Kern- und Methodencurriculum des Faches Biologie in den Klassenstufen 7 bis 10 Kern- und Methodencurriculum in Klassenstufe 7

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1 Kern- und Methodencurriculum in Klassenstufe 7 Themenschwerpunkte Trimester 1 Erläuterungen Besondere praktische Arbeiten Besondere methodische Aktivitäten Die Entdeckung der Zelle als histori- scher Prozess Die Geschichte der Lichtmikroskopie Aufbau pflanzlicher und tierischer Zellen im Vergleich Zellwachstum, Zellteilung und Zelldif- ferenzierung kurzer historischer Abriss Aufbau des Lichtmikroskops lichtmikroskopisches Bild (ggf. Zell- wand, Zellmembran, Zellplasma, Nu- kleus, ggf. Nukleolus, ggf. Chloropla- sten, ggf. andere unspezifische Ein- schlüsse) Ebenen zellulärer Organisation: Zelle Gewebe Organ Organsystem Organismus Zelldifferenzierung als Anpassung und Spezialisierung Zelluläre Organisation der Lebewesen Mikroskopie tierischer und pflanzli- cher Zellen im Frisch und/oder Fer- tigpräparaten Fotosynthese und Zellatmung Wortgleichungen (qualitative und quantitative Experi- mente zum Gaswechsel und zur Stär- kesynthese bei der Fotosynthese) zusätzliche vertiefende Wahlthemen (je nach zur Verfügung stehender Zeit) DVD- Film: Die Zelle, BBC, 2014 Part 1: Das verborgene Reich (50 Minuten) Geschichte der Zellforschung / Ge- schichte des Mikroskops (Loewen- hoeck, Hooke, Schwann, Virchow / Remak) Zellen entstehen aus Zel- len durch Teilung AB und Bastelbogen als HA Einführung und Übungen zur Anferti- gung mikroskopischer Zeichnungen Film: Vom Einzeller zum Mehrzeller (Youtube, 6.58 min) Aufbau und Lebensweise / Strategie von Einzel- lern, Zelldifferenzierung, Zellteilung damit geht einher: Buch Seite 146/147: Prinzip Struktur/Funktion ggf. Video- Experimente anstelle von Lehrer- oder Schülerexperimente zeigen und besprechen GFS zu fleischfressenden Pflanzen Überlebensstrategien biologische und chemische Evolution

2 Themenschwerpunkte Trimester 2 Erläuterungen Besondere praktische Arbeiten Besondere methodische Aktivitäten Ernährung und Verdauung Der Körper des Menschen und eine Gesunderhaltung Aufbau und Funktionsweise des Ver- dauungssystems Lernwerkstatt: Grundlagen unserer Ernährung (Kohl- Verlag) Aufbau und Bedeutung der Nährstof- fe (einfache Baustein- Modelle; Diffe- renzierung in Mikro- und Makronähr- stoffe) Einführung des Enzymbegriffs (einfa- ches Modell) gesunde, ausgewogene Ernährungs- weisen einfache Experimente zur Verdauung Nährstoff- Nachweise Ernährungsplan, Ernährungstagebuch umfangreiches Arbeitsmaterial mit Übungsaufgaben und Experimentier- aufträgen (parallel zum Lehrbuch Seiten 50-64) Funktionsweise eines Gasbrenners erklären und einüben lassen (eine Anleitung dazu findet sich im Fach- schaftsordner im Vorbereitungsraum; auch Haargummis sind im Prakti- kumsschrank hinterlegt) Aufbau eines naturwissenschaftlichen Protokolls einüben und festigen (ein mögliches Aufbauschema findet sich im Fachschaftsordner im Vorberei- tungsraum) Bau- und Betriebsstoffwechsel, Buch Seite 148/149

3 Themenschwerpunkte Trimester 3 Erläuterungen Besondere praktische Arbeiten Besondere methodische Aktivitäten Drogen und Sucht Der Körper des Menschen und eine Gesunderhaltung Verhaltensweisen als Sucht erken- nen, Strategien zur Bewältigung, Un- terstützungsmöglichkeiten Exkurs Sucht (ggf. Kooperation mit dem KH) GFS zu Drogen (Alkohol, Nikotin, Cannabis) Referate/Poster in Gruppenarbeiten zu den Buchseiten Filmsequenz : Gehirn unter Drogen Das Immunsystem des Menschen Bakterien und Viren als Auslöser von Infektionskrankheiten phänomenologische Beschreibung des Verlaufs einer Infektionskrank- heit dazu einfaches zelluläres Modell der Immunantwort sowie der Antigen- Antikörper- Reaktion (Abklatschproben; ggf. im NUGI- Labor durchführen) Kokain und Aufputschmittel Euphorie und Absturz (ca. 5 min; unter ande- rem wird die Herstellung von Kokain in Südamerika gezeigt abschrec- kendes Beispiel) GFS Ebola Aktueller Bezug: Masernausbruch Artikel aus der Tagespresse GFS Abwehrreaktion des Körpers mit Videoclips zur Veranschaulichung aktive und passive Immunisierung HIV und AIDS Impfkalender, Impfung ja / nein Anknüpfung an die Geschlechtserzie- hung: mögliche Infektionswege, Mög- lichkeiten der Verhütung und Infekti- onsprophylaxe

