Lehrplan PLUS

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Technologie 13 (ABU)

gültig ab Schuljahr 2019/20

Alle Lernbereiche in Jahrgangsstufe 13 sind Wahlmodule. Lehrkräfte wählen vier Lernbereiche aus dem Angebot aus. Es sind auch Module der Jahrgangsstufe 12 wählbar, falls diese für Module der Jahrgangsstufe 13 vorausgesetzt werden müssen und bislang nicht unterrichtet wurden.

Te13 Lernbereich 1: Anbau und Verwertung von Energiepflanzen (optional)
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Kompetenzerwartungen

Die Schülerinnen und Schüler ...

  • vergleichen bei nachwachsenden Rohstoffpflanzen botanische Merkmale und Verwendungsmöglichkeiten und verdeutlichen damit deren Beitrag zur Biodiversität und zur Energieversorgung oder Rohstoffnachlieferung.
  • bewerten Produktion und Ertrag nachwachsender Energiepflanzen, indem sie deren Standortansprüche, Anbauverfahren, Fruchtfolgewerte und Flächenleistungen vergleichen.
  • analysieren die Qualität marktfähiger Holz- oder Halmgutbrennstoffe, um deren Einsatz und Eignung für private Heizsysteme zu beurteilen, und beschreiben die Einzelprozesse der direkten Verbrennung für die Energiebereitstellung.
  • beschreiben die Technologie der Biodiesel- oder Bioethanolproduktion und untersuchen neben den Qualitätsanforderungen für die Kraftstoffverwendung auch relevante Umweltaspekte, um deren Klima- und Umweltwirkung zu beurteilen.
Inhalte zu den Kompetenzen:
  • mehrere nachwachsende Rohstoffpflanzen, z. B. botanische Merkmale, Verwendung
  • Anbaubedingungen und Kulturführung nachwachsender Energiepflanzen (z. B. Mais, Raps, Getreide, Miscanthus, Kurzumtriebsgehölze, durchwachsene Silphie etc.), Standortansprüche, Fruchtfolge, Bodenbearbeitung, Saat und Pflanzung, Düngung, Ernte, Ertrag
  • Qualitätsmerkmale von Holz- oder Halmgutbrennstoffen (z. B. Wassergehalt, Holzfeuchte, Heiz- und Brennwert, Größe und Verteilung, Roh- und Lagerdichte, Aschestoffe, Aschegehalt); biogene Festbrennstoffe (z. B. Holzhackgut, Stückholz, Holzpresslinge, Halmgutbrennstoff); Eignung von Holz- oder Halmgutbrennstoffen für automatisierte oder teilautomatisierte Beschickung; Verbrennungsablauf
  • biogener Kraftstoff und dessen Produktionstechnologien, Einsatz im KFZ-Bereich, Umweltwirkung

Te13 Lernbereich 2: Fertilität und Reproduktion beim Nutztier (optional)
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Kompetenzerwartungen

Die Schülerinnen und Schüler ...

  • beschreiben den Aufbau und die Aufgaben der männlichen und weiblichen Geschlechtsorgane am Beispiel der Nutztierart Rind, um die Bedeutung einzelner Körperteile für die Fruchtbarkeit sowie mögliche Sterilitätsursachen zu erklären.
  • erläutern den Sexualzyklus eines weiblichen Rindes, beschreiben Brunsterscheinungen, Störungen im Brunstablauf und Maßnahmen zur Brunstkontrolle, um den optimalen Deck- und Besamungszeitpunkt zu bestimmen.
  • beschreiben die komplexen Vorgänge der Befruchtung, der Embryonalentwicklung und der Plazentabildung, um die Entstehung und Versorgung werdenden Lebens im Muttertier zu erklären. Sie begründen die Maßnahmen zum Trockenstellen einer Kuh mit der Gewichtsentwicklung des Fötus.
  • erläutern den normalen Geburtsablauf sowie mögliche Störungen, um geeignete Geburtshilfemaßnahmen auszuwählen. Sie begründen die Biestmilchgabe über die Inhaltsstoffe der Biestmilch.
Inhalte zu den Kompetenzen:
  • Aufbau und Aufgaben der männlichen und weiblichen Geschlechtsorgane, Sterilitätsursachen (z. B. Kryptorchismus, Azoospermie, Verklebung der Nebenhoden, Gebärmutterverdrehungen, Zystenbildung, Gebärmutterentzündungen)
  • ovarieller und uteriner Zyklus, Steuerung durch Hormone, Brunstkontrolle (z. B. durch Brunstbeobachtung, Brunstkalender, Milch-Progesteron-Test), optimaler Deck- und Besamungszeitpunkt, künstliche Besamung, Störungen (z. B. Stillbrunst, Brunstlosigkeit)
  • Befruchtung, Embryonalentwicklung, Trächtigkeitsverlauf, Trockenstellen
  • Geburtsanzeichen, Hygiene im Stall, normale und anormale Geburtslagen beim Rind, Geburtsablauf und Geburtshilfe, Zusammensetzung der Biestmilch

Te13 Lernbereich 3: Bio- und Gentechnologie in der Pflanzenzüchtung (optional)
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Kompetenzerwartungen

Die Schülerinnen und Schüler ...

