Gymnasium Frechen schulinternes Curriculum Sekundarstufe II

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1 Jahrgang 10/ EF Inhaltsfeld: Physiologie: Struktur Funktion - Wechselwirkung Fachinhalt/ Sachkompetenz Materialhinweis Methodenkompetenz Kompetenzen Physiologie: Struktur - Funktion Wechselwirkung Zelle, Gewebe, Organismus, Aufbau des EM, Zellzyklus, Mitose; Zell- und Gewebedifferenzierung mit ökologischen Bezügen; Molekulare Grundlagen, Kompartimentierung, Transport Struktur-Eigenschaftsbeziehungen von Bauund Inhaltsstoffen; EM-Bild der Zelle: Kompartimentierung, Transportvorgänge an Membranen Cytologie/ Stoffwechsel Experimenten zu Transportvorgängen bei Zellen; zur Enzymaktivität Sachtexten, Grafiken und Skizzieren des Feinbaus einer Zelle Experimenten zur Abhängigkeit der Fotosynthese Benennen wesentlicher Entwicklungsschritte der Zellbiologie Erläutern unterschiedlicher Untersuchungstechniken Auswertung und Interpretation mikroskopischer Präparate/ Bilder; Modellvorstellungen ( z.b. Transport durch Membranen ); Planung und Durchführung von Versuchen; Isolierung von Zellbestandteilen Erläutern der Problematik zweidimensionaler mikroskopischer Bilder Aufzeigen von Lösungsmöglichkeiten Benennen unterschiedlicher Zell- und Gewebetypen bei Pflanzen- und Tierzellen und Deuten unter dem Struktur- Funktions-Prinzip; Erläutern des Feinbaus der Organellen Erläutern des biologischen Prinzips der Kompartimentierung am Beispiel der Eucyte Erläutern der Transportvorgänge in einer Zelle Vergleichen des Feinbaus von Pro- und Eucyte Biokatalyse Molekularer Bau und Funktion der Enzyme, Abhängigkeit der Enzymaktivität; Regulation Betriebsstoffwechsel und Energieumsatz Zellatmung Nutzung der Lichtenergie zum Stoffaufbau Reaktionsorte und Ablauf der Photosynthese Begründen, warum Enzyme wichtig sind Beschreiben des Aufbaus von Enzymen Erklären des Enzym-Substrat-Komplexes Nennen von Beispielen für den Einsatz von Enzymen in der Biotechnologie Begründen der Bedeutung der Fotosynthese für das Leben auf der Erde Gliedern und Erklären der Primär- und Sekundärreaktionen der Fotosynthese Erläutern der Abhängigkeit der Fotosynthese von Umweltfaktoren Tolle Knolle (siehe Cornelsen) Andere Schwerpunktvorhaben sind möglich. 1

2 Jahrgang 11/ Q 1 Inhaltsfeld: Genetische und entwicklungsbiologische Grundlagen von Lebensprozessen Vererbung, Fortpflanzung und Entwicklung Fachinhalt/ Sachkonzept Materialhinweis Methodenkompetenzen Kompetenzen Molekulargenetik Struktur und Replikation der DNA Chromosomen; Bakterien und Viren in der molekulargenetischen Forschung Vom Gen zum Merkmal; Proteinbiosynthese; Genmutationen; Regulation der Genaktivität Klassische Genetik, Cytogenetik und Humangenetik Mendelsche Regeln Chromosomen und Vererbung Chromosomenmutationen Vererbung beim Genetische Beratung Stammbaumanalyse Karyogramm Genetik Fähigkeit zum Darstellen der molekularen Architektur von Chromosomen Experimenten zur Isolierung von DNA; PCR (Besuch des Schülerlabors, z.b. Baylab) Skizzieren der DNA, der Stammbäume Modellen, z.b. DNA Beschreiben und Erläutern des Aufbaus und der Struktur der DNA; Erläutern des Grundprinzips und der molekularen Details der Verdopplung der genetischen Informationen Darstellen, wie eine Sequenzanalyse der genetischen Information durchgeführt wird Definieren des Begriffs Gen Erläutern des Wegs vom Gen zum Merkmal Vergleichen der Proteinbiosynthese bei Pro- und Eukaryoten Darstellen der molekularen Ursachen von Erbkrankheiten Erläutern molekularer Ursachen für die Krankheit Krebs Beschreiben, wie Erbe und Umwelt bei der Merkmalsausprägung zusammenwirken Darstellen und Begründen der mendelschen Regeln Beschreiben und Erläutern des Baus und der Eigenschaften von Chromosomen Beschreiben der Mutationen durch Veränderung der Chromosomen und Beurteilen der Auswirkungen Benennen und Begründen der Methoden der Humangenetik Durchführen und Diskutieren der Analysen von Erbgängen Beschreiben und Erläutern der Indikationen, Ziele und Methoden genetischer Beratung und pränataler Diagnostik Angewandte Genetik Züchtung Grundlagen der Gentechnik Grundoperationen der Gentechnik Beschreiben und Beurteilen der Methoden und Ergebnisse der Pflanzen- und Tierzucht Beschreiben, Erläutern und Darstellen der Grundoperationen der Gentechnik Nennen und Erklären der wichtigsten Anwendungsmöglichkeiten der Gentechnik in der Pflanzenzucht, in der Medizin; Diskussion und Beurteilung über den mgl. Einsatz der Gentechnik zur Herstellung von Lebensmitteln 2

