1. Kompetenzerwartungen und inhaltliche Schwerpunkte bis zum Ende der EF

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1 1. Kompetenzerwartungen und inhaltliche Schwerpunkte bis zum Ende der EF Inhaltsfeld 1: Biologie der Zelle Inhaltliche Schwerpunkte Zellaufbau Biomembranen Stofftransport zwischen Kompartimenten Funktion des Zellkerns Zellverdopplung Vorschläge für mögliche Kontexte: Erforschung der Biomembranen Mikroskopische Analyse tierischer und pflanzlicher Gewebe Zellaufbau Die Schülerinnen und Schüler beschreiben den Aufbau pro- und eukaryotischer Zellen und stellen die Unterschiede heraus Inhaltliche Schwerpunkte Kompetenzen (s. Anh.) UF3 stellen den wissenschaftlichen Erkenntniszuwachs zum Zellaufbau durch technischen Fortschritt an Beispielen (durch Licht-, Elektronen- und Fluoreszenzmikroskopie) dar beschreiben Aufbau und Funktion der Zellorganellen und erläutern die Bedeutung der Zellkompartimentierung für die Bildung unterschiedlicher Reaktionsräume innerhalb einer Zelle ordnen die biologisch bedeutsamen Makromoleküle (Kohlenhydrate, Lipide, Proteine, Nucleinsäuren) den verschiedenen zellulären Strukturen und Funktionen zu und erläutern sie bezüglich ihrer wesentlichen chemischen Eigenschaften ordnen differenzierte Zellen auf Grund ihrer Strukturen spezifischen Geweben und Organen zu und erläutern den Zusammenhang zwischen Struktur und Funktion E7 UF3,, UF3 UF3,,

2 erläutern die Bedeutung des Cytoskeletts für den intrazellulären Transport und die Mitose präsentieren adressatengerecht die Endosymbiontentheorie mithilfe angemessener Medien erläutern die membranvermittelten Vorgänge der Endo- und Exocytose (u.a. am Golgi-Apparat) führen mikroskopische Untersuchungen zur Plasmolyse hypothesengeleitet durch und interpretieren die beobachteten Vorgänge führen Experimente zur Diffusion und Osmose durch und erklären diese mit Modellvorstellungen beschreiben Transportvorgänge durch Membranen für verschiedene Stoffe mithilfe geeigneter Modelle und geben die Grenzen dieser Modelle an stellen den wissenschaftlichen Erkenntniszuwachs zum Aufbau von Biomembranen durch technischen Fortschritt an Beispielen dar und zeigen daran die Veränderlichkeit von Modellen auf recherchieren Beispiele der Osmose und Osmoregulation in unterschiedlichen Quellen und dokumentieren die Ergebnisse in einer eigenständigen Zusammenfassung UF3, K3, K1,, UF2 E2, E3, E5, K1, E4, E6, K1, E6 E5, E6, E7, K1, K2 Biomembranen/ Stofftransport zwischen Kompartimenten Zellverdoppelung/ begründen die biologische Bedeutung der Mitose auf der Basis der Zelltheorie, Funktion des Zellkerns benennen Fragestellungen historischer Versuche zur Funktion des Zellkerns und stellen Versuchsdurchführungen und Erkenntniszuwachs dar (Acetabularia, Krallenfrosch) E1, E5, E7

3 Inhaltsfeld 2: Energiestoffwechsel Inhaltliche Schwerpunkte Enzyme Dissimilation Körperliche Aktivität und Stoffwechsel Vorschläge für mögliche Kontexte Enzyme im Alltag Sport Inhaltliche Schwerpunkte Die Schülerinnen und Schüler Kompet enzen (s. Anh.) Enzyme erläutern Struktur und Funktion von Enzymen und ihre Bedeutung als Biokatalysatoren bei Stoffwechselreaktionen stellen Hypothesen zur Abhängigkeit der Enzymaktivität von verschiedenen Faktoren auf, überprüfen sie experimentell und stellen sie graphisch dar (z.b.: Katalaseexperimente) beschreiben und interpretieren Diagramme zu enzymatischen Reaktionen, UF3, E3, E2, E4, E5, K1, E5 beschreiben und erklären mithilfe geeigneter Modelle Enzymaktivität und Enzymhemmung E6 recherchieren Informationen zu verschiedenen Einsatzgebieten von Enzymen und präsentieren und bewerten vergleichend die Ergebnisse geben Möglichkeiten und Grenzen für den Einsatz von Enzymen in biologisch-technischen Zusammenhängen an und wägen die Bedeutung für unser heutiges Leben ab K2, K3, B4 Körperliche Aktivität und Stoffwechsel stellen Methoden zur Bestimmung des Energieumsatzes bei körperlicher Aktivität vergleichend dar erläutern den Unterschied zwischen roter und weißer Muskulatur präsentieren unter Einbezug geeigneter Medien und unter Verwendung einer korrekten Fachsprache die aerobe und anaerobe Energieumwandlung in Abhängigkeit von körperlichen Aktivitäten erläutern unterschiedliche Trainingsformen adressatengerecht und begründen sie mit Bezug auf die K3,

