Hermann Hesse-Gymnasium Calw Schulcurriculum Biologie

Transkript

1 Klassenstufen 5/6 Vorbemerkungen: In Klasse 5 wird eine Schulwoche im Umweltzentrum Adelsheim mit vorwiegend biologischen Themen, je nach Jahreszeit durchgeführt. Für naturwissenschaftlich besonders begabte Klassen bieten wir eine Fischpräparation an. Schwerpunkte: Klasse 5: Einüben und Vertiefen der Inhalte des Methodencurriculums: Lernplakat erstellen, Stationenlernen: a) Kurzvortrag mit Visualisierung (Lernplakat) : verbindliche Kopplung an die Einheit Säugetiere b)lernzirkel: z.b. zur Fledermaus Klasse 6: - Erstellen von Bildschirm-Präsentation (Methodencurriculum): die Power-Point-Präsentation wird zum Thema Wirbellose Tiere durchgeführt, aufbauend auf die Grundkenntnisse aus ITG aus Klasse 5. - Originale Begegnungen haben Priorität - Arbeiten mit der (Stereo-)Lupe - Freilandexkursionen (z.b. Wiese, Wildschweingehege) - soziale Insekten 1

2 Kerncurriculum: Siehe Bildungsplan 2

3 Klassenstufen 7/8 Vorbemerkungen: Biologie findet am HHG nur in der Klassenstufe 7 statt. Die Themen aus dem Bereich Sucht, werden in Klassenstufe 8 als besonders vertiefendes Präventionsprojekt Drogentage behandelt. Der Themenbereich Pubertät findet am Schuljahresende statt, und wird aus pädagogischen Gründen nicht in die Notenbewertung eingerechnet. Naturwissenschaftlich besonders begabten Klassen bieten wir eine (Schweine-)Herzpräparation an. Schwerpunkte: - Einüben und Vertiefen der Inhalte des Methodencurriculums: Präsentationsübungen -> GFS - Vertiefte Behandlung des Themas Mensch und Gesundheit - Arbeiten mit dem Lichtmikroskop - Herstellung wissenschaftlicher Zeichnungen Kerncurriculum: Siehe Bildungsplan 3

4 Klassenstufen 9/10 Vorbemerkungen: In Klasse 9 wird das Fach Biologie nur einstündig unterrichtet, in Klassenstufe 10 zweistündig. Der Themenbereich Ökologie findet im zehnten Schuljahr statt und wird in die Notenbewertung eingerechnet. Der Themenbereich Genetik wird ebenfalls im zehnten Schuljahr behandelt und dient der gezielten Vorbereitung auf die Kursstufe. Schwerpunkte: Klassen 9 und 10: - Einüben und Vertiefen der Inhalte des Methodencurriculums: z.b. Lernzirkel (Bsp. Thema Ohr) - Experimente planen, auswerten und dokumentieren - Auswertung von Tabellen und Diagrammen Klasse 9: - Vertiefte Behandlung des Themas Mensch und Gesundheit (z.b. Wirkungsprinzip von Sinneszellen und Hormonen) - Zelle als Grundbaustein des pflanzlichen und tierischen Lebens und deren Funktionsweise erkennen Klasse 10: - Basteln von Chromosomenmodellen - Freilandexkursionen (z.b. Ökosystem Streuobstwiese) mit Auswertung und Präsentation der Ergebnisse 4

5 Kerncurriculum: Siehe Bildungsplan 5

6 Kursstufe 4-stündig Kompetenzen und Inhalte des Bildungsplans 1. Von der Zelle zum Organ Unterrichtsinhalte Hinweise/Vorschläge zur möglichen Vertiefung und Erweiterung des Kompetenzerwerbs 6

