Gymnasium Gerresheim/ Richtlinien Biologie SII

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1 Genetische und entwicklungsbiologische Grundlagen von Lebensprozessen (I. Halbjahr) Fachmethoden/ Allgemeine Kompetenzen Fachspezifische Kompetenzen Molekulare Grundlagen der Vererbung und Entwicklungssteuerung DNA als Träger der Erbinformation Stoffwechselerkrankungen z.b. Replikation Phenylketonurie Proteinbiosynthese bei Pro und Fehldifferenzierungen und ihre Eukaryonten, Genetischer Code Auswirkungen (Krebs) Mutagene, Mutationen Genetischer Fingerabdruck Regulation der Genaktivität, Entwicklungssteuerung, Operonmodell bei Prokaryoten (Eukaryoten nur LK) Isolierung von DNA aus pflanzlichem Gewebe (LK) PCR Elektrophorese (fakultativ experimentell im LK) Sequenzierung (Human Genom Projekt) Erstellung und Umgang mit Schemata und Modellen, wissenschaftliche Erkenntnisgewinnung Angewandte Genetik Werkzeuge und Verfahrensschritte der Gentechnik Darstellung kontroverser Positionen der Gentechnologie Ethik Somatische Gentherapie Keimbahntherapie, Gentechnik in der Tier und Pflanzenzucht und bei der Lebensmittelherstellung PCR Methode DNA FIngerprinting Nur LK: Bakteriengenetik Problematisierung von Diagnostik und ethischen Aspekten Aspekte der Cytogenetik mit humanbiologischem Bezug Chromosomen Down Syndrom Meiose, crossing over, Humangenetische Beratung Rekombination Pränatale Diagnostik und deren Stammbaumanalyse, Erbgänge ethische Aspekte Karyogramme, Genkartierung Auswertung von Karyogrammen Stammbaumanalyse Problematisierung von Diagnostik und ethischen Aspekten 1

2 Fortpflanzung und Keimesentwicklung Musterbildung und Gewebedifferenzierung als Prinzip der Ontogenese Schwangerschaft, Einfluss von Drogen und Medikamenten Embryonenschutzgesetz Reproduktionsmechanismen Beobachtung von Entwicklungsabläufen Filmanalyse Auswertung von mikroskopischen Bildern 2

3 Ökologische Verflechtung und nachhaltige Nutzung (II. Halbjahr) Beschluss der Fachkonferenz Biologie: aquatisches Ökosystem Fachmethoden/ Allgemeine Kompetenzen Fachspezifische Kompetenzen Ökologische Verflechtung und nachhaltige Nutzung Erfassen ausgewählter abiotischer See und Fluss Faktoren und Organismengruppen, Biologische und chemische einfache Beziehungen zwischen Bestimmung der Gewässergüte, Organismengruppen und abiotischen Selbstreinigung, Habitat faktoren, Zonierung, Eutrophie und Oligotrophie Toleranzbereich, physiologisches und ökologische Optimum, ökologische Nische (Verfügbarkeit und Nutzen von Ressourcen, Stellenäquivalenz) Messen und Darstellen von abiotischen Faktoren an verschiedenen Standorten, Bestimmung und quantitative Erfassung von Organismengruppen Zusammenfassende Auswertung und Fehlerabschätzung, Vergleich von Daten und Ergebnissen von wissenschaftlichen Untersuchungen, Gewässeruntersuchung (z.b. Pillebach, Unterbacher See) Bestimmen und quantitatives Erfassen von Organismengruppen (nur LK) Wechselbeziehungen, Populationsdynamik Intra und interspezifische Sozialer Stress Beziehungen bei Populationen Faunen und Floraverfremdung (z.b. Räuber Beute Beziehung, Massenvermehrung Parasitismus, Symbiose, Mimese, Methoden der Mimikry) Schädlingsbekämpfung Ableitung von ökologischen Regeln aus Untersuchungsdaten/ Fachliteratur Internetrecherche Auswertung von Modellversuchen Statistische Auswertung von Daten, Ableitung ökologischer Regeln (z.b. Lotka Volterra) 3

4 Veränderung und Regulation der Populationsdichte Verflechtungen in Lebensgemeinschaften Biomasseproduktion, Trophieebenen, Stoffkreislauf in Natur und Umwelt, Energiefluss nachwachsende Rohstoffe Biogeochemischer Kreislauf des Stickstoffs Dynamik und Stabilität von Ökosystemen Nachhaltige Nutzung und Erhaltung von Ökosystemen Umwelt und Naturschutz vor Ort an Differenzierte einem Beispiel; Schädlingsbekämpfung, biologischer Renaturierung von Fließgewässern Pflanzenschutz, integrierter und (z.b. Pillebach, Unterbacher See alternativer Landbau Problematik eines Naherholungsgebietes zur Populationsdynamik Erstellen von Bilanzen Einschätzen von Prognosen und Bilanzen, Kooperation mit Fachverwaltungen, politischen Entscheidungsgremien, Naturschutzverbänden (LK), Auswertung von Daten Vermittlung ökologischer Kompetenzen im Zusammenhang mit dem Aufzeigen von Konflikten und dem Abwägen von Lösungsstrategien in Natur und Umweltschutz 4

