Vorschlag für die Stoffverteilung in der Klasse 9 Gymnasium Sachsen

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1 Vorschlag für die Stoffverteilung in der Klasse 9 Gymnasium Sachsen Mit dem vorliegenden Plan sollen die Schüler das naturwissenschaftliche Denken und Arbeiten weiter entwickeln, um die Vernetztheit biologischer Phänomene zu erfassen. Dabei sollen sie am Beispiel der Anatomie und Physiologie von Samenpflanzen nun in der Lage sein, die zur Bearbeitung notwendigen Erschließungsfelder selbstständig auszuwählen und anzuwenden. Beim Untersuchen eines aquatischen Ökosystems sollen die Schüler sich mit der Vernetztheit biologischer Phänomene auseinandersetzen und zunehmend sicherer experimentelle Arbeitstechniken zur Erkenntnisgewinnung anwenden. Beim Bearbeiten ökologischer Themen sollen die Schüler die Rolle des Menschen in der Natur erkennen und die Notwendigkeit der Erhaltung und des Schutzes von Lebensräumen erkennen. Dadurch soll auch ihr Verantwortungsbewusstsein gegenüber der Umwelt erweitert werden. Der nachfolgende Vorschlag für einen Stoffverteilungsplan trägt für die Klasse 9 empfehlenden Charakter. Er bezieht sich auf einen Umfang von insgesamt 58 Stunden (54 Stunden Pflichtbereich und 4 Stunden Wahlpflichtbereich). Es werden folgende Abkürzungen verwendet: EF UM SE BzgA Erschließungsfeld Unterrichtsmittel Schülerexperiment Bundeszentrale für gesundheitliche Aufklärung SSA SV/LV Wdh. LD selbstständige Schülerarbeit Schülervortrag/Lehrervortrag Wiederholung Lehrerdemonstration AH DE NO Biologie Klasse 9 Sachsen (ISBN: ) Arbeitsheft Biologie 9 (ISBN: ) Demonstrationsexperiment Naturobjekte Vorschlag für die Stoffverteilung Klasse 9 Biologie 1

2 Stunden Stoffliche Schwerpunkte Methodische Hinweise Hinweise auf Unterrichtsmittel Anatomie und Physiologie der Samenpflanzen Bau und Funktionen der Organe der Samenpflanze 2 Artenvielfalt auf der Erde Bedeutung der Artenvielfalt für die Erhaltung des Lebens auf der Erde, der Stabilität der Biosphäre und der Existenz des Menschen Pflanzenfamilien Dichotomer Bestimmungsschlüssel 2 Bau und Funktionen der Blüte Makroskopischer Bau Pflanzenfamilie und Blütenmerkmale Funktionen Bestäubung, Befruchtung, Fruchtbildung, Samenverbreitung 3 Bau und Funktionen der Wurzel Makroskopischer Bau ein- und zweikeimblättriger Pflanzen Mikroskopischer Bau Funktionen der Wurzel Verankerung und Speicherung Wasser- und Mineralsalzaufnahme UG zur Bedeutung der Artenvielfalt unter Einbeziehung der Arten im Freistaat Sachsen Wiederholung der Pflanzenfamilien aus dem Biologieunterricht vorheriger Klassen Bestimmen von Pflanzen mithilfe des dichotomen Bestimmungsschlüssels Wiederholen des Baus der Blüte Erkennen von Pflanzenfamilien am Bau der Blüte Bestimmen von Pflanzen mithilfe des dichotomen Bestimmungsschlüssels Wiederholen der Funktionen der Blüten (von der Blüte bis zur Frucht) Erkennen verschiedener Fruchtformen und Kennenlernen von Verbreitungseinrichtungen der Früchte Beschreiben des äußeren Baus der Wurzel (Wurzelsysteme und Wurzelhaare) Nennen der Gewebe und Erarbeiten der Funktion Mikroskopieren von Wurzelquerschnitten Ableiten von Funktionen der Wurzel (Verankerung im Boden, Wasseraufnahme) Beschreiben der Stoffaufnahme mittels Diffusion und Osmose Agenda 2000 (Konferenz von Rio de Janeiro, 1992) Leben im Treibhaus, CD-ROM, S AT, Modell NO Bestimmungsbücher, S NO (Pflanzen verschiedener Familien) Bestimmungsbücher Blütenmodell Mikroskopieren: Dauerpräparat Wurzelquerschnitt DE: Diffusion und Osmose NO oder Folien;, S Vorschlag für die Stoffverteilung Klasse 9 Biologie

