Curriculum Biologie Einhard Gymnasium Q1 und Q2

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1 Curriculum Biologie Einhard Gymnasium Q1 und Q2 1

2 Unterrichtsvorhaben I: Qualifikationsphase (Q1) GRUNDKURS Unterrichtsvorhaben II: Thema/Kontext: Humangenetische Beratung Wie können genetisch bedingte Krankheiten diagnostiziert und therapiert werden und welche ethischen Konflikte treten dabei auf? Schwerpunkte der Kompetenzentwicklung: E5 Auswertung K2 Recherche B3 Werte und Normen Inhaltsfeld: IF 3 (Genetik) Meiose und Rekombination Analyse von Familienstammbäumen Bioethik Zeitbedarf: ca. 16 Std. à 45 Minuten Unterrichtsvorhaben III: Thema/Kontext: Angewandte Genetik Welche Chancen und welche Risiken bestehen? Schwerpunkte der Kompetenzentwicklung: K2 Recherche B1 Kriterien Thema/Kontext: Modellvorstellungen zur Proteinbiosynthese Wie entstehen aus Genen Merkmale und welche Einflüsse haben Veränderungen der genetischen Strukturen auf einen Organismus? Schwerpunkte der Kompetenzentwicklung: UF1 Wiedergabe UF3 Systematisierung UF4 Vernetzung E6 Modelle Inhaltsfeld: IF 3 (Genetik) Proteinbiosynthese Genregulation Zeitbedarf: ca. 18 Std. à 45 Minuten Unterrichtsvorhaben IV: Thema/Kontext:Autökologische Untersuchungen Welchen Einfluss haben abiotische Faktoren auf das Vorkommen von Arten? Schwerpunkte der Kompetenzentwicklung: E1 Probleme und Fragestellungen E2 Wahrnehmung und Messung 2

3 B4 Möglichkeiten und Grenzen E3 Hypothesen E4 Untersuchungen und Experimente E5 Auswertung E7 Arbeits- und Denkweisen Inhaltsfeld: IF 3 (Genetik) Gentechnik Bioethik Zeitbedarf: ca. 11 Std. à 45 Minuten Unterrichtsvorhaben V: Thema/Kontext: Synökologie I Welchen Einfluss haben inter- und intraspezifische Beziehungen auf Populationen? Schwerpunkte der Kompetenzentwicklung: E6 Modelle K4 Argumentation Inhaltsfeld: IF 5 (Ökologie) Dynamik von Populationen Zeitbedarf: ca. 11 Std. à 45 Minuten Unterrichtsvorhaben VII: Inhaltsfeld: IF 5 (Ökologie) Umweltfaktoren und ökologische Potenz Zeitbedarf: ca. 16 Std. à 45 Minuten Unterrichtsvorhaben VI: Thema/Kontext: Synökologie II Welchen Einfluss hat der Mensch auf globale Stoffkreisläufe und Energieflüsse? Schwerpunkte der Kompetenzentwicklung: B2 Entscheidungen B3 Werte und Normen Inhaltsfelder: IF 5 (Ökologie), IF 3 (Genetik) Stoffkreislauf und Energiefluss Zeitbedarf: ca. 8 Std. à 45 Minuten 3

4 Thema/Kontext: Zyklische und sukzessive Veränderung von Ökosystemen Welchen Einfluss hat der Mensch auf die Dynamik von Ökosystemen? Schwerpunkte der Kompetenzentwicklung: E5 Auswertung B2 Entscheidungen Inhaltsfeld: IF 5 (Ökologie) Mensch und Ökosysteme Zeitbedarf: ca. 10 Std. à 45 Minuten Summe Qualifikationsphase (Q1) GRUNDKURS: 90 Stunden 4

5 Qualifikationsphase (Q2) GRUNDKURS Unterrichtsvorhaben I: Thema/Kontext: Evolution in Aktion Welche Faktoren beeinflussen den evolutiven Wandel? Schwerpunkte der Kompetenzentwicklung: UF1 Wiedergabe UF3 Systematisierung K4 Argumentation Inhaltsfeld: IF 6 (Evolution) Grundlagen evolutiver Veränderung Art und Artbildung Stammbäume (Teil 1) Zeitbedarf: ca. 16 Std. à 45 Minuten Unterrichtsvorhaben III: Thema/Kontext: Humanevolution Wie entstand der heutige Mensch? Schwerpunkte der Kompetenzentwicklung: UF3 Systematisierung K4 Argumentation Unterrichtsvorhaben II: Thema/Kontext: Evolution von Sozialstrukturen Welche Faktoren beeinflussen die Evolution des Sozialverhaltens? Schwerpunkte der Kompetenzentwicklung: UF2 Auswahl UF4 Vernetzung Inhaltsfeld: IF 6 (Evolution) Evolution und Verhalten Zeitbedarf: ca. 8 Std. à 45 Minuten Unterrichtsvorhaben IV: Thema/Kontext: Molekulare und zellbiologische Grundlagen der Informationsverarbeitung und Wahrnehmung Wie wird aus einer durch einen Reiz ausgelösten Erregung eine Wahrnehmung? Schwerpunkte der Kompetenzentwicklung: UF1 Wiedergabe UF2 Auswahl 5

6 E6 Modelle K3 Präsentation Inhaltsfelder: IF 6 (Evolution), IF 3 (Genetik) Evolution des Menschen Stammbäume (Teil 2) Zeitbedarf: ca. 8 Std. à 45 Minuten Unterrichtsvorhaben V: Inhaltsfeld: IF 4 (Neurobiologie) Aufbau und Funktion von Neuronen Neuronale Informationsverarbeitung und Grundlagen der Wahrnehmung Zeitbedarf: ca. 20 Std. à 45 Minuten Thema/Kontext: Lernen und Gedächtnis Wie muss ich mich verhalten, um Abiturstoff am besten zu lernen und zu behalten? Schwerpunkte der Kompetenzentwicklung: K1 Dokumentation UF4 Vernetzung Inhaltsfeld: IF 4 (Neurobiologie) Plastizität und Lernen Zeitbedarf: ca. 8 Std. à 45 Minuten Summe Qualifikationsphase (Q2) GRUNDKURS: 60 Stunden 6

7 Grundkurs-Q1: Inhaltsfeld: IF 3 (Genetik) Unterrichtsvorhaben I: Humangenetische Beratung Wie können genetisch bedingte Krankheiten diagnostiziert und therapiert werden und welche ethischen Konflikte treten dabei auf? Unterrichtsvorhaben II: Modellvorstellungen zur Proteinbiosynthese Wie entstehen aus Genen Merkmale und welche Einflüsse haben Veränderungen der genetischen Strukturen auf einen Organismus? Unterrichtsvorhaben III: Angewandte Genetik Welche Chancen und welche Risiken bestehen? Meiose und Rekombination Analyse von Familienstammbäumen Bioethik Proteinbiosynthese Genregulation Gentechnik Basiskonzepte: System Merkmal, Gen, Allel, Genwirkkette, DNA, Chromosom, Genom, Rekombination, Stammzelle Struktur und Funktion Proteinbiosynthese, Genetischer Code, Genregulation, Transkriptionsfaktor, Mutation, Proto-Onkogen, Tumor-Suppressorgen, DNA-Chip Entwicklung Transgener Organismus, Epigenese, Zelldifferenzierung, Meiose Zeitbedarf: ca. 45 Std. à 45 Minuten 7

