Schulinternes Curriculum für das Fach Biologie (Ne, Ha, We) IGS Winsen-Roydorf (Februar 2017) Arbeitsplan für die Einführungsphase.

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1 Arbeitsplan für die Einführungsphase Biologie Grundlage des Schulcurriculums ist das Kerncurriculum für die Gymnasiale Oberstufe in Niedersachsen - Stand 2009 Hinweis: Schwerpunktthemen und EPA s beachten und den Arbeitsplan entsprechend anpassen!

2 Zelle & Stofftransport Cytologie - Thema 11.1 Kompetenzen Verbindliche Unterrichtsinhalte FW 2.1 beschreiben Unterschiede zwischen prokaryotischen und eukaryotischen Zellen. FW 1.2 stellen bei Strukturen mit vergrößerter, relativer Oberfläche eigenständig Hypothesen über die Funktion als Stoffaustauschoder Adsorptionsfläche auf. Aufbau von Pro- und Eucyte = sämtliche Organellen & deren Funktionen ( Zellmembran, Mikrotubuli, Mitochondrium, Centriol, Ribosom, ER, Dictysom, Lysosom, Cytoplasma, Nucleoulus, Zellkern) funktionsmorphologische Analyse verschiedener Zelltypen und Organellen passiver Stofftransport: Diffusion und Osmose, Kanal- Proteine, Carrier-Proteine (Antiport, Symport, Uniport) aktiver Stofftransport: Na-K-Pumpe :. EG 1.3 vergleichen komplexe Vorgänge auf zellulärer und modellhaft, vereinfachter Molekülebene. EG 2.2 reflektieren die gewählten Untersuchungsmethoden und diskutieren die Aussagekraft der Ergebnisse. EG 2.3 unterscheiden zwischen naturwissenschaftlichen Erklärungen und Alltagserklärungen. EG 2.4 wenden den naturwissenschaftlichen (hypothetisch-deduktiven) Erkenntnisweg zur Lösung EG 2.5 unterscheiden zwischen der cytologischen Ebene und der Molekülebene. EG 3.1 verwenden einfache modellhafte Symbole zur Beschreibung molekularer Strukturen und Abläufe. EG 3.2 wenden einfache Modellvorstellungen auf dynamische Prozesse an. EG 4.1 suchen und benutzen verschiedenen Quellen bei der Recherche naturwissenschaftlicher Informationen. EG 4.2 unterscheiden zwischen relevanten und irrelevanten Informationen. EG 4.5: beschreiben, analysieren und deuten Abbildungen, Tabellen, Diagramme sowie grafische Darstellungen unter Beachtung der untersuchten Größen und Einheiten. KK 1: beschreiben und erklären biologische Sachverhalte unter Verwendung geeigneter Fachbegriffe. KK 3 präsentieren Ergebnisse mit angemessenen Medien. Lern- und Arbeitstechniken: Concept-Map, Think Pair Share Material: u.a. selbst hergestellte Zellmodelle, Experimente an diversen Alltagsobjekten zu Diffusion und Osmose (z.b. Plasmolyse Zwiebelzelle)

3 Enzymatik - Enzyme als Biokatalysatoren Thema 11.2 Kompetenzen Verbindliche Unterrichtsinhalte FW 1.3 wenden das Schlüssel-Schloss-Prinzip eigenständig auf Fälle von Spezifität an. Enzyme als Biokatalysatoren Schlüssel-Schloss-Prinzip RGT-Regel Spezifität FW 4.1 erläutern Enzyme als substrat-und wirkungsspezifische Biokatalysatoren von Abbau-und Aufbauprozessen. EG 1.2 beschreiben strukturiert komplexe Diagramme. EG 2.2 reflektieren die gewählten Untersuchungsmethoden und diskutieren die Aussagekraft der Ergebnisse. EG 2.4 wenden den naturwissenschaftlichen (hypothetisch-deduktiven) Erkenntnisweg zur Lösung neuer Probleme an. KK 2 lösen komplexe Aufgaben in Gruppen, treffen dabei selbstständig Absprachen in Bezug auf Aufgabenverteilung und Zeiteinteilung. KK 3 präsentieren Ergebnisse mit angemessenen Medien. Lern- und Arbeitstechniken: - Hinweise: -

