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Vergleichsauswahl 2

Biologie 12 (S)

gültig ab Schuljahr 2018/19

B12 Lernbereich 1: Naturwissenschaftliche Denk- und Arbeitsweisen

Kompetenzerwartungen

Die Schülerinnen und Schüler ...

  • verknüpfen neue, biologische Sachverhalte und Themenschwerpunkte mit ihren bereits erworbenen Kompetenzen und erläutern mithilfe differenzierten Fachwissens komplexere biologische Phänomene sowie aktuelle Fragestellungen.
  • erläutern biologische Zusammenhänge unter Verwendung der Fachsprache, geben diese in fachspezifischer Darstellungsform wieder und begründen die Eignung der gewählten Darstellungsform.
  • nutzen geeignete Quellen zur Recherche von biologischen Sachverhalten und präsentieren ihre Ergebnisse unter Verwendung der biologischen Fachsprache und moderner Medien sach-, adressaten- und situationsgerecht.
  • diskutieren und bewerten die Aussagekraft von Modellen und begründen den Einsatz verschiedener Modelle im Hinblick auf biologische Sachverhalte. Dabei erkennen sie Stärken und Schwächen einzelner Modelle und leiten daraus die Notwendigkeit ab, Modelle kritisch zu betrachten und zu beurteilen.
  • leiten aus Alltags- und Naturphänomenen biologische Fragestellungen und schlüssige Hypothesen ab. Überwiegend selbständig planen sie zu deren Beantwortung biologische Untersuchungen und Experimente. Sie setzen dabei fachgemäße Arbeitsmethoden und -techniken ein und führen diese sicherheitsgerecht durch.
  • beurteilen die Gültigkeit von erhobenen oder recherchierten Daten und benennen mögliche Fehlerquellen. Dabei bearbeiten sie biologische Fragestellungen zunehmend analytisch und beziehen auch soziale, kulturelle und gesundheitliche Aspekte mit ein.
  • setzen sich mit verschiedenen Standpunkten zu biologischen Fragestellungen kritisch auseinander, um die eigene Meinung basierend auf dem individuellen Wertesystem zu überdenken, abzuwägen und zu vertreten.
Inhalte zu den Kompetenzen:
  • Basiskonzepte: 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. ATP/ADP; DNA/RNA), Wechsel der Darstellungsform (z. B. Wortgleichung und Summengleichung), Auswertung grafischer Abbildungen, z. B. Karyogramme, Zellteilungsstadien, Stammbäume
  • Nutzung von v. a. fach- und populärwissenschaftlicher Literatur, Textanalyse, sach-, adressaten- und situationsbezogene Aufbereitungsform in wechselnden Darstellungsformen; Darstellen quantitativer Zusammenhänge (Diagramme mit mehreren Datenreihen und mehreren abhängigen Variablen)
  • Eigenschaften und Grenzen von verschiedenen Modellarten, Vor- und Nachteile zur Erklärung eines bestimmten Sachverhalts
  • fachgerechte Arbeitsmethoden und ‑techniken, u. a. sachgerechter Umgang mit komplexeren Laborgeräten unter Beachtung der Sicherheitsvorschriften im Labor; Vergleich von licht- und elektronenmikroskopischen Aufnahmen, Zuordnung von elektronenmikroskopischen Aufnahmen zu biologischen Strukturen
  • naturwissenschaftlicher Erkenntnisweg (Fragestellung, Hypothesenbildung, Planung und Durchführung komplexerer naturwissenschaftlicher Untersuchungen, Datenauswertung und ‑interpretation) ohne Hilfestellung
  • Analyse von Fehlerquellen, z. B. Fehler im Untersuchungsdesign (z. B. zu kleine Stichprobengröße, Labor- oder Freilandbedingungen)
  • Entscheidungsfindung als systematischer und begründeter Prozess, u. a. Perspektivenwechsel

B12 Lernbereich 2: Zellbiologische Grundlagen (ca. 14 Std.)

Kompetenzerwartungen

Die Schülerinnen und Schüler ...