8 Mögliche unterrichtsvorhabenbezogene Konkretisierung: Unterrichtsvorhaben I: Thema/Kontext: Humangenetische Beratung Wie können genetisch bedingte Krankheiten diagnostiziert und therapiert werden und welche ethischen Konflikte treten dabei auf? Inhaltsfeld: IF 3 (Genetik) Schwerpunkteübergeordneter Kompetenzerwartungen: Die Schülerinnen und Schüler können Meiose und Rekombination E5 Daten und Messwerte qualitativ und quantitativ im Hinblick auf Zusammenhänge, Regeln oder Gesetzmäßigkeiten Analyse von Familienstammbäumen analysieren und Ergebnisse verallgemeinern, K2 zu biologischen Fragestellungen relevante Informationen und Daten in verschiedenen Quellen, auch in ausgewählten Bioethik wissenschaftlichen Publikationen, recherchieren, auswerten und vergleichend beurteilen, B3 an Beispielen von Konfliktsituationen mit biologischem Hintergrund kontroverse Ziele und Interessen sowie die Zeitbedarf: ca. 16 Std. à 45 Folgen wissenschaftlicher Forschung aufzeigen und ethisch bewerten, Minuten Mögliche didaktische Leitfragen / Sequenzierung inhaltlicher Aspekte Reaktivierung von SI-Vorwissen Wie werden die Keimzellen gebildet und welche Unterschiede gibt es bei Frau und Mann? Meiose Spermatogenese / Oogenese Wo entscheidet sich die genetische Ausstattung einer Keimzelle und wie entsteht genetische Vielfalt? Konkretisierte Kompetenzerwartungen des Kernlehrplans Die Schülerinnen und Schüler erläutern die Grundprinzipien der Rekombination (Reduktion und Neukombination der Chromosomen) bei Meiose und Befruchtung (UF4). Empfohlene Lehrmittel/ Materialien/ Methoden Poster Embryogenese Advance Organizer Think-Pair-Share zu bekannten Elementen Selbstlernplattform von Mallig: Materialien (z. B. Knetgummi) Arbeitsblätter Didaktisch-methodische Anmerkungen und Darstellung der verbindlichen Absprachen der Fachkonferenz SI-Wissen wird reaktiviert, ein Ausblick auf Neues wird gegeben. Zentrale Aspekte der Meiose werden selbstständig wiederholt und geübt. Schlüsselstellen bei der Keimzellenbildung werden erarbeitet und die theoretisch möglichen Rekombinations- 8

9 inter- und intrachromosomale Rekombination möglichkeiten werden ermittelt. Wie kann man ein Vererbungsmuster von genetisch bedingten Krankheiten im Verlauf von Familiengenerationen ermitteln und wie kann man daraus Prognosen für den Nachwuchs ableiten? Erbgänge/Vererbungsmodi genetisch bedingte Krankheiten: -CystischeFibrose -Muskeldystrophie -Duchenne -Chorea Huntington formulieren bei der Stammbaumanalyse Hypothesen zu X-chromosomalen und autosomalen Vererbungsmodi genetisch bedingter Merkmale und begründen die Hypothesen mit vorhandenen Daten auf der Grundlage der Meiose (E1, E3, E5, UF4, K4). Checkliste zum methodischen Vorgehen bei einer Stammbaumanalyse. Exemplarische Beispiele von Familienstammbäumen Selbstlernplattform von Mallig: Verbindlicher Beschluss der Fachkonferenz: Die Auswertungskompetenz bei humangenetischen Stammbäumen wird im Unterricht an mehreren Beispielen geübt. Prognosen zum Auftreten spezifischer, genetisch bedingter Krankheiten werden für Paare mit Kinderwunsch ermittelt und für (weitere) Kinder begründet angegeben. Welche therapeutischen Ansätze ergeben sich aus der Stammzellenforschung und was ist von ihnen zu halten? Gentherapie Zelltherapie recherchieren Unterschiede zwischen embryonalen und adulten Stammzellen und präsentieren diese unter Verwendung geeigneter Darstellungsformen (K2, K3). Recherche zu embryonalen bzw. adulten Stammzellen und damit verbundenen therapeutischen Ansätzen in unterschiedlichen, von der Lehrkraft ausgewählten Quellen: - Internetquellen - Fachbücher / Fachzeitschriften Das Thema Stammzellen kann alternativ auch in Unterrichtsvorhaben III behandelt werden Das vorgelegte Material könnte von SuS ergänzt werden. Checkliste: Welche Quelle ist neutral und welche nicht? stellen naturwissenschaftlichgesellschaftliche Positionen zum therapeutischen Einsatz von Stammzellen dar und beurteilen Checkliste: richtiges Belegen von Informationsquellen An dieser Stelle kann auf das korrekte Belegen von Text- und Bildquellen eingegangen werden, auch im Hinblick auf die 9

10 Interessen sowie Folgen ethisch (B3, B4). Ggf. Powerpoint-Präsentationen der SuS Facharbeit. Neutrale und interessengefärbte Quellen werden kriteriell reflektiert. Dilemmamethode Gestufte Hilfen zu den verschiedenen Schritten der ethischen Urteilsfindung Diagnose von Schülerkompetenzen: Selbstevaluationsbogen mit Ich-Kompetenzen am Ende des Unterrichtsvorhabens Leistungsbewertung: KLP-Überprüfungsform: Analyseaufgabe ;angekündigte Kurztests möglich, z. B. zu Meiose / Karyogrammen / Stammbaumanalyse ggf. Klausur / Kurzvortrag Am Beispiel des Themas Dürfen Embryonen getötet werden, um Krankheiten zu heilen? kann die Methode einer Dilemma-Diskussion durchgeführt und als Methode reflektiert werden. 10

11 Unterrichtsvorhaben II: Thema/Kontext: Modellvorstellungen zur Proteinbiosynthese Wie entstehen aus Genen Merkmale und welche Einflüsse haben Veränderungen der genetischen Strukturen auf einen Organismus? Inhaltsfeld: IF 3 (Genetik) Schwerpunkteübergeordneter Kompetenzerwartungen: Die Schülerinnen und Schüler können Proteinbiosynthese UF1: biologische Phänomene und Sachverhalte beschreiben und erläutern, Genregulation UF3: biologische Sachverhalte und Erkenntnisse nach fachlichen Kriterien ordnen, strukturieren und ihre Entscheidung begründen, Zeitbedarf: ca. 18 Std. à 45 Minuten UF4: Zusammenhänge zwischen unterschiedlichen, natürlichen und durch menschliches Handeln hervorgerufenen Vorgängen auf der Grundlage eines vernetzten biologischen Wissens erschließen und aufzeigen. E6: Anschauungsmodelle entwickeln sowie mithilfe von theoretischen Modellen, mathematischen Modellierungen und Simulationen biologische sowie biotechnische Prozesse erklären oder vorhersagen, Mögliche didaktische Leitfragen / Sequenzierung inhaltlicher Aspekte Wie wird die Sprache der Basensequenz in die Sprache der AS-Sequenz übersetzt? Wie unterscheidet sich die Proteinbiosynthese bei Pro- und Eukaryoten? Gen DNA Genetischer Code, Proteinbiosynthese, Genwirkkette Konkretisierte Kompetenzerwartungen des Kernlehrplans Die Schülerinnen und Schüler vergleichen die molekularen Abläufe in der Proteinbio-synthese bei Pro- und Eukaryoten (UF1, UF3), Empfohlene Lehrmittel/ Materialien/ Methoden Filme zum DNA-Aufbau, Arbeitsblätter Hypothesenbildung zu molekulargenetischen Möglichkeiten der DNA-Transkription Arbeitsblätter Animationsfilme (z.b.telekolleg) Didaktisch-methodische Anmerkungen und Darstellung der verbindlichen Absprachen der Fachkonferenz SI Wissen zum molekularen Aufbau der DNA wird reaktiviert Erarbeitung des Grundprinzips der Informationsübersetzung Die Schritte vom Gen zum Protein werden bei Eu- und Prokaryoten vergleichend erarbeitet. 11