7 Die Schülerinnen und Schüler können die Zelle als Grundbaustein des Lebens und als geordnetes System beschreiben; Elektronenmikroskopische Bilder der Zelle interpretieren; die Bedeutung der Kompartimentierung der Zelle erklären und den Zusammenhang zwischen Bau und Funktion bei folgenden Zellorganellen erklären: Zellkern, Mitochondrium, Chloroplast, endoplasmatisches Reticulum, Ribosom; anhand eines Modells den Aufbau und die Eigenschaften der Biomembran beschreiben; das Prinzip der Osmose und ihre Bedeutung für den Stoffaustausch über Membranen anhand von Experimenten erklären; die Bedeutung der Zellmembran für den geregelten Stofftransport erläutern; erklären, dass zum Erhalt und Aufbau geordneter Systeme Energie aufgewendet werden muss; erläutern, dass Zellen offene Systeme sind, die mit der Umwelt Stoffe und Energie austauschen; erklären, dass das Zusammenwirken energieliefernder mit Zelluläre Organisation der Lebewesen, EM - Bild der Zelle mit Zellorganellen (Tier und Pflanzenzelle) Aufbau und Funktion des Elektronenmikroskops (TEM, REM). Vergleich mit LM ZO, SF, E Unterschiede zwischen Eucyte und Procyte, Abgrenzung von Zellen gegen Viren Bau der Membran, Aufgaben der Membranbestandteile, Fluid-Mosaik-Modell der Biomembran ZO, SF, SM Prinzip der Osmose mithilfe von Experimenten erläutern SF, Reg, W Diffusion, erleichterte Diffusion, primärer und sekundärer aktiver Transport und ihre jeweilige Bedeutung ZO, SF, SM Fließgleichgewicht 7 Anknüpfend an Klasse 9/10 mikroskopieren von Zellen mit dem Schwerpunkt Erkennen und Zeichnen von Strukturen (Wissenschaftliches Zeichnen) Wiederholung und Vertiefung von Klasse 10

8 Moleküle des Lebens und Grundlagen der Vererbung 8

9 Die Schülerinnen und Schüler können beschreiben, dass das Leben auf Strukturen und Vorgängen auf der Ebene der Makromoleküle beruht; Proteine, SM, IK die Bedeutung der Proteine als Struktur- und Funktionsmoleküle des Lebens erläutern; das Funktionsprinzip eines Enzyms und eines Rezeptors über Schlüssel-Schloss-Mechanismen erläutern; an einem konkreten Beispiel den Prozess der enzymatischen Katalyse beschreiben und die Vorgänge am aktiven Zentrum modellhaft darstellen; den Zusammenhang zwischen Molekülstruktur und spezifischer Funktion erläutern; Experimente zur Abhängigkeit der Enzymaktivität von verschiedenen Faktoren durchführen und auswerten. Funktion der Proteine im Überblick, molekularer Bau von Proteinen, Bedeutung der räumlichen Struktur SM, SF, V Experimente zur Abhängigkeit der Enzymaktivität von verschiedenen Faktoren durchführen und auswerten. Schülerpraktikum Mechanismen zur Regulation der Enzymaktivität an konkreten Beispielen beschreiben und erklären; ein Experiment zur Isolation von DNA durchführen; 9 Chromosomen (Wiederholung

10 2. Aufnahme, Weitergabe und Verarbeitung von Informationen 10

11 Die Schülerinnen und Schüler können Nervenzellen präparieren und den Bau einer Nervenzelle erläutern; die Mechanismen der elektrischen und stofflichen Informationsübertragung und die daran beteiligten Membranvorgänge am Beispiel der Nervenzellen beschreiben (Ruhepotenzial, Aktionspotenzial, Synapse); die Verrechnung erregender und hemmender Signale als Prinzip der Verarbeitung von Informationen im Zentralnervensystem beschreiben; Reiz-Reaktions-Schema Präparation von Schweinerückenmark ZO, SF Ruhepotenzial Aktionspotenzial Weiterleitung Synapse (Bau, Funktionsprinzip erregender und hemmender Synapsen, IPSP, EPSP) ZO, SF, SM, IK Räumliche und zeitliche Summation Codierung Anknüpfend an Klasse 9/10 Sinne Wirkung von Synapsengiften bzw. pharmakologischen Wirkstoffen die elektrochemischen und molekularbiologischen Vorgänge bei der Reizaufnahme an einer Sinneszelle und der Transformation in elektrische Impulse an einem selbst gewählten Beispiel erläutern; Bau und Funktion des Auges und der Netzhaut Lichtsinneszelle, Bau und Funktion ZO, SM, IK, W Präparation Schweineauge Experimente zur Sinneswahrnehmung die übergeordnete Funktion des Gehirns erläutern; die Notwendigkeit der Regulation des Zusammenspiels der Allgemeiner Überblick über verschiedene Hirnbereiche und ihre zentralen Aufgaben IK, W 11

