Lehrplan PLUS

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Biologie 9

wird überarbeitet

B9 Lernbereich 1: Erkenntnisse gewinnen – kommunizieren – bewerten
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Kompetenzerwartungen

Die Schülerinnen und Schüler ...

  • leiten ausgehend von für sie vorstrukturierten Alltags- und Naturphänomenen biologische Fragestellungen ab und planen hypothesengeleitet z. B. Beobachtungen und Experimente zur Beantwortung dieser Fragestellungen vermehrt auch aus quantitativer Sicht.
  • führen einfache selbstgeplante oder komplexe angeleitete naturwissenschaftliche Untersuchungen durch. Dabei nehmen sie die Dokumentation, Auswertung und Veranschaulichung der erhobenen Daten bei bekannten Sachverhalten selbständig und bei unbekannten mit Hilfestellung vor.
  • beobachten Lebewesen und ihre Lebenserscheinungen auch in der natürlichen Umgebung anhand von vorgegebenen und eigenen Kriterien. Sie dokumentieren überwiegend selbständig ihre Beobachtungen, werten sie aus und veranschaulichen sie.
  • verwenden ein Lichtmikroskop oder Binokular, um Präparate zu betrachten, und erstellen selbständig beschriftete Zeichnungen der betrachteten biologischen Strukturen.
  • vergleichen Lebewesen und deren Merkmale kriteriengeleitet, um Rückschlüsse auf die Ursachen von Ähnlichkeiten zu ziehen.
  • systematisieren u. a. Insekten mithilfe ausgewählter Bestimmungsliteratur und sind sich dadurch der Artenvielfalt der Wirbellosen bewusst.
  • interpretieren erhobene oder recherchierte Daten und schätzen deren Gültigkeit ein. Sie benennen mögliche Fehlerquellen und leiten Maßnahmen zur Fehlervermeidung ab.
  • beschreiben ausgewählte Eigenschaften naturwissenschaftlichen Wissens und leiten daraus Aussagen zur Gültigkeit dieses Wissens ab (z. B. Evolutionsforschung).
  • beschreiben Wechselwirkungen und Stoffwechselprozesse (z. B. Kohlenstoffatomkreislauf, DNA-Replikation) mithilfe von Modellen. Sie entwickeln zu einem Sachverhalt alternative Modelle. Dabei erkennen sie Stärken, Schwächen und Grenzen einzelner Modelle und leiten daraus die Notwendigkeit ab, Modelle kritisch zu betrachten.
  • beantworten biologische Fragestellungen, indem sie vorgegebene und selbst recherchierte Quellen situations- und adressatengerecht auswerten.
  • bewerten selbständig biologische Sachverhalte und Folgen menschlichen Handelns, indem sie Pro- und Contra-Argumente formulieren und diese abwägen, um Handlungsoptionen zu entwickeln. Dabei berücksichtigen sie auch die Notwendigkeit des Einbezugs vielfältiger Gesichtspunkte bei der Urteilsfindung.
Inhalte zu den Kompetenzen:
  • naturwissenschaftlicher Erkenntnisweg (Fragestellung, Hypothese, naturwissenschaftliche Untersuchung planen und durchführen, Datenauswertung und ‑interpretation): u. a. Fehlerquellen (z. B. Messfehler)
  • Arbeitstechniken: u. a. sachgerechter Umgang mit Geräten (z. B. Mikroskop, Binokular, einfache Laborgeräte), Anwendung von Sicherheitsregeln
  • Entwicklung und Eigenschaften naturwissenschaftlichen Wissens: u. a. empirische Daten als Gültigkeitskriterien für biologische Modelle und Theorien, Bedeutung einer Theorie in den Naturwissenschaften
  • Eigenschaften und Grenzen von materiellen und ideellen Modellen: u. a. Weiterentwicklung von Modellen, z. B. DNA-Modell
  • Anfertigung und Auswertung verschiedener Darstellungsformen, Wechsel der Darstellungsform: u. a. Symbolsprache, Reaktionsschema, idealtypische Darstellungen, Diagramme zur Darstellung qualitativer Zusammenhänge (z. B. Begriffsnetze), Darstellung quantitativer Zusammenhänge (Diagramme mit mehreren Datenreihen)
  • Quelle: v. a. Schulbuch, aufbereitete Fachliteratur
  • Gesundheitsbewusstsein und Verantwortung: u. a. gesellschaftlich relevante Errungenschaften der Biologie (u. a. in der Landwirtschaft, der Lebensmittelproduktion, der Biotechnologie) und deren Auswirkung auf Mensch und Umwelt, Verhandelbarkeit von Werten in einer Gesellschaft
Alltagskompetenzen Alltagskompetenzen

B9 Lernbereich 2: Mikroorganismen in der Biotechnologie (ca. 8 Std.)
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Kompetenzerwartungen

Die Schülerinnen und Schüler ...

