Vorschlag A Vorschlag B Vorschlag D Natura 9/10 Niedersachsen 1 Immunbiologie

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1 1 Immunbiologie Infektionskrankheiten Schwerpunkte: Der naturwissenschaftliche Erkenntnisweg und Immunbiologie (ca. 14 Stunden) Fallbeispiel Kindbettfieber Untersuchungen von Semmelweis Aufbau von Bakterien Vergleich pro- und eukaryotische Zelle; Vermehrung von Bakterien unter Einfluss der Temperatur; Mikroskopie von Mikroorganismen (z.b. Joghurtbakterien) Unspezifische Immunantwort und spezifische Immunantwort Funktionsstellen der verschiedenen Gewebetypen: Zellen des Immunsystems; Fieber: Temperaturabhängigkeit von Stoffwechselprozessen; Antigen-Antikörper-Reaktion unter besonderer Berücksichtigung des Schlüssel- Schloss-Prinzips; Verknüpfung der unspezifischen und sepzifischen Immunabwehr Impfung Versuche von Jenner: Entdeckung der Impfung; Gewinnung von Impfstoffen; Gegenüberstellung der aktiven und passiven Immunisierung; Bewertung: Impfmüdigkeit Viren (Grippe, HIV) Schwerpunkte: Immunbiologie, Virenevolution (ca Stunden) Grippevirus als Erreger Zellen als Grundeinheiten in Abgrenzung zu Viren; Bau eines DNA-Virus; Vermehrungszyklus (Anknüpfung Proteinbiosynthese); Vermehrung der Grippeviren; Wirkung der Neuroamidasen s- und r-form bei Pneumokokken (Teilaspekt von: Wissenschaftsgeschichte am Beispiel der Bakteriengenetik) Exkurs: Bakterien als Krankheitserreger; Unterschiede zwischen prokaryotischen und eukaryotischen Zellen; Mikroskopie von Bakterien (Joghurt- Bakterien) Exkurs: Immunantwort des Körpers Infektion mit Viren; Schwerpunkt spezifische Antigen-Antikörper-Reaktion (Schlüssel- Schloss-Prinzip); Zusammenspiel verschiedener Organe im Gesamtsystem (Immunreaktion); Fieber: Ursache und Funktion, Auswirkungen auf Stoffwechselprozesse Evolution der Grippeviren I Immunisierung: neue Virenvarianten Heliobacter Leben im Säuresee des Magens Schwerpunkte: prokaryotische Zellen als Krankheitserreger als Symbionten, experimentelle Vertiefung Enzyme, Reflexion ü- ber den Krankheitsbegriff (ca Stunden) Phänomen Magengeschwür Alte Theorien: Psychosomatik, Übersäuerung? Neue Theorie: Heliobacter-Infektion: Ernährung von Magenwandzellen; Magengeschwüre als Abwehrreaktion Heliobacter als Lebewesen Prokaryotische Zellen Bakterien Referate: Bakterien als Bewohner des Menschen (E. coli, Vitaminproduktion); Verbreitung von Bakterien 1.1 Mikroorganismen Semmelweis und das Kindbettfieber 20 Kampf gegen winzige Feinde 21 Bakterien sind besondere Einzeller 22 Pro- und Eukaryoten im Vergleich 23 Bakterien können problematisch sein 24 Vermehrung der Bakterien 26 Bakterienwachstum stoppen 27 Praktikum: Mikrobiologische Versuche 28 Mikroorganismen verändern die Lebensmittel 30 Praktikum: Mikroorganismen in der Lebensmittelproduktion Infektionskrankheiten Infektionskrankheiten 34 Material: Krankheiten beeinflussen die Welt 36 Der Körper wehrt sich 38 Aktive und passive Immunisierung 40 Grippe eine Viruserkrankung 42 Zecken übertragen Erreger 44 Lexikon: Virusinfektionen 45 Material: Meilensteine der Medizin 46 HIV Angriff auf das Immunsystem (Teilaspekt von: Sexualität des Menschen) HIV-Eine unheilbare Krankheit HIV-Virus Schwerpunkt: Verbreitungswege und Schutzmöglichkeiten; Angriff auf Zellen des Immunsystems führen zur immunschwäche; Spezifischer Befall von Zellen durch den HIV-Virus durch spezifische Rezeptoren auf der Zellmembran HIV-Angriff auf das Immunsystem Bewertung: Umgang mit Infizierten; Schutzmöglichkeiten; erweiterung auf Hepatitis, Impfung möglich 1.3 Versagen des Immunsystems Fehlfunktion des Immunsystems Allergien 48 AIDS ein Virus überlistet das Immunsystem 50 Übungen: Immunbiologie 52 1

