Hinweis: Schwerpunktthemen und EPA s beachten und den Arbeitsplan entsprechend anpassen!

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1 Hinweis: Schwerpunktthemen und EPA s beachten und den Arbeitsplan entsprechend anpassen! Qualifikationsphase - 1. Semester: Stoffwechsel (Zellatmung), Genetik und Evolution UR 1: Zellatmung und Gärung - Was ist Leben? (Semesterwochenstunden: ) Thema Inhaltsbezogene Kompetenzen Prozessbezogene Kompetenzen Anmerkungen Material 1.1: Zellatmung FW 1.1: erläutern Struktur- Funktionsbeziehungen auf der Ebene von Molekülen modellhaft (Enzyme). FW 1.2: erläutern Struktur- Funktionsbeziehungen auf der Ebene von Organellen (Mitochondrien). FW 2.2: erläutern die Funktion der Kompartimentierung (chemiosmotische ATP-Bildung*). FW 3.1: beschreiben kompetitive und allosterische Wirkungen (Enzymaktivität). FW 4.1: erläutern Grundprinzipien von Stoffwechselwegen (Redoxreaktionen, Energieumwandlung, Energieentwertung, ATP/ADP-System). FW 4.3: erläutern die Bereitstellung von Energie unter Bezug auf die vier Teilschritte der Zellatmung (C-Körper- Schema, ATP-Bilanz). EG 1.1: beschreiben und erklären biologische Sachverhalte kriteriengeleitet durch Beobachtung und Vergleich. EG 4.5: beschreiben, analysieren und Darstellungen unter Beachtung der untersuchten Größen und Einheiten. KK 1: beschreiben und erklären KK 3: entwickeln Fragen zu biologischen KK 5: argumentieren mithilfe biologischer Evidenzen, um Hypothesen zu testen und Fragen zu beantworten. KK 7: veranschaulichen biologische Sachverhalte adressatenbezogen und zielorientiert auf angemessene Art und Weise: Text, Tabelle, Diagramm, Schema, Skizze, Zeichnung, Conceptmap. Ausgangsfrage: Wie wird die für das Leben notwendige Energie bereitgestellt? Leben als System, das sich selbst reproduziert, das einen höheren Energiegehalt als seine nichtlebende Umgebung hat und das diesen Zustand durch die Organisation permanenter Energiezufuhr (autotroph, heterotroph) erhält. Eigentlich die zentrale Frage der Biologie! Diese braucht aber zum Verständnis keinerlei biochemische Einzelheiten! 1

2 Thema Inhaltsbezogene Kompetenzen Prozessbezogene Kompetenzen Anmerkungen Material 1.2: Gärung: FW 3.1: beschreiben kompetitive und allosterische Wirkungen (Enzymaktivität). FW 4.1: erläutern Grundprinzipien von Stoffwechselwegen (Redoxreaktionen, Energieumwandlung, Energieentwertung, ATP/ADP-System). FW 4.3: erläutern die Bereitstellung von Energie unter Bezug auf die vier Teilschritte der Zellatmung (C-Körper- Schema, ATP-Bilanz). EG 2.1: entwickeln Hypothesen, planen Experimente, führen diese durch und werten sie hypothesenbezogen aus. EG 2.2: diskutieren Fehlerquellen bei Experimenten (fehlender Kontrollansatz). EG 4.1: protokollieren Beobachtungen und Experimente. KK 1: beschreiben und erklären Fragen: a) Wie war unter diesen Bedingungen Leben möglich? b) Wie entstand in der Folgezeit die Sauerstoffatmosphäre? (s. 1.3) Hinführung über: Blick in die Erdgeschichte: ursprünglich sauerstofffreie Atmosphäre keine ZA möglich OPTIONAL: 1.3: Exkurs: chemische Evolution mit genetischen Aspekten (evt. Endosymbiontentheorie) FW 1.1: erläutern Struktur- Funktionsbeziehungen auf der Ebene von Molekülen modellhaft (DNA- Basenpaarung). FW 7.4: erläutern Angepasstheit als Ergebnis von Evolution (Mutation, Selektion). FW 7.7: beschreiben Biodiversität auf verschiedenen Systemebenen (genetische Variabilität, Artenvielfalt, Ökosystemvielfalt). EG 4.5: beschreiben, analysieren und Darstellungen unter Beachtung der untersuchten Größen und Einheiten. KK 1: beschreiben und erklären KK 2: unterscheiden zwischen proximaten und ultimaten Erklärungen und vermeiden unangemessenefinale Begründungen. KK 6: recherchieren, dokumentieren und präsentieren biologische Sachverhalte mithilfe digitaler Medien und Technologien und reflektieren den Einsatz kritisch Grundfrage: Wie ist das Leben entstanden? (aufbauend auf den unter 1.1. erarbeiteten Bedingungen für Leben) 2