12 Wie unterscheidet sich die Genregulation bei Pro- und Eukaryoten? Genregulation, Transkriptionsfaktor erläutern und entwickeln Modellvorstellungen auf der Grundlage von Experimenten zur Aufklärung der Genregulation bei Prokaryoten (E2, E5, E6), Entwicklung von Schemazeichnungen zur Veranschaulichung Operon-Modelle der Genregulation bei Prokaryoten werden erarbeitet (Tryptophan- und Lactose-Operon) als Beispiel für Endproduktrepression und Substratinduktion Erarbeitung der verschiedenen Möglichkeiten der Genregulation während der Proteinbiosynthese (Transkriptionsfaktoren, alternatives Spleißen) Wie wird die Expression von Genen durch die Umwelt beeinflusst? Epigenese, Zelldifferenzierung erklären einen epigenetischen Mechanismus als Modell zur Regelung des Zellstoffwechsels (E6) CD: Fortbildung Genregulation bei Eukaryoten und Epigenetik : Gruppenpuzzle, Lerntempoduett Partnerpuzzle Epigenetische Einflüsse von Ernährung und Lebensweise z.b.: am Beispiel von Agouti-Mäusen Wie kommt es zu Fehlern bei der Genexpression? Genmutationen erläutern Eigenschaften des genetischen Codes und charakterisieren mit dessen Hilfe Genmutationen (UF1, UF2), z.b.: Unterricht Biologie : Menschen, Gene, Mutationen Arbeitsblätter Vorstellen verschiedener auf Genmutationen zurückzuführende Erkrankungen (z.b.:sichelzellanämie, Mukoviszidose etc.) erklären die Auswirkungen verschiedener Gen-, Chromosom- und Genommutationen auf den Phänotyp (u.a. unter Berücksichtigung von Genwirkketten) (UF1, UF4), Arbeitsblätter Erarbeitung der verschiedenen Genmutationen anhand der vorgestellten Erkrankungen durch z.b. Vergleich von Basensequenzen (Auswertung von Originalsequenzen) Abgrenzung von Genmutationen zu Chromosomenmutationen und 12

13 Welche Faktoren sind an der Entstehung von Krebs beteiligt? Proto-Onkogen, Tumor-Suppressorgen, erklären mithilfe eines Modells die Wechselwirkung von Proto- Onkogenen und Tumor- Suppressorgenen auf die Regulation des Zellzyklus und erklären die Folgen von Mutationen in diesen Genen (E6, UF1, UF3, UF4), Schemazeichnung, Lehrervortrag/Schülervortrag Schulbuch: Cornelsen Oberstufe Arbeitsblätter, Gruppenpuzzle Genommutationen Wiederholung Zellzyklus Erarbeitung eines Modells zur Krebsentstehung an Beispielen (Brustkrebs, Gebärmutterhalskrebs, evtl. Beziehung von Krebs und Viren) Diagnose von Schülerkompetenzen: Selbstevaluationsbogen mit Ich-Kompetenzen am Ende des Unterrichtsvorhabens Leistungsbewertung: KLP-Überprüfungsform: Darstellungsaufgabe, Bewertungsaufgabe, Rechercheaufgabe Klausur 13

14 Unterrichtsvorhaben III: Thema/Kontext: Angewandte Genetik Welche Chancen und welche Risiken bestehen? Inhaltsfeld: IF 3 (Genetik) Schwerpunkteübergeordneter Kompetenzerwartungen: Die Schülerinnen und Schüler können Gentechnik K2: zu biologischen Fragestellungen relevante Informationen und Daten in verschiedenen Bioethik Quellen, auch in aus-gewählten wissenschaftlichen Publikationen, recherchieren, auswerten und vergleichend beurteilen, Zeitbedarf: ca. 11 Std. à 45 Minuten Mögliche didaktische Leitfragen / Sequenzierung inhaltlicher Aspekte Was sind Stammzellen und welche Aufgaben können sie übernehmen? Stammzelle B1: fachliche, wirtschaftlich-politische und moralische Kriterien bei Bewertungen von biologischen und biotechnischen Sachverhalten unterscheiden und angeben, B4: begründet die Möglichkeiten und Grenzen biologischer Problemlösungen und Sichtweisen bei innerfachlichen, naturwissenschaftlichen und gesellschaftlichen Fragestellungen bewerten. Konkretisierte Kompetenzerwartungen des Kernlehrplans Die Schülerinnen und Schüler recherchieren Unterschiede zwischen embryonalen und adulten Stammzellen und präsentieren diese unter Verwendung geeigneter Darstellungsformen (K2, K3). stellen naturwissenschaftlichgesellschaftliche Positionen zum therapeutischen Einsatz von Stammzellen dar und beurteilen Interessen sowie Folgen ethisch (B3, B4), Empfohlene Lehrmittel/ Materialien/ Methoden Internetrecherche Power-Point-Präsentation Plakate Schülervortrag Planspiel/Podiumsdiskussion Didaktisch-methodische Anmerkungen und Darstellung der verbindlichen Absprachen der Fachkonferenz Das Thema Stammzellen kann alternativ auch im Unterrichtsvorhaben I behandelt werden Erarbeitung und Vergleich von Unterschieden zwischen Stammzellen und ausdifferenzierten Zellen Sammlung von Argumenten für und wider den Einsatz von Stammzellenforschung und Stammzellentherapie und Austausch darüber 14

15 Mit welchen Verfahren arbeitet ein gentechnisches Labor? Welches Verfahren dient welchem Zweck? PCR Gelektrophorese und Southern- Blotting Genetischer Fingerabdruck DNA-Sequenzierung beschreiben molekulargenetische Werkzeuge und erläutern deren Bedeutung für gentechnische Grundoperationen (UF1). erläutern molekulargenetische Verfahren (u.a. PCR, Gelelektrophorese) und ihre Einsatzgebiete (E4, E2, UF1), Infotexte und Abbildungen Schaubild zu Verfahrensschritten erstellen, Gruppenpuzzle zu möglichen genetischen Markern Der hohe Grand der Komplexität der Verfahren spricht für arbeitsgleiche Erarbeitungsverfahren Puzzle zum Kettenabbruchver- Fahren nach Sanger Wie erstellt man transgene Organismen und wie selektiert man sie? Transgener Organismus stellen mithilfe geeigneter Medien die Herstellung transgener Lebewesen dar und diskutieren ihre Verwendung (K1, B3), Power-Point-Selbstlerndatei Strukturlegetechnik Pfeifeputzermodell zu transgenen Organismen basteln Was ist ein DNA-Chip und wie funktioniert er? DNA-Chip begründen die Verwendung bestimmter Modellorganismen (u.a. E. coli) für besondere Fragestellungen genetischer Forschung (E6, E3), beschreiben molekulargenetische Werkzeuge und erläutern deren Bedeutung für gentechnische Grundoperationen (UF1). geben die Bedeutung von DNA-Chips an und beurteilen Chancen und Risiken (B1, B3). Schülervortrage zu diversen Anwendungsbereichen transgener Organismen Anschauungsmodell Infotext, möglicherweise Experten vortrag in Kooperation mit der RWTH Aachen Schüler stellen ggf. konkrete Anwendungsbeispiele vor 15

16 Diagnose von Schülerkompetenzen: Selbstevaluationsbogen mit Ich-Kompetenzen am Ende des Unterrichtsvorhabens Leistungsbewertung: KLP-Überprüfungsform: Darstellungsaufgabe, Bewertungsaufgabe, Rechercheaufgabe Ggf. Klausur 16