5 Evolution der Vielfalt des Lebens in Struktur und Verhalten (III. Halbjahr) Fachmethoden/ Allgemeine Kompetenzen Fachspezifische Kompetenzen Evolutionshinweise und Evolutionstheorie rezente, biochemische u. paläontologische Hinweise, Systematik u. phylogenetischer Stammbaum ), Erklärungsmodelle für Evolution morphologische, anatomische, physiologische Hinweise, Brückentiere, lebende Fossilien; Theorie Lamarck/ Darwin Homologie der Wirbeltiergliedmaßen, Zusammenhänge innerhalb des Wirbeltierstammbaums, vertiefend: phylogentische Stellung der Primaten, synthetische Evolutionstheorie Vergleich u. Beurteilung der Ergebnisse unterschiedlicher Analysemethoden bei der Erstellung und Analyse von Stammbäumen: DNA Sequenz, As Sequenz von Proteinen, Präzipitintest) Datierungsmethoden u. zeitliche Einordnung von Fossilien, Hypothesenbildung über Verwandtschaftsbeziehungen Ordnen u. vergleichen von biologischer Vielfalt mittels Homologiekriterien Grundlagen evolutiver Veränderungen Genotypische Variabilität von Populationen, Mutation, Rekombination, phänotypische Variationen innerhalb u. zwischen Populationen, Selektion und Anpassungsprozesse Züchtung u. Bedeutung von Pflanzen und Tieren beschreiben, klassifizieren von Phänotypen u. Darstellung ihrer Häufigkeiten, Simulation von Selektionsprozessen Beurteilung von Analysemethoden 5

6 Verhalten, Fitness, Anpassung Kosten Nutzen Prinzip bei Konkurrenz um Ressourcen, Fortpflanzungsstrategien, Partnerwahl, Paarungssysteme Altruismus, Evolution des Sozialverhaltens, Variabilität von Krankheitserregen u. Resistenzen (nur LK) Verhaltensbeobachtung (z.b. Primaten im Zoo, Mäuse, Filmanalyse), z.b. Zoobesuch (nur LK) Erstellen eines Ethogramms Evolution von Signalen, Sozialsysteme, Koevolution Art und Artbildung Separation, Rassenbildung, Isolationsmechanismen, adaptive Radiation Unterarten des Menschen Verständnis für einander Fallanalyse für Evolutionsgeschehen Fallanalyse auf der Basis von Einzelphänomenen und Hypothesen Transspezifische Evolution der Primaten fossile u. rezente Hinweise zur Evolution des Menschen, phylogenetische Stellung der Hominiden kulturelle Evolution Entstehung von Sprache und Kultur Erstellen eines Stammbaums aufgrund von Einzelfunden, vergleichende Beobachtung des Verhaltens zwischen Pongiden u. Menschen Kritische Analyse, z.b. Exkursion Neanderthal Museum 6

7 Steuerungs und Regulationsmechanismen im Organismus (IV. Halbjahr) Wahlbeispiel: Neuronale Informationsverarbeitung, Sinne und Wahrnehmung Fachmethoden/ Allgemeine Kompetenzen Fachspezifische Kompetenzen Molekulare und cytologische Grundlagen Bau und Funktion des Neurons, Erregungsentstehung, Erregungsleitung, molekulare Grundlagen von Synapsenvorgängen, synaptische Verschaltung u. Verrechnung (Wirkungsmechanismen von Arzneimitteln u. Drogen) Vergiftungserscheinungen Modellexperimente zum Diffusionspotential, Simulation von neuronalen Vorgängen anhand von Computern u. Modellen) Simulation und Berechnung von Modellen mit Hilfe von Programmen Neuronale Verschaltungen und Sinne Reflexe, motorische Koordination, Bau u. Funktion des Auges Verarbeitung von Sinnesreizen im NS Wahrnehmung, Gedächtnis, Bewusstsein Bau des ZNS Funktion der Gehirnbereiche Wahrnehmung u. Bewusstsein Gedächtnis und Lernen Reflexkontrolle bei Neugeborenen und Kleinkindern Automatismen, optische Täuschung, Schlaf u. Traum, Wirkung von Drogen, Sprachausfall Selbstversuche, Morphologische u. histologische Untersuchungen physiologische Experimente zum Auge Selbstversuche zum Lernverhalten Lernstrategien: Lernen lernen, Kontext Wissen und Transfer 7