3 UR 2: Genetik am Beispiel der Mukoviszidose Hinweis: Genetik möglichst kurzhalten, da Wiederholung aus Klasse 11 (Semesterwochenstunden: ) Thema Inhaltsbezogene Kompetenzen Prozessbezogene Kompetenzen Anmerkungen Material 2.1 Systemebenen bei der Mukoviszidose (Moleküle, Zellen, Organe, Individuen) Wiederholung Systemebenen 2.2 Stofftransport durch Membranen und das CFTR-Protein (Chloridkanal) FW 2.1 erklären verschiedene Arten von Stofftransport zwischen Kompartimenten (passiver und aktiver Transport). FW 1.1 erläutern Struktur- Funktionsbeziehungen auf der Ebene von Molekülen modellhaft. FW 2.2 erläutern die Funktion der Kompartimentierung. EG 2.1 entwickeln Hypothesen, planen Experimente, führen diese durch und werten sie hypothesenbezogen aus (aktiver/passiver Transport) EG 4.1 protokollieren Beobachtungen und Experimente. EG 3.1 wenden Modelle an, erweitern sie und beurteilen die Aussagekraft und Gültigkeit. KK 4 ziehen aus der Betrachtung biologischer Phänomene Schlussfolgerungen, verallgemeinern diese und leiten Regeln ab. Kenntnis des Membranbaus (Lipiddoppelschicht, Proteine) Erklärung der selektiven Permeabilität der Membran Erklärung von passiven und aktiven Transportmechanismen auf molekularer Ebene [Konzentrationsgradient, ATP-Verbrauch] Osmose: Modellversuch mit Gurkenscheiben, Modellkritik HexBuggs 3

4 Thema Inhaltsbezogene Kompetenzen Prozessbezogene Kompetenzen Anmerkungen Material 2.3 Biosynthese des CFTR- Proteins FW 1.1 erläutern Struktur- Funktionsbeziehungen auf der Ebene von Molekülen modellhaft (DNA- Basenpaarung). FW 5.1: erläutern das Prinzip der Signaltransduktion als Übertragung von extrazellulären in intrazelluläre Signale. FW 5.2 erläutern die Informationsübertragung innerhalb der Zelle (Proteinbiosynthese bei Eukaryoten, Transkriptionsfaktoren, alternatives Spleißen). EG 2.1 entwickeln Hypothesen, [planen Experimente, führen diese durch und werten sie hypothesenbezogen aus]. EG 3.1 wenden Modelle an, erweitern sie und beurteilen die Aussagekraft und Gültigkeit: Darstellungen unter Beachtung der untersuchten Größen und Einheiten. KK 5 argumentieren mithilfe biologischer Evidenzen, um Hypothesen zu testen und Fragen zu beantworten. Wiederholung Proteinbiosynthese und ggf. Nachvollzug eines autoradiographischen Versuches dazu; 2.4 Nachweis verschiedener CFTR-Mutanten: Prinzip der PCR- Technik und der Gelelektrophorese FW 1.1 erläutern Struktur- Funktionsbeziehungen auf der Ebene von Molekülen modellhaft (DNA-Basenpaarung). EG 1.2 führen Trennverfahren durch und werten sie aus. EG 4.2 beschreiben die Prinzipien biologischer Arbeitstechniken (PCR, Gel- Elektrophorese, DNA-Microarray*), werten Befunde aus und deuten sie. Darstellungen unter Beachtung der untersuchten Größen und Einheiten. EG 4.3: erklären die Vorläufigkeit der Erkenntnisse mit Begrenztheit der Methoden. Mutationen des CFTR- Gens (auch Fehler beim Spleißen) 4

5 Thema Inhaltsbezogene Kompetenzen Prozessbezogene Kompetenzen Anmerkungen Material 2.5 Ethische Analyse: PID bei Verdacht auf Mukoviszidose? KK 8 diskutieren komplexe biologische Fragestellungen, deren Lösung strittig ist. BW 4 führen eine ethische Analyse durch, unterscheiden dabei deskriptive von normativen Aussagen und begründen Handlungsoptionen aus deontologischer und konsequenzialistischer Sicht (PID). Rollenspiel 5