17 Grundkurs-Q1 Inhaltsfeld: IF 5 (Ökologie) Unterrichtsvorhaben IV:Autökologische Untersuchungen Welchen Einfluss haben abiotische Faktoren auf das Vorkommen von Arten? Unterrichtsvorhaben V:Synökologie I Welchen Einfluss haben inter- und intraspezifische Beziehungen auf Populationen? Unterrichtsvorhaben VI:Synökologie II Welchen Einfluss hat der Mensch auf globale Stoffkreisläufe und Energieflüsse? Unterrichtsvorhaben VII: Zyklische und sukzessive Veränderung von Ökosystemen Welchen Einfluss hat der Mensch auf die Dynamik von Ökosystemen? Umweltfaktoren und ökologische Potenz Dynamik von Populationen Stoffkreislauf und Energiefluss Mensch und Ökosysteme Basiskonzepte: System Ökosystem, Biozönose, Population, Organismus, Symbiose, Parasitismus, Konkurrenz, Kompartiment, Fotosynthese, Stoffkreislauf Struktur und Funktion Chloroplast, ökologische Nische, ökologische Potenz, Populationsdichte Entwicklung Sukzession, Populationswachstum, Lebenszyklusstrategie Zeitbedarf: ca. 45 Std. à 45 Minuten Mögliche unterrichtsvorhabenbezogene Konkretisierung: 17

18 Unterrichtsvorhaben IV: Thema/Kontext: Autökologische Untersuchungen Welchen Einfluss haben abiotische Faktoren auf das Vorkommen von Arten? Inhaltsfeld: IF 5 (Ökologie) Schwerpunkteübergeordneter Kompetenzerwartungen: Die Schülerinnen und Schüler können Umweltfaktoren und ökologische Potenz E1: selbstständig in unterschiedlichen Kontexten biologische Probleme identifizieren, analysieren und in Form biologischer Fragestellungen präzisieren, Zeitbedarf: ca. 16 Stunden a 45 E2: Beobachtungen und Messungen, auch mithilfe komplexer Apparaturen, sachgerecht erläutern, Minuten E3: mit Bezug auf Theorien, Modelle und Gesetzmäßigkeiten Hypothesen generieren sowie Verfahren zu ihrer Überprüfung ableiten, E4: Experimente mit komplexen Versuchsplänen und -aufbauten mit Bezug auf ihre Zielsetzungen erläutern und unter Beachtung fachlicher Qualitätskriterien (Sicherheit, Messvorschriften, Variablenkontrolle, Fehleranalyse) durchführen, E5: Daten und Messwerte qualitativ und quantitativ im Hinblick auf Zusammenhänge, Regeln oder Gesetzmäßigkeiten analysieren und Ergebnisse verallgemeinern, E7: naturwissenschaftliche Prinzipien reflektieren sowie Veränderungen im Weltbild und in Denk- und Arbeitsweisen in ihrer historischen und kulturellen Entwicklung darstellen. Mögliche didaktische Leitfragen / Sequenzierung inhaltlicher Aspekte Welche Auswirkungen haben abiotische Faktoren auf Lebewesen in verschiedenen Ökosystemen? Optimakurven für endo-/ ektotherme Tiere physiologische und ökologische Potenz Wasser bei Tieren und Pflanzen Konkretisierte Kompetenzerwartungen des Kernlehrplans Die Schülerinnen und Schüler zeigen den Zusammenhang zwischen dem Vorkommen von Bioindikatoren und der Intensität abiotischer Faktoren in einem beliebigen Ökosystem auf (UF3, UF4, E4), Empfohlene Lehrmittel/ Materialien/ Methoden Arbeitsblätter, Infotexte Wüste: die Kängururatte / Kakteen Didaktisch-methodische Anmerkungen und Darstellung der verbindlichen Absprachen der Fachkonferenz Fortführung eines Glossars (siehe Genetik) wird empfohlen 18

19 Wie beeinflussen abiotische Faktoren die Lebenszyklen von Pflanzen und Tieren? circadiane Lebenszyklen bei Tieren und Pflanzen (Faktor Licht) Keimungsverhalten bei Pflanzen (Faktor Licht und Temperatur) Wanderungsverhalten bei Fischen (Faktor: Wasser, Salz) Miminumfaktor und Minimumregel Wie sind Tiere an den abiotischen Faktor Temperatur in ihren verschiedenen Lebensräumen angepasst? Allen sche und Bergmann sche Regel entwickeln aus zeitlich-rhythmischen Änderungen des Lebensraums biologische Fragestellungen und erklären diese auf der Grundlage von Daten (E1, E5) analysieren Messdaten zur Abhängigkeit der Fotosyntheseaktivität von unterschiedlichen abiotischen Faktoren (E5) erläutern die Aussagekraft von biologischen Regeln (u.a. tiergeographische Regeln) und grenzen diese von naturwissenschaftlichen Gesetzen ab (E7, K4). Arbeitsblätter Einfluss des Mondlichts auf den Fortpflanzungszyklus von Zuckmücken, Blüteninduktion Frühblüher vs. Spätblüher, Die Wandlung der Wanderer der Lachs Osmoregulierer vs. Osmokonformer Arbeitsblätter zum Ablauf der Fotosynthese Einfache Versuche zu Abhängigkeiten der Fotosynthese (Lichtabhängigkeit, CO 2-Konzentration, evtl. spektrale Qualität des Lichts) Arbeitsblätter Versuche zum Beleg und zu den Grenzen beider Regeln (Lehrerhandreichungen Cornelsen Gesamtband: Löffelversuche) Beachtung der wissenschaftlichen Arbeitsweise (Protokoll führen, Fehlerquellen suchen); Ansätze wiederholen (währenddessen muss thematisch weitergearbeitet werden) an dieser Stelle ist ein Übergang zur Fotosynthese ebenso gut möglich wie zur Düngung und damit zu den Stoffkreisläufen Besonderes Augenmerk auf das mathematische Verständnis bei Bergmann scher Regel legen; Abgrenzung zu Gesetzen durch mehrere Beispiele aufzeigen Diagnose von Schülerkompetenzen: Übungsklausur: LK Abiturklausur 2012, Aufgabe III.1: Die Bedrohung des Polarfuchses (Bergmann nicht zutreffend) Leistungsbewertung: KLP-Überprüfungsform: Darstellungsaufgabe, Bewertungsaufgabe, Rechercheaufgabe Ggf. Klausur 19

20 Unterrichtsvorhaben V: Thema/Kontext: Synökologie I Welchen Einfluss haben inter- und intraspezifische Beziehungen auf Populationen? Inhaltsfeld: IF 5 (Ökologie) Schwerpunkteübergeordneter Kompetenzerwartungen: Die Schülerinnen und Schüler können Dynamik von Populationen E6: Anschauungsmodelle entwickeln sowie mithilfe von theoretischen Modellen, mathematischen Modellierungen und Simulationen biologische sowie biotechnische Prozesse erklären oder vorhersagen, Zeitbedarf: ca. 11 Std. à 45 Minuten K4: sich mit anderen über biologische Sachverhalte kritisch-konstruktiv austauschen und dabei Behauptungen oder Beurteilungen durch Argumente belegen bzw. widerlegen. Mögliche didaktische Leitfragen / Sequenzierung inhaltlicher Aspekte Konkretisierte Kompetenzerwartungen des Kernlehrplans Die Schülerinnen und Schüler Empfohlene Lehrmittel/ Materialien/ Methoden Didaktisch-methodische Anmerkungen und Darstellung der verbindlichen Absprachen der Fachkonferenz Welche Faktoren beeinflussen Bioindikatoren in ihrem Ökosystem? Ökosystem Biozönose Organismus Population zeigen den Zusammenhang zwischen dem Vorkommen von Bioindikatoren und der Intensität abiotischer Faktoren in einem beliebigen Ökosystem auf (UF3, UF4, E4), Auswahl eines Ökosystems mit geeigneten Bioindikatoren Präsentation von Bildern eines Ökosystems mit und ohne Biozönose (Beispielsweise aus dem Natura 2 Band der Sek.I.) Selbständiges Recherchieren und Anlegen eines Index, sodass den SuS die Fachwörter bekannt sind. Die SuS werden durch die Aktivierung von Vorwissen an die Synökologie herangeführt. Verbindlicher Vorschlag an die FK: Anlegen eines Glossar/Index (Vorbereitung auch auf die Evaluation) Ein Ökosystem viele Arten! Wie können so viele verschiedene Arten das gleiche Ökosystem bewohnen? Ökologische Nische Ökologische Potenz erklären mithilfe des Modells der ökologischen Nische die Koexistenz von Arten (E6, UF1, UF2), Auswahl eines geeigneten Ökosystems, Beispielsweise des Sees oder der Regenwaldes. Einstieg auch hier über die Demonstration verschiedenen Tierarten. Erarbeitung der Begriffe Ökologische Nische und Stellenäquivalenz/Ökologische Potenz mit Vorschlag an die FK: Einstieg mit dem Regenwald, weil im KL vorgegeben für den GK 20

