Schulcurriculum Nds Zentralabi 2012 - KGS Schneverdingen

Bausteine für ein schuleigenes Fachcurriculum Biologie in der Qualifikationsphase der Gymnasialen Oberstufe
am Beispiel von BIOskop SII Niedersachsen (ISBN 978-3-14-150600-6) / Stand Mai 2010
Die für die Grundstruktur des Vorschlages ausgewählten Abschnitte befinden sich in der linken Spalte. Darunter befinden sich die rot gekennzeichneten
Kernabschnitte sowie wichtige ergänzende bzw. vorbereitende Lehrbuchabschnitte. Die Kernabschnitte decken in ihrer Gesamtheit alle Fachwissenkompetenzen
und ausgewählte Prozesskompetenzen des Kerncurriculums ab.
Die auf der rechten Seite platzierten Abschnitte können je nach didaktischer Intention der Fachkonferenz das schuleigene Fachcurriculum ergänzen und
damit zu einer eigenständigen Schwerpunktsetzung beitragen.
1. Halbjahr: Stoffwechsel, Gesundheit und Krankheit
Es wird empfohlen, phänomenorientiert mit einer der Krankheiten, die in
diesen Kapiteln aufgeführt werden, zu beginnen, z. B. Mukoviszidose
(1.6), Krebs (2.9) oder Sichelzellanämie (5.7).
Thema
Seite
1 Bau und Funktionen von Zellen
1.1 Ebenen der biologischen Organisation – Systemebenen 10
1.4 Struktur und Funktion von Zellorganellen 16
1.6 Struktur und Funktion von Zellmembranen 20
1.7 Aktiver und passiver Stofftransport 22
1.2 Prokaryoten und Eukaryoten 12
1.3 Die Reiche der Lebewesen 14
1.5 Geschichte der Zellmembranforschung 18

2 Regulation der Genaktivität
2.1 Der Informationsfluss bei der Proteinbiosynthese 26
2.2 Der genetische Code und Genmutationen 28
2.4 Regulation der Proteinbiosynthese bei Eukaryoten 32
2.5 Regulation der Genaktivität bei Eukaryoten 34
2.7 Übertragung von extrazellulären Signalen in intrazelluläre
Signale
2.9 Tumorwachstum durch Fehlregulation der
Zellteilungskontrolle
38
42
2.3 Regulation der Genaktivität bei
Prokaryoten
2.6 Differenzielle Genaktivität und die
Vielfalt der Zellen
2.8 Kontrolle des Zellzyklus 40
30
36
2.10 Biologische Arbeitstechnik: DNA-Microarray-Technologie 44
3 Enzyme beschleunigen biochemische Reaktionen
3.1 Enzyme als Biokatalysatoren 46
3.3 Hemmungen und Aktivierung der Enzymaktivität 50
3.5 Biologische Arbeitstechnik: ELISA und Enzymatik in der
Medizin
54
3.2 Enzymkinetik: Reaktionsgeschwindigkeit
und Substratkonzentration
3.4 Enzyme: Modelle, Hypothesen,
Experimente
3.6 Weiße Biotechnologie 56
48
52
2

Sauerstofftransport, Atmung und Zellatmung
4 Energiestoffwechsel: Zellatmung und Gärung
4.2 Energiestoffwechsel und Mitochondrien 60
4.3 Grundprinzipien von Stoffwechselwegen 62
4.4 Die Glykolyse findet im Cytoplasma statt 64
4.5 Pyruvatabbau zu Kohlenstoffdioxid im Mitochondrium 66
4.6 Elektronentransport und Energiefreisetzung in der
Atmungskette
4.7 Chemiosmose als Mechanismus der ATP-Synthese 70
68
4.1 Bereitstellung von Energie aus Glucose 58
4.8 Gärungen: Glucoseabbau unter
Sauerstoffmangel
4.9 Regulation energieliefernder
Stoffwechselwege
4.10 Übersicht: Glucoseabbau und
Energiebereitstellung
4.11 Hormonelle Regulation des
Kohlenhydratstoffwechsels
4.12 Diabetes 80
4.13 Rote Gentechnik: Herstellung von
Insulin
72
74
76
78
82
5 Atmung und Sauerstoffversorgung der Zellen
5.3 Sauerstofftransport – Struktur und Funktion des
Hämoglobins
5.6 Biologische Arbeitstechnik: Gelelektrophorese 94
5.7 Sichelzellanämie: Molekulare Ursachen einer Erkrankung 96
88
5.1 Vergleich von Atmungsorganen 84
5.2 Regelung der äußeren Atmung 86
5.4 Sauerstoffaffinität des Hämoglobins 90
5.5 Molekulare Angepasstheiten beim
Hämoglobin
92
3

