Jahrgangsstufe EF: Physiologie: Struktur Funktion Wechselwirkungen

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1 Schulinternes Curriculum Biologie NRW für die Sekundarstufe II Die Angaben beruhen auf den Richtlinien und Lehrplänen für die Sekundarstufe II Gymnasium/Gesamtschule in NRW Angaben zur Obligatorik s. Richtlinien und Lehrpläne. Anmerkung: Seit dem Zentralabitur 2007 gelten zusätzlich die Vorgaben für die jeweiligen Jahrgänge des Zentralabiturs. Im Biologieunterricht der gymnasialen Oberstufe sind drei Bereiche zu berücksichtigen: Bereich I umfasst Fachinhalte Bereich II fordert das Lernen im Kontext. Hierbei sollen die biologischen Phänomene und Fragestellungen in interdisziplinäre Zusammenhänge und Praxisbezüge eingebunden werden. Bereich III umfasst den Umgang mit Fachmethoden und die Formen des selbstständigen Arbeitens Jahrgangsstufe EF: Physiologie: Struktur Funktion Wechselwirkungen Zelle Gewebe - Organismen medizinische technische Berufe natürliche Werkstoffe im Vergleich, z.b. Holz, Kork, Horn, Textilfasern lichtmikroskopisches Bild der Zelle, Zellkern, Zellzyklus, Mitosestadien funktionsbezogene Zell- und Gewebedifferenzierung mit ökologischen oder evolutionsbiologischen Bezügen Struktur- und Eigenschaftsbeziehungen von Bau und Inhaltsstoffen der Zelle Bau und Funktion von Biomembranen Diffusion und Osmose Transportvorgänge an Membranen Lichtmikroskop als optisches Instrument Anfertigen, Färben, Zeichnen und Auswerten von mikroskopischen Materialien Untersuchen von Mitosestadien Vergleichende Untersuchung verschiedener Gewebe und Organen mikroskopieren und stellen Präparate in einer Zeichnung dar analysieren Ähnlichkeiten und Unterschiede durch kriteriengeleitetes Vergleichen, unter anderem bzgl. Anatomie und Morphologie von Organismen. beschreiben und erklären mit Zeichnungen, Modellen oder anderen Hilfsmitteln originale Objekte oder Abbildungen verschiedener Komplexitätsstufen. Molekulare Grundlage - Transport Dialyse und Probleme des Patienten Trennung und Nachweis von Biomolekülen Isolierung von Zellbestandteilen (Zentrifugation) Modelle von Membranen und Transportvorgänge beschreiben, veranschaulichen oder erklären biologische Sachverhalte unter Verwendung der Fachsprache und mit Hilfe von geeigneten Modellen führen qualitative und einfache quantitative Experimente und Unter-suchungen durch und

2 Molekularer Bau und Wirkungsweise von Enzymen Abhängigkeit der Enzymaktivität von Umgebungsfaktoren Regulation der Enzymtätigkeit beschreiben und erklären mit Zeichnungen, Modellen oder anderen Hilfsmitteln originale Objekte oder Abbildungen verschiedener Komplexitätsstufen. beurteilen die Anwendbarkeit eines Modells. Biokatalyse Enzyme in Alltagsprodukten Experimente zur Beeinflussung (Waschmittel, Kosmetika) der Enzymwirkung Enzyme in der Modelle Enzymwirkung, - Regulation Biotechnologie oder medizinischen Diagnostik (Herzinfarkt) Wirkungsweise von Arzneimitteln (Diabetes - Insulin ) beschreiben, veranschaulichen oder erklären biologische Sachverhalte unter Verwendung der Fachsprache und mit Hilfe von geeigneten Modellen führen qualitative und einfache quantitative Experimente und Unter-suchungen durch und stellen Hypothesen auf, planen geeignete Untersuchungen und Experimente zur Überprüfung, führen sie unter Beachtung von Sicherheits- und Umweltaspekten durch und werten sie unter Rückbezug auf die Hypothesen aus. veranschaulichen Daten angemessen mit sprachlichen, mathematischen und bildlichen Gestaltungsmitteln Betriebsstoffwechsel Herstellung und kulturelle Experimente zur Dissimilation Bedeutung von Bier und und Gärung am Wein Modellorganismus Hefe Gärprodukte von Bakterien Erstellen von Bilanzen (Sauermilchprodukte, Eigenexperimente zur Silofutter) Abhängigkeit von Atem- und Verwendung von Kreislaufgrößen Mikroorganismen in der (fächerübergreifend mit dem Fach Abwasserreinigung und Sport) Bodensanierung Aerobe und anaerobe anaerober Abbau von Glucose, Gärung Zellatmung Zusammenhang Atmung und Kreislauf und Bewegung Aspekte der Gesundheitsvorsorge führen qualitative und einfache protokollieren diese stellen Hypothesen auf, planen geeignete Untersuchungen und Experimente zur Überprüfung, führen sie unter Beachtung von Sicherheits- und Umweltaspekten durch und werten sie unter Rückbezug auf die Hypothesen aus. veranschaulichen Daten angemessen mit