2 2 Sexualität des Menschen Sexualität des Menschen Schwerpunkte: Sexualerziehung (Partnerschaft und Verantwortung HIV, Empfängnisverhütung), Regelung durch Hormone (ca. 15 Stunden) Sexualhormone steuern die Entwicklung Pubertät: Veränderung der primären und sekundären Geschlechtsmerkmale; Hormone als Botenstoffe; Geschlechtsverkehr Menstruationszyklus Regelungsvorgang des Menstruationszyklus sowie negative Rückkopplung als Voraussetzung für Regulation Schwangerschaft Die Entwicklung von Embryo und Fetus; Versorgungsvorgänge über die Plazenta (Prinzip der Oberflächenvergrößerung); hormonelle Steuerung der Schwangerschaft Kinder Schwerpunkte: Sexualerziehung, Schwangerschaft, Regelung durch Hormone (ca Stunden) Die kinderlose Gesellschaft Kinderwunsch und die Angst vor unerwünschter Schwangerschaft; Liebe und Sexualität als komplexe Verhaltensmuster; Bedeutung der Sexualität unter subjektivindividuellen und biologischen Aspekten Voraussetzung für Schwangerschaft Hormone steuern den Menstruationszyklus; Regelungsvorgang des Menstruationszyklus sowie negative Rückkopplung als Voraussetzung für Regulation Ablauf der Schwangerschaft Hormonelle Veränderungen und ihre Bedeutung; hormonelle Steuerung der Schwangerschaft Versorgungsvorgänge über die Plazenta (Prinzip d. Oberflächenvergrößerung); Individualentwicklung des Menschen: individuelle Anpassung v. Organen an unterschiedliche Lebensbedingungen (während der Schwangerschaft im mütterlichen Organismus) Sexualität des Menschen Thema: Bodybuilding und Doping Missbrauch von Anabolika (hormonähnliche Wirkung) (ca. 15 Stunden) Sexualität und Partnerschaft Bedeutung von Sexualität für den Menschen; Liebe und Sexualität als komplexe Verhaltensmuster Sexualhormone I Manipulation des Menstruationszyklus bei Sportlerinnen: hormonelle Regelung: negative Rückkopplung als Voraussetzung für Regulation; Hormone als Botenstoffe; Produktionsort und Wirkung Rekombination bei sexueller Fortpflanzung I (Teilaspekt von: Genetik: Machen Gene den Menschen?) Befruchtung: genetisch bedingte Variabilität Sexualhormone II Schwangerschaft: Gefährdung durch Virenerkrankungen, Alkohol, Nikotin und Medikamente (Embryopathien: Durchlässigkeit der Plazentaschranke (Prinzip der Oberflächenvergrößerung); Ablauf der Schwangerschaft (Versorgung des Fetus; insbesondere Plazenta), hormonelle Steuerung 2.1 Biologische Grundlagen menschlicher Sexualität Willst du mit mir gehen? 56 Pubertät Zeit der Veränderungen 57 Material: Pubertät 58 Die Geschlechtsorgane des Mannes 60 Die Spermien 61 Die Geschlechtsorgane der Frau 62 Eizellen und Befruchtung 63 Der weibliche Zyklus Die Entwicklung des Menschen Die Entwicklung von Embryo und Fetus 66 Material: Schwangerschaftsabbruch 68 Schwangerschaft und Geburt 70 Die Lebensabschnitte 71 Empfängnisverhütungsmittel, Bewertungsaspekt Partnerschaft und Verantwortung: Liebe und Sexualität; Verhütungsmittel: Funktionsweise Ovaluationshemmer (Rolle der Hormone); Schwangerschaftsabbruch