6 UR 3 Variabilität und Angepasstheit sowie Evolutionstheorien und ihre Belege 7.1 Evolutionstheorien und Belege für die Synthetische Theorie 6 (Semesterwochenstunden: ) Thema Inhaltsbezogene Kompetenzen Prozessbezogene Kompetenzen Anmerkungen, Beispiele Material FW 7.6 erläutern die Evolutionstheorien EG 4.4 analysieren und deuten Homologie von Lamarck und Darwin und die naturwissenschaftliche Texte. Analogie Synthetische Evolutionstheorie. 7.2 Evolutionsfaktoren FW 8.1 werten molekularbiologische Homologien (DNA, Proteine) zur Untersuchung phylogenetischer Verwandtschaft aus (Wirbeltiere). FW 8.2 beschreiben Analogien als Anpassungsähnlichkeiten und Homologien als auf Abstammung basierende Ähnlichkeiten. FW 7.7 beschreiben Biodiversität auf verschiedenen Systemebenen (genetische Variabilität, Artenvielfalt, Ökosystemvielfalt). FW 7.4 erläutern Angepasstheit als Ergebnis von Evolution (Mutation, Rekombination, Gendrift, Selektion) FW 7.2 erläutern den Prozess der Artbildung (allopatrisch). FW 7.1 erläutern Präadaptation (Antibiotikaresistenz). FW 7.3 erläutern die ökologische Nische als Gesamtheit der beanspruchten Umweltfaktoren einer Art. FW 7.4 erläutern Angepasstheit als Ergebnis von Evolution (Mutation, Rekombination, Gendrift, Selektion). FW 1.3 erläutern Struktur- Funktionsbeziehungen auf der Ebene von Organen. FW 7.5: erläutern die Angepasstheit von KK 4 ziehen aus der Betrachtung biologischer Phänomene Schlussfolgerungen, verallgemeinern diese und leiten Regeln ab. EG 4.3 erklären die Vorläufigkeit der Erkenntnisse mit Begrenztheit der Methoden. KK2: unterscheiden zwischen proximaten und ultimaten Erklärungen und vermeiden unangemessenefinale Begründungen.

7 Populationen (r- und K-selektierte Fortpflanzungsstrategien). FW 7.7 beschreiben Biodiversität auf verschiedenen Systemebenen (genetische Variabilität, Artenvielfalt, Ökosystemvielfalt). 7

8 2. Semester: Fotosynthese und Ökologie UR 4: Fotosynthese am Beispiel von Future Oil Algen als Produzenten von Biotreibstoff? (Semesterwochenstunden: ) Thema Inhaltsbezogene Kompetenzen Prozessbezogene Kompetenzen Anmerkungen Material 3.1 Future Oil Algen als Produzenten von Biotreibstoff EG 3.1 wenden Modelle an. Fotosynthese als BlackBox (EG 3.1) wird im Verlauf der Einheit gefüllt 3.2 Chloroplasten als Orte der Fotosynthese FW 1.2 erläutern Struktur-Funktionsbeziehungen auf der Ebene von Organellen (Chloroplasten). FW 1.3 erläutern Struktur- Funktionsbeziehungen auf der Ebene von Organen (Sonnen-/Schattenblatt). FW 2.2 erläutern die Funktion der Kompartimentierung. EG 1.3 mikroskopieren, skizzieren und zeichnen biologische Präparate. EG 3.2 erklären anhand von Kosten- Nutzen-Analysen biologische Phänomene. Darstellungen. KK 7: veranschaulichen biologische Sachverhalte adressatenbezogen und zielorientiert auf angemessene Art und Weise: Text, Tabelle, Diagramm, Schema, Skizze, Zeichnung, Conceptmap. 8

