Schulcurriculum Nds Zentralabi 2012 - KGS Schneverdingen
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Bausteine für ein schuleigenes Fachcurriculum Biologie in der Qualifikationsphase der Gymnasialen Oberstufe<br />
am Beispiel von BIOskop SII Niedersachsen (ISBN 978-3-14-150600-6) / Stand Mai 2010<br />
Die für die Grundstruktur des Vorschlages ausgewählten Abschnitte befinden sich in der linken Spalte. Darunter befinden sich die rot gekennzeichneten<br />
Kernabschnitte sowie wichtige ergänzende bzw. vorbereitende Lehrbuchabschnitte. Die Kernabschnitte decken in ihrer Gesamtheit alle Fachwissenkompetenzen<br />
und ausgewählte Prozesskompetenzen des Kerncurriculums ab.<br />
Die auf der rechten Seite platzierten Abschnitte können je nach didaktischer Intention der Fachkonferenz das schuleigene Fachcurriculum ergänzen und<br />
damit zu einer eigenständigen Schwerpunktsetzung beitragen.<br />
1. Halbjahr: Stoffwechsel, Gesundheit und Krankheit<br />
Es wird empfohlen, phänomenorientiert mit einer der Krankheiten, die in<br />
diesen Kapiteln aufgeführt werden, zu beginnen, z. B. Mukoviszidose<br />
(1.6), Krebs (2.9) oder Sichelzellanämie (5.7).<br />
Thema<br />
Seite<br />
1 Bau und Funktionen von Zellen<br />
1.1 Ebenen der biologischen Organisation – Systemebenen 10<br />
1.4 Struktur und Funktion von Zellorganellen 16<br />
1.6 Struktur und Funktion von Zellmembranen 20<br />
1.7 Aktiver und passiver Stofftransport 22<br />
1.2 Prokaryoten und Eukaryoten 12<br />
1.3 Die Reiche der Lebewesen 14<br />
1.5 Geschichte der Zellmembranforschung 18
2 Regulation der Genaktivität<br />
2.1 Der Informationsfluss bei der Proteinbiosynthese 26<br />
2.2 Der genetische Code und Genmutationen 28<br />
2.4 Regulation der Proteinbiosynthese bei Eukaryoten 32<br />
2.5 Regulation der Genaktivität bei Eukaryoten 34<br />
2.7 Übertragung von extrazellulären Signalen in intrazelluläre<br />
Signale<br />
2.9 Tumorwachstum durch Fehlregulation der<br />
Zellteilungskontrolle<br />
38<br />
42<br />
2.3 Regulation der Genaktivität bei<br />
Prokaryoten<br />
2.6 Differenzielle Genaktivität und die<br />
Vielfalt der Zellen<br />
2.8 Kontrolle des Zellzyklus 40<br />
30<br />
36<br />
2.10 Biologische Arbeitstechnik: DNA-Microarray-Technologie 44<br />
3 Enzyme beschleunigen biochemische Reaktionen<br />
3.1 Enzyme als Biokatalysatoren 46<br />
3.3 Hemmungen und Aktivierung der Enzymaktivität 50<br />
3.5 Biologische Arbeitstechnik: ELISA und Enzymatik in der<br />
Medizin<br />
54<br />
3.2 Enzymkinetik: Reaktionsgeschwindigkeit<br />
und Substratkonzentration<br />
3.4 Enzyme: Modelle, Hypothesen,<br />
Experimente<br />
3.6 Weiße Biotechnologie 56<br />
48<br />
52<br />
2
Sauerstofftransport, Atmung und Zellatmung<br />
4 Energiestoffwechsel: Zellatmung und Gärung<br />
4.2 Energiestoffwechsel und Mitochondrien 60<br />
4.3 Grundprinzipien von Stoffwechselwegen 62<br />
4.4 Die Glykolyse findet im Cytoplasma statt 64<br />
4.5 Pyruvatabbau zu Kohlenstoffdioxid im Mitochondrium 66<br />
4.6 Elektronentransport und Energiefreisetzung in der<br />
Atmungskette<br />
4.7 Chemiosmose als Mechanismus der ATP-Synthese 70<br />
68<br />
4.1 Bereitstellung von Energie aus Glucose 58<br />
4.8 Gärungen: Glucoseabbau unter<br />
Sauerstoffmangel<br />
4.9 Regulation energieliefernder<br />
Stoffwechselwege<br />
4.10 Übersicht: Glucoseabbau und<br />
Energiebereitstellung<br />
4.11 Hormonelle Regulation des<br />
Kohlenhydratstoffwechsels<br />
4.12 Diabetes 80<br />
4.13 Rote Gentechnik: Herstellung von<br />
Insulin<br />
72<br />
74<br />
76<br />
78<br />
82<br />
5 Atmung und Sauerstoffversorgung der Zellen<br />
5.3 Sauerstofftransport – Struktur und Funktion des<br />
Hämoglobins<br />
5.6 Biologische Arbeitstechnik: Gelelektrophorese 94<br />