HIV- Angriff auf das Immunsystem Schwerpunkt: Bewertung; Umgang mit Infizierten Empfängnisverhütung, Bewertungsaspekt Funktionsweise Ovaluationshemmer (Rolle der Hormone); Partnerschaftliche Verantwortung bei der Empfängnisverhütung; andere Verhütungsmethoden HIV-Virus (Teilaspekt von: Viren (Grippe, HIV) Schutzmöglichkeiten Sexualhormone III Bodybuilding und Doping: Missbrauch von Annabolika (hormonähnliche Wirkung) Empfängnisverhütungsmittel; Bewertungsaspekt Partnerschaft und Verantwortung; Bedeutung von Sexualität für den Menschen; Liebe und Sexualität als komplexe Verhaltensmuster; Ovaluationshemmer Funktionsweise; Schwangerschaftsabbruch 2.3 Zur Sexualität des Menschen Jung und schwanger 72 Lexikon: Empfängnisverhütung 73 Impulse: Sexualität 74 Hormone und Sport: Doping 76 Lexikon: Glossar zur Sexualität 78 Übungen: Sexualität des Menschen 80 2

3 Genetik Genetik Genetik 3 Genetik Schwerpunkte: Kernforschung : Vom Kern über das Chromosom zur DNA: Bedeutung des Zellkerns, Chromosomen und Erbmaterial (ca Stunden) Realisierung der Erbinformation: Vom Gen zum Merkmal (8 Stunden) Bedeutung des Zellkerns Acetabularia-Experimente Krallenfrosch-Experimente: Alle Zellen haben die gleichen Informationen; Einschränkungen nach Differenzierung; Klonen als Kerntransfer Schwerpunkte: Individualentwicklung: Chromosomen (Mitose, Meiose), Klonen und Stammzellen (ca Stunden) Wissenschaftsgeschichte am Beispiel der Bakteriengenetik: Biologische Arbeitsmethoden, DNA (ca. 7-8 Stunden) Schwerpunkte: Machen Gene den Menschen? Einführung Kerntransfer, Chromosomen, DNA und Replikation, Klonen (ca. 15 Stunden) Eineiige Zwillinge (Machen Gene den Menschen?) Wie kommt Ähnlichkeit, wie kommen Unterschiede zustande? Krallenfrosch-Kerntransfer- Experiment; Zellkern als Informationszentrum 3.1 Genetik Die Rolle des Zellkerns 84 Zellkern und vielzellige Lebewesen 85 Mitose Erklärung der Erbgleichheit der Zellen; Mikrokopie; Einführung des Chromosomenbegriffs; Karyogramme; haploide und diploide Chromosomensätze Meiose Geschlechterverteilung beim Menschen; Grundprinzipien der Rekombination der Erbinformation: Erklärung der Vielfalt durch Reduktion und Neukombination Grundlage für die Entstehung von zweieiigen Zwillingen; biologische Bedeutung der Meiose Manchmal werden es zwei wie entstehen Zwillinge? Eineiige und zweieiige Zwillinge Erbgleichheit nach Teilung (I) Ausgehend von Erbgleichheit bei eineiigen Zwillingen kann auf die Informationsgleichheit der Zellen im 2-Zellstadium geschlossen werden; Erweiterung auf jede Zellteilung über Klonexperimente (Krallenfrosch, Schaf) Erbgleichheit nach Teilung (II) Zygote: Erbgleichheit nach jeder Zellteilung: Mitosestadien (Mikroskopie); Bedeutung der Zellverdopplung für das Wachstum von Organismen; Chromosomen als Träger d. Erbgutes Zelldifferenzierung Gleiche Eltern- unterschiedliche Kinder Vergleich: Ablauf und biologische Bedeutung von Mitose und Meiose Zellverdopplung (Machen Gene den Menschen?) Mitose: Chromosomenverdopplung und Verteilung: genetisch gleiche Zellen; Chromosomen als Informationsträger bei Abtrennung genetisch gleiche Individuen: vegetative Vermehrung (Zwillinge, Pflanzenstecklinge, eineiige Mehrlinge); Bedeutung Zellverdopplung für das Wachstum Rekombination bei sexueller Fortpflanzung II Reduktionsteilung; Reduktion und Neukombination