  • untersuchen verschiedene Verfahren der Selektions-, Kombinations- bzw. Mutationszüchtung und bewerten deren Bedeutung für die Pflanzenzüchtung anhand von Beispielen.
  • unterscheiden z. B. die Methoden einer Meristem-, Haplonten-, Kallus- oder Suspensionskultur und beschreiben deren Eignung für die Gewinnung von virusfreien Pflanzen bzw. resistenten Klonen, die schnelle Pflanzenvermehrung oder die Erzeugung wertvoller Pflanzeninhaltsstoffe.
  • analysieren den Ablauf einer natürlichen Infektion von Pflanzen mit Agrobacterium tumefa-ciens, um das züchterische Potenzial und die Notwendigkeit der „Entschärfung“ von Ti-Plasmiden zu erklären und vergleichen Verfahren der Transgenierung.
  • erklären anhand eines Beispiels die Bedeutung essenzieller Elemente auf einem Ti-Plasmid zur Beurteilung einer erfolgreichen Transgenierung und beschreiben eine gentechnische Möglichkeit, Markergene zu entfernen, um Allergien zu vermeiden.
  • bewerten die Bedeutung der Gentechnik anhand von Produktionsmengen und den Umfang des Verbraucherschutzes unter Berücksichtigung der derzeit gültigen Kennzeichnungsregelungen.
Inhalte zu den Kompetenzen:
  • Selektions- und Kombinationszüchtung (z. B. positive Auslese, negative Auslese, Stammbaumzüchtung, Hybridzucht), Mutationszüchtung
  • biotechnologische Methoden der Pflanzenzüchtung (z. B. Meristem-, Haplonten-, Kallus-, Suspensionskultur), Einsatzbereiche der Biotechnologie (z. B. Virusfreiheit, Resistenz, schnelle Vermehrung, Pflanzeninhaltsstoffe)
  • Infektion und Transgenierung von Pflanzen mit Agrobacterium tumefaciens, Partikelkanone
  • Ti-Plasmide, Entfernen von Reporter- und Markergenen (z. B. mit Cre/lox-P-System)
  • Nutzanwendungen von gentechnisch veränderten Pflanzen im Agrarsektor, EU–Kennzeichnungsregelung bei Verwendung von GVO in Futter- und Lebensmitteln

Te13 Lernbereich 4: Bio- und Gentechnologie in der Tierzüchtung (optional)
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Kompetenzerwartungen

Die Schülerinnen und Schüler ...

  • analysieren bei einer Nutztierart anzustrebende Züchtungsziele, den Erblichkeitsgrad verschiedener Leistungsmerkmale und die Grundzüge der Zuchtwertschätzung, um einen Zuchtfortschritt zu bewerten.
  • unterscheiden Zuchtmethoden nach deren Züchtungszwecken und beurteilen den Stellenwert systematischer Gebrauchskreuzungen für die Zucht anhand von Beispielen aus dem Nutztierbereich.
  • beschreiben verschiedene biotechnologische Züchtungsmethoden, um deren Einfluss auf den Züchtungserfolg zu beurteilen.
  • vergleichen mehrere Möglichkeiten der Transgenierung beim Tier und analysieren Genkonstrukte gentechnisch veränderter Tiere, um den Einsatz der Gentechnik in der Nutztierzucht zu bewerten.
  • untersuchen das Zukunftspotenzial des Gene-Pharmings anhand von Beispielen pharmazeutischer Produkte, die von gentechnisch veränderten Tieren gewonnen werden.
Inhalte zu den Kompetenzen:
  • Leistungsmerkmale (z. B. Zuchtleistung, Mastleistung, Schlachtleistung), Zuchtwertschätzung, z. B. nach dem BLUP-Verfahren
  • Zuchtmethoden (z. B. Reinzucht, Inzucht, Veredlungszucht, Kombinationszucht, Verdrängungszucht), systematische und einfache Gebrauchskreuzungen
  • künstliche Besamung, Follikelpunktion, Embryonentransfer, Klonierung, Bedeutung der Biotechnologie für die Tierzucht
  • Methoden zur Erzeugung transgener Tiere (z. B. Genkanone, retrovermittelte Transgenese, Pronucleus Mikroinjektion, embryonale Stammzell-Methode, spermavermittelter Transfer), Genkonstrukt eines transgenen Tieres und gentechnische Veränderungen
  • Gene Pharming (z. B. t-PA aus Mäusemilch, menschliches Lactoferrin aus Kuhmilch, Organe für Xenotransplantation)

Te13 Lernbereich 5: Ernährung zwischen Mangel und Überfluss (optional)
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Kompetenzerwartungen

Die Schülerinnen und Schüler ...