4 Genetik - Grundlagen Thema 11.3 Kompetenzen Verbindliche Unterrichtsinhalte FW 2.2 erläutern die Bedeutung der Zellverdopplung für das Wachstum von Organismen. FW 6.1 begründen die Erbgleichheit von Körperzellen eines Vielzellers mit der Mitose und der semikonservativen Replikation der DNA FW 6.3 erläutern die Grundprinzipien der Rekombination (Reduktion und Neukombination der Chromosomen bei Meiose und Befruchtung). FW 6.4 erläutern die Folgen von Diploidie (Möglichkeit der Rekombination und Möglichkeit des Überspringens von Merkmalen in der Generationenfolge). FW 6.5 beschreiben Gene als DNA-Abschnitte, die Informationen für die Herstellung von Genprodukten enthalten. FW 6.9: beschreiben, dass Umweltbedingungen und Gene bei der Ausprägung des Phänotyps zusammenwirken. FW 7.1 erklären Variabilität durch Rekombination und Mutation. FW 7.2 erklären Evolutionsprozesse durch das Zusammenspiel von Mutation, Rekombination und Selektion. Bedeutung des Zellkerns (Experimente mit Acetabularia) Geschichtliches zu den Begriffen Chromatin(gerüst) und Chromosomen Zellzyklus und Bedeutung der Mitose Mitose beschränkt auf die wesentlichen Schritte = exakte Verdopplung des Erbmaterials in Interphase exakte Teilung = Trennung der Chromatiden... Grundbegriff diploid Herstellung eines Karyogramms Isolierung von DNA (z.b. Tomaten) Bau der DNA (halbschematisch), DNA-Modell Vgl. DNA und RNA Replikation als Teil der Mitose Meselson-Stahl-Experiment Replikation genauerer Ablauf PCR Begriffe Autosomen, Gonosomen, Gen, Chromosomensatz, Bedeutung der Meiose (= Keimzellbildung) und Notwendigkeit der Reduktion auf einen Chromosomensatz) Grundbegriff haploid Cross-Over, Kopplung, Rekombination Vgl. Mitose/Meiose Mutation - Modifikation Erbkrankheiten (Genmutation, Chromosomenmutation und Genommutation sowie jeweils ein bekanntes Beispiele beim Menschen + selektiver Nachteill durch diese Erbkrankheit) Klonung EG 1.2 beschreiben strukturiert komplexe Diagramme EG 1.3 vergleichen komplexe Vorgänge auf zellulärer und modellhaft vereinfachter Molekülebene EG 2.2 reflektieren die gewählten Untersuchungsmethoden und diskutieren die Aussagekraft der Ergebnisse EG 2.3 unterscheiden zwischen naturwissenschaftlichen Erklärungen und Alltagserklärungen EG 2.5 unterscheiden zwischen der cytologischen und Molekülebene EG 3.1 verwenden einfache modellhafte Symbole zur Beschreibung molekularer Strukturen und Abläufe EG 3.2 wenden einfache Modellvorstellungen auf dynamische Prozesse an Lern- und Arbeitstechniken: - Hinweise: FW 6.1-4: Zur Vermeidung von Verwechslungen zwischen Mitose und Meiose sollte die Erabreitung auf die Bedeutung der Prozesse und auf die wesentlichen Schritte beschränkt bleiben. Auf die genauere Betrachtung der Phasen bei diesen beiden Prozessen sollte also verzichtet werden, da sonst die Gefahr besteht, dass vor allem die Ähnlichkeit der beiden Prozesse wahrgenommen wird und darüber die elementaren Unterschiede übersehen werden.

5 Proteinbiosynthese - Vom Gen zum Protein Thema 11.4 Kompetenzen Verbindliche Unterrichtsinhalte auf neue Sachverhalte an FW 1.3 wenden das Schlüssel-Schloss- Prinzip eigenständig auf Fälle von Spezifität an FW 6.5 beschreiben Gene als DNA-Abschnitte, die Informationen für die Herstellung von Genprodukten enthalten FW 6.6 erläutern modellhaft vereinfachte Übersetzung der DNA-Sequenz in eine AS-Sequenz (ohne Berücksichtigung chemischer Eigenschaften) FW 6.7 erläutern exemplarisch den Zusammenhang zwischen Genen und der Ausprägung des Phänotyps (z.b. Zusammenhang Gen-Enzym-Farbstoff) Gene als Informationsträger Der genetische Code (Watson-Crick) Die Transkription Unterscheidung Transkription und (semikonservativen) Replikation Unterscheidung RNA und DNA Mutation und Erbkrankheiten Die Translation Translation - Unterschied mrna und trna Bedeutung der Proteinbiosynthese Unterscheidung Transkription und Translation Vgl. Proteinbiosynthese von Prokaryoten/Eukaryoten FW 6.8 erklären die Auswirkungen von Mutationen auf den Phänotyp ggf. Repetitive Sequenzen (Telomerregion der Chromosomen) ggf. Genetischer Fingerabdruck/Vaterschaftstest ggf. Elektrophorese eines Proteins EG 1.2 beschreiben strukturiert komplexe Diagramme EG 1.3 vergleichen komplexe Vorgänge auf zellulärer und modellhaft vereinfachter Molekülebene EG 2.1 unterscheiden kausale und funktionale Fragestellungen EG 2.2 reflektieren die gewählten Untersuchungsmethoden und diskutieren die Aussagekraft der Ergebnisse EG 2.3 unterscheiden zwischen naturwissenschaftlichen Erklärungen und Alltagserklärungen EG 2.4 wenden den naturwissenschaftlichen (hypothetisch-deduktiven) Erkenntnisweg zur Lösung neuer Probleme an EG 2.5 unterscheiden zwischen der cytologischen und Molekülebene EG 3.1 verwenden einfache modellhafte Symbole zur Beschreibung molekularer Strukturen und Abläufe EG 3.2 wenden einfache Modellvorstellungen auf dynamische Prozesse an Lern-und Arbeitstechniken: - Hinweise: FW 6.7: Genwirkkette im Unterricht am Beispiel von Neurospora und der Bildung von Augenpigmenten bei Insekten verdeutlichen (kann dann in der Klausur ggf. am Beispiel von PKU angewendet werden).