2. Halbjahr: Ökologie und Nachhaltige Zukunft
Es wird empfohlen, handlungsorientiert mit dem Herstellen eines
Blattquerschnittes zu beginnen (6.1) und darauf folgend die
Chromatographie der Blattfarbstoffe durchzuführen. Es sollte zumindest
ein Ökosystem bearbeitet werden. Die Auswahl kann nach
regionalen/lokalen Gesichtspunkten erfolgen.
6 Fotosynthese – Umwandlung von Lichtenergie in
chemische Energie
6.1 Vom Organ zum Molekül: Laubblatt – Chloroplasten –
Chlorophyll
100
6.2 Arbeitstechnik: Chromatographie und Autoradiographie 102
6.7 Mais – eine C 4 -Pflanze als
Fotosynthesespezialist
6.8 CAM-Pflanzen – angepasst an extreme
Trockenheit
112
114
6.3 Pigmente absorbieren Licht 104
6.4 Lichtreaktionen: Bereitstellung von chemischer Energie 106
6.9 Übersicht: Fotosynthese 116
6.10 Die Kohlenstoffbilanz einer Pflanze 118
6.5 Der Calvin-Zyklus: Umwandlung von Kohlenstoffdioxid
in Glucose
108
6.11 Die Vielfalt pflanzlicher Naturstoffe
beruht auf genetischer Vielfalt
120
6.6 Die Fotosynthese ist von verschiedenen Faktoren
abhängig
110
7 Anpassungen und Angepasstheiten von Lebewesen
an Umweltfaktoren
7.1 Homöostase: Stabilität in biologischen Systemen durch
Regelungsvorgänge
7.2 Abiotische und biotische Umweltfaktoren wirken auf
Lebewesen
122
124
7.3 Angepasstheiten von Tieren an extreme
Temperaturen
7.4 Angepasstheiten von Pflanzen an
Wassermangel
7.5 Angepasstheiten von Lebewesen an
Sauerstoffmangel
7.6 Abiotischer und biotischer Stress bei
Pflanzen
126
128
130
132
4

8 Wechselwirkungen zwischen Lebewesen
8.1 Konkurrenz, Parasitismus, Symbiose 134
8.5 Das Konzept der ökologischen Nische 142
8.2 Auswirkung von interspezifischer Konkurrenz
auf das Vorkommen von Lebewesen
136
8.3 Malaria 138
8.4 Regulation der Individuendichte in Populationen 140
9 Vernetzte Beziehungen in Ökosystemen
9.1 Stoffkreisläufe in Ökosystemen 144
9.2 Energiefluss in Ökosystemen 146
9.3 Übersicht: Stoffkreisläufe und Energiefluss in einem
Ökosystem
148
9.4 Fließgleichgewichte in offenen Systemen 150
9.7 Bioindikatoren für Bodeneigenschaften 156
9.5 Funktionen des Bodens 152
9.6 Biologische Aktivität im Boden 154
9.8 Ökosystem Wald 158
9.9 Ökosystem See 160
9.10 Ökosystem Hochmoor 162
9.11 Produktivität von Ökosystemen im Vergleich 164
10 Anthropogene Einflüsse und nachhaltige Zukunft
10.1 Der Kohlenstoffkreislauf in der Biosphäre 166
10.4 Ökologisches Bewerten: Beispiel Kursfahrt 172
10.5 Ökologisches Bewerten: Beispiel Streuobstwiese 174
10.2 Der Treibhauseffekt 168
10.3 Kohlenstoffdioxid-Bilanzen und
Nachhaltigkeit
170
10.6 Bedeutung der Biodiversität 176
10.7 Grüne Gentechnik – Fakten 178
10.8 Grüne Gentechnik – Chancen und Risiken 180
5