5.7 Sichelzellanämie: Molekulare Ursachen einer Erkrankung 96<br />
88<br />
5.1 Vergleich von Atmungsorganen 84<br />
5.2 Regelung der äußeren Atmung 86<br />
5.4 Sauerstoffaffinität des Hämoglobins 90<br />
5.5 Molekulare Angepasstheiten beim<br />
Hämoglobin<br />
92<br />
3
2. Halbjahr: Ökologie und Nachhaltige Zukunft<br />
Es wird empfohlen, handlungsorientiert mit dem Herstellen eines<br />
Blattquerschnittes zu beginnen (6.1) und darauf folgend die<br />
Chromatographie der Blattfarbstoffe durchzuführen. Es sollte zumindest<br />
ein Ökosystem bearbeitet werden. Die Auswahl kann nach<br />
regionalen/lokalen Gesichtspunkten erfolgen.<br />
6 Fotosynthese – Umwandlung von Lichtenergie in<br />
chemische Energie<br />
6.1 Vom Organ zum Molekül: Laubblatt – Chloroplasten –<br />
Chlorophyll<br />
100<br />
6.2 Arbeitstechnik: Chromatographie und Autoradiographie 102<br />
6.7 Mais – eine C 4 -Pflanze als<br />
Fotosynthesespezialist<br />
6.8 CAM-Pflanzen – angepasst an extreme<br />
Trockenheit<br />
112<br />
114<br />
6.3 Pigmente absorbieren Licht 104<br />
6.4 Lichtreaktionen: Bereitstellung von chemischer Energie 106<br />
6.9 Übersicht: Fotosynthese 116<br />
6.10 Die Kohlenstoffbilanz einer Pflanze 118<br />
6.5 Der Calvin-Zyklus: Umwandlung von Kohlenstoffdioxid<br />
in Glucose<br />
108<br />
6.11 Die Vielfalt pflanzlicher Naturstoffe<br />
beruht auf genetischer Vielfalt<br />
120<br />
6.6 Die Fotosynthese ist von verschiedenen Faktoren<br />
abhängig<br />
110<br />
7 Anpassungen und Angepasstheiten von Lebewesen<br />
an Umweltfaktoren<br />
7.1 Homöostase: Stabilität in biologischen Systemen durch<br />
Regelungsvorgänge<br />
7.2 Abiotische und biotische Umweltfaktoren wirken auf<br />
Lebewesen<br />
122<br />
124<br />
7.3 Angepasstheiten von Tieren an extreme<br />
Temperaturen<br />
7.4 Angepasstheiten von Pflanzen an<br />
Wassermangel<br />
7.5 Angepasstheiten von Lebewesen an<br />
Sauerstoffmangel<br />
7.6 Abiotischer und biotischer Stress bei<br />
Pflanzen<br />
126<br />
128<br />
130<br />
132<br />
4
8 Wechselwirkungen zwischen Lebewesen<br />
8.1 Konkurrenz, Parasitismus, Symbiose 134<br />
8.5 Das Konzept der ökologischen Nische 142<br />
8.2 Auswirkung von interspezifischer Konkurrenz<br />
auf das Vorkommen von Lebewesen<br />
136<br />
8.3 Malaria 138<br />
8.4 Regulation der Individuendichte in Populationen 140<br />
9 Vernetzte Beziehungen in Ökosystemen<br />
9.1 Stoffkreisläufe in Ökosystemen 144<br />
9.2 Energiefluss in Ökosystemen 146<br />
9.3 Übersicht: Stoffkreisläufe und Energiefluss in einem<br />
Ökosystem<br />
148<br />
9.4 Fließgleichgewichte in offenen Systemen 150<br />
9.7 Bioindikatoren für Bodeneigenschaften 156<br />
9.5 Funktionen des Bodens 152<br />
9.6 Biologische Aktivität im Boden 154<br />
9.8 Ökosystem Wald 158<br />
9.9 Ökosystem See 160<br />
9.10 Ökosystem Hochmoor 162<br />
9.11 Produktivität von Ökosystemen im Vergleich 164<br />
10 Anthropogene Einflüsse und nachhaltige Zukunft<br />
10.1 Der Kohlenstoffkreislauf in der Biosphäre 166<br />
10.4 Ökologisches Bewerten: Beispiel Kursfahrt 172<br />
10.5 Ökologisches Bewerten: Beispiel Streuobstwiese 174<br />
10.2 Der Treibhauseffekt 168<br />
10.3 Kohlenstoffdioxid-Bilanzen und<br />
Nachhaltigkeit<br />
170<br />
10.6 Bedeutung der Biodiversität 176<br />
10.7 Grüne Gentechnik – Fakten 178<br />
10.8 Grüne Gentechnik – Chancen und Risiken 180<br />
5
3. Halbjahr: Nerven-, Hormon- und Immunsystem<br />
Es wird empfohlen, phänomenorientiert mit einer typischen Erkrankung<br />
des Nervensystems zu beginnen. Hier bietet sich z.B. die Alzheimer-<br />
Erkrankung im Kapitel 13 „Lernen und Gedächtnis“ an. Von da aus kann<br />
der Bogen zur Einheit „Bau und Funktion von Nervenzellen“ geschlagen<br />