9 Thema Inhaltsbezogene Kompetenzen Prozessbezogene Kompetenzen Anmerkungen Material 3.3 Pigmente und Lichtabsorption: FW 1.1 erläutern Struktur- Funktionsbeziehungen auf der Ebene von Molekülen modellhaft; FW 2.2 erläutern die Funktion der Kompartimentierung; FW 4.1 erläutern Grundprinzipien von Stoffwechselwegen (Redoxreaktion, Energieumwandlung, Energieentwertung, ATP/ADP-System) FW 4.2 erläutern die Umwandlung von Lichtenergie in chemische Energie in der Fotosynthese (Primär-/Sekundärreaktion im C-Körper-Schema). EG 1.2 führen Trennverfahren durch und werten sie aus (Chromatografie); EG 4.1 protokollieren Beobachtungen und Experimente. Darstellungen unter Beachtung der untersuchten Größen und Einheiten. KK 5 argumentieren mithilfe biologischer Evidenzen, um Hypothesen zu testen und Fragen zu beantworten. 3.4 Die lichtabhängige Reaktionen: FW 4.2 erläutern die Umwandlung von Lichtenergie in chemische Energie in der Fotosynthese (Primärreaktion) FW 4.1 erläutern Grundprinzipien von Stoffwechselwegen (Redoxreaktionen, Energieumwandlung). FW 2.2 erläutern die Funktion der Kompartimentierung; FW 2.2 erläutern die Funktion der Kompartimentierung (chemiosmotische ATP-Bildung*) Darstellungen unter Beachtung der untersuchten Größen und Einheiten. KK 4 ziehen aus der Betrachtung biologischer Phänomene Schlussfolgerungen, verallgemeinern diese und leiten Regeln ab. KK 5 argumentieren mithilfe biologischer Evidenzen, um Hypothesen zu testen und Fragen zu beantworten. 9

10 Thema Inhaltsbezogene Kompetenzen Prozessbezogene Kompetenzen Anmerkungen Material 3.5 Der Calvin- Zyklus FW 4.1 erläutern Grundprinzipien von Stoffwechselwegen (Redoxreaktionen, Energieumwandlung, ). FW 4.2 erläutern die Umwandlung von Lichtenergie in chemische Energie in der Fotosynthese (Primärreaktion, Sekundärreaktion im C-Körper-Schema). FW 2.2 erläutern die Funktion der Kompartimentierung. EG 2.1 entwickeln Hypothesen, planen Experimente, ( ) und werten sie hypothesenbezogen aus. Darstellungen unter Beachtung der untersuchten Größen und Einheiten. KK 5 argumentieren mithilfe biologischer Evidenzen, um Hypothesen zu testen und Fragen zu beantworten. 3.6 Abhängigkeit der Fotosynthese von Außenfaktoren (Optimierung der Algoil-Synthese) FW 1.3 erläutern Struktur- Funktionsbeziehungen auf der Ebene von Organen (Sonnen-/Schattenblatt). FW 3.4 vergleichen unter Bezug auf biotische und abiotische Faktoren physiologische und ökologische Potenzen. FW 4.2 erläutern die Umwandlung von Lichtenergie in chemische Energie in der Fotosynthese (Primärreaktion, Sekundärreaktion). FW 4.3 erläutern die Bereitstellung von Energie unter Bezug auf die vier Teilschritte der Zellatmung. EG 2.1 entwickeln Hypothesen, planen Experimente, führen diese durch und werten sie hypothesenbezogen aus. EG 2.2 diskutieren Fehlerquellen bei Experimenten (fehlender Kontrollansatz). EG 4.1 protokollieren Beobachtungen und Experimente. Darstellungen unter Beachtung der untersuchten Größen und Einheiten. KK 7 veranschaulichen biol. Sachverhalte adressatenbezogen und zielorientiert auf angemessene Art und Weise: Text, Tabelle, Diagramm, Schema, Skizze, Zeichnung. 10

11 Thema Inhaltsbezogene Kompetenzen Prozessbezogene Kompetenzen Anmerkungen Material 3.7 CAM/C4 (Algoil als Alternative zu Biotreibstoff aus Hochleistungs- Nutzpflanzen) FW 4.1 erläutern Grundprinzipien von Stoffwechselwegen (Redoxreaktionen, Energieumwandlung, ). FW 4.2 erläutern die Umwandlung von Lichtenergie in chemische Energie in der Fotosynthese (Primärreaktion, Sekundärreaktion im C-Körper-Schema). FW 7.4 erläutern Angepasstheit als Ergebnis von Evolution. FW 7.7 beschreiben Biodiversität auf verschiedenen Systemebenen. EG 1.1 beschreiben und erklären biologische Sachverhalte kriteriengeleitet durch Beobachtung und Vergleich. KK 8 diskutieren komplexe biologische Fragestellungen, deren Lösung strittig ist. BW 2 untersuchen komplexe Problemund Entscheidungssituationen in Hinblick auf soziale, räumliche und zeitliche Fallen* BW 5 erörtern Chancen und Risiken transgener Organismen aus der Sicht unterschiedlicher Interessengruppen* Hinweise zu Materialien: Einstieg: Zeit Wissen, Heft 6, Okt./Nov. 2009, S. 10: Algen im Tank wird jetzt alles gut? Grundlagen und Algenbioreaktor: Oehmig, B., Nieder, J.: CO 2 und Biomasse. Unterricht Biologie 335, Juni 2008, S (Prinzip des Algenbioreaktors beim Kohlekraftwerg Farge (Bremen), S. 25); Algenzucht und Mikroskopie: Kremer: Das große Kosmos-Buch der Mikroskopie, Kosmos 2002 Pilotprojekt CO2-Konversion durch Mikroalgen Jacobsuniversität Bremen: Oilgae, mit Algen-Glossar, vermutlich umfassendste Plattform (in Englisch) für Algoil bzw. Oligae : BMFT: Übersicht. Algenbioverfahrenstechnik: 11