3. Halbjahr: Nerven-, Hormon- und Immunsystem
Es wird empfohlen, phänomenorientiert mit einer typischen Erkrankung
des Nervensystems zu beginnen. Hier bietet sich z.B. die Alzheimer-
Erkrankung im Kapitel 13 „Lernen und Gedächtnis“ an. Von da aus kann
der Bogen zur Einheit „Bau und Funktion von Nervenzellen“ geschlagen
werden.
11 Bau und Funktion von Nerven- und Sinneszellen
11.2 Das Ruhepotenzial 208
11.3 Das Aktionspotenzial an Nervenzellen 210
11.4 Kontinuierliche und saltatorische Erregungsleitung 212
11.6 Informationsübertragung an Synapsen 216
11.7 Neuronale Verrechnung 218
11.8 Beeinflussung von Nervenzellen durch neuroaktive
Stoffe
220
11.15 Vom Reiz zur Reaktion 234
11.1 Nervenzellen und Nervensysteme 206
11.5 Multiple Sklerose 214
11.9 Bau und Funktion der Skelettmuskulatur 222
11.10 Muskelkontraktion 224
11.11 Neuronale Steuerung der
Muskelkontraktion
226
11.12 Trainingseffekte 228
11.13 Riechen: Vom Reiz zum Aktionspotenzial 230
11.14 Molekulare Vorgänge der
Signaltransduktion an Sinneszellen
232
11.16 Vergleich hormoneller und neuronaler
Informationsübertragung
236
6

12 Zusammenwirken von Hormon- und Nervensystem
bei Stress
12.1 Der Anpassungswert der Stressreaktion 238
12.2 Hormonelle und neuronale Grundlagen der
Stressreaktion
240
12.3 Zelluläre Wirkmechanismen von
hydrophilen und lipophilen Hormonen
242
13 Lernen und Gedächtnis
13.1 Lernen und Gedächtnis 244
13.3 Alzheimer-Krankheit 248
13.2 Erfahrungen verändern neuronale
Verbindungen
246
14 Immunsystem
14.1 Das Erkennen und die Abwehr von Antigenen 250
14.3 Das HI-Virus und Aids 254
14.2 Unterscheidung von Selbst und Fremd 252
15 Individualentwicklung des Menschen
15.1 An den Grenzen des Lebens 256
15.2 Ethisches Bewerten: Die Präimplantations-Diagnostik 258
15.4 Biologische Aspekte des Alterns 262
15.3 Embryonale und adulte Stammzellen 260
7

4. Halbjahr: Evolution der biologischen Vielfalt
Es wird empfohlen, phänomenorientiert mit Homologien und Analogien zu
beginnen, was einen geeigneten Einstieg auf der Basis des Vorwissens der
Schülerinnen und Schüler ermöglicht.
16 Stammesgeschichtliche Verwandtschaft und der
Verlauf der Evolution
16.1 Ähnlichkeiten zwischen Lebewesen: Homologien und
Analogien
16.2 Verwandtschaftsbelege durch molekularbiologische
Homologien
266
268
16.3 Verwandtschaftsbelege aus der
molekulargenetischen
Entwicklungsbiologie
270
16.5 Evolution der Stoffwechseltypen 274
16.4 Die Endosymbiontentheorie 272
17 Die Evolution der biologischen Vielfalt
17.1 Die Evolutionstheorien von Lamarck und Darwin 276
17.2 Die Synthetische Evolutionstheorie 278
17.3 Variabilität 280
17.4 Selektionstypen und Selektionsfaktoren 282
17.8 Adaptive Radiation 290
17.5 Die Bedeutung von Präadaptation für die Evolution 284
17.6 Isolationsmechanismen 286
17.7 Das Zusammenwirken der Evolutionsfaktoren im Prozess
der Artbildung
288
8

Evolution des Menschen
18 Evolution des Sozialverhaltens
18.1 Proximate und ultimate Erklärungsformen in der
Biologie
18.2 Der adaptive Wert von Verhalten: Kosten-Nutzen-
Analysen
292
294
18.3 Evolutionsstabile Strategien und
Fitnessmaximierung
296
18.5 Sozialverhalten der Primaten 300
18.4 Fortpflanzungsstrategien und Lebensgeschichte 298
19 Evolution des Menschen
19.3 Der Stammbaum des Menschen 306
19.4 Biologische Arbeitstechnik: PCR 308
19.7 Evolutionäre Trends in der Menschwerdung 314
19.8 Vergleich biologischer und kultureller Evolution 316
19.1 Evolutionäre Geschichte des
menschlichen Körpers
19.2 Molekularbiologische
Verwandtschaftsanalyse von Menschen
und Menschenaffen
302
304
19.5 Evolution des menschlichen Gehirns 310
19.6 Lebensgeschichte und Elterninvestment 312
Die im Schulbuch auf den Seiten 182 bis 201 dargestellten Basiskonzepte sollten zur Einführung und Systematisierung grundlegender und übergreifender
Konzepte des Lebens an geeigneten Stellen als grundlegendes Integrationselement genutzt werden.
9