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Biologie 13 (GH)

gültig ab Schuljahr 2019/20

B13 Lernbereich 1: Naturwissenschaftliche Denk- und Arbeitsweisen
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Kompetenzerwartungen

Die Schülerinnen und Schüler ...

  • wenden Modellvorstellungen auf unbekannte biologische Problemstellungen an und erklären Möglichkeiten und Grenzen dieser ideellen Modelle.
  • führen selbstgeplante Untersuchungen und Experimente durch und dokumentieren die Ergebnisse unter Bezug auf entsprechende biologische Fachliteratur. In konstruktiver Diskussion mit den Mitschülerinnen und Mitschülern gelangen sie zu einer soliden Bewertung von Untersuchungsdesign und fachlicher Relevanz.
  • führen praktische Untersuchungen an Geweben und ausgewählten tierischen Organen durch, wobei sie selbst eine respektvolle Haltung gegenüber allem Lebendigen zeigen und reflektieren.
  • bereiten komplexe biologische Zusammenhänge unter Verwendung wissenschaftlicher Quellen auf und präsentieren diese in fachspezifischer Darstellungsform mit verschiedenartigen Medien. Dabei bewerten sie auf der Basis ihres erworbenen Wissens verschiedene Internetquellen im Hinblick auf Zuverlässigkeit und Eignung.
  • wenden einfache taxonomische Konzepte an, um verschiedene Organismengruppen (Heilpflanzen, Parasiten) zu klassifizieren.
  • interpretieren und bewerten gesundheitsrelevante Informationen, um gezielt gesundheitsfördernde Faktoren positiv zu beeinflussen.
  • erklären für medizinische Fragen die Grenzen des im Rahmen eines naturwissenschaftlichen Erkenntniswegs gewonnenen Wissens und setzen sich dabei kritisch und verantwortungsorientiert mit den Bedürfnissen der Menschen im Spannungsfeld zwischen Individuum und Gesellschaft auseinander.
Inhalte zu den Kompetenzen:
  • Eigenschaften und Grenzen materieller und ideeller Modelle und Schemata (z. B. ökologische Nische)
  • hypothesengeleitete Planung, Durchführung und Auswertung biologischer Experimente und Untersuchungen, Vorläufigkeit von Forschungsergebnissen, Verifizierbarkeit und Testkriterien
  • Auswahl geeigneter Fach- und Bestimmungsliteratur sowie fachspezifischer Internetquellen
  • Darstellung und Fachsprache ausgewählter Gesundheitsinformationen (z. B. Hormon­status, Stresssymptome, Infektionsverlauf)
  • binäre Nomenklatur und andere taxonomische Konzepte
  • Anfertigen und Interpretieren verschiedener Darstellungsformen von Wirkungszusammenhängen, wie Schemazeichnungen, Flussdiagramme, ConceptMaps etc.
  • Entscheidungsfindung als systematischer und begründeter Prozess: Perspektivenwechsel, Dilemma-Situation, medizinische und ethische Aspekte im Gesundheitswesen (z. B. Behinderung)
  • Meinungsbildung zu aktuellen neurobiologischen Themen und Forschungsarbeiten unter Einbeziehung unterschiedlicher Sichtweisen und beeinflussender Faktoren

B13 Lernbereich 2: Informations- und Steuerungssysteme (ca. 52 Std.)
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Kompetenzerwartungen

Die Schülerinnen und Schüler ...