3 Vorgänge bei der menschlichen Bewegungsbelastungen sprachlichen, mathematischen und bildlichen Gestaltungsmitteln Photosynthesefaktoren Reaktionsorte und Ablauf der Photosynthese Nutzung der Lichtenergie zum Stoffaufbau Bedeutung einzelner Experimente zur Abhängigkeit Kulturpflanzen für der Photosyntheserate von Ernährung und Außenfaktoren mit Elodea Landwirtschaft und Umwelt Untersuchung von gleichen Nutzung von Mais als Pflanzenorganen/-geweben an Hochleistungspflanze verschiedenen Standorten führen qualitative und einfache protokollieren diese stellen Hypothesen auf, planen geeignete Untersuchungen und Experimente zur Überprüfung, führen sie unter Beachtung von Sicherheits- und Umweltaspekten durch und werten sie unter Rückbezug auf die Hypothesen aus. veranschaulichen Daten angemessen mit sprachlichen, mathematischen und bildlichen Gestaltungsmitteln Musterbildung und Gewebedifferenzierung als Prinzip der Ontogenese Fortpflanzungsmedizin Jahrgangsstufe Q1.1: Genetische und entwicklungsbiologische Grundlagen von Lebensprozessen Fortpflanzung und Keimesentwicklung Schwangerschaft Beobachtung von Einwirkung von Drogen und Entwicklungsabläufen Medikamenten auf Entwicklungsvorgänge Problematik der Einflussnahme des Menschen auf Fortpflanzung und Entwicklung Embryonenschutzgesetz tauschen sich über biologische Erkenntnisse und deren gesellschaftsoder alltagsrelevanten Anwendungen unter angemessener Verwendung der Fachsprache und fachtypischer Darstellungen aus beurteilen und bewerten an ausgewählten Beispielen Informationen kritisch auch hinsichtlich ihrer Grenzen und Tragweiten. beurteilen an Beispielen Maßnahmen und Verhaltensweisen zur Erhaltung der eigenen Gesundheit und zur sozialen Verantwortung

4 DNA als Träger der Erbinformationen Replikation Proteinbiosynthese bei Pro- und Eukaryoten, Genetischer Code Mutagene, Mutationen, Genreparatur Regulation der Genaktivität, Entwicklungssteuerung Epigenetik Chromosomen Meiose, Crossing over, Rekombination Stammbaumanalyse, Erbgänge Karyogramm, Genkartierung Molekulare Grundlagen der Vererbung und Entwicklungssteuerung Phenylketonurie, Isolierung von DNA aus Melaninsynthese tierischem und pflanzlichem Sichelzellenanämie Gewebe Fehldifferenzierung und Erstellung und Umgang mit ihre Auswirkungen Schemata und Modellen (Krebs) Aspekte der Cytogenetik mit humanbiologischem Bezug tauschen sich über biologische Erkenntnisse und deren gesellschafts- oder alltagsrelevanten Anwendungen unter angemessener Verwendung der Fachsprache und fachtypischer Darstellungen aus führen qualitative und einfache stellen Hypothesen auf, planen geeignete Untersuchungen und Experimente zur Überprüfung, führen sie unter Beachtung von Sicherheits- und Umweltaspekten durch und werten sie unter Rückbezug auf die Hypothesen aus. Down Syndrom Mikroskopie von Humangenetische Zellteilungsstadien Beratung Pränatale Auswertung von Diagnostik und deren Karyogrammen ethische Aspekte Stannbaumanalyse führen qualitative und einfache beschreiben und beurteilen an ausgewählten Beispielen die Auswirkungen menschlicher Eingriffe in die Umwelt beurteilen an Beispielen Maßnahmen und Verhaltensweisen zur Erhaltung der eigenen Gesundheit und zur sozialen Verantwortung. Angewandte Genetik Methoden der Pflanzen- und Ethische Verantwortung Textanalyse (Fremdsprache) recherchieren in unterschiedlichen