der Chromosomen bei der Meiose Identische Replikation identische Menschen? (Machen Gene den Menschen?) Nachkommen einer Birkenspannerpopulation Information über Häufigkeitsanzahlen hell/dunkel bei verschiedenen Paaren; Anwendung Chromosomen und DNA, Diploidie und Rekombination; Ermittlung Genotypen, Symbole 3.2 Zelluläre und molekulare Grundlagen der Vererbung Zellteilung und Chromosomen 86 An den Chromosomen erkennt man das Geschlecht 88 Praktikum: Mitose 89 Meiose 90 Gene und Umwelt beeinflussen unser Leben 92 Zwillingsforschung 93 Leben mit Behinderung 94 Merkmal und Vererbung 96 Material: Merkmal und Vererbung 97 Johann Gregor Mendel entdeckt die Vererbungsregeln 98 Das Kreuzungsschema ein Modell erklärt die Versuche 100 Versuche Die Rückkreuzung Die Mendels Rückkreuzung dritte Regel 101 zur Vererbung 102 Mendels Material: dritte Züchtung Regel bei zur Tier Vererbung und 102 Material: Pflanze 104 Züchtung bei Tier und Pflanze 104 3

4 Entstehung von Albinismus I Albinoeltern haben Albinokinder, Albinismus ist erblich; Gene tragen Informationen zur Herstellung von Genprodukten, Zusammenhang Genotyp-Phänotyp (Bsp.: Hautpigmentierung); Dominanz und Rezessivität; Familienstammbaumanalyse in Hinblick auf die Untersuchung von Erbgängen (Albinismus); Folgen der Diploidie; Bewertung: Umgang mit Behinderung; genetische Beratung Additive Polygenie - Hautfarbe (Teilaspekt von: Variabilität: Ursache und Folgen) Variabilität durch Rekombination und Mutation; Gene und Umwelt beeinflussen den Phänotyp Vererbungsmodus der PKU Heterozygotie als Folge von Diploidie (Phenylalanin-Belastungstest); reduzierte Produktion von Genprodukten (Enzymen); Variabilität durch Rekombination und Mutation; Überspringen von Merkmalen in der Generationsfolge durch Diploidie; Dominanz; Rezessivität und Rekombination; Pränatale Diagnostik Schwangerschaftsabbruch bei medizinischer Indikation PKU - Rekombination als Unterschiedlichkeit von Geschwistern Grundsprinzipien der Rekombination; einfache Stammbaumanalyse, Bezug zur Meiose PKU- Wie wirken Gene? Realisierung der genetischen Information, Erweiterung Enzyme, Proteinbiosynthese (ca Stunden) PKU Zwillingsforschung als Beleg für Erblichkeit (Konkordanz) Phänotypische Ausprägung der Sichelzellanämie I Kranke Homozygote, gesunde Heterozygote; Folgen der Diploidie (Möglichkeit der Rekombination und der Möglichkeit des Überspringens von Merkmalen in der Generationsfolge; Erbgangsdiagramme Sichelzellen Folgen einer Mutation: Erweiterung des Verständnisses für Genetik (Wirkungen der Heterozygotie; Kritik der Klassifizierung in Dominanz und Rezessivität, Proteinbiosynthese; Erweiterung Selektionstheorie (ca Stunden) 3.3 Vererbung beim Menschen Methoden der Humangenetik 106 Familienstammbäume lassen Erbgänge erkennen 107 Der Erbgang der Bluterkrankheit 108 Vererbung der Blutgruppen 109 Lexikon: Genetisch bedingte Krankheiten beim Menschen 110 Genetische Beratung 111 Bau der DNA Aufbau der DNA; Modellhafte Darstellung der DNA-Bausteine; Chargaff-Experimente Replikation der DNA und Zellzyklus Spezifität der Basenpaarung; semikonservative Replikation Albinismus Enzyme Struktur der Proteine; Physiologische Ursachen des Albinismus; Enzyme als substratund wirkungsspezifische Biokatalysatoren von Auf- und Abbauprozessen (Melaninbildung); Schlüssel-Schloss-Prinzip