4 Trainingsziele recherchieren und nehmen begründet Stellung zur Verwendung leistungssteigernder Substanzen aus gesundheitlicher und ethischer Sicht K2, B1, B2, B3 Dissimilation erklären die Grundzüge der Dissimilation unter dem Aspekt der Energieumwandlung mithilfe einfacher Schemata erläutern die Bedeutung von NAD+ und ATP für aerobe und anaerobe Dissimilationsvorgänge beschreiben und präsentieren die ATP-Synthese im Mitochondrium mithilfe vereinfachter Schemata überprüfen Hypothesen zur Abhängigkeit der Gärung von verschiedenen Faktoren UF3, UF2, K3 E3, E2, E1, E4, E5, K1, erklären mithilfe einer graphischen Darstellung die zentrale Bedeutung des Zitronensäurezyklus im Zellstoffwechsel E6, 2. Leistungsbewertung (siehe Überprüfungsformen) Klausuren - eine Klausur pro Schulhalbjahr sonstige Mitarbeit - Beiträge zum Unterricht - schriftliche Übung - Präsentation - Referat - Protokolle - Anfertigung von biologischen Zeichnungen - Anfertigung von Präparaten - Umgang mit biologischen Gerätschaften (z.b.: Mikroskop) - experimentelles Arbeiten - selbstständige Aufgabenerfüllung

5 Übersicht der verschieden Kompetenzen Umgang mit Fachwissen Wiedergabe UF2 Auswahl UF3 Systematisierung Vernetzung Schülerinnen und Schüler können... ausgewählte biologische Phänomene und Konzepte beschreiben, biologische Konzepte zur Lösung von Problemen in eingegrenzten Bereichen auswählen und dabei Wesentliches von Unwesentlichem unterscheiden, die Einordnung biologischer Sachverhalte und Erkenntnisse in gegebene fachliche Strukturen begründen, bestehendes Wissen aufgrund neuer biologischer Erfahrungen und Erkenntnisse modifizieren und reorganisieren. Erkenntnisgewinnung Schülerinnen und Schüler können... E1 Probleme und Fragestellungen E2 Wahrnehmung und Messung in vorgegebenen Situationen biologische Probleme beschreiben, in Teilprobleme zerlegen und dazu biologische Fragestellungen formulieren, kriteriengeleitet beobachten und messen sowie gewonnene Ergebnisse objektiv und frei von eigenen Deutungen beschreiben, E3 Hypothesen zur Klärung biologischer Fragestellungen Hypothesen formulieren und Möglichkeiten zu ihrer Überprüfung angeben, E4 Untersuchungen und Experimente Experimente und Untersuchungen zielgerichtet nach dem Prinzip der Variablenkontrolle unter Beachtung der Sicherheitsvorschriften planen und durchführen und da-bei mögliche Fehlerquellen reflektieren,

6 E5 Auswertung E6 Modelle Daten bezüglich einer Fragestellung interpretieren, daraus qualitative und einfache quantitative Zusammenhänge ableiten und diese fachlich angemessen beschreiben, Modelle zur Beschreibung, Erklärung und Vorhersage biologischer Vorgänge begründet auswählen und deren Grenzen und Gültigkeitsbereiche angeben, E7 Arbeits- und Denkweisen an ausgewählten Beispielen die Bedeutung, aber auch die Vorläufigkeit biologischer Modelle und Theorien beschreiben. Kommunikation K1 Dokumentation K2 Recherche K3 Präsentation Argumentation Schülerinnen und Schüler können... Fragestellungen, Untersuchungen, Experimente und Daten strukturiert dokumentieren, auch mit Unterstützung digitaler Werkzeuge, in vorgegebenen Zusammenhängen kriteriengeleitet biologisch-technische Fragestellungen mithilfe von Fachbüchern und anderen Quellen bearbeiten, biologische Sachverhalte, Arbeitsergebnisse und Erkenntnisse adressatengerecht sowie formal, sprachlich und fachlich korrekt in Kurzvorträgen oder kurzen Fach-texten darstellen, biologische Aussagen und Behauptungen mit sachlich fundierten und überzeugenden Argumenten begründen bzw. kritisieren. Bewertung B1 Kriterien B2 Schülerinnen und Schüler können... bei der Bewertung von Sachverhalten in naturwissenschaftlichen Zusammenhängen fachliche, gesellschaftliche und moralische Bewertungskriterien angeben, in Situationen mit mehreren Handlungsoptionen

