, Gentechnologie) Protoplasten (Herstellung, Anwendungsmöglichkeiten) (2) Schlussfolgerung, Unterscheidung Beobachtung/Interpretation (ohne Benotung) Version: Seite 4/11 BERUFSMATURITÄTSSCHULE

5 BM1 - dreijährige Ausbildung - Ausrichtung Life Sciences 6. Semester 40 Biochemie und Molekularbiologie Monomere und Polymere Stoffwechsel und Regulationen Repetition der vier biologisch wichtigen Stoffklassen (Proteine, Kohlenhydrate, Lipide, Nukleinsäuren) - Bau - Vorkommen - Bedeutung für die Ernährung Photosynthese und Zellatmung (Repetition) C4- und CAM-Stoffwechselweg Aminosäurenstoffwechsel Regulation von St pelungen (Operonmodelle) Schädigung und Ursachen von Stoffwechselstörungen (z.b. Diabetes, Albinismus, Kretinismus, Phenylketonurie) Enzymwirkungen Enzyme als Biokatalysatoren - Aufbau - - Cofaktor, Coenzym ausgewählte Stoffwechselpfade und deren enzymatische Reaktionen Signaltransduktion - Arten von Rezeptormolekülen - Beispiele von Signalmolekülen (z.b. Neurotransmitter, Hormone, second Messenger) - Beispiele von Funktionsprinzipien und ihrer Wirkung Wirkungsweise von Enzymen Genetische und gentechnologische Methoden Definitionen (Gen, Intron, Exon, repetitive DNA) DNA-Sequenzierung nach Sanger (Funktionsweise und Anwendung) PCR (Funktionsweise und Anwendung) RFLP (Funktionsweise und Anwendung) Beispiele von genetischen Markern und deren Anwendung Präimplantationsdiagnostik (PID) Gentransfer (Vektoren) und transformierte Zellen/Organismen an Beispielen Version: Seite 5/11 BERUFSMATURITÄTSSCHULE

6 BM2 Vollzeit - Ausrichtung Life Sciences 1. Semester 40 Mikrobiologie und 1 40 Zellbiologie Mikroorganismen Gruppen von Mikroorganismen und ihre Haupteigenschaften Unterschiede Viren/Bakterien Mikroorganismen im Kreislauf der Natur (C- und N- Kreislauf) Mikroorganismen und die Bedeutung für den Menschen (Krankheitserreger, Symbionten) Beispiele von Mikroorganismen in der Biotechnologie (z.b. Hefen, Aspergillus, Penicillin, Bakterien) Methoden und Anwendung des Abtöten und der Wachstumshemmung von Mikroorganismen Mikroskopieren von Bakterien Desinfektions- und Sterilisationsmethoden Bakterien Erscheinungsformen und Aggregate Unterscheidung Prokaryoten/Eukaryoten Lebensräume und wichtige Stoffwechselvorgänge von aeroben und anaeroben Bakterien, Gärungsarten Unterschiede grampositive und gramnegative Bakterien, Gramfärbung Skizzieren von Bauplänen Wachstumskurven, Wachstumsbedingungen, Wachstumslimitierungen edien beschreiben: Vollmedium, Minimalmedium, Selektivmedium, Differenzierungsmedium Resistenzen - Arten (primäre, sekundäre) - Multiresistenz - Resistenzbildung - Ursachen - Gegenmassnahmen Wirkungsweise ausgewählter Antibiotika Mikroskopieren Wachstum von Mikroorganismen (Abklatschversuche Antibiotische Wirkung von Testflüssigkeiten Joghurt herstellen Version: Seite 6/11 BERUFSMATURITÄTSSCHULE

7 Pilze Erscheinungsformen Aufbau von Hefezellen und Hyphen Ernährungsweise Pilze in der Biotechnologie (z.b. Hefe, Penicillin) Sekundärmetabolite (z.b. Antibiotika, Mykotoxine) Unterscheidung Nährmedien für Bakterien/Pilzen Mikroskopieren von Pilzhyphen Viren Kennzeichen der Lebewesen, Stellung der Viren Einteilung nach Wirtsspektrum Aufbau von DNA- und Retroviren (Bakteriophage, DNA- Virus mit Hülle, Retrovirus) Vermehrungszyklen von DNA- und Retroviren (vereinfacht) Variabilität verschiedener Virustypen antivirale Medikamente und ihre (vereinfachte) Wirkweise Eukaryotische Zellen und Zellkulturen überfachlicher Kompetenzen üfk Zellzyklus und seine Steuerung Zelltypen (Einzeller, Kolonien, Vielzeller) Zelldifferenzierung, Spezialisierung und Arbeitsteilung Klone, Klonieren Verhaltung von Krebszellen in vitro und in vivo Ursachen von Krebs tierische Zellkulturen und ihre Anwendungsmöglichkeiten erläutern (z.b. monoklonale Antikörper, Gentechnologie) Protoplasten (Herstellung, Anwendungsmöglichkeiten) (2) Schlussfolgerung, Unterscheidung Beobachtung/Interpretation (ohne Benotung) Version: Seite 7/11 BERUFSMATURITÄTSSCHULE