Griffith/Avery (Bakteriengenetik) Transformation, Was ist die stoffliche Natur der Gene? Bau der DNA (Bakteriengenetik) Modellhafte Darstellung der DNA-Bausteine; experimentelle DNA-Isolierung Erbgleichheit nach Teilung III / Rückbezug PKU: Mutationen I Erbgleichheit wird über semikonservative Replikation der DNA erklärt; Veränderung von Zellen übertragt sich auf andere Zellen: Identische Replikation der DNA PKU als Enzymmangelkrankheit Krankheitsbild und physiologischer Hintergrund; Gene sind für die Bildung von Enzymen verantwortlich; Gene als DNA-Abschnitte, die Informationen zur Herstellung von Genprodukten enthalten; Zusammenhang Gene und Ausprägung Phänotyp; Umweltbedingungen und Gene wirken bei Ausprägung des Phäno- DNA als stoffliche Grundlage der Gene (Machen Gene den Menschen?) Doppelhelix und Basenpaarung; Schlüssel- Schloss-Prinzip Replikation (Machen Gene den Menschen?) Erwähnung der Replikationsenzyme; Klonierung der DNA und der von ihr geformten Gene (Molekülteile); Bedeutung Zellverdopplung für das Wachstum; Erbgleichheit der Körperzellen eines Vielzellers u.a. über semikonservative Replikation Zusammenhang Gene-Merkmal am Bsp. Birkenspanner Wie unterscheiden sich beide Birkenspannerformen genetisch? Enzyme als Genprodukte; Enzyme als substrat- und wirkungsspezifische Biokatalysatoren von Auf- und Abbauprozessen 3.4 Molekulargenetik Träger der Erbinformation experimentelle Beweise 112 Praktikum: Experimente mit DNA 113 DNA der Stoff aus dem die Gene sind 114 DNA-Verdopplung aber wie? 116 Identische Replikation der DNA aus eins mach zwei Vom Gen zum Merkmal Proteine verursachen genetisch bedingte Merkmale 120 Proteinaufbau und -abbau 121 Struktur der Proteine 122 Enzyme als Biokatalysatoren 124 Praktikum: Enzyme 125 Temperatureinfluss bei Enzymreaktionen 126 4

5 Proteinbiosynthese (Albinismus) Umsetzung DNA-Sequenz in eine Aminosäuresequenz; Transkription; der genetische Code; Translation Entstehung von Albinismus II (Teilaspekt von: Variabilität: Ursache und Folgen) Mutation bei Menschen; Auswirkungen von Mutationen auf den Phänotyp typs zusammen (Ernährung Diät und Krankheitsausprägung); Proteinbau der Enzyme; Enzyme als substrat- und wirkungsspezifische Biokatalysatoren von Auf- und Abbauprozessen; Schlüssel-Schloss-Prinzip; biologische Bedeutung von Verdauung als Prozess, bei dem Nährstoffe zu resorbierenden Stoffen abgebaut werden (Verdauung Proteine: Phenylalanin, Tyrosin) Proteinbiosynthese (PKU) Synthese des Kapsel-Polysaccharids durch Enzyme, Enzymangel führt zu fehlen der Kapsel; Umsetzung DNA-Sequenz in eine Aminosäuresequenz; Transkription und Translation, Schlüssel-Schloss-Prinzip Weg DNA-RNA-Protein am Bsp. Sichelzellanämie Wie entstanden dunkle Birkenspanner? Krankheitsbild Sichelzellanämie Ursache Sichelzellanämie Phänotypische Ausprägung der Sichelzellanämie II Wie überlebt Heliobacter im Säuresee? Experimente zu Enzymen Mutationen 126 beim Menschen Wirkungen, Mutationen Diagnose, beim Therapie Menschen 128 Wirkungen, genetische Diagnose, Therapie Code Vom Der genetische Gen zum Merkmal Code DNA-Schäden Vom Gen zum und Merkmal ihre Folgen Der DNA-Schäden und ihre Folgen 134 Klonen Grundprinzipien des technischen Klonens: Kerntransfer Stammzellen-therapeutisches Klonen Technisches Klonen als Kerntransfer; adulte und embryonale Stammzellen