3 DNA-Reparatur-Selbstschutz der Zelle Chorea Huntington ein monogenes Erbleiden Inhaltsfeld: Ökologische Verflechtungen und nachhaltige Nutzung Ökofaktoren der unbelebten Umwelt Abiotische Ökofaktoren Temperatur, Licht, Wasser, Salz sowie deren Zusammenwirken Beziehungen zwischen Lebewesen Biotische Ökofaktoren, z.b. Fressfeind- Beute-Beziehung, Parasitismus, Symbiose, Konkurrenz Ökologische Nische Populationsökologie: Wachstum von Populationen Ökosysteme Ökosystem See und Fließgewässer Biologische Produktion in Ökosystemen, Nahrungsbeziehungen; Kreislauf der Stoffe; Energiefluss; Entwicklung von Ökosystemen Mensch und Umwelt Wasser: Trinkwasseraufbereitung und Abwasserklärung Belastung der Gewässer durch den Biologische und chemische Schädlingsbekämpfung Ökologie Experimenten zur Wirkung abiotischer Faktoren auf Lebewesen Untersuchungen eines Ökosystems, z.b. Sees oder Flusses; Durchführen und Auswerten des Saprobienindex (LK) Mögliche Exkursion: Haus Ruhrnatur in Mühlheim/ Ruhr Beschreiben der unbelebten Umwelt einzelner Arten Beschreiben und Erklären von Optimumkurven Erläutern der Wirkung der Ökofaktoren Temperatur, Licht und Wasser auf Lebewesen Erläutern der Merkmale von Lebewesen als Anpassung an abiotische Faktoren Begründen der Unterschiede zwischen physiologischem und ökologischem Optimum mit biotischen Wirkungen Beschreiben der Fressfeind-Beute-Beziehungen sowie die wechselseitigen Anpassungen von Fressfeind und Beute an Beispielen Erläutern des Begriffs Ökologische Nische Beschreiben der Entwicklung von Populationen und Erklären der Wirkung beteiligter Faktoren Charakterisieren der Nahrungsbeziehungen in einem Ökosystem qualitativ und quantitativ Erklären von Stoffkreisläufen als wichtiges Merkmal von Ökosystemen Erläutern des Energieflusses Ableiten der Besonderheiten anthropogener Ökosysteme aus dem Vergleich mit natürlichen Ökosystemen Beschreiben des Einflusses des auf verschiedene Teilbereiche seiner Umwelt Erläutern der Belastungen von Luft und Wasser durch den Aufzeigen von Möglichkeiten zum Schutz der Ökosysteme Untersuchen eines Gewässers und Abschätzen seines Gütezustands Ökosystem See 3