12 UR 5: Ökologie und Nachhaltigkeit - Der Klimawandel und seine Folgen für Ökosysteme 4.1 Der Klimawandel und seine Folgen für verschiedene Ökosysteme 12 (Semesterwochenstunden: ) Thema Inhaltsbezogene Kompetenzen Prozessbezogene Kompetenzen Anmerkungen Material EG 4.4. Analysieren und deuten naturwissenschaftliche Texte. 4.2 Ursachen des Klimawandels: FW 4.4 beschreiben das Prinzip von Stoffkreisläufen auf Ebene von Ökosystemen und der Biosphäre (Kohlenstoffkreislauf). Hypothesen; KK 6 recherchieren, dokumentieren und präsentieren biologische Sachverhalte mithilfe digitaler Medien und Technologien und reflektieren den Einsatz kritisch (vorbereitend); KK 7 veranschaulichen biologische Sachverhalte adressatenbezogen und zielorientiert auf angemessene Art und Weise: Text, Tabelle, Diagramm, Schema, Skizze, Zeichnung, ConceptMap KK 8 diskutieren komplexe biologische Fragestellungen, deren Lösung strittig ist. BW 1 bewerten mögliche kurz- und langfristige regionale und/oder globale Folgen eigenen und gesellschaftlichen Handelns. Dazu gehören die Analyse der Sach- und der Werteebene der Problemsituation sowie die Entwicklung von Handlungsoptionen. Grüne Reihe (IPPC-Modell)

13 4.3 Wechselbeziehungen zwischen Lebewesen 4.4 Folgen des Klimawandels FW 3.3 erläutern Konkurrenz, Parasitismus und Symbiose als Wechselbeziehungen zwischen Organismen. FW 3.4 vergleichen unter Bezug auf biotische und abiotische Faktoren physiologische und ökologische Potenzen. FW 7.3 erläutern die ökologische Nische als Gesamtheit der beanspruchten Umweltfaktoren einer Art. FW 1.3 erläutern Struktur- Funktionsbeziehungen auf der Ebene von Organen (Sonnen- und Schattenblatt). FW 3.2 erläutern Homöostase als Ergebnis von Regelungsvorgängen, die aufgrund negativer Rückkopplung für Stabilität in physiologischen Systemen sorgen. FW 7.5 erläutern die Angepasstheit von Populationen (r- und k-selektierte Fortpflanzungsstrategien) FW 3.3 erläutern Konkurrenz, Parasitismus und Symbiose als Wechselbeziehungen zwischen Organismen. FW 3.4 vergleichen unter Bezug auf biotische und abiotische Faktoren physiologische und ökologische Potenzen. FW 7.3 erläutern die ökologische Nische als Gesamtheit der beanspruchten Umweltfaktoren einer Art. EG 1.1 beschreiben und erklären biologische Sachverhalte kriteriengeleitet durch Beobachtung und Vergleich; EG 1.4 führen Freilanduntersuchungen durch und werten diese aus (Bioindikatoren-Prinzip); EG 2.1 entwickeln Hypothesen, planen Experimente ( ) und werten sie hypothesenbezogen aus. EG 3.1 wenden Modelle an, erweitern sie und beurteilen die Aussagekraft und Gültigkeit. KK 4 ziehen aus der Betrachtung biologischer Phänomene Schlussfolgerungen, verallgemeinern diese und leiten Regeln ab. EG 1.1 beschreiben und erklären biologische Sachverhalte kriteriengeleitet durch Beobachtung und Vergleich EG 4.3 erklären die Vorläufigkeit der Erkenntnisse mit Begrenztheit der Methoden. 13