4 Das Herz- Kreislauf- System des Men- schen Wahlthema (je nach zur Verfügung stehender Zeit): Allergie und Allerge- ne Aufbau und Funktionsweise des menschlichen Herz- Kreislauf- Systems einfache Experimente zur Funktion des Herz- Kreislauf- Systems Nahrungsmittelallergie und intole- ranz / Übersicht Funktionen des Blutes Das Blut als Organ Präparation eines Schweineherzens (experimentelle Blutgruppenbestim- mung; ggf. Experimente mit Kunst- blut) Wundverschluss/Wundheilung Blutgruppen / Blutspende / Plas- maspende Kompatibilitäten Abschluss: DVD- Film Das Geheimnis der Bäume (Il était un foret).

5 Kern- und Methodencurriculum in Klassenstufe 9 Themenschwerpunkte Erläuterungen Besondere praktische Arbeiten Besondere methodische Aktivitäten Das Nervensystem des Menschen Der Körper des Menschen und eine Gesunderhaltung Überblick über den Aufbau, die Be- deutung und die Gliederung des menschlichen Nervensystems Bau und Funktion einer Nervenzelle (Vertiefung des lichtmikroskopischen Bilds einer Zelle aus Klassenstufe 7 im Struktur- Funktions- Zusammenhang) Präparation und Mikroskopie von Schweinerückenmark Präparation eines Schweinegehirns Anfertigung einer guten mikroskopi- schen Zeichnung weiter üben (in An- knüpfung an Klassenstufe 7) Hormonelle Regelung und Steuerung Erkrankungen des ZNS und VNS Überblick über den Aufbau des menschlichen Hormonsystems modellhafte Darstellung der Wirk- prinzipien von Hormonen allgemeines Regelungsprinzip (Regel- kreis) über fördernde und hemmende Wirkungen am Beispiel der Blutzuc- kerregulation ableiten grundlegende Vorgänge im Verlauf des weiblichen Menstruationszyklus und der Schwangerschaft Exkurs: Empfängnisverhütung (An- knüpfung an Exkurs zur Geschlechts- erziehung in Klassenstufe 7)

6 Vergleich von Nerven- und Hormon- system Zusammenwirken von Nerven- und Hormonsystem bei Steuerung und Regelung des Organismus Sinne und Wahrnehmung Krankheiten durch Störungen der hormonellen Steuerung des Körpers Beschreibung der Sinnesorgane des Menschen im Überblick Wirkprinzip der Sinneszellen als Si- gnalwandler einfache Experimente zur Sinnesphy- siologie (Schwerpunkt: Sehwahrneh- mung) (können auch am Beginn dieser Ein- heit stehen!) Anfertigen eines wissenschaftlichen Protokolls üben (Anknüpfung an Klas- senstufe 7) (auch kleine Versuche zu Stundenbeginn sind möglich (opti- sche Täuschungen, blinder Fleck,...)) Bau und Funktionsweise des mensch- lichen Auges: - - Aufbau der Netzhaut Adaption und Akkomodation Präparation eines Wirbeltier- Auges Modellkisten Optik (im Vorberei- tungsraum der Fachschaft Physik zu finden bei Nutzung bitte zunächst Rücksprache mit der Fachschaft Phy- sik halten!) fakultativ: Betrachtung einer weite- ren Sinneswahrnehmung/eines wei- teren Sinnesorgans (vorzugsweise Hörsinn/Ohr bzw. Tastsinn/Haut)