  • erklären anhand der grundlegenden Anforderungen an Lebewesen zelluläre Strukturen unter Verwendung von Fachbegriffen und begründen Angepasstheiten mit der Lebensweise von Organismen.
  • vergleichen mithilfe von licht- und elektronenmikroskopischen Abbildungen verschiedene Zelltypen hinsichtlich ihres Aufbaus, um sie dem prokaryotischen oder eukaryotischen Grundtyp zuzuordnen.
  • erläutern biologische Prinzipien, u. a. die Kompartimentierung der eukaryotischen Zelle, anhand der Strukturen und der Funktionen der Zellorganellen.
  • beschreiben den Stoffaufbau und die Energiebindung in Chloroplasten und begründen deren Bedeutung als Primärproduzenten.
  • stellen unter Berücksichtigung des universellen Energieträgers ATP die Gleichungen zur lichtabhängigen und lichtunabhängigen Reaktion der Fotosynthese auf, um die Stoff- und Energiebilanzen der Teilreaktionen sowie das Zustandekommen der Gesamtgleichung zu erläutern.
  • beschreiben Bau und Funktion des Mitochondriums und beurteilen die Bedeutung der Zellatmung als zentralen energieliefernden Prozess für eukaryotische Organismen.
  • stellen unter Berücksichtigung des universellen Energieträgers ATP die Gesamtgleichung der Zellatmung auf, um die Stoff- und Energiebilanz mit der Fotosynthese zu vergleichen und darin die Rückreaktion der Fotosynthese zu erkennen.
  • ordnen verschiedene Beispiele aus der Tier- und Pflanzenwelt den Organisationsstufen von der Zelle bis hin zum Organismus zu und wenden immer wiederkehrende biologische Grundprinzipien an, u. a. Differenzierung, Arbeitsteilung und Oberflächenvergrößerung.
Inhalte zu den Kompetenzen:
  • grundlegende Anforderungen an Lebewesen: Aufbau aus Zellen, Stoffwechsel, Fortpflanzung, Wachstum und Inividualentwicklung, aktive Bewegung, Reizbarkeit
  • prokaryotische und eukaryotische Zelle als Grundtypen
  • vergleichende Betrachtung von Pflanzen- und Tierzelle sowie Bakterienzelle
  • mikroskopische Untersuchungen, z. B. von Dauerpräparaten oder selbst hergestellten Frischpräparaten
  • Zellorganelle mit einfacher und doppelter Membran als abgegrenzte Kompartimente mit speziellen Funktionen
  • Assimilation, Autotrophie
  • Feinbau des Chloroplasten; Chlorophyll und Lichtenergie als Voraussetzung der Fotosynthese; Orte der Energiebindung und des Stoffaufbaus
  • ATP bzw. ADP als universeller Energiespeicher und Energieüberträger
  • Stoff- und Energiebilanz der Fotosynthese
  • Dissimilation, Heterotrophie
  • Feinbau des Mitochondriums, Vergleich mit Zellkern und Chloroplast; Orte der aeroben Energiebereitstellung und des Stoffabbaus; Rolle von ATP bzw. ADP
  • Stoff- und Energiebilanz der Zellatmung (Rückreaktion der Fotosynthese)
  • von der Zelle bis zum Organismus; Vielfalt von Zellen bei Pflanzen und Tieren, z. B. Gestalt und Größe

B12 Lernbereich 3: Genetik des Menschen (ca. 28 Std.)

Kompetenzerwartungen

Die Schülerinnen und Schüler ...

