Vorschlag für das hauseigene Curriculum Biologie (Abitur 2017) (mit Seitenangaben im Natura)

Transkript

1 Vorschlag für das hauseigene Curriculum Biologie (Abitur 2017) (mit Seitenangaben im Natura) 1. Semester Stoffwechsel und seine Regulation 2. Semester Aspekte zum Haushalt der Natur 3. Semester Evolution und Gesundheit des Menschen 4. Semester Informationsverarbeitung in Nervensystemen Hinweise zur schriftlichen Abiturprüfung 2017 im Fach Biologie (Stand Juli 2014) Grundlage der schriftlichen Abiturprüfung in Niedersachsen ist das Kerncurriculum Biologie für das Gymnasium von 2009 und die EPA. Die Prüfungsaufgabe steht unter einem zusammenfassenden Thema und ist an Material gebunden. Experimente und Untersuchungsverfahren können Gegenstand einer Prüfungsaufgabe sein. Ebenso werden Basiskonzepte Bestandteil der Prüfungsaufgaben sein. Für die Abiturprüfung 2017 können die Kompetenzen FW 5.4, FW 5.5, FW 7.7, FW 8.3, BW 2, BW 3, BW 4, BW 5 und EG 4.2 (Elisa) unberücksichtigt bleiben. Die Kompetenzen FW 3.4 und FW 4.4 sind anhand des Ökosystems Wald für die Abiturprüfung 2017 zu erarbeiten. Im Hinblick auf die Kompetenz FW 8.1 umfasst Untersuchung sowohl die Analyse als auch die Erstellung eines Stammbaums. (mit einem Asterix versehene Aspekte sind nur auf erhöhtem Niveau verpflichtend) 1. Semester - Stoffwechsel und seine Regulation Die Schüler... erläutern Homöostase als Ergebnis von Regelungsvorgängen, die aufgrund negativer Rückkopplung für Stabilität in physiologischen Systemen sorgen (FW3.2). erläutern Struktur- und Funktionsbeziehungen Organellen (Mitochondrien) (FW1.2). erklären verschiedene Arten von Stofftransport zwischen Kompartimenten (aktiver und passiver Transport) (FW2.1). erläutern Struktur- und von Molekülen modellhaft am Beispiel der Enzyme (FW1.1). erklären anhand von Kosten-Nutzen- Analysen biologische Phänomene (EG3.2). mikroskopieren, skizzieren und zeichnen erklären anhand von Kosten-Nutzen- Analysen biologische Phänomene (EG3.2). (Seiten im Natura 11/12) Wiederholung aus Jahrgang 7: Grundvorgänge der Fotosynthese und Atmung als gegenläufige Prozesse, äußere Atmung (128) Gleichwarm/Wechselwarm ( , 221) Homöostase als Zusammenspiel mehrerer Systeme (331) Kosten/Nutzen Rechnungen Mitochondrium - Aufbau, Oberflächenvergrößerung ( ) Biomembran - Aufbau, Funktion, Kompartimentierung (28-29, 46-47) Aktiver und passiver Transport (50-51) Konzentrationsgradient (44-45) Enzyme - Aufbau (40-41, 52-55) Schlüssel-Schloss-Prinzip (53) Enzymaktivität (56-57)

2 erläutern die Bereitstellung von Energie unter Bezug auf die vier Teilschritte der Zellatmung (C-Körper-Schema, ATP- Bilanz) (FW4.3). erläutern die Funktion der Kompartimentierung (chemieosmotische ATP-Bildung*) (FW2.2) erläutern Grundprinzipien von Stoffwechselwegen (Redoxreaktionen, Energieumwandlung, Energieentwertung, ATP/ADP-System) (FW4.1). beschreiben kompetitive und allosterische Wirkungen (Enzymaktivität) (FW3.1). erläutern Struktur- und Funktionsbeziehungen Molekülen modellhaft (DNA- Basenpaarung) (FW1.1). innerhalb der Zelle (Proteinbiosynthese bei Eukaryoten, Transkriptionsfaktoren, alternatives Spleißen) (FW5.2). vergleichen embryonale und adulte Stammzellen (FW6.1) beschreiben, analysieren und deuten Abbildungen, Tabellen, Diagramme sowie grafische Darstellungen unter Beachtung der untersuchten Größen und Einheiten (EG4.5). ziehen aus der Betrachtung biologischer Phänomene Schlussfolgerungen, verallgemeinern