5 Tierzucht Werkzeuge und Verfahrenstechniken der Gentechnik Darstellung kontroverser Positionen zur Gentechnologie Transkriptionsfaktoren bei Fragen der Anwendung von gentechnischen Methoden Einsatz der Gentechnik in der Pflanzen- und Tierzucht sowie der Lebensmittelherstellung genetischer Fingerabdruck Kooperation mit Experten und außerschulischen Lernorten Auswertung und Präsentation von Informationen Quellen (Print- und elektronische Medien) und werten die Daten, Untersuchungsmethoden und Informationen kritisch aus wählen Daten und Informationen aus verschiedenen Quellen, prüfen sie auf Relevanz und Plausibilität und verarbeiten diese adressaten- und situationsgerecht dokumentieren und präsentieren den Verlauf und die Ergebnisse ihrer Arbeit sachgerecht, situationsgerecht und adressatenbezogen, auch unter Nutzung elektronischer Medien, in Form von Texten, Skizzen, Zeichnungen, Tabellen oder Diagrammen Erfassung ausgewählter abiotischer Faktoren und Organismengruppen Einfache Beziehungen zwischen Organismengruppen und abiotischen Habitatfaktoren Toleranzbereich, physiologisches und ökologisches Optimum Ökologische Nische, Nischendifferenzierung Jahrgangsstufe Q1.2: Ökologische Verflechtungen und nachhaltige Nutzung Umweltfaktoren, ökologische Nische Untersuchungen in einem Lebensraum Bewertung von Landschaftsräumen in der Messen und Darstellen von abiotischen Landschaftsplanung Faktoren an verschiedenen Standorten Stadtbiotopkartierung Bestimmen von Organismengruppen Einsatz von Bioindikatororganismen Vergleich mit Daten und Ergebnissen von Auswirkungen des sauren Regens wissenschaftlichen Untersuchungen ermitteln mit Hilfe geeigneter Bestimmungsliteratur im Ökosystem häufig vorkommende Arten. analysieren Ähnlichkeiten und Unterschiede durch kriteriengeleitetes Vergleichen, unter anderem bzgl. Anatomie und Morphologie von Organismen. interpretieren Daten, Trends, Strukturen und Beziehungen, erklären diese und ziehen geeignete Schlussfolgerungen Wechselbeziehungen, Populationsdynamik Beziehungen innerhalb einer Sozialer Stress Freilanduntersuchungen analysieren Ähnlichkeiten und