3 2 Bau und Funktionen der Sprossachse Mikroskopischer Bau der Sprossachse von ein- und zweikeimblättrigen Pflanzen Bau und Funktionen eines Leitbündels Stofftransport im Leitbündel 2 Bau und Funktionen des Laubblattes Makroskopischer Bau von ein- und zweikeimblättrigen Pflanzen Mikroskopischer Bau eines mesophytischen Laubblattes Bau der Spaltöffnungen Funktionen: Transpiration und Gasaustausch Ernährung Stoff- und Energiewechsel von chlorophyllhaltigen Pflanzen 1 Ernährungsweisen bei Lebewesen Benennen der Gewebe, Beschreiben des Baus und Ableiten der Funktionen SSA: Vergleich der Sprossquerschnitte mithilfe des Mikroskops Benennen der Gewebe und Ableitung der Funktionen von Gefäßteil und Siebröhren SSA: Gesetzmäßigkeiten Wurzeldruck, Kapillarität, Transpiration, Transpirationssog, Guttation SSA: Laubblattteile der Zwei- und Einkeimblättrigen betrachten und Vergleichen Benennen der Gewebe, Beschreiben des Baus und Ableiten der Funktionen Betrachten von Spaltöffnungen mithilfe des Mikroskops und Erkennen des Grundbauplan von Schließzellen, Ableiten der Funktionen der Spaltöffnungen (Gasaustausch: Wasserdampf, CO 2, O 2 ) Beschreiben der Öffnungs- und Schließbewegungen, Abhängigkeit des Gasaustauschs Zeichnen eines Laubblattquerschnittes und der unteren Epidermis mit Spaltöffnungen Erkennen der Bedeutung der Laubblätter für die autotrophe Ernährung der Pflanzen Definitionen (Begriffsklärung): Stoffwechsel, Assimilation, autotroph, heterotroph, Dissimilation Mikroskopieren: Dauerpräparat Sprossquerschnitt LD mittels Videoflex-Cam, S DE: Kapillarität NO Folien Zeigen von NO Abb., S Mikroskopieren: DP Blattquerschnitt Mikroskopieren: Frischpräparat Abzugspräparat der unteren Epidermis (Cyclamen, Iris) LDE Nachweis der Transpiration, S. 38 Zuordnung von Beispielen Vorschlag für die Stoffverteilung Klasse 9 Biologie 3

4 6 Fotosynthese autotrophe Assimilation Bau der Chloroplasten, Funktion des Chlorophylls Ausgangsstoffe, Reaktionsprodukte, Bedingungen Energiebilanz; Stoff- und Energieumwandlung in Licht- und Dunkelreaktion Stoffnachweise Bildung weiterer organischer Stoffe Stoffspeicherung Abhängigkeit der Fotosynthese und ihre Anwendung Beeinflussung der Fotosynthese durch den Menschen Bedeutung der Fotosynthese SSA: Erarbeitung des schematischen Aufbaus eines Chloroplasten und seiner Bestandteile Wasser, Kohlenstoffdioxid, Glucose, Wasser, Sauerstoff, Lichtenergie, Chlorophyll, Enzyme Summengleichung: 12 H 2 O + 6 CO 2 C 6 H 12 O O H 2 O Fotosynthese als endothermer Prozess LV: Lichtreaktion zur Bildung von ATP und enzymatisch gebundenen Wasserstoff (RH 2 ); Dunkelreaktion zur Bildung von Glucose aus CO 2 mittels ATP und RH 2 ; Sauerstoff als Nebenprodukt und Stärke als unmittelbares Folgeprodukt Glucose, Sauerstoff, Stärke Bildung von Speicherstärke, Cellulose, Eiweiße und Fette sowie Holzstoffe Stärke, Fette, Eiweiße SV: Erarbeitung der Abhängigkeit Lichtstärke, Belichtungsdauer, Wassergehalt, Kohlenstoffdioxidgehalt, Temperatur und Anwendung Erkennen, dass durch Kenntnisse über den Ablauf der Fotosynthese Einfluss auf die Prozesse genommen werden können (Ertragssteigerung) SSA: Bedeutung für Natur und Mensch, S Video : Fotosynthese (18 min) LDE: Nachweis mit fehlingscher Lösung in einer Rohchlorophyllaufschlämmung Bläschenzählmethode mit Wasserpest (Elodea canadensis) oder in belichteter Chlorophyllaufschlämmung mit alkalischer Pyrogallollösung Test nach Sachs mit lugolscher Lösung Beispiele: SSA im, LD von weiteren Beispielen, S Vorschlag für die Stoffverteilung Klasse 9 Biologie