21 Hilfe des Schulbuches Welche Beziehungen zwischen Tieren gibt es? Symbiose Parasitismus Konkurrenz leiten aus Untersuchungsdaten zu intraund interspezifischen Beziehungen (Parasitismus, Symbiose, Konkurrenz) mögliche Folgen für die jeweiligen Arten ab und präsentieren diese unter Verwendung angemessener Medien (E5, K3, UF1), Welche Beziehungen gibt es zwischen den Tieren verschiedener Arten? Herleitung der Fragestellung aus den vorherigen Stunden Schülerreferate/ Schülerpräsentationen Recherche von konkreten Beispielen für Symbiose Parasitismus Konkurrenz Herleitung und Festhalten der allgemeinen Begrifflichkeiten Sicherung der Schülerpräsentationen mit Hilfe einer Tabelle (kurz) Was beeinflusst (das Wachstum/ die Entwicklung von) Populationen? Populationsdichte Populationswachstum Lebenszyklusstrategie beschreiben die Dynamik von Populationen in Abhängigkeit von dichteabhängigen und dichteunabhängigen Faktoren (UF1). Betrachtung einer konkreten Population. Einstieg über ein Bild Welche Faktoren beeinflussen die Population? Gruppen-Puzzle in dem die verschiedenen dichteabhängigen und dichteunabhängigen Faktoren Thematisiert werden. Sicherung in einer Concept-map/ Regelkreis--Schema 21

22 leiten aus Daten zu abiotischen und biotischen Faktoren Zusammenhänge im Hinblick auf zyklische und sukzessive Veränderungen (Abundanz und Dispersion von Arten) sowie K- und r- Lebenszyklusstrategien ab (E5, UF1, UF2, UF3, UF4), Bilder von der Brutaufzucht/Jungen bei Fischen/ Löwen Was für Unterschiede gibt es bei der Brutzucht? Partner-Puzzle: - Informationstexte (AB/Schulbuch) - Sicherung in einer Tabelle (Beispielsweise: ) - Vor/und Nachteile der jeweiligen Strategie nennen. - Rückbezug zu den Bildern zum Anfang/Zuordnung durch die SuS. Wie entwickeln sich Populationen? Populationsdichte Populationswachstum entwickeln aus zeitlich rhythmischen Änderungen des Lebensraums biologische Fragestellungen und erklären diese auf der Grundlage von Daten (E1, E5), untersuchen die Veränderungen von Populationen mit Hilfe von Simulationen auf der Grundlage des Lotka-Volterra- Modells (E6), erläutern die Aussagekraft von biologischen Regeln (u.a. tiergeographische Regeln) und grenzen diese von naturwissenschaftlichen Schwerpunkt hier: Auswertung von Graphen. Räuber-Beute-Beziehungen: Einstieg über einen Graph/Beschreibung des Graphen. In kleingruppen, der Versuch aus den jeweiligen Entwicklungen Regeln zu bilden. Besprechung und Festhalten der Regeln von Lotka und Volterra. Anwendungsbeispiel und Klausur-Training, z.b. aus dem Arbeitsheft Markl Biologie Oberstufe. (Versuch Pantoffeltierchen) Versuche von Gause (1934) 22

23 Gesetzen ab (E7, K4). /konkurrenz.html lemgo.de/paramecium.pdf Vorschlag an die FK: Besprechung der Abituraufgaben 2014 ( Yellow Stone ) Thematisierung von Grenzen, anhand eines konkreten Beispiels. Falls das noch zu Vorhaben V gehört: recherchieren Beispiele für die biologische Invasion von Arten und leiten Folgen für das Ökosystem ab (K2, K4). Besprechung der Abituraufgaben 2014 ( Yellow Stone ). Transfer am Beispiel der Zebramuschel Konfrontation der SuS z.b. durch einen Screenshot eines passenden Internet-Artikels: z.b. Krieg im Gewässer: /Weichtiere-leiden-unter-Invasorenund-Antibabypille.html Diagnose von Schülerkompetenzen: Selbstevaluationsbogen mit Ich-Kompetenzen am Ende des Unterrichtsvorhabens Leistungsbewertung: KLP-Überprüfungsform: Klausur Eigene Recherche und Erarbeitung eines 2- Miunten-Vortrags mit einem Bild der gewählten Tierart. 23

24 Unterrichtsvorhaben VI: Thema/Kontext: Synökologie II Welchen Einfluss hat der Mensch auf globale Stoffkreisläufe und Energieflüsse? Inhaltsfeld: IF 5 (Ökologie), IF 3 (Genetik) Stoffkreislauf und Energiefluss Zeitbedarf: ca. 8 Std. à 45 Minuten Schwerpunkteübergeordneter Kompetenzerwartungen: Die Schülerinnen und Schüler können B2:Auseinandersetzungen und Kontroversen zu biologischen und biotechnischen Problemen und Entwicklungen differenziert aus verschiedenen Perspektiven dar-stellen und eigene Entscheidungen auf der Basis von Sachargumenten vertreten, B3: an Beispielen von Konfliktsituationen mit biologischem Hintergrund kontroverse Ziele und Interessen sowie die Folgen wissenschaftlicher Forschung aufzeigen und ethisch bewerten, Mögliche didaktische Leitfragen / Sequenzierung inhaltlicher Aspekte Konkretisierte Kompetenzerwartungen des Kernlehrplans Die Schülerinnen und Schüler Empfohlene Lehrmittel/ Materialien/ Methoden Didaktisch-methodische Anmerkungen und Darstellung der verbindlichen Absprachen der Fachkonferenz Was ist ein Ökosystem? Ökosystem zeigen den Zusammenhang zwischen dem Vorkommen von Bioindikatoren und der Intensität abiotischer Faktoren in einem beliebigen Ökosystem auf (UF3, UF4, E4), Gewässergüteuntersuchung in Gruppen Präsentation der Ergebnisse als Ausstellung in der Schule (evtl. Statistik über die Jahre erfassen) Zum Beispiel: Untersuchung des Schulteiches mit Gewässergüteuntersuchungskits oder Untersuchung eines Fließgewässers 24