8 BM2 Vollzeit - Ausrichtung Life Sciences 2. Semester 40 Biochemie und Molekularbiologie Monomere und Polymere Stoffwechsel und Regulationen Repetition der vier biologisch wichtigen Stoffklassen (Proteine, Kohlenhydrate, Lipide, Nukleinsäuren) - Bau - Vorkommen - Bedeutung für die Ernährung Photosynthese und Zellatmung (Repetition) C4- und CAM-Stoffwechselweg Aminosäurenstoffwechsel (Operonmodelle) Schädigung und Ursachen von Stoffwechselstörungen (z.b. Diabetes, Albinismus, Kretinismus, Phenylketonurie) Enzymwirkungen Enzyme als Biokatalysatoren - Aufbau - - Cofaktor, Coenzym ausgewählte Stoffwechselpfade und deren enzymatische Reaktionen Signaltransduktion - Arten von Rezeptormolekülen - Beispiele von Signalmolekülen (z.b. Neurotransmitter, Hormone, second Messenger) - Beispiele von Funktionsprinzipien und ihrer Wirkung Wirkungsweise von Enzymen Genetische und gentechnologische Methoden Definitionen (Gen, Intron, Exon, repetitive DNA) DNA-Sequenzierung nach Sanger (Funktionsweise und Anwendung) PCR (Funktionsweise und Anwendung) RFLP (Funktionsweise und Anwendung) Beispiele von genetischen Markern und deren Anwendung Präimplantationsdiagnostik (PID) Gentransfer (Vektoren) und transformierte Zellen/Organismen an Beispielen Version: Seite 8/11 BERUFSMATURITÄTSSCHULE

9 BM2 Teilzeit - Ausrichtung Life Sciences 1. Semester 40 Mikrobiologie und 1 40 Zellbiologie Mikroorganismen Gruppen von Mikroorganismen und ihre Haupteigenschaften Unterschiede Viren/Bakterien Mikroorganismen im Kreislauf der Natur (C- und N- Kreislauf) Mikroorganismen und die Bedeutung für den Menschen (Krankheitserreger, Symbionten) Beispiele von Mikroorganismen in der Biotechnologie (z.b. Hefen, Aspergillus, Penicillin, Bakterien) Methoden und Anwendung des Abtöten und der Wachstumshemmung von Mikroorganismen Mikroskopieren von Bakterien Desinfektions- und Sterilisationsmethoden Bakterien Erscheinungsformen und Aggregate Unterscheidung Prokaryoten/Eukaryoten Lebensräume und wichtige Stoffwechselvorgänge von aeroben und anaeroben Bakterien, Gärungsarten Unterschiede grampositive und gramnegative Bakterien, Gramfärbung Skizzieren von Bauplänen Wachstumskurven, Wachstumsbedingungen, Wachstumslimitierungen : Vollmedium, Minimalmedium, Selektivmedium, Differenzierungsmedium Resistenzen - Arten (primäre, sekundäre) - Multiresistenz - Resistenzbildung - Ursachen - Gegenmassnahmen Wirkungsweise ausgewählter Antibiotika Mikroskopieren Wachstum von Mikroorganismen (Abklatschversuche Antibiotische Wirkung von Testflüssigkeiten Joghurt herstellen Version: Seite 9/11 BERUFSMATURITÄTSSCHULE

10 Pilze Erscheinungsformen Aufbau von Hefezellen und Hyphen Ernährungsweise Pilze in der Biotechnologie (z.b. Hefe, Penicillin) Sekundärmetabolite (z.b. Antibiotika, Mykotoxine) Unterscheidung Nährmedien für Bakterien/Pilzen Mikroskopieren von Pilzhyphen Viren Kennzeichen der Lebewesen, Stellung der Viren Einteilung nach Wirtsspektrum Aufbau von DNA- und Retroviren (Bakteriophage, DNA- Virus mit Hülle, Retrovirus) Vermehrungszyklen von DNA- und Retroviren (vereinfacht) Variabilität verschiedener Virustypen antivirale Medikamente und ihre (vereinfachte) Wirkweise Eukaryotische Zellen und Zellkulturen Zellzyklus und seine Steuerung Zelltypen (Einzeller, Kolonien, Vielzeller) Zelldifferenzierung, Spezialisierung und Arbeitsteilung Klone, Klonieren Verhaltung von Krebszellen in vitro und in vivo Ursachen von Krebs, Gentechnologie) Protoplasten (Herstellung, Anwendungsmöglichkeiten) Version: Seite 10/11 BERUFSMATURITÄTSSCHULE

11 BM2 Teilzeit - Ausrichtung Life Sciences 2. Semester 40 Biochemie und Molekularbiologie Monomere und Polymere Stoffwechsel und Regulationen Repetition der vier biologisch wichtigen Stoffklassen (Proteine, Kohlenhydrate, Lipide, Nukleinsäuren) - Bau - Vorkommen - Bedeutung für die Ernährung Photosynthese und Zellatmung (Repetition) C4- und CAM-Stoffwechselweg Aminosäurenstoffwechsel (Operonmodelle) Schädigung und Ursachen von Stoffwechselstörungen (z.b. Diabetes, Albinismus, Kretinismus, Phenylketonurie) Enzymwirkungen Enzyme als Biokatalysatoren - Aufbau - - Cofaktor, Coenzym ausgewählte Stoffwechselpfade und deren enzymatische Reaktionen Signaltransduktion - Arten von Rezeptormolekülen - Beispiele von Signalmolekülen (z.b. Neurotransmitter, Hormone, second Messenger) - Beispiele von Funktionsprinzipien und ihrer Wirkung Wirkungsweise von Enzymen Genetische und gentechnologische Methoden überfachlicher Kompetenzen üfk Definitionen (Gen, Intron, Exon, repetitive DNA) DNA-Sequenzierung nach Sanger (Funktionsweise und Anwendung) PCR (Funktionsweise und Anwendung) RFLP (Funktionsweise und Anwendung) Beispiele von genetischen Markern und deren Anwendung Präimplantationsdiagnostik (PID) Gentransfer (Vektoren) und transformierte Zellen/Organismen an Beispielen (2) Schlussfolgerung, Unterscheidung Beobachtung/Interpretation (ohne Benotung) Version: Seite 11/11 BERUFSMATURITÄTSSCHULE