Ethische Aspekte: Embryonenschutz vs. therapeutische Hilfe durch Organproduktion Reproduktives Klonen Vergleich Zwillinge und Klone, Bewertung: Dilemma von Machbarkeit und Wünschenswertem Reproduktives Klonen (Machen Gene den Menschen?) Ethische Probleme: genetische Identität, Klonen und Erwartung an geklonten Menschen; Motive zum Klonen 3.6 Anwendung der Molekulargenetik Gentechnik was ist das? 136 Grüne Gentechnik 138 Gene lassen sich an- und abschalten 140 Genetischer Fingerabdruck 142 Therapeutisches Klonen 144 Biomedizin und Reproduktionsmedizin 145 Material: Ethische Aspekte der Biomedizin 146 Übungen: Genetik 148 5

6 4 Variabilität als Grundlage für Evolution Variabilität: Ursachen und Folgen Schwerpunkte: Grundlagen für die Evolutionstheorie (ca Stunden) Evolution der Hautfarbe Hell und Dunkel ergibt verschiedene Färbungen; Einfluss der Umweltbedingungen auf die Hautfarbe; Evolutionsprozesse als Zusammenspiel von Mutation Rekombination und Selektion Albinos sind selten Folsäuremangel, Hautkrebs Evolution der Grippeviren II (Teilaspekt von: Viren (Grippe, HIV)) Variabilität durch Mutation und Rekombination; Anpassung in Populationen an die Lebensbedingungen durch Selektionsprozesse; Zusammenspiel der Evolutionsfaktoren; Antigenbestimmende Gene mutieren und sind dadurch selektiv im Vorteil; Aspekte der Koevolution; Erweiterung auf Spanische Grippe, Vogelgrippe Zivilisationskrankheit Nr.1. Diabetes II Schwerpunkt: Regelung durch Hormone unter Evolutionsaspekten (ca Stunden) Diabetes mellitus Krankheitssymptome Hormonwirkung des Insulins (Schlüssel-Schloss-Prinzip) Diabetes Typ II Eine genetische Krankheit? Gene und Lebensweise 4.1 Merkmale und ihre Verbreitung Variation und Nachkommenanzahl 152 Der Fall Birkenspanner 154 Evolution der Hautfarbe Krankheiten und Evolution Malaria und Sichelzellanämie 158 Diabetes 160 Evolution der Grippeviren 161 Mögliche Erweiterung: Naturgeschichte des Menschen, Die Wanderung nach Europa Nachteil dunkelhäutige Menschen in Europa: Vitamin D-Mangel, Rachitis Der Fall Birkenspanner: Vererbung, Zusammenhang Gene, Merkmale, Mutation und Selektion (ca Stunden) Warum verändern sich die Häufigkeiten der hellen und dunklen Birkenspanner? Heterozygotenvorteil bei der Sichelzellanämie bei Malaria Heliobacter und Speiseröhrenkrebs 6

7 5 Erdgeschichte Erdgeschichte Veränderungen der Atmosphäre Schwerpunkte: Naturgeschichtliche Aspekte der Atmung und Fotosynthese, nachhaltige Entwicklung (10 Stunden) Naturgeschichte des Sauerstoffs/ Entstehung der Atmosphäre: Prozesse der Fotosynthese unter Bildung von Sauerstoff; Grundlagen für aerobe Lebewesen; Funktion der Zellatmung; Zusammenhang physiologische Prozesse, ökologische Beziehungen und Erdgeschichte; Sauerstoff- und Kohlenstoffdioxidproduktion: Rolle Produzenten, Konsumenten, Destruenten; Energie- und Stoffflüsse in der Biosphäre Die Zukunft des Lebens auf der Erde Sauerstoff, fossile Brennstoffe und Erdgeschichte Schwerpunkte: Naturgeschichte; Fotosynthese und Atmung; Nachhaltigkeit (ca Stunden) Naturgeschichte der fossilen Brennstoffe Schwerpunkt: Fotosynthese und Atmung, Auswirkungen auf Biomasse und Atmosphäre; Prozesse der Fotosynthese unter Bildung von Sauerstoff; Funktion der Zellatmung; Kohlenstoffkreislauf: Rolle Produzenten, Konsumenten, Destruenten; Zusammenhang physiologische