6 Population, intraspezifische Konkurrenz Beziehungen zwischen Populationen (Räuber-Beute- Beziehung, Parasitismus, Konkurrenz, Mutualismus) Veränderung und Regulation der Populationsdichte Monokulturen und Schädlingsbekämpfung Einbürgerung von Pflanzen und Tieren Entwicklung der Weltbevölkerung Massenvermehrung Auswertung von Daten zu Forstschäden Statistische Auswertung Ableitung von ökologischen Regeln aus konkreten Untersuchungsdaten/ Fachliteratur Unterschiede durch kriteriengeleitetes Vergleichen, unter anderem bzgl. Anatomie und Morphologie von Organismen. interpretieren Daten, Trends, Strukturen und Beziehungen, erklären diese und ziehen geeignete Schlussfolgerungen wählen Daten und Informationen aus verschiedenen Quellen, prüfen sie auf Relevanz und Plausibilität und verarbeiten diese adressaten- und situationsgerecht. veranschaulichen Daten angemessen mit sprachlichen, mathematischen und bildlichen Gestaltungsmitteln Biomasseproduktion, Trophieebenen, Energiefluss Biogeochemischer Kreislauf an einem Beispiel Dynamik und Stabilität von Ökosystemen Verflechtungen in Lebensgemeinschaften Welternährung und Untersuchungen zum landwirtschaftliche Laubabbau und Humusaufbau Produktion Erstellen von Bilanzen Nachwachsende Bodenuntersuchungen Rohstoffe Stoffkreislauf in Naturund Umwelt Nachhaltige Bewirtschaftung an einem Beispiel Umwelt- und Naturschutz an einem Beispiel Nachhaltige Nutzung und Erhaltung von Ökosystemen führen qualitative und einfache wählen Daten und Informationen aus verschiedenen Quellen, prüfen sie auf Relevanz und Plausibilität und verarbeiten diese adressaten- und situationsgerecht. Naturnaher Waldbau Erkennen von Konflikten Erhaltung von natürlichen zwischen Nutzungs- und Lebensgrundlagen und Schutzansprüchen Lebensqualität Abwägen von Lösungsstrategien beurteilen und bewerten an ausgewählten Beispielen Informationen kritisch auch hinsichtlich ihrer Grenzen und Tragweiten binden biologische Sachverhalte in Problemzusammenhänge ein, entwickeln Lösungsstrategien und wenden diese nach Möglichkeit an

7 Bau und Funktion des Neurons Erregungsentstehung und Erregungsleistung Synaptische Verschaltung Wirkungsmechanismen von Drogen und Arzneimitteln Jahrgangsstufe Q2.1. : Steuerungs- und Regulationsmechanismen im Organismus Wahlbeispiel neuronale Informationsverarbeitung, Sinne und Wahrnehmung Molekulare und cytologische Grundlagen beschreiben und beurteilen an ausgewählten Beispielen die Auswirkungen menschlicher Eingriffe in die Umwelt erörtern an ausgewählten Beispielen Handlungsoptionen im Sinne der Nachhaltigkeit Therapie mit β-blockern Vergiftungserscheinungen Sucht- und Drogenprophylaxe Modellexperimente zum Diffusionspotential Simulation von neuronalen Vorgängen anhand von Modellen oder mit Hilfe von Computern nutzen Modelle und Modellvorstellungen zur Analyse von Wechselwirkungen, Bearbeitung, Erklärung und Beurteilung biologischer Fragestellungen und Zusammenhänge beurteilen die Anwendbarkeit eines Modells beurteilen an Beispielen Maßnahmen und Verhaltensweisen zur Erhaltung der eigenen Gesundheit und zur sozialen Verantwortung Reflexe, motorische Koordination Bau und Funktion eines Sinnesorgans Verarbeitung von Sinnesreizen im Nervensystem Neuronale Verschaltungen und Sinne Reflexkontrolle bei Neugeborenen und Kleinkindern Selbstversuche Morphologische und histologische Untersuchungen Physiologische Experimente zum jeweiligen Sinnesorgan stellen Hypothesen auf, planen geeignete Untersuchungen und Experimente zur Überprüfung, führen sie unter Beachtung von Sicherheits- und Umweltaspekten durch und werten sie unter Rückbezug auf die Hypothesen aus.

