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Biologie Vorklasse (S, GH)

gültig ab Schuljahr 2017/18

B10 Lernbereich 1: Naturwissenschaftliche Denk- und Arbeitsweisen
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Kompetenzerwartungen

Die Schülerinnen und Schüler ...

  • systematisieren ihr Vorwissen, um biologisches Grundwissen zu erweitern, anzuwenden und einen vernetzten Überblick über biologische Sachverhalte zu bekommen.
  • geben biologische Sachverhalte vorwiegend beschreibend wieder, wenden dabei die biologische Fachsprache an und nutzen verschiedene Darstellungsformen, um diese Sachverhalte zu veranschaulichen.
  • nutzen bereitgestellte und zum Teil selbst recherchierte Fachtexte sowie Abbildungen zur Klärung biologischer Fragestellungen und präsentieren ihre Ergebnisse in Vorträgen und in Schriftform.
  • unterscheiden und nutzen verschiedene Arten von Modellen, begründen die Verwendung von Modellen zur Veranschaulichung bzw. Vereinfachung komplexer biologischer Phänomene und erläutern die Möglichkeiten und Grenzen von Modellen.
  • führen vorgegebene biologische Untersuchungen und Experimente gemäß dem naturwissenschaftlichen Erkenntnisweg durch, dokumentieren diese, werten die erhobenen Daten aus und veranschaulichen sie angemessen. Dabei beachten sie die vorgeschriebene sicherheitsgerechte Durchführung.
  • beschreiben Grenzen von naturwissenschaftlichen Erkenntnissen und bewerten deren Gewinnung und Gültigkeit kritisch. Dabei zeigen sie durch vergleichende Betrachtungen biologischer Systeme Unterschiede und Gemeinsamkeiten auf.
  • treffen vor dem Hintergrund persönlicher und gesellschaftlicher Werte begründete Entscheidungen und leiten Handlungsoptionen für biologische Fragestellungen ab.
Inhalte zu den Kompetenzen:
  • Basiskonzepte der Biologie: System (Reproduktion, Organisationsebenen, Steuerung und Regelung, Stoff- und Energieumwandlung, Information und Kommunikation, Variabilität und Angepasstheit), Struktur und Funktion, Entwicklung
  • biologische Fachsprache, Symbol- und Formelschreibweise (z. B. Biomoleküle wie Nährstoffe und Nukleinsäuren), Wechsel der Darstellungsformen
  • Nutzen fachwissenschaftlicher Quellen (v. a. Schulbuch und ausgewählte Fachliteratur), Analyse biologischer Fachtexte und Umwandlung der Inhalte in verschiedene Darstellungsformen, z. B. Beschriftung von Abbildungen, Anfertigen von Skizzen, Umwandlung von Texten in z. B. Strukturdiagramme, Diagramme zur Darstellung qualitativer Zusammenhänge, z. B. ConceptMaps
  • verschiedene Modelle, z. B. Struktur- und Funktionsmodelle, Gedankenmodelle etc. mit Funktion und Grenzen ihrer Aussagekraft
  • fachgerechte Arbeitsmethoden und -techniken, u. a. sachgerechter Umgang mit einfachen Laborgeräten, besonders dem Lichtmikroskop, Erstellen von lichtmikroskopischen Präparaten und Skizzen bzw. einfachen Zeichnungen, Bestimmungsübungen; Beachtung der Sicherheitsvorschriften im Labor
  • naturwissenschaftlicher Erkenntnisweg (Fragestellung, Hypothesenbildung, Gesetzmäßigkeiten, Planen und Durchführen einfacher naturwissenschaftlicher Untersuchungen, Datenauswertung und ‑interpretation) mit Hilfestellung
  • Diskussion von Fehlerquellen (z. B. Wahl der experimentellen Bedingungen) bei der naturwissenschaftlichen Erkenntnisgewinnung, besonders bei der Datenerhebung und ‑auswertung, Vorläufigkeit von Forschungsergebnissen
  • Entscheidungsfindung als systematischer und begründeter Prozess, auch bei gesellschaftlich relevanten Themen

B10 Lernbereich 2: Organisationsstufen des Lebens
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Kompetenzerwartungen

Die Schülerinnen und Schüler ...