Prozesse, ökologische Beziehungen und Erdgeschichte; Folgen der Erderwärmung; Illusion ökologisches Gleichgewicht Energie- und Stofflüsse in der Rolle Produzenten, Konsumenten, Destruenten Energie- und Stoffflüsse in der Biosphäre unter besonderer Berücksichtigung der Rückkopplungseffekte; Nahrungsketten unter energetischen Aspekten, Energiepyramide; Veränderungen früher und heute Woher kommt der Sauerstoff? Schwerpunkte: Verknüpfung von physiologischen Prozessen, Ökologie und Evolution (ca Stunden) Urzeit der Erde Einstieg: Atmosphäre ohne Sauerstoff, Bakterien als einzige Lebewesen, phänomenologisch Woher kommt der Sauerstoff der Atmosphäre? Gedankenexperiment: plötzliches Fehlen der Pflanzen Lebensweisen von Bakterien (Teilaspekt von: Heliobacter Leben im Säuresee des Magens) Recycler, Symbionten, Primärproduzenten 5.1 Entstehungsgeschichte der belebten Erde Die Entstehung der heutigen Atmosphäre 164 Grüne Pflanzen heute 166 und vor Jahrmillionen 167 Globaler Kohlenstoffkreislauf 168 Die Entwicklung des Lebens auf der Erde ein Überblick 170 Veränderungen der Atmosphäre heute Treibhauseffekt, Folgen der exzessiven Nutzung fossiler Brennstoffe: Aspekte der Nachhaltigen Entwicklung Auswirkungen des Klimawandels Eingriffe des Menschen, Abschmelzen der Polkappen und die Folgen für die Lebewesen (Eisbär, Kaiserpinguine)q Rückzug des Kabeljaus Rückzug aus südlicher Nordsee vermutlich Folge der Erderwärmung Kohlenstoffdioxid als Treibhausgas Auswirkungen des Eingreifens des Menschens in Ökosysteme: Gefährdung der Ökosysteme durch Klimawandel am Beispiel Meeresfauna; Wechselbeziehungen zwischen Populationen Prinzipien der nachhaltigen Entwicklung Schwerpunkt: Bewertung über rein biologische Aspekte hinaus: Grundlegende Aspekte der nachhaltigen Entwicklung sollen abgeleitet werden (Kohlenstoffkreislauf): Auswirkungen des Eingreifens des Menschen in Ökosysteme Kohle, Erdöl, Erdgas fossile Biomasse Freisetzung von Sauerstoff in der Erdgeschichte durch Nichtabbau von Biomasse, verlauf der Anreicherung des Sauerstoffs in der Atmosphäre (grundlegende Aspekte der nachhaltigen Entwicklung) Wozu brauchen wir Pflanzen? Szenario: Leben auf der Erde ohne Fotosyntheseaktivität wir verhungern bevor wir ersticken, außerdem Zunahme Kohlenstoffdioxid bedeutender als Sauerstoffabnahme: Prozentuale Zunahme relativ groß, da Anteil gering: Treibhauseffekt 5.2 Der Mensch verändert die Umwelt Einfluss des Menschen: Klimawandel 172 Der Treibhauseffekt 173 Tropische Regenwälder und Weltklima 174 Impulse: Schutzschild der Erde 176 Folgen des Klimawandels für die Lebewesen 178 Material: Folgen des Klimawandels 180 Meeresströmungen und Klima 181 Positionen zum Klimawandel 182 Impulse: Nachhaltige Entwicklung 184 Übungen: Erdgeschichte 186 7

8 Weitere Seiten: Arbeitsmethoden in der Biologie Naturwissenschaftlich arbeiten 6 Ein Experiment planen und auswerten 8 Arbeiten mit Mikroorganismen 10 Mit Fachtexten arbeiten 12 Lernen in der Gruppe 14 Bewerten 16 Basiskonzepte Struktur und Funktion 188 Kompartimentierung 190 Steuerung und Regelung 192 Stoff- und Energieumwandlung 194 Information und Kommunikation 196 Reproduktion 198 Variabilität und Angepasstheit 200 Geschichte und Verwandtschaft 202 Die Reihenfolge der Themen ist in den Vorschlägen teilweise verändert, Details wurden an einigen Stellen gekürzt. 8