4 Jahrgangsstufe 12/ Q 2 Inhaltsfeld: Evolution der Vielfalt des Lebens in Struktur und Verhalten Historie der Evolution Lamarck Darwin Ursachen der Evolution Phänomen Vielfalt Evolutionsfaktoren: Selektion, Mutation, Rekombination, Isolation Gendrift Entstehung neuer Arten Adaptive Radiation Synthetische Evolutionstheorie Cornelsen. Biologie Evolution Evolutionstheorien Stammbäumen Erklären und Bewerten der biologischen Vielfalt als Ergebnis der Evolution Darstellen der Entwicklung des Evolutionsgedankens und der Erklärungsversuche des Artenwandels durch LAMARCK und DARWIN Begründen, dass sich Evolution auf der Ebene von Populationen abspielt Erläutern der Evolutionsfaktoren Beurteilen der Umwelteinflüsse als Selektionsfaktoren Erklären der Entstehung neuer Arten und Begründen der Voraussetzungen Nennen der Isolationsmechanismen Darstellen der synthetischen Evolutionstheorie und Vergleichen mit der Evolutionstheorie DARWINS Simulation von Selektionsprozessen; Ergebnisse der Evolution Homologien und Analogien Fossilien als Zeugen vergangenen Lebens Biogeographie Ordnung der Lebewesen im Spiegel der Evolution Evolution des Primaten Der Mensch ein Primat mit Besonderheiten Frühe und jüngere Fossilgeschichte des Stammbaum des Ursprung des modernen Alternativthemen können frei gewählt werden. Erläutern der Homologie und Analogie Prüfen der Verwandtschaftsbeziehung anhand der Homologiekriterien Erklären wichtiger molekularbiologischer Methoden der Evolutionsbiologie Beurteilen der Bedeutung von Fossilien für die Evolutionsbiologie Analysieren von Stammbaumdarstellungen Vergleichen der Baupläne wichtiger Großgruppen Einordnen des in das natürliche System Beschreiben der Anpassungen der Primaten an das Baumleben Vergleichen der und affen und Begründen der Gemeinsamkeiten und Unterschiede Einordnen der Schlüsselereignisse in der Evolution des Nennen wichtiger Funde aus der Fossilgeschichte des und Vergleich der Merkmale mit denen des modernen 4

5 Skizzieren eines einfachen Stammbaumes der Hominiden Diskutieren der Hypothesen zum Ursprung des modernen Fallanalyse für Evolutionsgeschehen; Beurteilung von Ergebnissen verschiedener Analysenmethoden; Vögel Nachfahren der Saurier Trends in der Primatenevolution Exkursion: z.b. in den Kölner Zoo zum Thema: affen Andere Schwerpunktvorhaben sind möglich. Inhaltsfeld: Steuerungs- und Regulationsmechanismen im Organismus Neuronale Informationsverarbeitung Erregungsbildung Erregungsleitung Das Neuron Grundlagen der Bioelektrizität Ruhepotenzial Aktionspotenzial Erregungsleitung im Axon Erregungsübertragung an den Synapsen Angriffspunkt Synapse: Stoffe wirken auf das Nervensystem Angriffspunkt Synapse Sinnesorgan Auge Gehirn Wahrnehmung Speicherung Cornelsen. Biologie Neurobiologie Experimenten zur Wirkung abiotischer Faktoren auf Lebewesen Modellen z.b. zur kontinuierlichen und saltatorischen Erregungsleitung Sucht- und Drogenprophylaxe Alternativthemen können frei gewählt werden. Skizzieren und Beschreiben der typischen Nervenzelle; Aufzeigen der Zusammenhänge von Struktur und Funktion Erklären des Ruhe- und Aktionspotenzials Graphische Darstellung des Ruhe- und Aktionspotenzials Erklären des Alles-oder-nichts-Prinzips Erläutern der Vorgänge bei der Erregungsleitung in Nervenzellen Vergleichen der Erregungsleitung in verschiedenen Neuronentypen Beschreiben des Baus und der Funktion chemischer Synapsen Erklären, wie mittels synaptischer Integration innerhalb von Neuronenverbänden Informationen verarbeitet werden Zeichnerische Darstellung von Charakteristika analog und digital codierter Signale Erklären der Beeinflussung des Nervensystems durch die Wirkung von Stoffen auf Synapsen an Beispiele Sinnesorgan Auge (Sezieren); Einfluss von Drogen 5