25 Wie hängen die Organismen innerhalb eines Ökosystems energetisch voneinander ab? Ökosystem stellen energetische und stoffliche Beziehungen verschiedener Organismen unter den Aspekten von Nahrungskette, Nahrungsnetz und Trophieebene formal, sprachlich und fachlich korrekt dar (K1, K3), z.b.:film: Ökosystem See synchronisieren lassen, Arbeitsblätter, Buch, Vergleich verschiedener Nahrungsnetze in GA Energiefluss durch eine Nahrungskette grafisch darstellen lassen Absprache: Ökosystem See???? Wie entstehen durch Stoffumwandlung neue, für unterschiedliche Organismen nutzbare Formen? Welchen Einfluss hat der Mensch auf den globalen CO 2-Kreislauf? Stoffkreislauf präsentieren und erklären auf der Grundlage von Untersuchungsdaten die Wirkung von anthropogenen Faktoren auf einen ausgewählten globalen Stoffkreislauf (K1, K3, UF1), z.b.: Unterricht Biologie: Material zum Hemmelsdorfer See in GA, Buch, Arbeitsblätter, Film: Eine unbequeme Wahrheit (Ausschnittsweise) z.b.: Erarbeitung eines Stoffkreislaufes am Beispiel des Stickstoffkreislaufes im See, Einfluss der Landwirtschaft auf diesen Stoffkreislauf, Betrachtung des globalen CO 2- Kreislaufes und die Einflüsse des Menschen Überfischung der Meere - Inwieweit darf der Mensch die natürlichen Ressourcen für sich nutzen? Ökosystem diskutieren Konflikte zwischen der Nutzung natürlicher Ressourcen und dem Naturschutz (B2, B3) Recherchearbeit zur Fischfangindustrie, Bewertung der unterschiedlichen Gütesiegel, Aquakulturen als Alternative?, Podiumsdiskussion z.b.: Überfischung der Meere als Thema einer kontroversen Debatte Ökosystem entwickeln Handlungsoptionen für das eigene Konsumverhalten und schätzen diese unter dem Aspekt der Recherche zu alternativen Angeboten (Biomarkt/Supermarkt) Vorstellung alternativer Projekte, z.b.: Solidarische Landwirtschaft Gut Wegscheid Gemeinsame Erarbeitung der eigenen Handlungsoptionen 25

26 Nachhaltigkeit ein (B2, B3). evtl.: Besuch eines Massentierhaltungsbetriebes Diagnose von Schülerkompetenzen: Selbstevaluationsbogen mit Ich-Kompetenzen 26

27 Unterrichtsvorhaben VII: Thema/Kontext: Zyklische und sukzessive Veränderung von Ökosystemen Welchen Einfluss hat der Mensch auf die Dynamik von Ökosystemen? Inhaltsfeld: IF 5 (Ökologie) Schwerpunkteübergeordneter Kompetenzerwartungen: Die Schülerinnen und Schüler können Mensch und Ökosysteme E5: Daten und Messwerte qualitativ und quantitativ im Hinblick auf Zusammenhänge, Regeln oder Gesetzmäßigkeiten analysieren und Ergebnisse verallgemeinern, Zeitbedarf: ca. 10 Std. à 45 Minuten B2:Auseinandersetzungen und Kontroversen zu biologischen und biotechnischen Problemen und Entwicklungen differenziert aus verschiedenen Perspektiven darstellen und eigene Entscheidungen auf der Basis von Sachargumenten vertreten, Mögliche didaktische Leitfragen / Sequenzierung inhaltlicher Aspekte Konkretisierte Kompetenzerwartungen des Kernlehrplans Die Schülerinnen und Schüler Empfohlene Lehrmittel/ Materialien/ Methoden Didaktisch-methodische Anmerkungen und Darstellung der verbindlichen Absprachen der Fachkonferenz Bevölkerungswachstum und Nutzung der natürlichen Ressourcen welche Zusammenhänge und Lösungsansätze gibt es? Ökosystem, Biozönose, Population, Überbevölkerung diskutieren Konflikte zwischen der Nutzung natürlicher Ressourcen und dem Naturschutz (B2, B3) Recherchearbeit zur Fischfangindustrie, Bewertung der unterschiedlichen Gütesiegel, Aquakulturen als Alternative? Recherchen zur Massentierhaltung und Futter(mittel)produktion Erfassung des Fleischkonsums verschiedener Nationen Podiumsdiskussion Überfischung der Meere als Thema einer kontroversen Debatte Diskussion zu einem vegetarischen Tag pro Woche S-vorträge zur Problematik des Fleischkonsums in Industrie- und Schwellenländern Recherchen zur Wasserverschmutzung durch Landwirtschaft u.ä. Vergleich von Verbrauchszahlen verschiedener Länder Einschränkung des persönlichen Verbrauchs? 27

28 Filme zu Trinkwassergewinnung und Klärwerken Problematik von Monokulturen erarbeiten (chemische und biologische Schädlingsbekämpfung) Biologische Schädlingsbekämpfung im eigenen Garten? Konsumverhalten gibt es Alternativen? Populationswachstum entwickeln Handlungsoptionen für das eigene Konsumverhalten und schätzen diese unter dem Aspekt der Nachhaltigkeit ein (B2, B3) Internet/Literatur: Erarbeitung des ökologischen Fußabdrucks in verschiedenen Ländern Diskussion über Optionen zur Verkleinerung des persönlichen ökologischen Fußabdrucks und in verschiedenen Ländern Recherche zu alternativen Angeboten im Alltag (Biomarkt/Supermarkt) Rollenspiele/Diskussion über eigenes Konsumverhalten Vorstellung alternativer Projekte, z.b.: Solidarische Landwirtschaft Gut Wegscheid Analyse der Bedeutung alternativer Landwirtschaft für die Welternährung Diskussion Bio-Landwirtschaft: Nur für Industrieländer? 28

29 Fair Trade /3. Weltangebote Anstöße zur intensiveren Nutzung der Angebote im Alltag Bedeutung und Sinnhaftigkeit von Nachhaltigkeit und Biodiversität erarbeiten S-referate über Nachhaltigkeit und Erhalt der Biodiversität (anhand von Beispielen) Sind anthropogene Eingriffe in Ökosysteme akzeptabel? Sukzession, Lebenszyklusstrategie leiten aus Daten zu abiotischen und biotischen Faktoren Zusammenhänge im Hinblick auf zyklische und sukzessive Veränderungen (Abundanz und Dispersion von Arten) sowie K- und r-lebenszyklusstrategien ab (E5, UF1, UF2, UF3, UF4), Materialien, Daten, zur Reaktion von Ökosystemen auf menschliche Eingriffe (Waldrodung, Veränderung von Seen und Flüssen durch Abwasser, Klimaveränderung durch Luftverschmutzung, ) Reaktionen der jeweiligen Ökosysteme aufzeigen Diagnose von Schülerkompetenzen: Selbstevaluationsbogen mit Ich-Kompetenzen am Ende der Unterrichtsreihe ggf. Klausur 29

30 Grundkurs-Q2 Inhaltsfeld: IF 6 (Evolution) Unterrichtsvorhaben I: Evolution in Aktion Welche Faktoren beeinflussen den evolutiven Wandel? Unterrichtsvorhaben II: Evolution von Sozialstrukturen Welche Faktoren beeinflussen die Evolution des Sozialverhaltens? Unterrichtsvorhaben III: Humanevolution Wie entstand der heutige Mensch? Grundlagen evolutiver Veränderung Art und Artbildung Stammbäume Evolution und Verhalten Evolution des Menschen Basiskonzepte: System Art, Population, Paarungssystem, Genpool, Gen, Allel, ncdna, mtdna Struktur und Funktion Mutation, Rekombination, Selektion, Gendrift, Isolation, Investment, Homologie Entwicklung Fitness, Divergenz, Konvergenz, Coevolution, Adaptive Radiation, Artbildung, Phylogenese Zeitbedarf: ca. 32 Std. à 45 Minuten Mögliche unterrichtsvorhabenbezogene Konkretisierung: 30