  • unterscheiden Lebewesen von nichtlebender Materie und formulieren darauf aufbauend grundlegende Anforderungen an Lebewesen.
  • erklären den grundlegenden Aufbau einer Zelle als kleinster Bau- und Funktionseinheit aller Lebewesen. Sie vergleichen verschiedene Zellorganellen (u. a. Zellkern, Mitochondrium, Chloroplast) und leiten Gemeinsamkeiten und Unterschiede in deren Aufbau und Funktion ab.
  • untersuchen mithilfe von Abbildungen, Modellen und mikroskopischen Präparaten verschiedene Zelltypen, um deren Vielfältigkeit zu erkennen. Sie ordnen aufgrund typischer Zellbestandteile einzellige Lebewesen und zelluläre Strukturen dem Pflanzen- und Tierreich zu.
  • erklären den Prozess der Höherentwicklung als Folge von Differenzierung und Arbeitsteilung, der über alle Organisationsebenen hinweg stattfindet. Sie wenden biologische Grundprinzipien an, um ausgehend von der Zelle die Bildung von Geweben über Organe bis hin zum Organismus zu beschreiben.
Inhalte zu den Kompetenzen:
  • grundlegende Anforderungen an Lebewesen: Aufbau aus Zellen, Stoffwechsel, Fortpflanzung, Wachstum und Individualentwicklung, aktive Bewegung, Reizbarkeit
  • Zellorganelle: Begriff, Beispiele, detaillierter Feinbau von Zellkern (mit Chromosomen), Mitochondrium, Chloroplast, u. a. Gemeinsamkeiten und Unterschiede
  • Zelle als kleinste Bau- und Funktionseinheit; Vielfältigkeit von Zellen, z. B. Form, Größe, Lebensdauer, Beispiele für Protisten
  • mikroskopische Untersuchungen, z. B. von Dauerpräparaten oder selbst hergestellten Frischpräparaten
  • Gewebe: Definition, Beispiele aus dem Tier- und Pflanzenreich
  • vom Einzeller zum Vielzeller; Abgrenzung Gewebe von Kolonien
  • Organe, Organsysteme, Organismen: Beispiele aus Tier- und Pflanzenreich
  • Umwandlung von Organen, z. B. Überblick zu Metamorphosen der drei Grundorgane von Pflanzen

B10 Lernbereich 3: Weitergabe genetischer Information
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Kompetenzerwartungen

Die Schülerinnen und Schüler ...

  • bestimmen die Geno- und Phänotypenverteilung bei Kreuzungen, indem sie die Gesetzmäßigkeiten der Vererbung nach Mendel auf mono- und dihybride Erbgänge in Symbolschreibweise anwenden und diese auf chromosomaler Ebene begründen.
  • wenden statistische Methoden zur Auswertung von Kreuzungsexperimenten an, um Vorhersagen von Merkmalsausbildungen in verschiedenen Generationen zu treffen.
  • nutzen die Methode der Rückkreuzung zur Unterscheidung von homo- und heterozygot verursachten phänotypischen Merkmalsausprägungen.
  • übertragen die Mendelschen Regeln auf ausgewählte Merkmalsausprägungen beim Menschen und begründen die Vererbung der Blutgruppen des AB0-Systems durch den kodominanten Erbgang.
Inhalte zu den Kompetenzen:
  • Mendels Experimente mit der Gartenerbse
  • Gesetzmäßigkeiten der Vererbung: 1. bis 3. Mendelsche Regel bei monohybriden bzw. dihybriden, dominant-rezessiven bzw. intermediären Erbgängen
  • Fachbegriffe: Allel, Gen, homo- und heterozygot, Merkmal, Parental-, 1. und 2. Filialgeneration mit Geno- und Phänotypen, statistische Geno- und Phänotypenverteilungen
  • Begründen der Geno- und Phänotypen auf chromosomaler Ebene
  • Rückkreuzung zur Unterscheidung zwischen homo- und heterozygoten Organismen im mono- und dihybriden Erbgang
  • Anwenden der Mendelschen Regeln auf den Menschen anhand ausgewählter Merkmalsausprägungen und der kodominanten Vererbung der Blutgruppen (AB0-System) mit Rhesussystem, Rhesusunverträglichkeit

B10 Lernbereich 4: Systematik der Lebewesen
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Kompetenzerwartungen

Die Schülerinnen und Schüler ...

  • ordnen Lebewesen aus den verschiedenen Reichen mithilfe grundlegender Kenntnisse der Systematik taxonomisch richtig ein, um daraus die stammesgeschichtliche Verwandtschaft und Abstammung der Lebewesen abzuleiten.
  • arbeiten fachgerecht mit dem Lichtmikroskop und stellen einfache mikroskopische Präparate her. Sie fertigen davon Zeichnungen an und ordnen zelluläre Strukturen zu, um Sicherheit im Umgang mit grafischen Darstellungen zu erlangen.
  • identifizieren ausgewählte Tiere und Pflanzen anhand spezifischer Merkmale in selbständig durchgeführten Bestimmungsübungen und beschreiben dabei die beobachtete Vielfalt der Natur.
Inhalte zu den Kompetenzen:
  • Aufgabenfeld der Systematik
  • einfaches Taxonomiekonzept (Domäne, Reich, Stamm, Klasse, Ordnung, Familie, Gattung, Art) mit konkreten Beispielen aus Zoologie und Botanik
  • stammesgeschichtliche Verwandtschaft und Abstammung der Lebewesen: Prokaryoten (Archaeen, Bakterien) und Eukaryoten (Einzeller bzw. Mehrzeller, Pilze, Pflanzen, Tiere)
  • mikroskopische Untersuchungen: Pilze (z. B. Hefe); Pflanzen (z. B. Zwiebel, Wasserpest); Tiere, z. B. Mikroorganismen im Wasser, menschliche Zellen der Mundschleimhaut
  • Bestimmungsübungen (Tiere und Pflanzen)