diese und leiten Regeln ab (KK4). ziehen aus der Betrachtung biologischer Phänomene Schlussfolgerungen, verallgemeinern diese und leiten Regeln ab (KK4). beschreiben, analysieren und deuten Abbildungen, Tabellen, Diagramme sowie grafische Darstellungen unter Beachtung der untersuchten Größen und Einheiten (EG4.5). beschreiben die Prinzipien biologischer Arbeitstechniken (PCR, DNA-Microarray*, Gel-Elektrophorese), werten Befunde aus und deuten sie (EG4.2). Zellatmung: Stoff- und Energiebilanz der Teilschritte: Glykolyse, oxidative Decarboxylierung und Tricarbonsäurezyklus (C-Körperschema) ( ) Atmungskette mit Elektronentransport (134) Milchsäure-Gärung ( ) Chemiosmotische ATP-Gewinnung* Bedeutung von Kompartimentierung für die Entstehung eines Protonengradienten ATP ase nur als Kanalprotein (135) Zentrale Aspekte herausarbeiten ( , 143, 163) Aufbau quergestreifter Muskulatur, Kontraktion ( ) Leistungssteigerung, Doping (z.b. EPO) (16) Enzyme - Hemmmechanismen - (z.b. PFK mit ATP als allosterischer Effektor ) (58-59) Schlüssel-Schloss-Prinzip auf rein modellhafter Ebene der DNA (Regulation der Genaktivität) (76-79) Je nach Vorkenntnissen aus der 10 auch Aufbau der DNA (66-69) Erläutern der Einzelelemente und ihrer Funktion: Transkription: Bildung der prä-mrna (72) Translation auf dem Niveau der Sek-I (73) Mosaikgene, Intron, Exon (74-75) Prozessieren der prä-mrna (75) Proteinvielfalt auf der Grundlage eines einzigen Gens (Mechanismus des alternativen Spleißens) (76) An- und Abschalten von Genen (77) u.a. durch Transkriptionsfaktoren (78) zu EG4.2: Beschreiben der Schritte der Verfahren und der funktionalen Bedeutung der Einzelschritte (104 (PCR), 111 (DNA-Microarray*), 9 (Gelelektrophorese)) Angabe der Einsatzmöglichkeiten der in Klammern genannten Verfahren sowie Ergebnisse dieser Verfahren auswerten und deuten (s. o.) Gemeinsamkeit: sind undifferenziert, teilungsfähig embryonale Stammzellen (frühe Stadien) totipotent adulte Stammzellen mit eingeschränkter Differenzierungsmöglichkeit (98-99) Genetische Diagnostik beim Menschen (92-95)

3 2. Semester - Aspekte zum Haushalt der Natur erläutern Struktur- und von Organen (Sonnen- und Schattenblatt)(FW1.3). erläutern Struktur- und Funktionsbeziehungen Organellen (Chloroplasten) (FW1.2). erläutern die Umwandlung von Lichtenergie in chemische Energie in der Fotosynthese (Primärreaktion, Sekundärreaktion im C-Körper-Schema) (FW4.2). vergleichen unter Bezug auf biotische und abiotische Faktoren physiologische und ökologische Potenzen (FW3.4). erläutern die ökologische Nische als Gesamtheit der beanspruchten Ökofaktoren einer Art (FW7.3). erläutern Konkurrenz, Parasitismus und Symbiose als Wechselbeziehungen zwischen Organismen (FW3.3). erläutern die Angepasstheit von Populationen (r- und K-selektierte Fortpflanzungsstrategien*) (FW7.5). beschreiben das Prinzip von Stoffkreisläufen Ökosystemen und der Biosphäre (Kohlenstoffkreislauf) (FW4.4). mikroskopieren, skizzieren und zeichnen Sachverhalte kriteriengeleitet durch Beobachtung und Vergleich (EG1.1). führen Trennverfahren durch und werten sie aus (Chromatographie) (EG1.2). diskutieren Fehlerquellen bei Experimenten (fehlender Kontrollansatz) (EG2.2). entwickeln Hypothesen, planen Experimente, führen diese durch und werten sie hypothesenbezogen aus (EG2.1). entwickeln Fragen zu biologischen Sachverhalten und formulieren Hypothesen (KK3). protokollieren Beobachtungen