  • erklären die biotechnologische Nutzbarkeit von Mikroorganismen, indem sie deren Besonderheiten im Grundbauplan, bei der Fortpflanzung und im Stoffwechsel beschreiben.
  • erklären die Bedeutung von Mikroorganismen beim Lebensmittelverderb anhand des Stoffwechsels, der Fortpflanzung und der Verbreitung von Mikroorganismen und leiten daraus Verhaltensweisen zur Lebensmittelhygiene ab.
  • erklären die Wirkungsweise verschiedener Konservierungsmethoden und vergleichen die Auswirkung dieser Methoden auf die Lebensmittelqualität.
Inhalte zu den Kompetenzen:
  • Bakterien (Bau einer prokaryotischen Zelle: Zellwand, Membran, Organisation der genetischen Information), Abgrenzung zu eukaryotischen Mikroorganismen (Pilze: Schimmel, Hefen), keine detaillierte Betrachtung der Organellen
  • Fortpflanzung und Verbreitung: ungeschlechtliche Fortpflanzung durch Zweiteilung, exponentielles Populationswachstum, Überdauerungsstadien
  • Vielfalt von heterotrophen Stoffwechseltypen bei Mikroorganismen unter anaeroben und aeroben Bedingungen: Milchsäuregärung, alkoholische Gärung und Zellatmung (jeweils nur Reaktionsschema); ggf. weitere Beispiele
  • biotechnologische Nutzung: Lebensmittel- und Futtermittelproduktion (z. B. Milchsäurebakterien, Hefen, Schimmelpilze), Biogasanlage (Methanbildner)
  • Verderben von Lebensmitteln, Möglichkeiten der Konservierung
Alltagskompetenzen Alltagskompetenzen

B9 3.1 Speicherung und Realisierung genetischer Information
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Kompetenzerwartungen

Die Schülerinnen und Schüler ...

  • erklären verschiedene Bedeutungen und Funktionen von Proteinen im Organismus anhand ihrer strukturellen Vielfalt.
  • beschreiben ein Modell der DNA und erklären anhand dieses Modells die Zusammenhänge zwischen ihrer Struktur und ihrer Funktion als Informationsspeicher.
  • erklären das Prinzip der Bildung von Proteinen durch die Proteinbiosynthese und die Rolle der Proteine bei der Merkmalsausbildung.
Inhalte zu den Kompetenzen:
  • Rolle der Proteine bei der Merkmalsausbildung (u. a. als Enzyme), Vielfalt durch verschiedene Kombinationen von Aminosäuren
  • DNA als Informationsträger: einfaches DNA-Modell
  • vom Gen zum Merkmal: Grundprinzip der Proteinbiosynthese, Genwirkkette

B9 3.2 Organisation und Vervielfältigung genetischer Information
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Kompetenzerwartungen

Die Schülerinnen und Schüler ...

  • vergleichen die Organisation des genetischen Materials bei Pro- und Eukaryoten.
  • erklären die Bedeutung der Replikation von DNA und stellen den Ablauf mithilfe eines einfachen DNA-Modells dar.
  • beschreiben die Phasen des Zellzyklus und erklären seine biologische Bedeutung für Wachstum, Reparatur und ungeschlechtliche Fortpflanzung.
Inhalte zu den Kompetenzen:
  • ringförmiges Bakterienchromosom, Plasmid, Zellkern mit Chromosomen (Autosomen, Gonosomen, homologe Chromosomen)
  • Verdopplung der genetischen Information als Voraussetzung für die Zellteilung, Prinzip der Replikation, Ein-Chromatid-Chromosomen, Zwei-Chromatid-Chromosomen
  • Zellzyklus (Interphase, vereinfachter Ablauf der Mitose), biologische Bedeutung (Wachstum, Reparatur, ungeschlechtliche Fortpflanzung)

B9 3.3 Veränderung und Neukombination genetischer Information
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Kompetenzerwartungen

Die Schülerinnen und Schüler ...