8 führen qualitative und einfache Bau des ZNS Funktion der Gehirnbereiche Wahrnehmung und Bewusstsein Gedächtnis und Lernen Plastizität und Lernen Gedächtnismodell nach Markowitsch Genotypische Variabilität von Populationen, Mutationen, Rekombination Phänotypische Variationen innerhalb der und zwischen Populationen Selektion und Anpassungsprozesse Wahrnehmung, Gedächtnis, Bewusstsein Automatismen Morphologische und Optische Täuschungen, Hirntrauma histologische Untersuchungen Veränderung der Persönlichkeit, z.b. Selbstversuche zum Alzheimer-Erkrankung Lernverhalten Wirkung von Drogen Spracherlernen, Sprachausfall Lernstrategien Möglichkeiten und Grenzen bildgebender Verfahren zur Anatomie und zur Funktion des Gehirns (PET und fmrt) - LK Jahrgangsstufe Q2.2 : Evolution und Vielfalt des Lebens Grundlagen evolutiver Veränderungen stellen Hypothesen auf, planen geeignete Untersuchungen und Experimente zur Überprüfung, führen sie unter Beachtung von Sicherheits- und Umweltaspekten durch und werten sie unter Rückbezug auf die Hypothesen aus. führen qualitative und einfache und bringen bringen die Erkenntnisse zu bildgebenden Verfahren mit der Erforschung von Gehirnabläufen in Verbindung Züchtung und Bedeutung Beschreiben und klassifizieren von Kulturpflanzen, Nutz- und von Phänotypen und Haustieren Darstellung ihrer Häufigkeiten Sozialdarwinismus Simulation von Selektionsprozessen wählen Daten und Informationen aus verschiedenen Quellen, prüfen sie auf Relevanz und Plausibilität und verarbeiten diese adressaten- und situationsgerecht analysieren Ähnlichkeiten und Unterschiede durch kriteriengeleitetes Vergleichen, unter anderem bzgl. Anatomie

9 Kosten-Nutzen-Prinzip bei Konkurrenz um Ressourcen Fortpflanzungsstrategien Partnerwahl, Paarungssysteme Evolution von Signalen Sozialsysteme Separation, Rassenbildung, Isolationsmechanismen Adaptive Radiation Verhalten, Fitness und Anpassung und Morphologie von Organismen führen qualitative und einfache. Altruismus Verhaltensbeobachtungen und Aggression Erstellen eines Ethogramms Imponierverhalten und Quantitative Erfassung von Rituale Verhaltensbeobachtungen Partnerschaft und Auswertung von Ergebnissen Eheformen aus Fachliteratur Strategien der Simulationsspiele zu Familienplanung Lebenslaufstrategien und Variabilität von Kampfstrategien Krankheitserregern und Resistenzen Art und Artbildung wählen Daten und Informationen aus verschiedenen Quellen, prüfen sie auf Relevanz und Plausibilität und verarbeiten diese adressaten- und situationsgerecht recherchieren in unterschiedlichen Quellen (Print- und elektronische Medien) und werten die Daten, Untersuchungsmethoden und Informationen kritisch aus führen qualitative und einfache Rassen des Menschen (Verständnis füreinander) Auswertung und Vergleich von Sonogrammen Fallanalyse für Evolutionsgeschehen recherchieren in unterschiedlichen Quellen (Print- und elektronische Medien) und werten die Daten, Untersuchungsmethoden und Informationen kritisch aus tauschen sich über biologische Erkenntnisse und deren gesellschaftsoder alltagsrelevanten Anwendungen unter angemessener Verwendung der Fachsprache und fachtypischer Darstellungen aus

10 beurteilen an Beispielen Maßnahmen und Verhaltensweisen zur Erhaltung der eigenen Gesundheit und zur sozialen Verantwortung. Rezente Hinweise aus Morphologie, anatomie, Biochemie, Physiologie Paläontologische Hinweise Systematik und phylogenetischer Stammbaum an einem Beispiel, Ableitung von Progressionsreihen Erklärungsmodelle für Evolution Evolutionshinweise und Evolutionstheorien Paläonthropologie Angewandte Geologie Schöpfungsglaube und Evolutionstheorie Historische Naturbilder und aktuelle Natursichten und -philosophien Ordnen und Vergleichen von biologischer Vielfalt mittels Homologiekriterien Datierungsmethoden und zeitliche Zuordnung von Fossilien Hypothesenbildung von Verwandschaftsbeziehungen Vergleich und Beurteilung der Ergebnisse unterschiedlicher Datierungsmethoden Theoriebildung auf der Basis von Einzelphänomenen und Hypothesen analysieren Ähnlichkeiten und Unterschiede durch kriteriengeleitetes Vergleichen, unter anderem bzgl. Anatomie und Morphologie von Organismen. stellen Hypothesen auf, planen geeignete Untersuchungen und Experimente zur Überprüfung, führen sie unter Beachtung von Sicherheits- Umweltaspekten durch und werten sie unter Rückbezug auf die Hypothesen aus beurteilen und bewerten an ausgewählten Beispielen Informationen kritisch auch hinsichtlich ihrer Grenzen und Tragweiten Fossile und rezente Hinweise zur Evolution des Menschen Phylogenetische Stellung der Hominiden Kulturelle Evolution Transspezifische Evolution der Primaten Entstehung von Sprache, Erstellen eines Stammbaums Kunst, Religion, Ethik auf Grund von Einzelfunden und Moral in der und dessen Problematik Evolution des Menschen Vergleichende Beobachtung Einsicht und Begreifen des Verhaltens von Pongiden Prähistorische Kulturen und Menschen Der moderne Mensch im Analyse früher Kulturen und Zwiespalt zwischen ursprünglicher Evolution und Menschengruppen technischem Können veranschaulichen Daten angemessen mit sprachlichen, mathematischen und bildlichen Gestaltungsmitteln analysieren Ähnlichkeiten und Unterschiede durch kriteriengeleitetes Vergleichen recherchieren in unterschiedlichen Quellen (Print- und elektronische Medien) und werten die Daten, Untersuchungsmethoden und