und Experimente (EG4.1). beschreiben Prinzipien biologischer Arbeitstechniken, werten Befunde aus und deuten sie (EG4.2). erklären die Vorläufigkeit der Erkenntnisse mit der Begrenztheit der Methoden (EG4.3). beschreiben, analysieren und deuten Abbildungen, Tabellen, Diagramme sowie grafische Darstellungen unter Beachtung der untersuchten Größen und Einheiten (EG4.5) Sachverhalte kriteriengeleitet durch Beobachtung und Vergleich (EG1.1). allgemeine Wiederholung (144) Sonnen- und Schattenblatt (151) Der Chloroplast (28) Mikroskopieren einer Pflanzenzelle (22-25, 26-27, 146) Versuche zur Abhängigkeit der Fotosynthese von verschiedenen abiotischen Faktoren ( , 150) Chromatografie (149) Wasserhaushalt der Pflanzen (145) Lichtabsorption ( ) Biochemie der Fotosynthese ( ) Physiologische und ökologische Potenz ( ) (Beispiele aus dem Bereich Ökosystem Wald) Stofftransport durch die Biomembran (50-51) Biotische Faktoren: Nahrungsbeziehungen, Parasiten, Symbionten, Ökologische Nische ( , ) erklären anhand von Kosten-Nutzen-Analysen biologische Phänomene (EG3.2). erklären anhand von Kosten-Nutzen-Analysen biologische Phänomene (EG3.2). unterscheiden zwischen proximaten und ultimaten Erklärungen und vermeiden unangemessene finale Begründungen (KK2). veranschaulichen biologische Sachverhalte adressatenbezogen und zielorientiert auf angemessene Art und Weise: Text, Tabelle, Diagramm, Schema, Skizze, Zeichnung, Conceptmap (KK7). diskutieren komplexe biologische Fragestellungen, deren Lösung strittig sind (KK8). bewerten mögliche kurz- und langfristige regionale und/oder globale Folgen eigenen und gesellschaftlichen Handelns. Dazu gehören die Analyse der Sach- und der Werteebene der Problemsituation sowie die Entwicklung von Handlungsoptionen (BW1). diskutieren komplexe biologische Fragestellungen, deren Lösung strittig sind (KK8). Konkurrenz ( ) Räuber-Beute-Beziehung ( , 185) Schädlinge, Symbionten ( ) r- und K-Arten* (184) Pflanzenschutz ( ) Entwicklung von Populationen ( ) Beispiel Wald Nahrungsbeziehungen, Nahrungspyramide ( ) Biologische Produktion in Ökosystemen (196) Abbau der Stoffe (197) Stoffkreislauf und Energiefluss in Ökosystemen ( ) (Beispiele aus dem Bereich Ökosystem Wald) Bioindikatoren (172) Nachhaltigkeit, Naturschutz (Biodiversität) ( , ) Natürliche Sukkzession ( ) Ökosystem See ( ) führen Freilanduntersuchungen durch und werten diese aus (Bioindikator-Prinzip) (EG1.4). Fließgewässer ( ) Freilandexkursion Fluss )

4 3. Semester - Evolution und Gesundheit des Menschen erläutern die Evolutionsfaktoren und ihr Zusammenwirken: erläutern Angepasstheit als Ergebnis von Evolution (Mutation, Rekombination, Gendrift, Selektion) (FW7.4). erläutern den Prozess der Artbildung (allopatrisch) (FW7.2). erläutern Präadaption (Antibiotikaresistenz) (FW7.1). erläutern Evolutionstheorien von Lamarck und Darwin und die Synthetische Evolutionstheorie (FW7.6). deuten Analogien als Anpassungsähnlichkeiten und Homologien als auf Abstammung basierende Ähnlichkeiten (FW8.2). werten molekularbiologische Homologien (DNA, Proteine) zur Untersuchung phylogenetischer Verwandtschaft aus (Wirbeltiere) (FW8.1). unterscheiden zwischen proximaten und ultimaten Erklärungen und vermeiden unangemesssene finale Begründungen (KK2). erklären die Vorläufigkeit der Erkenntnisse mit der Begrenztheit der Methoden (EG4.3). analysieren und deuten naturwissenschaftliche Texte (EG4.4). argumentieren mithilfe biologischer