  • unterscheiden die Sinne des Menschen und ordnen diesen die adäquaten Reize zu.
  • beschreiben den Aufbau des menschlichen Nervensystems vor dem Hintergrund der evolutiven Entwicklung von Nervensystemen und ordnen den einzelnen Abschnitten ihre typischen Funktionsbereiche zu.
  • skizzieren den Aufbau von Neuronen und stellen die Besonderheiten dieses spezialisierten Zelltyps in eine Struktur-Funktions-Beziehung.
  • leiten die Ausbildung des Ruhepotenzials und des Aktionspotenzials an der Biomembran als Folge unterschiedlicher Membranpermeabilitäten und Ionenkonzentrationen ab.
  • beschreiben und vergleichen die Weiterleitung der Aktionspotenziale an verschiedenen Nervenfasern, um die unterschiedliche Leistungsfähigkeit von Nervensystemen im evolutionären Kontext zu erklären.
  • stellen die Wirkung von Neurotoxinen und Medikamenten auf die Erregungsübertragung an der Synapse dar und leiten daraus Erkenntnisse zum Medikamentenmissbrauch ab.
  • präparieren selbständig Schweineaugen, dokumentieren ihre Beobachtungen und zeigen so den Zusammenhang zwischen Struktur und Funktion der Augenbestandteile auf.
  • differenzieren verschiedene Ursachen von Sehminderungen und beschreiben die damit verbundenen Beeinträchtigungen für die Betroffenen. Dabei werten sie medizinische Studien über die Ursachen von Augenerkrankungen bzw. der verstärkten Verbreitung von Sehstörungen aus.
  • unterscheiden verschiedene Hormone im menschlichen Körper und beschreiben die Funktion von hormonproduzierenden Drüsen.
  • beschreiben die Wirkungsmechanismen von Hormonen und deren Bedeutung für die Informationsübertragung im menschlichen Organismus. Dabei berücksichtigen sie auch die hierarchische Gliederung des Hormonsystems und die Anknüpfungspunkte zum Nervensystem.
  • beschreiben am Beispiel einer Hormondrüse medizinisch relevante Fehlfunktionen des Hormonsystems und leiten daraus Therapiemöglichkeiten ab.
  • erklären die Empfängnisbereitschaft der Frau im Verlauf des weiblichen Zyklus und begründen daraus die Bedeutung der hormonellen Regelung für die Familienplanung.
  • erklären Ursachen und Symptome von Disstress als Folge des Zusammenspiels von Umwelt, Nerven- und Hormonsystem und leiten daraus Verhaltensregeln zur Stressvermeidung ab.
Inhalte zu den Kompetenzen:
  • Überblick über die Sinnesorgane des Menschen und deren Bedeutung für die Orientierung in der Umwelt
  • Reiz, Rezeptor, Reflex (z. B. Lidschluss- oder Kniesehnenreflex), willkürliche Bewegung
  • anatomische und funktionelle Gliederung des menschlichen Nervensystems, evolutionäre Entwicklung von Nervensystemen
  • Bau und Funktion verschiedener Nervenzelltypen
  • Ruhepotenzial und Aktionspotenzial, Ionentheorie
  • Aufbau und Funktion einer chemischen Synapse
  • erregende und hemmende Synapsen, Reizsummation
  • Wirkungsprinzipien von Neurotoxinen (z. B. Atropin, Curare), Synapsen als Angriffspunkte für Medikamente, z. B. Morphin
  • Bau und Funktion des Auges, u. a. zellulärer Aufbau der Netzhaut
  • Präparation eines Schweineauges
  • Ursachen von Sehstörungen und Augenerkrankungen
  • Hormondrüsen (z. B. Schilddrüse, Bauchspeicheldrüse, Nebenniere) und deren Hormone
  • allgemeiner Wirkmechanismus von Hormonen und zellulärer Wirkungsmechanismus von Peptid- und Steroidhormonen
  • Regelkreis, Störungen des Hormonhaushalts (z. B. Über- und Unterfunktion der Schilddrüse), Therapiemöglichkeiten
  • hierarchische Gliederung des Hormonsystems mit Anbindung an das Nervensystem
  • Vergleich von Hormon- und Nervensystem
  • Menstruationszyklus
  • Disstress als Folge des Zusammenspiels von Hormon- und Nervensystem

B13 Lernbereich 3: Ökologie (ca. 32 Std.)
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Kompetenzerwartungen

Die Schülerinnen und Schüler ...