5 3 Dissimilation Energiefreisetzung Bau eines Mitochondriums Ausgangsstoffe und Reaktionsprodukte der Zellatmung Zellatmung als Stoff- und Energieumwandlung in den Mitochondrien Bedeutung der Zellatmung Abhängigkeit der Atmung praktische Anwendung Erarbeitung einer beschrifteten Bauskizze des Mitochondriums Erarbeitung anhand von LDE und -Abb., Bruttogleichung LV: schrittweiser Abbau der Glucose unter Bildung von enzymgebundenem Wasserstoff, gesteuerte Knallgasreaktion als exothermer Prozess unter Bildung von ATP; Reaktionsprodukte Wasser und Kohlenstoffdioxid, Wärmeverlust Erkennen, dass durch die Atmung die Energie für alle Lebensfunktionen freigesetzt wird SV: Abhängigkeit der Atmungsintensität von Umweltfaktoren: Temperatur, Zuckergehalt, Wasser und Kohlenstoffdioxid, Einfluss von Sauerstoff Anwendung bei der Lagerung von Obst und Gemüse 4 Anwenden der Erschließungsfelder Stoff und Energie sowie Wechselwirkung auf Pflanzen Erkennen des Zusammenhangs zwischen energieliefernden und energieabbauenden Prozessen, zwischen Aufnahme und Abgabe von Stoffen zwischen den Ernährungsweisen Anwenden der EF Stoff und Energie sowie Wechselwirkung Zusammenhänge im Ökosystem Der See ein vielgestaltiger Lebensraum 1 Bedeutung und Besonderheit des Wassers Ohne Wasser - kein Leben Anomalie des Wasser Das Wasser und seine Eigenschaften, Wasserkreislauf Wasserschichtung im Verlauf des Jahres UG über die Bedeutung des Wassers für das Leben auf der Erde Wiederholen der Kenntnisse aus dem Physik- und Chemieunterricht Schülervorträge (u.a. Wasser und seine Eigenschaften, Wasserkreislauf), S LDE NO Video: Atmung Video: Energiegewinnung in der Zelle, S , S Vorschlag für die Stoffverteilung Klasse 9 Biologie 5

6 4 Ein (ausgewählter) See und sein Umfeld Geographische Lage; Größe; Zu- und Abflüsse Nutzung des Umfeldes Zonierung Sichttiefe, Geruch (evtl. O 2 -Gehalt, Temperatur) Erkennbare anthropogene Beeinflussung 5 Lebewesen in den einzelnen Zonen des Gewässers Organismen der Uferzone Organismen der Röhrichtzone Organismen der Schwimmblattzone Organismen der Freiwasserzone Begriff: Plankton Beziehungen zwischen Produzenten, Konsumenten und Destruenten im Gewässer (Wechselbeziehungen in einem See) 1 See als Ökosystem Ökologische Einnischung an Beispielen Begriff Biozönose Erschließungsfeld Zeit: Verlandung eines Sees Exkursion zu einem Gewässer (See) in der näheren Schulumgebung zur Datensammlung Freilandarbeit im Rahmen einer Exkursion Einführende Darbietung mit Aufgabenstellung Gruppenarbeit selbstständige Schülertätigkeit, getrennte Aufgabenstellung, z. B. Erkundung Geographische Verhältnisse Erarbeiten der Gliederung in einem Gewässer Zonierung sowie der Lebensbedingungen: Geruch, Sichttiefe, O 2, Temperatur Erkennen der Beeinflussung durch den Menschen Auswertung (u. a. Schülervorträge, Unterrichtsgespräch) Erkennen der unterschiedlichen Abschnitte in einem Gewässer und den darin lebenden Organismen Ableiten von Schlussfolgerungen über die Angepasstheit der Lebewesen an ihre Lebensräume (Uferzone; Röhrichtzone; Schwimmblattzone) Mikroskopieren von Gewässerproben Erkennen der Abhängigkeiten in einem See hinsichtlich der Ernährung Aufstellen von Nahrungsketten und Nahrungsnetzen Erkennen, dass der See ein sensibles Ökosystem darstellt, welches vielen Lebewesen Lebenraum bietet Aufzeigen der Möglichkeit des Nebeneinanderlebens von Arten Kennenlernen des EF Zeit am Beispiel der Verlandung eines Sees Geräte und Materialien: Secchische Scheibe, Meyersche Schöpfflasche mit Thermometer, Sauerstoffmessgerät, evtl. Videokamera; Erfassen der geographischen Verhältnisse Zonierung Sichttiefe, Temperatur, S Geräte/Materialien: Mikroskope, evtl. Videokamera, Fotoapparat Literatur: Bestimmungsliteratur (z.b. Pflanzen der Heimat ; Tiere der Heimat ) Naturobjekt: Wasser mit Plankton, Aquarium; Videos, Bildreihen, S Naturobjekt: Wasser mit Plankton, Aquarium; Videos, Bildreihen 6 Vorschlag für die Stoffverteilung Klasse 9 Biologie