  • bewerten die Ernährungssituationen der Menschen auf nationaler und internationaler Ebene sowie die Aussagekraft von Referenzwerten für die Nährstoffzufuhr und ziehen anhand ausgewählter Indikatoren Rückschlüsse auf den Ernährungs- und Gesundheitszustand.
  • nutzen Referenzwerte zur Nährstoff- und Energiezufuhr, um für einen gesunden Erwachsenen einen bedarfsgerechten Tageskostplan zu erstellen.
  • analysieren bei einer Stoffwechselerkrankung z. B. Prävalenz, Entstehung oder Folgeerkrankungen sowie Bausteine für ein angepasstes Ernährungskonzept, um Ernährungsprogramme und Ernährungsverhalten zu überprüfen.
  • klassifizieren eine psychogene Essstörung, recherchieren z. B. Prävalenz, Ursachen und gesundheitliche Folgen, um das gesundheitsgefährdende Potenzial von Essstörungen zu erkennen und Hilfsangebote zu empfehlen.
Inhalte zu den Kompetenzen:
  • Ernährungsberichte, anthropozentrische und biochemische Indikatoren
  • Referenzwerte (z. B. nationale oder internationale Referenzwerte zur Zufuhr an Hauptnährstoffen), Richtwerte und PAL-Werte zur Nahrungsenergie, Tageskostpläne unter Einsatz von z. B. DGE-Ernährungskreis oder Nährwertberechnungsprogrammen
  • Stoffwechselerkrankungen, z. B. Adipositas, Dyslipoproteinämien, Gicht
  • psychogene Essstörungen, z. B. Anorexia nervosa, Bulimia nervosa
Alltagskompetenzen Alltagskompetenzen

Te13 Lernbereich 6: Lebensmittelkonservierung (optional)
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Kompetenzerwartungen

Die Schülerinnen und Schüler ...

  • bestimmen den Verderb eines Lebensmittels anhand von Verderbserscheinungen und prüfen damit die Genusstauglichkeit von Lebensmitteln.
  • analysieren Wachstumsbedingungen unterschiedlicher Mikrobentypen in oder auf Lebensmitteln und leiten daraus die Verderblichkeit von Produkten ab.
  • untersuchen physikalische und chemische Verfahren zur Lebensmittelkonservierung, bewerten deren Keimhemmungs- bzw. Sterilitätseffekt und erklären deren Einsatz bei bestimmten Produktgruppen.
  • beschreiben den Erreger und den Krankheitsverlauf, z. B. bei einer bakteriellen Lebensmittelinfektion, und leiten aus den Übertragungswegen bzw. Kontaminationsquellen Vorsorge- und Hygienemaßnahmen ab.
  • erläutern die Festlegung von Schadstoff-Höchstmengen in Lebensmitteln und begründen deren Notwendigkeit mit möglichen Gesundheitsgefährdungen.
Inhalte zu den Kompetenzen:
  • Verderbserscheinungen, z. B. Geruch, Geschmack, Aussehen, Oberfläche, Festigkeit
  • Wachstumsbedingungen, z. B. Inhaltsstoffe, pH-Wert, aw-Wert, Redoxpotenzial, Temperatur
  • physikalische Konservierungsverfahren (z. B. Kühlen, Tiefgefrieren, Pasteurisieren, Sterilisieren, Trocknen, Schutzgas, Bestrahlen); D-Wert, z-Wert;
    chemische Konservierungsverfahren, z. B. Zuckern, Salzen, Pökeln, Räuchern, Säurezugabe, Konservierungsstoffe
  • bakterielle Lebensmittelinfektion, z. B. durch Enteritis-Salmonellen, E. coli, Campylobacter jejuni
  • Schadstoff-Höchstmengen, z. B. NOEL-Wert, ADI-Wert

Te13 Lernbereich 7: Lebensmittelchemie und -technologie des Getreides (optional)
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Kompetenzerwartungen

Die Schülerinnen und Schüler ...