11 Informationen kritisch aus Bildungsort und Wirkungsort der Hormone Molekulare Grundlage des Informationsaustausches Jahrgangsstufe Q1 und Q2: Steuerungs- und Regulationsmechanismen im Organismus Wahlbeispiel Hormone (Struktur und Wirkungsweise) Molekulare und cytologische Grundlage Industrielle Gewinnung Experimente mit von Hormonen Phytohormonen Einsatz von Hormonen in Experimente zur der Pflanzenzucht, Insektenentwicklung Tierzucht, Gentechnik u. Nahrungsmittelproduktion Maßnahmen und Verhaltensweisen zur Erhaltung der eigenen Gesundheit und zur sozialen Verantwortung führen qualitative und einfache beurteilen und bewerten an ausgewählten Beispielen Informationen kritisch auch hinsichtlich ihrer Grenzen und Tragweiten nutzen biologisches Wissen zum Bewerten von Chancen und Risiken bei ausgewählten Beispielen moderner Technologien, und zum Bewerten und Anwenden von Sicherheitsmaßnahmen bei Experimenten im Alltag Regulationssysteme im Organismus Kopplung von Nervensystem und Endokrinium Zusammenspiel von Hormonsystemen Molekulare und cytologische Grundlage Formen und Folgen von Erstellen von kybernetischen Diabetes mellitus Modellen zu Ursachen und Folgen von Regulationsabläufen Stress Ethogramme Anwendung von Hormonen in der Analyse von Experimenten Fortpflanzungs- und zum Verhalten von Mensch Sportmedizin und Tier Maßnahmen und Verhaltensweisen zur Erhaltung der eigenen Gesundheit und zur sozialen Verantwortung nutzen biologisches Wissen zum Bewerten von Chancen und Risiken bei ausgewählten Beispielen moderner Technologien, und zum Bewerten und Anwenden von Sicherheitsmaßnahmen

12 bei Experimenten im Alltag Hormone und deren Auswirkung auf Verhaltensmechanismen Pheromone Hormone und deren Auswirkung auf die Psyche Hormone und Verhalten Aggression Ethogramme Schädlingsbekämpfung in Analyse von Experimenten land- und Forstwirtschaft zum Verhalten von Mensch Veränderung der und Tier Persönlichkeit Wirkung von Drogen Stress, Entspannung, Aspekte der Gesundheitserziehung Maßnahmen und Verhaltensweisen zur Erhaltung der eigenen Gesundheit und zur sozialen Verantwortung beurteilen und bewerten an ausgewählten Beispielen Informationen kritisch auch hinsichtlich ihrer Grenzen und Tragweiten Leistungskurse repräsentieren das Lernniveau der gymnasialen Oberstufe unter dem Aspekt einer exemplarisch vertieften wissenschaftspropädeutischen Ausbildung. In ihnen wird durch ein reicheres Angebot von Beispielen eine breitere Basis für induktives Vorgehen geschaffen und damit eine Vertiefung der Fachinhalte erreicht.