14 4.5 Mit Aufforstungen gegen den Klimawandel? FW 7.7 beschreiben Biodiversität auf verschiedenen Systemebenen (genetische Variabilität, Artenvielfalt, Ökosystemvielfalt); (FW 7.4 erläutern Angepasstheit als Ergebnis von Evolution (Mutation, Rekombination, Gendrift, Selektion) FW 4.4 beschreiben das Prinzip von Stoffkreisläufen auf Ebene von Ökosystemen und der Biosphäre (Kohlenstoffkreislauf). KK 5 argumentieren mithilfe biologischer Evidenzen, um Hypothesen zu testen und Fragen zu beantworten. 4.6 Ökologisches Bewerten KK 8 diskutieren komplexe biologische Fragestellungen, deren Lösung strittig ist. KK 6 recherchieren, dokumentieren und präsentieren biologische Sachverhalte mithilfe digitaler Medien und Technologien und reflektieren den Einsatz kritisch. KK 7 veranschaulichen biologische Sachverhalte adressatenbezogen und zielorientiert auf angemessene Art und Weise: Text, Tabelle, Diagramm, Schema, Skizze, Zeichnung, ConceptMap. Exkursion zum entsprechenden Ökosystem BW 1 bewerten mögliche kurz- und langfristige regionale und/oder globale Folgen eigenen und gesellschaftlichen Handelns. Dazu gehören die Analyse der Sach- und der Werteebene der Problemsituation sowie die Entwicklung von Handlungsoptionen. 14

15 BW 3 bewerten Maßnahmen zum Schutz und der Nutzung der Biodiversität aus verschiedenen Perspektiven (Nachhaltigkeit). 15

16 3. Semester: Informationsverarbeitung UR 6: Neurobiologie und Immunbiologie am Beispiel der Multiplen Sklerose 5.1 MS und die spezifische Immunabwehr (Semesterwochenstunden: ) Thema Inhaltsbezogene Kompetenzen Prozessbezogene Kompetenzen Anmerkungen, Beispiele Material FW 5.4 erläutern das Erkennen und die EG 3.1 wenden Modelle an, erweitern sie FW 1.1 auch im Kontext spezifische Abwehr von Antigenen und beurteilen die Aussagekraft und von Antigenpräsentation, (Antigen- Präsentation, humorale und Gültigkeit. klonale Selektion sowie zelluläre Immunantwort, klonale Antigen-Antikörper- Selektion). Reaktion. 5.2 Zusammenführung: Multiple Sklerose als Autoimmunerkra nkung von Nervenzellen in Gehirn FW 1.1 erläutern Struktur- Funktionsbeziehungen auf der Ebene von Molekülen modellhaft (Rezeptormolkeüle). FW 5.1 erläutern das Prinzip der Signaltransduktion als Übertragung von extrazellulären Signalen in intrazelluläre Signale. FW 5.2 erläutern die Informationsübertragung innerhalb der Zelle (Proteinbiosynthese bei Eukaryoten). FW 5.4 erläutern das Erkennen und die spezifische Abwehr von Antigenen (Antigen- Präsentation, humorale und zelluläre Immunantwort, klonale Selektion). EG 4.2 beschreiben die Prinzipien biologischer Arbeitstechniken (DNA- Microarray*, ELISA*,), werten Befunde aus und deuten sie. KK 5 argumentieren mithilfe biologischer Evidenzen, um Hypothesen zu testen und Fragen zu beantworten. EG 4.3 erklären die Vorläufigkeit der Erkenntnisse mit Begrenztheit der Methoden. Darstellungen. KK 5 argumentieren mithilfe biologischer Evidenzen, um Hypothesen zu testen und Fragen zu beantworten. 16