  • vergleichen die weltweit erzeugten Produktionsmengen und benötigten Anbauflächen der wichtigsten Getreidearten (Weizen, Reis, Mais, Hirse, Hafer, Gerste und Roggen), um deren Verwendung in der Nahrungs- bzw. Futtermittelproduktion kritisch zu überprüfen und regionale Besonderheiten zu erklären.
  • analysieren den Aufbau des Weizenkorns und die Qualitätsmerkmale von Weizensorten, um den ernährungsphysiologischen Wert der Kornbestandteile zu bestimmen und die Rohstoffqualität zu beurteilen.
  • unterscheiden die in Deutschland gebräuchlichen Mehltypen aus Roggen und Weizen und ziehen daraus Rückschlüsse auf deren Verwendung für unterschiedliche Brote und Gebäcke.
  • beschreiben die Technologie der Getreidevermahlung von Nackt- und Spelzgetreide, um Mahlerzeugnisse und die Müllerei-Nebenprodukte zu klassifizieren und ihren Wert als Nahrungsmittel zu bewerten.
  • vergleichen die Gewinnung von Hefe- bzw. Sauerteig, den Ablauf der Teigbereitung und Teiglockerung sowie den Backvorgang, um die Bedeutung der Einzelprozesse für den Backerfolg sowie deren Auswirkungen auf den Brotgeschmack und auf mögliche Backfehler zu erklären.
  • analysieren Verderbsprozesse und Möglichkeiten zur Aufbewahrung von Brot, um dessen ernährungsphysiologischen Wert und Genussfähigkeit langfristig zu erhalten.
Inhalte zu den Kompetenzen:
  • Anbaugebiete, Bedeutung als Nahrungs- oder Futtermittel der wichtigsten Getreidearten
  • Aufbau und Nutzung des Getreidekorns, Qualitätskriterien von Backweizen (Fallzahl, Klebermenge, Klebergüte)
  • Mehltypen und Gebäcke
  • Technologie der Getreidevermahlung, Mahlerzeugnisse, Müllereinebenprodukte
  • Technologie der Hefe- bzw. Sauerteigherstellung, des Backprozesses und der Backaromabildung, Hauptbrotsorten (Roggenbrote, Roggenmischbrotbrote, Weizenmischbrote, Weizenmehl- bzw. Weißbrote)
  • ernährungsphysiologische Bedeutung von Brot, Aufbewahrung, Haltbarkeit und Verderb

Te13 Lernbereich 8: Komplexe technische Systeme (optional)
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Kompetenzerwartungen

Die Schülerinnen und Schüler ...

  • analysieren weitgehend selbständig, auch unter Verwendung fachbezogener Informationsquellen, Aufbau, Funktion, Entwicklungsgeschichte und Innovationskraft komplexer technischer Systeme. Hiermit erläutern sie die Verknüpfung technischer Teilbereiche untereinander und zu anderen Fachgebieten, dokumentieren ihre Ergebnisse fachgerecht und stellen sie mithilfe geeigneter Präsentationstechniken zielgruppenorientiert dar.
  • beurteilen verschiedene grafische Darstellungsformen komplexer technischer Zusammenhänge, prüfen den Informationsgehalt von technologischen und physikalischen Größen und Einheiten und analysieren deren Genauigkeit, Vergleichbarkeit und Aussagekraft.
  • vergleichen Lösungen technischer Problemstellungen ähnlicher oder gleicher komplexer Systeme (wie z. B. gleiche Produkte verschiedener Hersteller), erläutern die dazu benötigten Fertigungsprozesse und bewerten die jeweiligen Entwicklungsschritte.
  • begründen im Rahmen einer Abschlussdiskussion die Vor- und Nachteile von untersuchten komplexen technischen Systemen aus ökonomischer, ökologischer und technischer Sicht, um Entscheidungskriterien für weitere Forschungen zu identifizieren.
Inhalte zu den Kompetenzen:
  • Aufbau und Funktionsweise von komplexen technischen Systemen (z. B. Antriebsmotor, Raffinerie, Elektronik, Computer, Automatisierungstechnik), Entwicklungsgeschichte komplexer technischer Systeme
  • grafische Darstellung technischer Daten (z. B. Kennlinienfeld, Zeigerdiagramm, 3-D-Diagramm, ZTU-Schaubild, Gesamtzeichnung, Blockschaltbild, Flussdiagramm); komplexe technische und physikalische Größen, z. B. Wärmekapazität, Lumen, Entropie, spezifischer Kraftstoffverbrauch
  • exemplarischer Vergleich technischer Problemlösungen, moderne Fertigungsprozesse und Produktlebenszyklus
  • Ökonomie und Ökologie technischer Systeme, Forschungsgebiete und zukünftige technische Entwicklungen
Alltagskompetenzen Alltagskompetenzen