  • beschreiben das Prinzip der Meiose zur Bildung von Keimzellen und erklären die Bedeutung dieses Prozesses für die geschlechtliche Fortpflanzung und die genetische Vielfalt.
  • erklären Genommutationen beim Menschen als Folge von Fehlern bei der Meiose.
  • unterscheiden im Kontext von Genommutationen zwischen einer Änderung des Phänotyps und einer Krankheit.
  • bewerten medizinische, soziale und ethische Aspekte der reproduktionsmedizinischen Diagnostik, um an gesellschaftlichen Diskussionen aktiv teilnehmen zu können.
  • erläutern die prinzipielle Verfahrensweise zur technischen Neukombination von Erbinformationen und bewerten durch sie geschaffene Möglichkeiten unter medizinischen, wirtschaftlichen und ethischen Aspekten.
Inhalte zu den Kompetenzen:
  • Meiose: vereinfachter Ablauf, biologische Bedeutung (Bildung von Keimzellen, Neukombination von Erbinformation durch zufällige Verteilung der homologen Chromosomen)
  • geschlechtliche Fortpflanzung: Neukombination von Erbinformation bei der Befruchtung, Variabilität von Lebewesen
  • Meiosefehler: z. B. Trisomie 21
  • reproduktionsmedizinische Diagnostik: Präimplantationsdiagnostik, pränatale Diagnostik; Karyogramm des Menschen
  • Prinzip der gentechnischen Veränderung der Erbinformation: Einbau von Fremd-DNA
  • medizinische, wirtschaftliche und ethische Aspekte der gentechnischen Veränderung von Lebewesen
Alltagskompetenzen Alltagskompetenzen

B9 Lernbereich 4: Evolution (ca. 8 Std.)
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Kompetenzerwartungen

Die Schülerinnen und Schüler ...

  • beschreiben die Stammesgeschichte als fortlaufendes Evolutionsgeschehen, das mithilfe von wissenschaftlichen Erkenntnissen belegt werden kann.
  • erklären die Entstehung einer heute lebenden Art als Teil eines evolutionären Prozesses, indem sie deren stammesgeschichtliche Entwicklung auf die Wirkung der Evolutionsfaktoren zurückführen.
  • erklären Angepasstheiten an die jeweiligen biotischen und abiotischen Umweltfaktoren als Selektionsvorteil.
  • erklären die Bedeutung der geographischen Isolation für die Entstehung der biologischen Vielfalt.
Inhalte zu den Kompetenzen:
  • Belege des evolutionären Wandels: fossile Abstammungsreihe, Brückentiere
  • erweiterte Evolutionstheorie als die naturwissenschaftliche Erklärung zur Entstehung der Arten
  • Evolution als Zusammenspiel der Evolutionsfaktoren genetische Variabilität, natürliche Selektion und Isolation (geographische Isolation); Entstehung der biologischen Vielfalt

B9 5.1 Aktive Bewegung
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Kompetenzerwartungen

Die Schülerinnen und Schüler ...

  • vergleichen das Skelett und den Bewegungsapparat von Insekten mit denen von Wirbeltieren und ggf. mit denen einer weiteren Gruppe der Wirbellosen hinsichtlich ihrer Angepasstheiten. Dabei identifizieren sie typische Merkmale der jeweiligen Gruppen und beschreiben die beobachtete Vielfalt unter dem Blickwinkel einer evolutionären Angepasstheit.
  • vergleichen die Angepasstheit der aktiven Fortbewegung bei Insekten an verschiedene Lebensräume.
Inhalte zu den Kompetenzen:
  • gegliedertes Außenskelett aus Chitin, Muskulatur, ggf. z. B. Hydroskelett und Muskulatur bei Ringelwürmern
  • Angepasstheit der Fortbewegung bei Insekten an Land, in der Luft und im Wasser
  • ausgewählte Vertreter der Wirbellosen, Formenkenntnis

B9 5.2 Stoffwechsel: Stoff- und Energieumwandlung
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Kompetenzerwartungen

Die Schülerinnen und Schüler ...

  • vergleichen Vertreter der Insekten mit Wirbeltieren und ggf. Vertretern einer weiteren Gruppe der Wirbellosen hinsichtlich ihrer Angepasstheiten zum Stofftransport und -austausch. Dabei identifizieren sie allgemeine klassen- und gruppentypische Merkmale und beschreiben die beobachtete Vielfalt unter dem Blickwinkel einer evolutionären Angepasstheit.
  • vergleichen die Angepasstheiten der Mundwerkzeuge bei Insekten an verschiedene Nahrungsquellen und schätzen die Auswirkungen dieser Nutzung unterschiedlicher Nahrungsquellen auf den Menschen ab.
Inhalte zu den Kompetenzen:
  • Tracheensystem, offener Blutkreislauf, ggf. z. B. Hautatmung bei Ringelwürmern
  • Nutzung unterschiedlicher Nahrungsquellen: Angepasstheiten der Mundwerkzeuge, positive und negative Folgen für den Menschen (z. B. Bestäubung von Pflanzen, Destruenten; Übertragung von Krankheiten, Nahrungskonkurrenz)
  • ausgewählte Vertreter der Wirbellosen, Formenkenntnis

B9 5.3 Fortpflanzung, Wachstum und Individualentwicklung
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Kompetenzerwartungen

Die Schülerinnen und Schüler ...