17 5.3 Stammzelltherapie bei MS FW 6.1 vergleichen embryonale und adulte Stammzellen. EG 4.3 erklären die Vorläufigkeit der Erkenntnisse mit Begrenztheit der Methoden; EG 4.4 analysieren und deuten naturwissenschaftliche Texte. (gutes Material zum Thema Stammzellen und ethisches Bewerten) KK 6 recherchieren, dokumentieren und präsentieren biologische Sachverhalte mithilfe digitaler Medien und Technologien und reflektieren den Einsatz kritisch. KK 8 diskutieren komplexe biologische Fragestellungen, deren Lösung strittig ist. BW 4 führen eine ethische Analyse durch, unterscheiden dabei deskriptive von normativen Aussagen und begründen Handlungsoptionen aus deontologischer und konsequenzialistischer Sicht. 5.4.Bau von Nervenzellen FW 1 erläutern Struktur- und Funktionsbeziehungen. EG 4.4 analysieren und deuten naturwissenschaftliche Texte. 17

18 5.5 Erregungsweiter leitung an einem Neuron FW 5.3 erläutern die Informationsübertragung zwischen Zellen (Nervenzellen: Entstehung und Weiterleitung elektrischer Potenziale, chemische Synapsen, Beeinflussung der Synapse durch einen neuroaktiven Stoff) FW 2.1 erklären verschiedene Arten von Stofftransport zwischen Kompartimenten (passiver und aktiver Transport) FW 2.2 erläutern die Funktion der Kompartimentierung (Ruhepotenzial) EG 2.1 entwickeln Hypothesen, planen Experimente, führen diese durch und werten sie hypothesenbezogen aus. EG 3.1 wenden Modelle an, erweitern sie und beurteilen die Aussagekraft und Gültigkeit. EG 3.1: Dominostein- Modellexperiment zu saltatorischer und kontinuierlicher Erregungsweiterleitung. KK 7 veranschaulichen biologische Sachverhalte adressatenbezogen und zielorientiert auf angemessene Art und Weise: Text, Tabelle, Diagramm, Schema, Skizze, Zeichnung, Concept- Map). 18

19 5.6 Synaptische und postsynaptische Vorgänge FW 5.3 erläutern die Informationsübertragung zwischen Zellen (Nervenzellen: Entstehung und Weiterleitung elektrischer Potenziale, chemische Synapsen, Beeinflussung der Synapse durch einen neuroaktiven Stoff). FW 1.1 erläutern Struktur- Funktionsbeziehungen auf der Ebene von Molekülen modellhaft (Rezeptormoleküle). FW 5.1 erläutern das Prinzip der Signaltransduktion als Übertragung von extrazellulären Signalen in intrazelluläre Signale. KK 4 ziehen aus der Betrachtung biologischer Phänomene Schlussfolgerungen, verallgemeinern diese und leiten Regeln ab. KK 7 veranschaulichen biologische Sachverhalte adressatenbezogen und zielorientiert auf angemessene Art und Weise: Text, Tabelle, Diagramm, Schema, Skizze, Concept-Map. 5.7 Wirkung neuroaktiver Substanzen auf Neuron und Synapse FW 5.3 erläutern die Informationsübertragung zwischen Zellen (Nervenzellen: Entstehung und Weiterleitung elektrischer Potenziale, chemische Synapsen, Beeinflussung der Synapse durch einen neuroaktiven Stoff). FW 1.1 erläutern Struktur- Funktionsbeziehungen auf der Ebene von Molekülen modellhaft (Enzyme, Rezeptormoleküle) FW 5.2 erläutern die Informationsübertragung innerhalb der Zelle (Proteinbiosynthese bei Eukaryoten ) FW 2.1 erklären verschiedene Arten von Stofftransport zwischen Kompartimenten (passiver und aktiver Transport). EG 1.1 beschreiben und erklären biologische Sachverhalte kriteriengeleitet durch Beobachtung und Vergleich. EG 2.1 entwickeln Hypothesen, planen Experimente werten sie hypothesenbezogen aus. Curare, Botox, Conotoxine, Nikotin etc. 19

20 FW 3.1 beschreiben kompetitive und allosterische Wirkungen (Enzymaktivität). FW 5.1 erläutern das Prinzip der Signaltransduktion als Übertragung von extrazellulären Signalen in intrazelluläre Signale. KK 4 ziehen aus der Betrachtung biologischer Phänomene Schlussfolgerungen, verallgemeinern diese und leiten Regeln ab. KK 5 argumentieren mithilfe biologischer Evidenzen, um Hypothesen zu testen und Fragen zu beantworten. 20