7 Kern- und Methodencurriculum in Klassenstufe 10 Themenschwerpunkte Erläuterungen Besondere praktische Arbeiten Besondere methodische Aktivitäten Die Zelle als kleinste funktionelle lebende Einheit Reproduktion und Vererbung Teil I: Klassische Genetik Wiederholung des Aufbaus einer Zelle (Anknüpfung an das lichtmikro- skopische Bild aus den Klassenstufen 7 und 9) Erweiterung zum elektronenmikro- skopischen Bild (erweitert um: ER, Ribosomen, Dictyosomen, Lysosomen und Nukleolus mit jeweils entspre- chenden Funktionen im Überblick/im Zusammenhang; weitere Details fol- gen in den Klassenstufen 11 und 12) Mikroskopie von Tier- und Pflanzen- zellen in Dauer- und Frischpräparaten Umgang mit dem Lichtmikroskop weiter üben Anfertigung einer guten mikroskopi- schen Zeichnung weiter üben (beides in Anknüpfung an Klassenstufe 7) Die Bedeutung des Zellkerns und der Chromosomen für die Vererbung Der Zellzyklus Lebenszyklus einer Zelle Mitose und Meiose Die grundle- genden Kernteilungsvorgänge Überblick über die Funktionen der einzelnen Zellbestandteile Aufbau des Zellkerns Aufbau eines Ein- bzw. Zwei- Chromatid- Chromosoms Gen- und Allelbegriff Überblick über den Ablauf des Zellzy- klus und seine einzelnen Phasen Vergleich und Bedeutung von Mitose und Meiose vertiefende Begriffsübungen Mikroskopie von Mitosestadien der Zwiebel (Dauer- oder Frischpräpara- te) Organisation von Fachbegriffen mit Hilfe von Concept Maps erlernen und einüben Anfertigung von Chromosomenmo- dellen mit Pfeifenreinigern Organisation von Fachbegriffen mit Hilfe von Concept Maps weiter üben Anfertigung einer guten mikroskopi- schen Zeichnung weiter üben (beides in Anknüpfung an Klassenstufe 7)

8 Die Mendelschen Vererbungsregeln Herleitung der Mendelschen Regeln und deren Deutung auf chromosoma- ler Ebene Übung und Vertiefung durch Transfer auf zahlreiche Beispiele Besondere Erbgänge Stammbaumanalyse und genetische Beratung (z. B. anhand ausgewählter monogenetischer Erbkrankheiten) Grenzen des Mendelschen Verer- bungsmodells intermediärer Erbgang Vererbung der Blutgruppen (Kodomi- nanz) Die hier ausgewählten Erbkrankhei- ten können zunächst nur deskriptiv besprochen werden, da die Schüle- rinnen und Schüler zu diesem Zeit- punkt noch keine genauen Kenntnis- se vom Aufbau der DNA und vom Ablauf der Proteinbiosynthese besit- zen. Es ist jedoch sinnvoll, diese Er- krankungen im Rahmen des Themas Mutationen als Ursache genetischer Erkrankungen erneut aufzugreifen und die molekulargenetischen Ursa- chen dieser dann bereits bekannten Erkrankungen genau nachzuvollzie- hen.

9 Reproduktion und Vererbung Teil II: Molekulare Genetik Der molekulare Aufbau der DNA Modell nach Watson und Crick Modellvergleich/Modellkritik Der molekulare Aufbau und die Be- deutung von Proteinen Aufbau von Proteinen im einfachen Modell, aufbauend auf Klassenstufe 7 (Ernährung und Verdauung) Vom Gen zum Protein zum Merkmal Überblick über Zusammenhang zwi- schen Transkription und Translation Organisation von Fachbegriffen mit Hilfe von Concept Maps weiter üben Mutationen als Ursache genetischer Erkrankungen Mutationen als Triebfedern der Evo- lution Beschreibung beider Prozesse an- hand eines einfachen Modells auf subzellulärer Ebene ausgewählte monogenetische Erb- krankheiten Grundlagen der Evolutionstheorie: Mutation und Selektion als treibende Kräfte der Evolution Evolutions- Spiel DVD- Film Das Geheimnis der Bäume (Il était un foret).

10 Die Biosphäre im Überblick Der Einfluss abiotischer und bioti- scher Umweltfaktoren auf ein Ökosy- stem am Beispiel... Unterteilung in Biotop und Biozöno- se, abiotische und biotische Faktoren Beispiel für ein terrestrisches oder aquatisches Ökosystem abiotische Faktioren: insbesondere Licht und Temperatur (in diesem Zu- sammenhang den Prozess der Foto- synthese aufbauend auf Klassenstufe 7 vertiefen; ebenso den Prozess der Zellatmung als Umkehrung der Foto- synthese; Erweiterung der Wortglei- chungen zu chemischen Reaktions- gleichungen) Ökologie Exkurs: Gärungen Organisation von Fachbegriffen mit Hilfe von Concept Maps weiter üben Wahlthema: Nahrungsbeziehungen und Energiefluss in einem Ökosystem am Beispiel... biotische Faktoren: insbesondere Konkurrenz, Mutualismus, Räuber- Beute- Beziehung etc. Beispiel für ein aquatisches oder ter- restrisches Ökosystem Exkurs: Schädlingsbekämpfung Exkurs: Parasitismus