Evidenzen, um Hypothesen zu testen und Fragen zu beantworten (KK5). recherchieren, dokumentieren und präsentieren biologische Sachverhalte mithilfe digitaler Medien und Technologien und reflektieren den Einsatz kritisch (KK6). veranschaulichen biologische Sachverhalte adressatenbezogen und zielorientiert auf angemessene Art und Weise: Text, Tabelle, Diagramm, Schema, Skizze, Zeichnung, Conceptmap (KK7). diskutieren komplexe biologische Fragestellungen, deren Lösungen strittig sind (KK8). Sachverhalte kriteriengeleitet durch Beobachtung und Vergleich (EG1.1). beschreiben die Prinzipien biologischer Arbeitstechniken (PCR, Gelelektrophorese), werten Befunde aus und deuten sie (EG4.2). Mutation und Rekombination, Gendrift, Rekombination ( ) Selektion: Selektionsfaktoren, Selektionstypen ( , ) Sexuelle Selektion ( ) evolutive Aspekte der Verhaltensökologie: Kosten- Nutzen-Analyse (273), reproduktive Fitness, Selektion bei r- und K-Strategen (184, ) Ähnlichkeit und Verwandtschaft: geografische, ökologische sowie prä- und postzygotische Isolation ( ) Methoden der Pflanzenzüchtung - Transgene Pflanzen (Bt-Mais) ( ) Evolution des Verhaltens ( ) Die Bedeutung von Präadaptation für die Evolution (Fluktuationstest) (232) Evolution der Evolutionstheorie - Lamarck und Darwin ( ) Synthetische Evolutionstheorie (248, ) (Beispiel Sichelzellanämie wäre möglich) Homologiekriterien ( ) Divergenz, Konvergenz ( ), Endosymbiotentheorie, frühe biologische Evolution ( ) morphologische und anatomische Verwandtschaftsbelege, Interpretation einfacher Stammbäume, Übersicht über den Wirbeltierstammbaum( , 267) Molekularbiologische Analyseverfahren: Gelelektrophorese, Präzipitintest Polymerasekettenreaktion (PCR) (9, 67, , 275) Analyse und Erstellung von Stammbäumen anhand ursprünglicher und abgeleiteter Merkmale, ergänzt durch DNA- oder Aminosäure-Sequenzvergleiche ( )

5 4. Semester - Informationsverarbeitung in Nervensystemen zwischen Zellen (Nervenzellen: Entstehung und Weiterleitung elektrischer Potenziale) (FW5.3). erläutern die Funktion der Kompartimentierung (Ruhepotential) (FW2.2). zwischen Zellen (Nervenzellen:, chemische Synapsen) (FW5.3). zwischen Zellen (chemische Synapsen, Beeinflussung der Synapse durch einen neuroaktiven Stoff) (FW5.3). erläutern Struktur- und von Molekülen modellhaft (Rezeptormoleküle) (FW1.1). erläutern das Prinzip der Signaltransduktion als Übertragung von extrazellulären Signalen in intrazelluläre Signale (FW 5.1). erläutern das Prinzip der Signaltransduktion als Übertragung von extrazellulären Signalen in intrazelluläre Signale (FW5.1). mikroskopieren, skizzieren und zeichnen Bau der Nervenzelle (292) RP und AP auf der Basis unterschiedlicher Ionenverteilung und Permeabilitäten Nervenzellen: Entstehung und Weiterleitung elektrischer Potentiale ( AP - Alles-oder-Nichts-Prinzip ( ) saltatorische und kontinuierliche Erregungsleitung ( ) Rolle der Kalium-Natriumionenpumpe; Leckströme (295) motorische Endplatte (falls nicht im 1. Semester: Muskelkontraktion) (303) Aufbau der Gradienten ( , 28-29, 46-47) Aufbau, Funktion, synaptische und postsynaptische Vorgänge ( ) Nervenverschaltungen ( ) Synapsen als Wirkorte neuroaktiver Stoffe (z.b. Botox) ( ) Vom Reiz zur Erregung ( ), Muskelspindel ) Auge ( ) (z.b. Hormonwirkung, Änderung der Enzymaktivität /der Genexpression/der Membranpermeabilität, diese Beispiele lassen sich mit anderen Kompetenzen des KC s vernetzen) (z.b. 330)