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B13 Lernbereich 2: Informations- und Steuerungssysteme (ca. 50 Std.) Abschnitt zur PDF-Sammlung hinzufügen

Fachoberschule: Biologie 13 (ABU)

Kompetenzerwartungen

Die Schülerinnen und Schüler ...

  • skizzieren den Aufbau eines Neurons und stellen die Besonderheiten dieses spezialisierten Zelltyps in einen Struktur-Funktions-Zusammenhang.
  • leiten die Ausbildung des Ruhepotenzials an der Biomembran als Folge unterschiedlicher Membranpermeabilitäten und Ionenkonzentrationen ab und erklären, warum zur Aufrechterhaltung des Ruhepotenzials Energie aufgewendet werden muss.
  • beschreiben und erklären das Aktionspotenzial als eine Abfolge lokaler Potenzialänderungen, die nach einer überschwelligen Depolarisation der Axonmembran auftreten und auf sich verändernden Membranpermeabilitäten beruhen.
  • beschreiben den Einfluss der Reizintensität und ‑dauer auf die Frequenz der Aktionspotenziale und erklären so das Prinzip der Codierung der Reizstärke.
  • beschreiben und vergleichen die Weiterleitung der Aktionspotenziale an verschiedenen Nervenfasern, um die unterschiedliche Leistungsfähigkeit von Nervensystemen bzw. Axontypen zu erklären.
  • erklären die hohe Leistungsfähigkeit des Nervensystems, indem sie aus den Vorgängen bei der Informationsübertragung an chemischen Synapsen Möglichkeiten ableiten, unterschiedliche Informationen miteinander zu verrechnen. Sie zeigen auf, wie zugeführte Substanzen an der Synapse die Arbeit des Nervensystems beeinflussen.
  • beschreiben eine Reiz-Reaktions-Verknüpfung und erklären am Beispiel der Lichtsinneszellen des Auges molekulare und neuronale Vorgänge, die eine optische Wahrnehmung ermöglichen und optimieren.
  • beschreiben den Aufbau des menschlichen Nervensystems und ordnen den einzelnen Abschnitten ihre typischen Funktionsbereiche zu.
  • beschreiben mithilfe von Modellvorstellungen den Wirkungsmechanismus von Hormonen und deren Bedeutung für die Informationsübertragung in Organismen, speziell im menschlichen Körper. Dabei berücksichtigen sie auch die hierarchische Gliederung des Hormonsystems und die Anknüpfungspunkte zum Nervensystem.
  • erläutern die Notwendigkeit von Regulationsvorgängen im Hormonsystem am Beispiel des Blutzuckerspiegels und erklären den Zusammenhang zwischen Lebensgewohnheiten, Veranlagung und dem Auftreten von Diabetes.
  • beschreiben am Beispiel der Schilddrüse medizinisch relevante Fehlfunktionen des Hormonsystems.
  • 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 das neuronale Reiz-Reaktions-Schema, Reizarten, Sinnesorgane
  • Bau eines Neurons
  • Ruhepotenzial: Modellvorstellung zur Entstehung und Aufrechterhaltung
  • Aktionspotenzial: Ionenkanäle und Ionenbewegungen, zeitlicher Verlauf, absolute und relative Refraktärphase, Alles-oder-nichts-Prinzip, Codierung der Reizintensität, Reizadaptation
  • Erregungsleitung über markhaltige und marklose Axone, Einfluss des Axondurchmessers auf die Geschwindigkeit
  • die erregende chemische Synapse: elektrochemische Vorgänge bei der Erregungsübertragung, Schlüssel-Schloss-Modell am Rezeptor, Wirkungsprinzipien von Synapsengiften an der neuromuskulären Synapse
  • Verrechnung von Informationen: Summation von erregenden und hemmenden postsynaptischen Potenzialen
  • Synapsen als Angriffspunkte für Medikamente und Suchtmittel
  • Sinnesorgan Auge: Aufbau der Netzhaut und molekulare Funktionsweise der Lichtsinneszellen, Rezeptorpotenzial, Kontrastverstärkung durch neuronale Verschaltungen, Verknüpfung mit bestimmtem Bereich der Großhirnrinde
  • anatomische und funktionelle Gliederung des menschlichen Nervensystems: Zentrales Nervensystem (Hauptfunktionen der fünf Gehirnabschnitte und des Rückenmarks), peripheres Nervensystem (Afferenzen, Efferenzen, monosynaptischer Reflex), vegetatives Nervensystem (Antagonismus von Sympathikus und Parasympathikus)
  • Überblick über Hormondrüsen und Hormone, zellulärer Wirkungsmechanismus der Hormone (Rezeptorbindung nach dem Schlüssel-Schloss-Modell, spezifische Reaktion der Zielzelle), Vergleich Hormonsystem / Nervensystem; Ethen als Reifungshormon bei Pflanzen
  • Funktion der Hormone: hierarchische Gliederung des Hormonsystems mit Anbindung an das Nervensystem, Prinzip der negativen Rückkopplung, Regulation am Beispiel des Blutzuckerspiegels, Diabetes, Störungen des Hormonhaushalts am Beispiel der Über- und Unterfunktion der Schilddrüse
  • Disstress als Folge des Zusammenspiels von Nerven- und Hormonsystem und darauf beruhende typische Symptome