Unterrichtsvorhaben Biologie - Sekundarstufe II Jahrgangsstufe EF ab 2017/2018

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1 Unterrichtsvorhaben Biologie - Sekundarstufe II Jahrgangsstufe EF ab 2017/2018 Thema/ fachlicher Kontext: Kein Leben ohne Zelle Teil 1 Wie sind Zellen aufgebaut und organsiert? Zellaufbau und Stofftransport zwischen Kompartimenten (Teil 1) Zelltheorie Technischer Fortschritt der Mikroskopie Aufbau von pro- und eukaryotischen Zellen und deren Unterschied Aufbau und Funktion der Zellorganellen Bedeutung der Zellkompartimentierung membranvermittelnde Vorgänge der Exo- und Endocytose Bedeutung des Cytoskeletts für den intrazellulären Transport Endosymbionthentherorie Zelldifferenzierung: Struktur und Funktion differenzierter Zellen verschiedener Gewebe und Organe UF1, UF2, UF3, UF4 K1, K3 E7 Thema/ fachlicher Kontext: Kein Leben ohne Zelle Teil 2 Welche Bedeutung haben Zellkern und Nukleinsäuren für das Leben? Funktion des Zellkerns sowie Zellverdopplung und DNA Historische Versuche zur Funktion des Zellkerns (z.b. Acetabularia) Klonierungsexperimente (Kerntransfer bei Xenopus) und ihre Bedeutung für die Stammzellforschung UF1, UF3, UF4 B4 K4 E1, E5, E6, E7

2 Bedeutung der Mitose (Rückbezug zur Zelltheorie) Bedeutung des Cytoskeletts für die Mitose Aufbau, Vorkommen und Funktionen von Nukleinsäuren in verschiedenen zellulären Strukturen sowie ihre chemischen Eigenschaften Aufbau der DNA mittels Strukturmodell der semikonservative Mechanismus der DNA- Replikation Möglichkeiten und Grenzen der Zellkulturtechnik in der Biotechnologie und Biomedizin Thema/ fachlicher Kontext: Kein Leben ohne Zelle Teil 3 Erforschung der Biomembranen: Welche bedeutung haben technischer Fortschritt und Modelle für die Forschung? Biomembranen und Stofftransport zwischen Kompartimenten (Teil 2) Diffusion und Osmose im Experiment und auf Teilchenebene (Brown`sche Molekularbewegung) Osmose und Osmoregulation bei pflanzlichen und tierischen Zellen mikroskopische Untersuchung der Plasmolyse Aufbau und Eigenschaften von Lipiden und Phospholipiden in verschiedenen zellulären Strukturen sowie ihre chemischen Eigenschaften Erforschung der Biomembranen (historischgenetischer Ansatz) und die Veränderlichkeit derer Modelle: Bilayer, Sandwich, Fluid-Mosaik, erweitertes Fluid-Mosaik Aufbau und Eigenschaften von Kohlenhydraten in verschiedenen zellulären Strukturen sowie ihre chemischen Eigenschaften UF1, UF3 K1, K2, K3, K4 E2, E3, E4, E5, E6, E7

3 Proteinsonden als Markierungsmethode: Bedeutung und Funktionsweise von Tracern Bedeutung der Außenseite und Oberflächenstrukturen der Zellmembran für die Zellkommunikation: Antigen-Antikörper-Reaktion und Schlüssel-Schloss-Prinzip Aktiver und passiver Transport verschiedener Stoffe durch Membranen Inhaltsfeld: IF 2 Energiestoffwechsel Thema/ fachlicher Kontext: Enzyme im Alltag Welche Rolle spielen Enzyme in unserem Leben? Enzyme Aufbau und Eigenschaften von Zuckern (Mono-, Di- und Polysaccaride) Aufbau und Eigenschaften von Aminsosäuren sowie Peptide/Proteine (Primär-, Sekundär-, Tertiär-, Quartärstruktur) Struktur und Funktion von Enzymen Bedeutung der Enzyme als Biokatalysatoren bei Stoffwechselprozessen exergonische und endergonische Reaktionen Enzymaktivität und Enzymhemmung u.a. am aktiven Zentrum im Versuch Substrat- und Wirkungsspezifität Interpretation von Diagrammen zu enzymatischen Reaktionen Aktivierungsenergie, Aktivierungsbarriere (Reaktionsschwelle) Abhängigkeit der Enzymaktivität an verschiedene Faktoren( ph-wert, Temperatur, Schwermetalle, Substratkonzentration) UF1, UF3, UF4 K1, K2, K4 E2, E3, E4, E5, E6 B4

4 kompetitive und allosterische Hemmung, Substrat- und Endprodukthemmung Enzyme im Alltag: Technik, Medizin, u.a. Inhaltsfeld: IF 2 Energiestoffwechsel Thema/ fachlicher Kontext: Biologie und Sport Welchen Einfluss hat körperliche Aktivität auf unseren Körper? Dissimilation sowie körperliche Aktivität und Stoffwechsel Muskelaufbau (rote und weiße Muskulatur) aerobe und anaerobe Energieumwandlung in Anhängigkeit körperlicher Aktivität Milchsäuregärung Gärung und dessen Abhängigkeit von verschiedenen Faktoren Methoden zur Bestimmung des Energieumsatzes (z.b. direkte und indirekte Kalorimetrie) Zusammensetzung des Blutes sowie Sauerstofftransport und -konzentration im Blut Bedeutung von NAD + und ATP für aerobe und anaerobe Dissimilationsvorgänge Grundzüge der Dissimilation unter dem Aspekt der Energieumwandlung (Glycolyse, die zentrale Bedeutung des Zitronensäurezyklus, Atmungskette) ATP-Synthese im Mitochondrium Tracermethoden verschiedene Trainingsformen und deren Ziele Ernährung und Fitness Glycogenspeicherung und Myoglobin gesundheitliche und ethische Betrachtung leistungssteigender Substanzen (Doping am Beispiel EPO, Anabolika,...) UF1, UF2, UF4 K1, K3, K4 E1, E2, E3, E4, E5, E6 B1, B2, B3

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