Lehrplan PLUS

Kompetenzerwartungen

Die Schülerinnen und Schüler ...

• erläutern die Wechselbeziehungen zwischen unbelebten Umweltfaktoren und Organismen in ihren Biotopen. Im Rahmen eines Unterrichtsgangs sammeln sie Messdaten, werten diese aus und zeigen, wie sich Eingriffe des Menschen auswirken können.
• beschreiben die Umwelttoleranz ausgewählter Lebewesen anhand von Toleranzkurven, zeigen die Empfindlichkeit von Ökosystemen auf, die z. B. von Nahrungsspezialisten bewohnt werden, und qualifizieren stenöke Arten als Zeigerorganismen.
• begründen, ausgehend von den Gesetzmäßigkeiten der limitierenden Faktoren, die Bedeutung von Bodenanalysen und harmonischer Düngung in Landwirtschaft und Gartenbau.
• erläutern die Wechselbeziehungen zwischen Organismen in ihren Lebensräumen, indem sie symbiotische Beziehungen exemplarisch darstellen und den wechselseitigen Nutzen identifizieren. Sie stellen die wechselseitigen Effekte einer Konkurrenzsituation dar und deuten Beispiele für Parasitismus und Räuber-Beute-Beziehungen als populationsbeeinflussende Konstellationen.
• erklären die Artenzusammensetzung einer ausgewählten Pflanzengesellschaft als Produkt abiotischer Umweltfaktoren und zwischenartlicher Konkurrenz.
• identifizieren anhand der Ufervegetation Sukzessionsstadien eines Süßwassersees und leiten daraus den Verlandungsgrad des Gewässers ab (Unterrichtsgang).
• deuten Wachstumskurven, berechnen die Größe exponentiell wachsender Populationen, stellen die Dichteregulation in grafischer Form dar und leiten daraus Anwendungen für die biologische Schädlingsbekämpfung ab.
• erklären Dichteschwankungen von Populationen, wenden die Lotka-Volterra-Regeln an und zeigen vor dem Hintergrund der Komplexität realer Ökosysteme deren Gültigkeitsgrenzen auf.
• erläutern das Zusammenspiel aus Produzenten, Destruenten und Konsumenten sowie die Wechselbeziehungen innerhalb von Nahrungsketten, Nahrungsnetzen und Nahrungspyramiden am Beispiel eines Süßwassersees.
• beschreiben Energiefluss und Stoffkreisläufe in Ökosystemen und stellen die Störanfälligkeit derartiger Systeme durch menschliche Eingriffe heraus. Sie bewerten technische Möglichkeiten zum Schutz der Ökosysteme.
• erklären die Reinigungsprozesse einer dreistufigen Abwasserkläranlage auf der Grundlage mikrobiologischer und chemischer Vorgänge.

Inhalte zu den Kompetenzen:

• abiotische Umweltfaktoren: Licht, Temperatur (Bergmannsche und Allensche Regel), Wasser, pH-Wert, Luft, Mineralstoffe
• Toleranzkurven, enge und weite Umwelttoleranz, Zeigerarten, z. B. Pflanzen als Stickstoffzeiger, Zeigerarten für die Wasserqualität in Bächen
• limitierende Faktoren: Justus von Liebigs Minimumgesetz, V. E. Shelfords Gesetz der Toleranz
• biotische Umweltfaktoren: Symbiose, Konkurrenz, Parasitismus, Räuber-Beute-Beziehung
• wirtschaftliche Bedeutung der Knöllchenbakterien für die Landwirtschaft
• Hohenheimer Grundwasserversuch, Pflanzengesellschaften (z. B. Buchenwälder), Sukzession am Beispiel der Verlandung eines Sees
• Populationsdynamik: Gesetzmäßigkeiten des Populationswachstums (exponentielles Wachstum), wachstumsfördernde und wachstumshemmende Faktoren, Dichteregulation von Populationen, Lotka-Volterra-Regeln
• Modell eines Ökosystems am Beispiel Süßwassersee (Produzenten, Konsumenten, Destruenten; jahreszeitliche Dynamik)
• Stoffkreisläufe in Ökosystemen: Wasserkreislauf, Stickstoffkreislauf, Kohlenstoffkreislauf; Energiefluss
• Eingriffe des Menschen in Ökosysteme, Eutrophierung, Einsatz umweltschonender Maßnahmen in der Landwirtschaft, Abwasserklärung