  • vergleichen Vertreter der Insekten untereinander, mit Vertretern der Wirbeltiere und ggf. mit Vertretern weiterer Gruppen der Wirbellosen hinsichtlich ihrer Fortpflanzung. Dabei identifizieren sie allgemeine klassen- und gruppentypische Merkmale und beschreiben die beobachtete Vielfalt unter dem Blickwinkel einer evolutionären Angepasstheit.
  • vergleichen Vertreter der Insekten untereinander und mit Vertretern der Wirbeltiere hinsichtlich ihrer Individualentwicklung. Dabei identifizieren sie allgemeine klassen- und gruppentypische Merkmale und beschreiben die beobachtete Vielfalt unter dem Blickwinkel einer evolutionären Angepasstheit.
Inhalte zu den Kompetenzen:
  • zweigeschlechtliche und eingeschlechtliche Fortpflanzung (z. B. Parthenogenese); ggf. Zwittrigkeit (z. B. bei Ringelwürmern), ungeschlechtliche Fortpflanzung (z. B. Knospung)
  • Häutung, Metamorphoseformen (allmähliche und vollkommene Verwandlung), hormonelle Steuerung
  • ausgewählte Vertreter der Wirbellosen, Formenkenntnis

B9 5.4 Informationsaufnahme, Informationsverarbeitung und Reaktion
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Kompetenzerwartungen

Die Schülerinnen und Schüler ...

  • vergleichen das Nervensystem von Insekten mit dem von Wirbeltieren und ggf. dem Nervensystem von Vertretern einer weiteren Gruppe der Wirbellosen. Dabei identifizieren sie allgemeine klassen- und gruppentypische Merkmale und beschreiben die beobachtete Vielfalt unter dem Blickwinkel einer evolutionären Angepasstheit.
  • vergleichen Vertreter der Insekten mit Wirbeltieren hinsichtlich ihrer Sinnesorgane und Sinnesleistungen.
  • erklären die Bedeutung verschiedener Signale zur inner- und zwischenartlichen Kommunikation bei Insekten.
Inhalte zu den Kompetenzen:
  • Zentralisation des Nervensystems, Strickleiternervensystem
  • Sinnesorgane und Sinnesleistungen: u. a. Facettenauge, z. B. Farbensehen bei Bienen
  • akustische, chemische, optische und taktile Signale: Mimikry, Mimese, Warnen; Pheromone; Kommunikation als Grundlage der Staatenbildung bei Insekten
  • ausgewählte Vertreter der Wirbellosen, Formenkenntnis

B9 Lernbereich 6: Ökosystem Boden (ca. 6 Std.)
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Kompetenzerwartungen

Die Schülerinnen und Schüler ...

  • untersuchen Boden, dokumentieren die Ergebnisse in einem Protokoll und erkunden so das Biotop und die Biozönose des Bodens.
  • stellen den Stoff- und Energiefluss innerhalb der Biozönose des Bodens dar und beschreiben die Humusbildung und Mineralisierung als zeitliche Veränderung.
  • stellen einen einfachen Kohlenstoffatomkreislauf als Wechselwirkungen zwischen Organismen und zwischen Organismen und unbelebter Materie dar.
  • beurteilen die Bedeutung des Bodens für eine nachhaltige Produktion von Lebensmitteln, charakterisieren Gefahren für dieses Ökosystem durch die komplexe Verkettung menschlicher Einflüsse und sind sich dabei der Folgen für die Menschen bewusst.
Inhalte zu den Kompetenzen:
  • Bodeneigenschaften: z. B. Wasserkapazität, Korngröße, Horizontbildung
  • Nahrungsbeziehungen im Boden: Nahrungsnetz, Energiefluss; biologische Vielfalt
  • Humusbildung und Mineralisierung: Bedeutung von Lebewesen (u. a. Regenwurm, Stoffwechselvielfalt bei Bakterien)
  • einfacher Kohlenstoffatomkreislauf: atmosphärisches Kohlenstoffdioxid, Produzenten, Konsumenten (auch Destruenten)
  • Nutzen des Ökosystems für den Menschen (z. B. Anbau- und Weidefläche, Trinkwasser), Einflüsse des Menschen auf das Ökosystem (z. B. Düngung, Verdichtung, Erosion, Möglichkeiten einer nachhaltigen Bodenbewirtschaftung)
Alltagskompetenzen Alltagskompetenzen