7 Entscheidungen B3 Werte und Normen Entscheidungsmöglichkeiten kriteriengeleitet abwägen, gewichten und einen begründeten Standpunkt beziehen, in bekannten Zusammenhängen ethische Konflikte bei Auseinandersetzungen mit biologischen Fragestellungen sowie mögliche Lösungen darstellen, B4 Möglichkeiten und Grenzen Möglichkeiten und Grenzen biologischer Problemlösungen und Sichtweisen mit Bezug auf die Zielsetzungen der Naturwissenschaften darstellen. Übersicht der Überprüfungsformen Überprüfungsform Dastellungsaufgabe Kurzbeschreibung strukturiertes Beschreiben/Darstellen/Erklären eines biologischen Phänomens bzw. Zusammenhangs auch mithilfe von Modellen Übertragen von Informationen aus einer Darstellungsform in eine andere (z.b. Informationen aus einem Fließtext in ein Schema übersetzen, Diagramme beschreiben) zusammenfassende Darstellung eines komplexen Sachverhalts/Themengebiets (z.b. abstract, Lernplakat, concept map) Bewertungsaufgabe Unterscheiden von Werten, Normen und Fakten in Problemsituationen Argumentieren und Entscheiden in Zielkonflikten Bewerten von Handlungsoptionen aus verschiedenen Perspektiven Beurteilungsaufgabe Beurteilen der fachlichen Richtigkeit von Aussagen Beurteilen der Zuverlässigkeit von Daten biologisch fundierte Stellungnahme zu umstrittenen

8 Sachverhalten oder Medienbeiträgen Reflexionsaufgabe kritisch-konstruktives sowie inhalts- und darstellungsbezogen fundiertes Feedback (Kommentare, Vorschläge, Fragen) zu schriftlichen und mündlichen Darstellungen und Präsentationen anderer sowie zu Arbeitsprozessen Einordnen wissenschaftsgeschichtlicher Entwicklungen im Sinne eines Verständnisses von Denk- und Arbeitsweisen der Naturwissenschaften Optimierungsaufgabe Beobachtungsaufgabe Überarbeiten und Verbessern von Arbeitsprodukten (z.b. Modelle, argumentative Texte, Versuchsaufbauten etc.) auf der Grundlage von Kritikpunkten kriteriengeleitetes Beobachten naturwissenschaftlicher Phänomene auf der Grundlage gezielter Fragestellungen kriteriengeleitetes Beobachten in biologischen Kontexten (z.b. Filmsequenz, simuliertes Beratungsgespräch, Debatte, Podiumsdiskussion, Präsentation) zur Vorbereitung eines Feedbacks Rechercheaufgabe Erarbeiten von biologischen Zusammenhängen oder Gewinnen von Daten aus Fachtexten und Darstellungen in verschiedenen analogen und digitalen Quellen kriteriengeleitetes Bewerten der Zuverlässigkeit und Qualität von Informationen in Informationsquellen Strukturieren und Aufbereiten recherchierter Informationen Präsentationsaufgabe kriteriengeleiteter Vortrag/Kurzvortrag bzw. kriteriengeleitetes Referat zu Arbeitsergebnissen Erstellen und Darbieten eines Medienbeitrags Durchführen einer simulierten Diskussion unter Berücksichtigung rollenbezogener Charakteristika (Perspektivwechsel) sowie rhetorischer und fachspezifischer Überzeugungsstrategien

9 Dokumentationsaufgabe Protokollieren und Dokumentieren von Messwerten (z.b. aus Experiment, Untersuchung, Feldstudie, Projektarbeit) und Erstellen geeigneter Darstellungsformen der Ergebnisse Beschreiben und Vergleichen von biotechnologischer Verfahren (z.b. Nachweisverfahren) Analyseaufgabe Prüfen und Interpretieren von Daten zur Beantwortung biologischer Fragestellungen Auswerten von Daten bzw. Messwerten zur Ableitung von Hypothesen/Modellen Begründen eines Versuchsplans, -aufbaus und seiner Durchführung im Hinblick auf die ihm zugrunde liegende Zielsetzung Auswerten und Evaluieren experimentell gewonnener Daten im Hinblick auf antizipierte Ergebnisse und Reflektieren des Versuchsplans und der Durchführung im Hinblick auf konzeptionelle und individuelle Fehler Experimentelle Aufgabe quantitative und/oder qualitative Untersuchung von Zusammenhängen Entwickeln eines Versuchsaufbaus in Bezug auf eine zu Grunde liegende Fragestellung und/oder Hypothese Überprüfen von Hypothesen mithilfe von Realexperimenten