21 UR 7: Stress (Hormone und Nervensystem) (Semesterwochenstunden: ) Thema Inhaltsbezogene Kompetenzen Prozessbezogene Kompetenzen Anmerkungen, Beispiele Material EG 3.2 erklären anhand von Kosten- Nutzen-Analysen biologische Phänomene. 6.1 Das Fight or flight-syndrom 6.2 Störung der Homöostase und Stress FW 5.5 vergleichen hormonelle und neuronale Informationsübertragung und beschreiben ihre Verschränkung (Stressreaktion). FW 3.2 erläutern Homöostase als Ergebnis von Regelungsvorgängen, die aufgrund negativer Rückkopplung für Stabilität in physiologischen Systemen sorgen. FW 7.4 erläutern Angepasstheit als Ergebnis von Evolution ( ); FW 3.2 erläutern Homöostase als Ergebnis von Regelungsvorgängen, die aufgrund negativer Rückkopplung für Stabilität in physiologischen Systemen sorgen. FW 5.5 vergleichen hormonelle und neuronale Informationsübertragung und beschreiben ihre Verschränkung (Stressreaktion). FW 5.1 erläutern das Prinzip der Signaltransduktion als Übertragung von extrazellulären Signalen in intrazelluläre Signale. KK 2 unterscheiden zwischen proximaten und ultimaten Erklärungen und vermeiden unangemessene finale Begründungen. KK 4 ziehen aus der Betrachtung biologischer Phänomene Schlussfolgerungen, verallgemeinern diese und leiten Regeln ab. KK 7 veranschaulichen biologische Sachverhalte adressatenbezogen und zielorientiert auf angemessene Art und Weise: Text, Tabelle, Diagramm, Schema, Skizze, Zeichnung, ConceptMap. Beispiel Glucose- Homöostase Mögliche Verknüpfung zu Energiestoffwechsel 21

22 4. Semester: Geschichte und Verwandtschaft sowie Prüfungsvorbereitung UR 8: Die Evolution des Menschen (Biologische und kulturelle Evolution im Vergleich) 8.1 Der Junge von Nariokotome und die evolutionäre Geschichte der Menschwerdung (Semesterwochenstunden: ) Thema Inhaltsbezogene Kompetenzen Prozessbezogene Kompetenzen Anmerkungen, Beispiele FW 8.3 vergleichen unter Bezug auf die EG 1.1 beschreiben und erklären Menschwerdung (Hominisation) biologische Sachverhalte kriteriengeleitet biologische und kulturelle Evolution durch Beobachtung und Vergleich. (vorbereitend). FW 8.2 deuten Analogien als Anpassungsähnlichkeiten und Homologien als auf Abstammung basierende Ähnlichkeiten. Darstellungen. Der Junge von Nariokotome = Turkanaboy (eines der vollständigsten Skelette eines frühen Hominiden)=> Auch andere Phänomene nutzbar für den Einstieg! 8.2 Evolution des menschlichen Gehirns und der Lebensgeschichte FW 8.3 vergleichen unter Bezug auf die Menschwerdung (Hominisation) biologische und kulturelle Evolution. FW 7.4 erläutern Angepasstheit als Ergebnis von Evolution. FW 1.3 erläutern Struktur- Funktionsbeziehungen auf der Ebene von Organen. FW 8.1 werten molekularbiologische Homologien (DNA, ) zur Untersuchung phylogenetischer Verwandtschaft aus. KK 2 vermeiden unangemessene finale Begründungen. EG 3.2 erklären anhand von Kosten- Nutzen-Analysen biologische Phänomene. EG 4.3 erklären die Vorläufigkeit der Erkenntnisse mit Begrenztheit der Methoden. KK 2 unterscheiden zwischen proximaten und ultimaten Erklärungen und vermeiden unangemessene finale Begründungen. 22

23 8.4 Biologische und kulturelle Evolution im Vergleich FW 8.3 vergleichen unter Bezug auf die Menschwerdung (Hominisation) biologische und kulturelle Evolution; Kulturelle Evolution bedeutet nichtgenetische Weitergabe von Information durch soziales Lernen. FW 8.1 werten molekularbiologische Homologien (DNA, ) aus ( ) FW 7.6 erläutern die Evolutionstheorien von Lamarck und Darwin und die Synthetische Evolutionstheorie (wiederholend). EG 1.1 beschreiben und erklären biologische Sachverhalte kriteriengeleitet durch ( ) Vergleich. EG 2.2 diskutieren Fehlerquellen bei Experimenten (fehlender Kontrollansatz) (nachvollziehend). EG 4.2 beschreiben die Prinzipien biologischer Arbeitstechniken ( DNA- Microarray* ), werten Befunde aus und deuten sie. 23