B10 Lernbereich 5: Gesunde Lebensführung
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Kompetenzerwartungen

Die Schülerinnen und Schüler ...

  • beschreiben den Grund- und Leistungsumsatz des Menschen anhand grafischer oder tabellarischer Darstellungen, leiten Einflussfaktoren ab und berechnen eigene und typische Energiebilanzen.
  • unterscheiden Lebensmittel hinsichtlich ihres Nährwerts und der enthaltenen Inhaltsstoffe. Diese Kenntnisse nutzen sie für eine gesunde und ausgewogene Ernährung im Alltag.
  • beurteilen verschiedene Ernährungs- und Diätformen im Hinblick auf ihre Ausgewogenheit, um Ernährungsfehler zu erkennen und mögliche Folgeerkrankungen zu vermeiden.
  • erklären die Hauptfunktionen der Verdauungsorgane sowie deren Zusammenwirken und erläutern dabei auch die Bedeutung und Wirkungsweise von Enzymen.
  • begründen physiologische Veränderungen beim Menschen anhand natürlicher Biorhythmen. Sie erklären den Einfluss von Störungen auf Biorhythmen und nutzen dieses Wissen in ihrem Alltag für eine gesunde Lebensführung.
  • handeln gesundheitsbewusst, indem sie anthropogene Umweltrisiken aus ihrem Lebensumfeld beachten, mögliche Konsequenzen erläutern und daraus die Notwendigkeit und Möglichkeiten von Präventionsmaßnahmen ableiten.
Inhalte zu den Kompetenzen:
  • Energiebegriff, Energiebedarf des Menschen, Energieberechnungen
  • Nähr-, Wirk- und Begleitstoffe der Nahrung
  • Fehlernährung und deren Folgeerkrankungen, Hinweis auf Diäten und Essstörungen
  • Nahrungsergänzungsmittel
  • Ernährung und Sport
  • Verdauungsorgane und ‑vorgänge, Hauptfunktionen der Verdauungsorgane (u. a. Magen, Dünn- und Dickdarm, Leber), Wirkungsweise von Enzymen
  • Biorhythmen: Leistungskurve, Wach-Schlafrhythmus (Schlafstörungen, Jetlag, Schichtarbeit)
  • weitere biorhythmische Vorgänge beim Menschen (z. B. Menstruationszyklus), Einwirkungen von Medikamenten und anderen Drogen auf den natürlichen Rhythmus
  • Umweltgifte
  • Risikofaktoren des modernen Lebens, z. B. sozialer Stress, Drogen, Medienkonsum

B10 Lernbereich 6: Stammesgeschichtliche Entwicklung des Menschen
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Kompetenzerwartungen

Die Schülerinnen und Schüler ...

  • begründen die Einordnung des Menschen im Primatenstammbaum mithilfe anatomischer Merkmale von Fossilfunden.
  • vergleichen Menschen mit Menschenaffen auf der Basis ausgewählter Kriterien (z. B. hinsichtlich der Anatomie, der Lebensweise, der Genetik), um Verwandtschaftsbeziehungen aufzuzeigen.
  • erklären durch die Angepasstheit an die veränderte Lebensweise die schrittweise biologische Evolution des Menschen.
  • beschreiben die Besiedlung der Erde durch den modernen Menschen und leiten Gemeinsamkeiten und Unterschiede der heutigen menschlichen Merkmale (z. B. Hautpigmentierung) und Kulturen ab.
Inhalte zu den Kompetenzen:
  • Stellung des Menschen im Primatenstammbaum
  • menschliche Fossilien: anatomische Rekonstruktion, Bestimmung, zeitliche Einordnung
  • Vergleich Mensch – Menschenaffe
  • Eigenschaften und Fähigkeiten ausgewählter Vorfahren, z. B. Australopithecus, Homo habilis, Homo erectus, Homo neanderthalensis, Homo sapiens
  • Verbreitung von Merkmalen des Menschen, z. B. Laktoseintoleranz, unterschiedliche Hautpigmentierung
  • Ausbreitung des modernen Menschen über die Erde