12 3. Evolution und Ökosysteme 12

13 Die Schülerinnen und Schüler können ein schulnahes Ökosystem während einer Exkursion erkunden und die in einem Lebensraum konkret erlebte Vielfalt systematisch ordnen; an ausgewählten Gruppen des Tier- und Pflanzenreiches systematische Ordnungskriterien ableiten und die Nomenklatur anwenden; durch morphologisch-anatomische Betrachtungen Abwandlungen im Grundbauplan rezenter und fossiler Organismen beschreiben und systematisch auswerten; Molekularbiologische Verfahren zur Klärung von Verwandtschaftsbeziehungen beschreiben und erklären; die biologische Evolution, die Entstehung der Vielfalt und Variabilität auf der Erde auf Molekül-, Organismen- und Populationsebene erklären; die Bedeutung der sexuellen Fortpflanzung für die Evolution erläutern; die historischen Evolutionstheorien von Lamarck und Darwin als ihrer Zeit gemäße Theorien interpretieren und sie Datenerhebung, Anfertigen einer Artenliste eines Lebensraumes, z. B. Gewässer, Bestimmung der Arten mit einem wissenschaftlichen dichotomen Bestimmungsschlüssel V, A, SF, W Merkmale einer Pflanzenfamilie durch vergleichende Betrachtung erarbeiten z. B. Lippenblütler, Kreuzblütler bzw. bei Tieren V, A, SF z. B. Atmungsorgane der Wirbeltiere oder Wirbeltierextremitäten V, A, W DNA-Sequenzierung SM Grundlagen der biologischen Evolution: Evolutionsfaktoren: Mutation Rekombination Selektion 13 z. B. Bach

14 14

15 4. Angewandte Biologie 15

16 Die Schülerinnen und Schüler können die experimentellen Verfahrensschritte (Isolierung, Vervielfältigung und Transfer eines Gens, Selektion von transgenen Zellen) der genetischen Manipulation von Lebewesen an einem konkreten Beispiel beschreiben und erklären; molekularbiologische Experimente durchführen und auswerten; das Prinzip der Gendiagnostik an einem Beispiel erläutern; geschlechtliche und ungeschlechtliche Fortpflanzung gegeneinander abgrenzen; Verfahren der Reproduktionsbiologie (Klonen, In-vitro- Fertilisation, Gentherapie) beschreiben und erklären; embryonale und differenzierte Zellen vergleichen und die Bedeutung der Verwendung von embryonalen und adulten Stammzellen erläutern; die Bedeutung gentechnologischer Methoden in der Grundlagenforschung, in der Medizin und in der Landwirtschaft erläutern. Methoden der Gentechnik Praktikum Bedeutung von Mitose und Meiose, Vor- und Nachteile von geschlechtlicher und ungeschlechtlicher Fortpflanzung V, W, A, R Klonen, somatische Gentherapie und Keimbahntherapie, ethische Fragen R Eigenschaften adulter und embryonaler Stammzellen, Abgrenzung der Begriffe Omnipotenz - Pluripotenz Bedeutung der Stammzellforschung, rechtliche Bestimmungen Grüne, rote, weiße Gentechnik Bewertung der naturwissenschaftlichen, ethischen, medizinischen, sozialen und wirtschaftlichen 16 molekularbiologische Techniken Bewertung der ethischen, sozialen und, wissenschaftlichen Aspekte Mitose und Meiose Klasse 9/10 bzw. K1 Diskussion ethischer und gesellschaftlicher Fragen, Dilemmadiskussion Klassische Züchtungsmethoden

17 Die grundlegenden biologischen Prinzipien werden im Curriculum wie folgt abgekürzt: Struktur und Funktion (SF) Zelluläre Organisation (ZO) Spezifische Molekülinteraktion (SM) Energieumwandlung (E ) Regulation (Rg) Information und Kommunikation (IK) Reproduktion (R) Variabilität (V) Angepasstheit (A) Wechselwirkung (W) 17