  • erläutern das Grundprinzip der Assimilation und legen deren Bedeutung für das Leben auf der Erde dar.
  • analysieren die Einflüsse der unbelebten Natur auf und die Wechselwirkung der Organismen untereinander und leiten daraus Bedingungen für optimales Wachstum von Tieren und Pflanzen ab.
  • untersuchen anhand eigenständig durchgeführter Versuche systematisch und quantitativ, wie die Fotosyntheseaktivität von verschiedenen Außenfaktoren beeinflusst wird.
  • beschreiben die Lebensweise humanpathogener Parasiten und leiten daraus für ihr eigenes Leben Verhaltensweisen ab, die sie vor Infektionen schützen.
  • beschreiben Energiefluss und Stoffkreisläufe in Ökosystemen (u. a. Ökosystem Süßwassersee) und stellen deren Störanfälligkeit durch menschliche Eingriffe heraus. Sie reflektieren dabei ihren Lebensstil in Bezug auf nachhaltigen Umgang mit der Natur und gelangen so zu einer verantwortungsbewussten Lebenseinstellung.
  • erläutern Herkunft und Folgen von (Schad-)Stoffeinträgen in ökologische Systeme. Davon ausgehend bewerten sie die Gefahr von Immissionen und entwickeln Lösungsstrategien zum Schutz von Mensch und Umwelt.
  • systematisieren charakteristische Heilpflanzen unter Verwendung von Bestimmungsliteratur. Dabei identifizieren sie familien- und gattungsspezifische Merkmale.
  • ordnen mittels geeigneter Literatur der Behandlung von ausgewählten Krankheitssymptomen die entsprechenden Heilpflanzen zu und identifizieren anhand von Standortansprüchen deren mögliche Fundorte.
Inhalte zu den Kompetenzen:
  • Bruttogleichung der Fotosynthese, Sauerstofffreisetzung, Biomasseproduktion, Autotrophie, Heterotrophie
  • abiotische Umweltfaktoren, u. a. Temperatur, Licht, Wasser, Kohlenstoffdioxid-Konzentration, pH-Wert, Mineralstoffe (Toleranzbereich, Präferenzbereich, Bio-Indikatoren)
  • Schülerexperimente: Fotosyntheserate in Abhängigkeit von verschiedenen Außenfaktoren, z. B. Lichtintensität, Temperatur, Kohlenstoffdioxid-Konzentration
  • biotische Umweltfaktoren: Räuber-Beute-Beziehung (Lotka-Volterra-Regeln); Parasiten (z. B. Malaria) und Symbionten, z. B. Darmbakterien, Milchsäurebakterien
  • Populationswachstum (dichteabhängige und dichteunabhängige Faktoren), K-Strategen, r-Strategen, Umweltkapazität
  • Kohlenstoffkreislauf, Stickstoffkreislauf, Wasserkreislauf
  • Trophieebenen, Energiefluss
  • Ökosystem Süßwassersee: Nahrungsnetz, Nahrungskette, Produzenten, Konsumenten, Destruenten, Konkurrenzausschlussprinzip, ökologische Nische, Biodiversität, Neobiota
  • Verschmutzung und Reinhaltung von Gewässern, Eutrophierung, Kläranlagen
  • Luftschadstoffe (z. B. bodennahes Ozon, Stickoxide, Kohlenstoffmonoxid), Schwermetalleinträge in Gewässer
  • wichtige Pflanzenfamilien, z. B. Asterngewächse, Lippenblütengewächse, Rosengewächse, Kreuzblütengewächse, Doldenblütengewächse, Süßgräser
  • Unterrichtsgang zu Standorten von Heilpflanzen, z. B. Löwenzahn, Kamille, Taubnessel, Melisse, Frauenmantel, Hirtentäschel, Lungenkraut, Thymian, Salbei, Fingerhut, Brennnessel