  • beschreiben das menschliche Karyogramm unter Verwendung von Fachbegriffen und vergleichen es mit Karyogrammen anderer Organismen, um die Grundlagen der Organisation des Erbguts zu erklären.
  • erläutern den Bau und die Funktion von Chromosomen und ordnen deren verschiedenen Zustandsformen die entsprechenden Phasen des Zellzyklus zu.
  • beschreiben den molekularen Aufbau der DNA in Symbolschreibweise und leiten daraus deren Bedeutung für die Verdopplung, Verschlüsselung und Veränderung der Erbinformation ab.
  • erklären ausgehend von einem Gen die Bildung eines Proteins und begründen anhand des molekularen Aufbaus von Proteinen deren Vielfältigkeit und Bedeutung für den menschlichen Körper.
  • beschreiben verschiedene Möglichkeiten der Veränderung des Erbgutes, unterscheiden verschiedene Arten von Mutationen und leiten die damit verbundenen Folgen für den Organismus ab.
  • beschreiben den Ablauf der Meiose bei Mann und Frau und unterscheiden die Vorgänge der Mitose und Meiose hinsichtlich der Bildung genetisch identischer und unterschiedlicher Zellen.
  • analysieren das Auftreten von vererbbaren Merkmalen und Krankheiten mithilfe von Stammbäumen, unterscheiden gonosomale und autosomale Erbgänge, um Regelmäßigkeiten der Vererbung zu begründen.
  • erklären Verfahren der pränatalen Diagnostik in den unterschiedlichen Zell- und Schwangerschaftsstadien und diskutieren Chancen und Risiken unter genetischen, ethischen und weiteren Aspekten.
Inhalte zu den Kompetenzen:
  • Karyogramm des Menschen
  • Bau und Zustandsformen der Chromosomen
  • Zellzyklus als Einheit von Interphase, Mitosephasen und Cytokinese
  • Feinbau und Replikation der DNA
  • Transkription
  • genetischer Code und Proteinbiosynthese
  • Bedeutung der Proteine und Enzyme für den menschlichen Körper
  • Schülerexperiment: Enzymreaktion, z. B. mit Urease oder Katalase
  • Mutationen (z. B. Gen-, Chromosomen-, Genommutationen), Mutagene
  • Meiose zur Reifung von Keimzellen
  • biologische Bedeutung und Vergleich von Mitose und Meiose
  • Stammbaumanalysen ausgewählter gonosomal und autosomal vererbter Merkmale und Krankheiten
  • Befruchtung der Eizelle und weitere pränatale Entwicklung
  • biotechnologische Verfahren, z. B. In-vitro-Fertilisation, Hormontherapie, Pränataldiagnostik, Präimplantationsdiagnostik

B12 Lernbereich 4: Der Mensch als Evolutionsfaktor (ca. 14 Std.)

Kompetenzerwartungen

Die Schülerinnen und Schüler ...

  • begründen genetische Variabilität und Selektion als Folge zufälliger Veränderungen des Erbguts, um phänotypische Unterschiede innerhalb einer Population sowie das Phänomen der Angepasstheit zu erklären.
  • begründen anhand der Ergebnisse aus dem Vergleich verschiedener Erklärungsansätze zu den Mechanismen der Evolution (u. a. Lamarck und Darwin) die Bedeutung der Darwinistischen Abstammungslehre.
  • vergleichen anhand ausgewählter Beispiele Ursachen und Folgen gezielter Veränderung des Erbguts durch Züchtung und Gentechnik mit natürlichen Evolutionsvorgängen, um die Rolle des Menschen als Evolutionsfaktor zu belegen.
  • analysieren beispielhaft Auswirkungen menschlicher Eingriffe in die natürlichen Vorgänge in Ökosystemen. Sie begründen Folgen für den Evolutionsprozess im Hinblick auf die Artenvielfalt sowie die Entstehung und Ausbreitung von Krankheiten.
  • entwickeln anhand aktueller, anthropogener Umweltschäden Umweltschutzmaßnahmen und reflektieren dabei ihr eigenes Verhalten in Bezug auf nachhaltigen Umgang mit der Natur.
Inhalte zu den Kompetenzen:
  • Variabilität und Selektion als Folge der zufälligen Veränderung des Erbguts
  • Angepasstheit als Folge natürlicher Selektionsprozesse
  • Gegenüberstellung verschiedener Erklärungsansätze zu den Mechanismen der Evolution, u. a. von Lamarck und Darwin
  • Eingriffe des Menschen in den Evolutionsprozess, wie die gezielte Veränderung des Erbguts durch Züchtung oder Gentechnik
  • Auswirkungen dieser Eingriffe auf Ökosysteme, z. B. Monokulturen, Pestizideinsatz
  • Entstehung und Ausbreitung von Krankheiten in der modernen Gesellschaft, z. B. Resistenzen, Allergien
  • ausgewählte Maßnahmen des Umweltschutzes