7 Wechselwirkungen zwischen den verschiedenen Faktoren in einem See 7 Abiotische Faktoren eines Gewässers Wechselwirkung zwischen abiotischen Faktoren Einfluss menschlicher Tätigkeit auf abiotische Faktoren Eutrophierung Wirkung von Veränderung abiotischer Faktoren auf Organismen (Wasserlinsen Fit; Wasserläufer Detergenzien) Begriffe: Minimum, Optimum, Toleranzbereich Zeigerarten 5 Wechselwirkungen den Organismen in einem See Intraspezifische Beziehungen: Konkurrenz Partnerbeziehungen bei Tiere Vergesellschaftung von Tieren Interspezifische Beziehungen: Konkurrenz Symbiose Parasitismus Räuber-Beute-Beziehungen Stoffkreislauf und Energiefluss Erschließungsfeld Stoff und Energie sowie Regulierung Ökologisches Gleichgewicht UG über die Einflüsse abiotischer Faktoren auf ein Gewässer (u. a. Lichtverhältnisse, O 2, Temperatur; Wechselwirkung zwischen abiotischen Faktoren) Diskutieren über Einflüsse menschlicher Tätigkeit auf einen See und Ableiten von Schlussfolgerungen Erkennen der Anpassungen von Lebewesen an verschiedene abiotische Faktoren (Licht- und Schattenblätter, Winterruhe, Winterschlaf, Kältestarre; Hydro-, Hygro- und Mesophyten) Selbstständige Schülerbeobachtung oder Demonstration mit Lehrervortrag (Nachweis gelöster anorganischer und organischer Stoffe) Unterrichtsgespräch, Schülervortrag (u.a. Anpassungen, Leitorganismen, Wechselwirkungen, Schutz) LV: Unerschiedliche Arten von Beziehungen zwischen Lebewesen innerartlich und zwischenartlich Kennenlernen einer Form der Konkurrenz: Territorialverhalten Kennenlernen der verschiedenen Formen von Partnerbeziehungen bei Tieren: Fortpflanzungsverhalten, Brutfürsorge, Brutpflegeverhalten Erarbeiten der unterschiedlichen Formen der Vergesellschaftung von Tieren: anonyme und individualisierte Verbände, Rangordnungsverhalten Kennenlernen verschiedener zwischenartlicher Beziehungen: ökologische Nische, Bestäubungssymbiosen, Putzsymbiosen, Angriffs- und Abwehrverhalten Erkennen, dass auch in einem Ökosystem ein Energiefluss sowie Stoffkreisläufe zu finden sind: Kohlenstoff/Sauerstoff-, Wasserkreislauf Auswirkung von Störungen auf das ökologische Gleichgewicht, S Langzeitbeobachtung Computer zum Auswerten der Messergebnisse Geräte/Materialien: ph-messgerät (Demonstration), Indikatorpapier Czensny-Colorimeter, Nachweismaterialien (u.a. Nitrat, Nitrit, Ammonium, org. Stoffe) Naturobjekte Wasser des ausgewählten Sees Aquarium Vorschlag für die Stoffverteilung Klasse 9 Biologie 7

8 Schutz der Gewässer 2 Gefährdung der See Quellen der Gefährdung Auswirkungen auf Organismen, Hinweis auf Eutrophierung Maßnahmen zum Schutz Abwasserreinigung Maßvolle Düngung Schutz des Uferbereichs 4 3. Wahlpflichtbereich (4) Mikrokosmos Wiese (4) Mannigfaltigkeit der Pilze (4) Von der Gerste zum Bier SSA: Erkunden, wo Quellen der Gefährdung eines Sees im näheren Schulbereich sind Auswirkungen der Verschmutzung auf Organismen und Ableiten von Maßnahmen zum Schutz evt. Besichtigung einer Abwasserreinigungsanlage Anwenden der Kenntnisse über die Merkmale eines Ökosystems auf die Wiese Kennen von Bau und Lebenserscheinungen der Pilze sowie ihrer Bedeutung Übertragen der Kenntnisse über Stoff- und Energiewechselprozesse auf das Bierbrauen als biotechnisches Verfahren 4 Fächerverbindendes Thema: Energie und Umwelt Dieses Thema kann gemeinsam mit den Fächern Chemie, Mathematik und Physik bearbeitet werden. Materialien von Umweltschutzorganisationen Pressemitteilungen Unterrichtsgang Unterrichtsgang 8 Vorschlag für die Stoffverteilung Klasse 9 Biologie

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