31 Unterrichtsvorhaben I: Thema/Kontext: Evolution in Aktion Welche Faktoren beeinflussen den evolutiven Wandel? Inhaltsfeld: IF 6 (Evolution) Schwerpunkteübergeordneter Kompetenzerwartungen: Die Schülerinnen und Schüler können Grundlagen evolutiver UF1: biologische Phänomene und Sachverhalte beschreiben und erläutern, Veränderung UF3: biologische Sachverhalte und Erkenntnisse nach fachlichen Kriterien ordnen, strukturieren und ihre Entscheidung Art und Artbildung begründen, Stammbäume (Teil 1) K4: sich mit anderen über biologische Sachverhalte kritisch-konstruktiv austauschen und dabei Behauptungen oder Beurteilungen durch Argumente belegen bzw. widerlegen. Zeitbedarf: ca. 16 Std. à 45 Minuten Mögliche didaktische Leitfragen / Sequenzierung inhaltlicher Aspekte Welche genetischen Faktoren beeinflussen den evolutiven Wandel? Grundlagen des evolutiven Wandels Grundlagen biologischer Angepasstheit Populationen und ihre genetische Struktur Konkretisierte Kompetenzerwartungen des Kernlehrplans Die Schülerinnen und Schüler erläutern das Konzept der Fitness und seine Bedeutung für den Prozess der Evolution unter dem Aspekt der Weitergabe von Allelen (UF1, UF4). erläutern den Einfluss der Evolutionsfaktoren (Mutation, Rekombination, Selektion, Gendrift) auf den Genpool der Population (UF4, UF1). Empfohlene Lehrmittel/ Materialien/ Methoden Bausteine für advanceorganizer Materialien zur genetischen Variabilität und ihren Ursachen. Beispiel: Hainschnirkelschnecken conceptmap Lerntempoduett zu abiotischen und biotischen Selektionsfaktoren (Beispiel: Birkenspanner, Kerguelen-Fliege) Didaktisch-methodische Anmerkungen und Darstellung der verbindlichen Absprachen der Fachkonferenz Advanceorganizer wird aus vorgegebenen Bausteinen zusammengesetzt. An vorgegebenen Materialien zur genetischen Variabilität wird arbeitsgleich gearbeitet. Auswertung als conceptmap Ein Expertengespräch wird entwickelt. 31

32 Wie kann es zur Entstehung unterschiedlicher Arten kommen? Isolationsmechanismen Artbildung erklären Modellvorstellungen zu allopatrischen und sympatrischen Artbildungsprozessen an Beispielen (E6, UF1). Gruppengleiches Spiel zur Selektion kurze Informationstexte zu Isolationsmechanismen Karten mit Fachbegriffen Zeitungsartikel zur sympatrischen Artbildung Das Spiel wird durchgeführt und ausgewertet; eine Reflexion wird vorgenommen. Je ein zoologisches und ein botanisches Beispiel pro Isolationsmechanismus werden verteilt. Eine tabellarische Übersicht wird erstellt und eine Definition zur allopatrischen Artbildung wird entwickelt. Unterschiede zwischen sympatrischer und allopatrischer Artbildung werden erarbeitet. Welche Ursachen führen zur großen Artenvielfalt? Adaptive Radiation stellen den Vorgang der adaptiven Radiation unter dem Aspekt der Angepasstheit dar (UF2, UF4). Bilder und Texte zum Thema Adaptive Radiation der Darwinfinken bewegliches Tafelbild Evaluation Ein Konzept zur Entstehung der adaptiven Radiation wird entwickelt. Ergebnisse werden mit flexibel gestaltbaren Präsentationen an der Tafel dargestellt. Fragenkatalog zur Selbst- und Fremdkontrolle wird selbstständig erstellt. Verbindlicher Beschluss der 32

33 Fachkonferenz: selbstständiges Erstellen eines Evaluationsbogens Welche Ursachen führen zur Coevolution und welche Vorteile ergeben sich? Coevolution Selektion und Anpassung wählen angemessene Medien zur Darstellung von Beispielen zur Coevolution aus Zoologie und Botanik aus und präsentieren Beispiele (K3, UF2). belegen an Beispielen den aktuellen evolutionären Wandel von Organismen (u.a. mithilfe von Auszügen aus Gendatenbanken) (E2, E5). Realobjekt: Ameisenpflanze Texte und Schemata zur Kosten-Nutzen- Analyse mediengestützte Präsentationen Kriterienkatalog zur Beurteilung von Präsentationen Eine Kosten-Nutzen-Analyse wird erstellt. Anhand einer selbst gewählten medialen Darstellung werden verschiedene Beispiele der Coevolution präsentiert. Mittels inhalts- und darstellungsbezogenenem Kriterienkatalog werden Präsentationen beurteilt. Lerntheke zum Thema Schutz vor Beutegreifern Anhand unterschiedlicher Beispiele wird der Schutz vor Beutegreifern (Mimikry, Mimese, etc.) unter dem Aspekt des evolutionären Wandels von Organismen erarbeitet. Filmanalyse Fachbegriffe werden den im Film aufgeführten Beispielen zugeordnet. Verbindlicher Beschluss der Fachkonferenz: Einsatz eines Kriterienkatalogs zur Beurteilung von Präsentationen 33

34 Wie lassen sich die evolutiven Mechanismen in einer Theorie zusammenfassen? Synthetische Evolutionstheorie stellen die Synthetische Evolutionstheorie zusammenfassend dar (UF2, UF4). Informationstext Die Faktoren, die zur Entwicklung der Evolutionstheorie führten, werden mithilfe einer Textsammlung aus Schulbüchern kritisch analysiert. Strukturlegetechnik zur synthetischen Evolutionstheorie Eine vollständige Definition der Synthetischen Evolutionstheorie wird erarbeitet. Was deutet auf verwandtschaftliche Beziehungen von Lebewesen hin? Belege für die Evolution konvergente und divergente Entwicklung stellen Belege für die Evolution aus verschiedenen Bereichen der Biologie (u.a. Molekularbiologie) adressatengerecht dar (K1, K3). analysieren molekular-genetische Daten und deuten diese im Hinblick auf die Verbreitung von Allelen und Verwandtschaftsbeziehungen von Lebewesen (E5, E6). Abbildungen von Beispielen konvergenter /divergenter Entwicklung und Homologien Arbeitsteilige Gruppenarbeit Texte und Abbildungen zu verschiedenen Untersuchungsmethoden: DNA-DNA- Hybridisierung, Aminosäure- und DNA- Sequenzanalysen, etc. Definitionen werden anhand der Abbildungen entwickelt. Die unterschiedlichen Methoden werden analysiert und vor dem Kurs präsentiert. deuten Daten zu anatomischmorphologischen und molekularen Merkmalen von Organismen zum Beleg konvergenter und divergenter Entwicklungen (E5, UF3) 34

35 Wie lassen sich Verwandtschaftsverhältnisse ermitteln und systematisieren? Homologien Grundlagen der Systematik entwickeln und erläutern Hypothesen zu phylo-genetischen Stammbäumen auf der Basis von Daten zu anatomisch-morphologischen und molekularen Homologien (E3, E5, K1, K4). Daten und Abbildungen zu morphologischen Merkmalen der Wirbeltiere und der Unterschiede Ergebnisse/Daten von molekulargenetischer Analysen Daten werden ausgewertet und Stammbäume erstellt. beschreiben die Einordnung von Lebewesen mithilfe der Systematik und der binären Nomenklatur (UF1, UF4). Bilder und Texte zu Apomorphien und Plesiomorphien und zur Nomenklatur erstellen und analysieren Stammbäume anhand von Daten zur Ermittlung von Verwandtschaftsbeziehungen der Arten (E3, E5). Lernplakat mit Stammbaumentwurf Museumsrundgang Ergebnisse werden diskutiert. Diagnose von Schülerkompetenzen: KLP-Überprüfungsform: Darstellungsaufgabe (conceptmap, advanceorganizer), Erstellen eines Fragenkatalogs zur Fremd- und Selbstkontrolle Leistungsbewertung: KLP-Überprüfungsform: Beurteilungsaufgabe Ggf. Klausur 35

36 Unterrichtsvorhaben II: Thema/Kontext: Evolution von Sozialstrukturen Welche Faktoren beeinflussen die Evolution des Sozialverhaltens? Inhaltsfeld: IF 6 (Evolution) Schwerpunkteübergeordneter Kompetenzerwartungen: Die Schülerinnen und Schüler können Evolution und Verhalten UF2: zur Lösung von biologischen Problemen zielführende Definitionen, Konzepte und Handlungsmöglichkeiten begründet auswählen und anwenden, Zeitbedarf: ca. 8 Std. à 45 Minuten UF4: Zusammenhänge zwischen unterschiedlichen, natürlichen und durch menschliches Handeln hervorgerufenen Vorgängen auf der Grundlage eines vernetzten biologischen Wissens erschließen und aufzeigen. Mögliche didaktische Leitfragen / Sequenzierung inhaltlicher Aspekte Wie konnten sich Sexualdimorphismen im Verlauf der Evolution etablieren, obwohl sie auf die natürliche Selektion bezogen eher Handicaps bzw. einen Nachteil darstellen? Evolution der Sexualität Sexuelle Selektion inter- und intrasexuelle Selektion reproduktive Fitness Konkretisierte Kompetenzerwartungen des Kernlehrplans Die Schülerinnen und Schüler erläutern das Konzept der Fitness und seine Bedeutung für den Prozess der Evolution unter dem Aspekt der Weitergabe von Allelen (UF1, UF4). Empfohlene Lehrmittel/ Materialien/ Methoden Bilder von Tieren mit deutlichen Sexualdimorphismen Informationstexte (von der Lehrkraft ausgewählt) zu Beispielen aus dem Tierreich und zu ultimaten Erklärungsansätzen bzw. Theorien (Gruppenselektionstheorie und Individualselektionstheorie) Didaktisch-methodische Anmerkungen und Darstellung der verbindlichen Absprachen der Fachkonferenz Phänomen: Sexualdimorphismus Ggf. Powerpoint-Präsentationen Beobachtungsbogen Präsentationen werden inhalts- und darstellungsbezogen evaluiert. 36

37 Wieso gibt es unterschiedliche Sozialund Paarsysteme? Paarungssysteme Habitatwahl analysieren anhand von Daten die evolutionäre Entwicklung von Sozialstrukturen (Paarungssysteme, Habitatwahl) unter dem Aspekt der Fitnessmaximierung (E5, UF2, UF4, K4). Diagnose von Schülerkompetenzen: Selbstevaluationsbogen mit Ich-Kompetenzen am Ende des Unterrichtsvorhabens Leistungsbewertung: KLP-Überprüfungsform: Analyseaufgabe Ggf. Klausur Daten aus der Literatur zum Gruppenverhalten und Sozialstrukturen von Schimpansen, Gorillas und Orang-Utans Graphiken / Soziogramme gestufte Hilfen zur Erschließung von Graphiken / Soziogrammen Präsentationen Lebensgemeinschaften werden anhand von wissenschaftlichen Untersuchungsergebnissen und grundlegenden Theorien analysiert. Erklärungshypothesen werden veranschaulichend dargestellt. Ergebnisse werden vorgestellt und seitens der SuS inhalts- und darstellungsbezogen beurteilt. 37

38 Unterrichtsvorhaben III: Thema/Kontext: Humanevolution Wie entstand der heutige Mensch? Inhaltsfeld: IF 6 (Evolution), IF 3 (Genetik) Evolution des Menschen Stammbäume (Teil 2) Zeitbedarf: ca. 8 Std. à 45 Minuten Schwerpunkteübergeordneter Kompetenzerwartungen: Die Schülerinnen und Schüler können UF3: biologische Sachverhalte und Erkenntnisse nach fachlichen Kriterien ordnen, strukturieren und ihre Entscheidung begründen, K4: sich mit anderen über biologische Sachverhalte kritisch-konstruktiv austauschen und dabei Behauptungen oder Beurteilungen durch Argumente belegen bzw. widerlegen. Mögliche didaktische Leitfragen / Sequenzierung inhaltlicher Aspekte Konkretisierte Kompetenzerwartungen des Kernlehrplans Die Schülerinnen und Schüler Empfohlene Lehrmittel/ Materialien/ Methoden Didaktisch-methodische Anmerkungen und Darstellung der verbindlichen Absprachen der Fachkonferenz Mensch und Affe wie nahe verwandt sind sie? Primatenevolution ordnen den modernen Menschen kriteriengeleitet Primaten zu (UF3). entwickeln und erläutern Hypothesen zu phylogenetischen Stammbäumen auf der Basis von Daten zu anatomisch-morphologischen und molekularen Homologien (E3, E5, K1, K4). erstellen und analysieren Stammbäume anhand von Daten zur Ermittlung von Verwandtschaftsbeziehungen von Arten (E3, E5). verschiedene Entwürfe von Stammbäumen der Primaten basierend auf anatomisch-morphologischen Belegen DNA-Sequenzanalysen verschiedener Primaten Tabelle: Überblick über Parasiten verschiedener Primaten Daten werden analysiert, Ergebnisse ausgewertet und Hypothesen diskutiert. Auf der Basis der Ergebnisse wird ein präziser Stammbaum erstellt. 38

39 Wie erfolgte die Evolution des Menschen? Hominidenevolution diskutieren wissenschaftliche Befunde (u.a. Schlüsselmerkmale) und Hypothesen zur Humanevolution unter dem Aspekt ihrer Vorläufigkeit kritisch-konstruktiv (K4, E7, B4). Artikel aus Fachzeitschriften Vergleichende Schädeluntersuchungen und Erstellen einer phylogenetische Reihe anhand ausgewählter Hominiden-Schädel Vorträge werden entwickelt und vor der Lerngruppe gehalten. Der Lernzuwachs wird mittels Quiz kontrolliert. ->Schädelmodelle Hot potatoes Quiz Verbindlicher Beschluss der Fachkonferenz: Bewerten der Zuverlässigkeit von wissenschaftlichen Quellen/ Untersuchungen Wieviel Neandertaler steckt in uns? Homo sapiens sapiens und Neandertaler diskutieren wissenschaftliche Befunde (u.a. Schlüsselmerkmale) und Hypothesen zur Humanevolution unter dem Aspekt ihrer Vorläufigkeit kritisch-konstruktiv (K4, E7, B4). Materialien zu molekularen Untersuchungsergebnissen (Neandertaler, Jetztmensch) Wissenschaftliche Untersuchungen werden kritisch analysiert. 39

40 Wie lässt sich Rassismus biologisch widerlegen? Menschliche Rassen gestern und heute Bewerten die Problematik des Rasse- Begriffs beim Menschen aus historischer und gesellschaftlicher Sicht und nehmen zum Missbrauch dieses Begriffs aus fachlicher Perspektive Stellung (B1, B3, K4). Texte zu historischem und gesellschaftlichem Missbrauch des Rassebegriffs. Podiumsdiskussion Kriterienkatalog zur Auswertung von Podiumsdiskussionen Argumente werden mittels Belegen aus der Literatur erarbeitet und diskutiert. Die Podiumsdiskussion wird anhand des Kriterienkatalogs reflektiert. Diagnose von Schülerkompetenzen: Hot Potatoes -Quiz zur Selbstkontrolle, KLP-Überprüfungsform: Beobachtungsaufgabe (Podiumsdiskussion) Leistungsbewertung: KLP-Überprüfungsform: Analyseaufgabe (angekündigte schriftliche Übung) 40