werden.<br />
11 Bau und Funktion von Nerven- und Sinneszellen<br />
11.2 Das Ruhepotenzial 208<br />
11.3 Das Aktionspotenzial an Nervenzellen 210<br />
11.4 Kontinuierliche und saltatorische Erregungsleitung 212<br />
11.6 Informationsübertragung an Synapsen 216<br />
11.7 Neuronale Verrechnung 218<br />
11.8 Beeinflussung von Nervenzellen durch neuroaktive<br />
Stoffe<br />
220<br />
11.15 Vom Reiz zur Reaktion 234<br />
11.1 Nervenzellen und Nervensysteme 206<br />
11.5 Multiple Sklerose 214<br />
11.9 Bau und Funktion der Skelettmuskulatur 222<br />
11.10 Muskelkontraktion 224<br />
11.11 Neuronale Steuerung der<br />
Muskelkontraktion<br />
226<br />
11.12 Trainingseffekte 228<br />
11.13 Riechen: Vom Reiz zum Aktionspotenzial 230<br />
11.14 Molekulare Vorgänge der<br />
Signaltransduktion an Sinneszellen<br />
232<br />
11.16 Vergleich hormoneller und neuronaler<br />
Informationsübertragung<br />
236<br />
6
12 Zusammenwirken von Hormon- und Nervensystem<br />
bei Stress<br />
12.1 Der Anpassungswert der Stressreaktion 238<br />
12.2 Hormonelle und neuronale Grundlagen der<br />
Stressreaktion<br />
240<br />
12.3 Zelluläre Wirkmechanismen von<br />
hydrophilen und lipophilen Hormonen<br />
242<br />
13 Lernen und Gedächtnis<br />
13.1 Lernen und Gedächtnis 244<br />
13.3 Alzheimer-Krankheit 248<br />
13.2 Erfahrungen verändern neuronale<br />
Verbindungen<br />
246<br />
14 Immunsystem<br />
14.1 Das Erkennen und die Abwehr von Antigenen 250<br />
14.3 Das HI-Virus und Aids 254<br />
14.2 Unterscheidung von Selbst und Fremd 252<br />
15 Individualentwicklung des Menschen<br />
15.1 An den Grenzen des Lebens 256<br />
15.2 Ethisches Bewerten: Die Präimplantations-Diagnostik 258<br />
15.4 Biologische Aspekte des Alterns 262<br />
15.3 Embryonale und adulte Stammzellen 260<br />
7
4. Halbjahr: Evolution der biologischen Vielfalt<br />
Es wird empfohlen, phänomenorientiert mit Homologien und Analogien zu<br />
beginnen, was einen geeigneten Einstieg auf der Basis des Vorwissens der<br />
Schülerinnen und Schüler ermöglicht.<br />
16 Stammesgeschichtliche Verwandtschaft und der<br />
Verlauf der Evolution<br />
16.1 Ähnlichkeiten zwischen Lebewesen: Homologien und<br />
Analogien<br />
16.2 Verwandtschaftsbelege durch molekularbiologische<br />
Homologien<br />
266<br />
268<br />
16.3 Verwandtschaftsbelege aus der<br />
molekulargenetischen<br />
Entwicklungsbiologie<br />
270<br />
16.5 Evolution der Stoffwechseltypen 274<br />
16.4 Die Endosymbiontentheorie 272<br />
17 Die Evolution der biologischen Vielfalt<br />
17.1 Die Evolutionstheorien von Lamarck und Darwin 276<br />
17.2 Die Synthetische Evolutionstheorie 278<br />
17.3 Variabilität 280<br />
17.4 Selektionstypen und Selektionsfaktoren 282<br />
17.8 Adaptive Radiation 290<br />
17.5 Die Bedeutung von Präadaptation für die Evolution 284<br />
17.6 Isolationsmechanismen 286<br />
17.7 Das Zusammenwirken der Evolutionsfaktoren im Prozess<br />
der Artbildung<br />
288<br />
8
Evolution des Menschen<br />
18 Evolution des Sozialverhaltens<br />
18.1 Proximate und ultimate Erklärungsformen in der<br />
Biologie<br />
18.2 Der adaptive Wert von Verhalten: Kosten-Nutzen-<br />
Analysen<br />
292<br />
294<br />
18.3 Evolutionsstabile Strategien und<br />
Fitnessmaximierung<br />
296<br />
18.5 Sozialverhalten der Primaten 300<br />
18.4 Fortpflanzungsstrategien und Lebensgeschichte 298<br />
19 Evolution des Menschen<br />
19.3 Der Stammbaum des Menschen 306<br />
19.4 Biologische Arbeitstechnik: PCR 308<br />
19.7 Evolutionäre Trends in der Menschwerdung 314<br />
19.8 Vergleich biologischer und kultureller Evolution 316<br />
19.1 Evolutionäre Geschichte des<br />
menschlichen Körpers<br />
19.2 Molekularbiologische<br />
Verwandtschaftsanalyse von Menschen<br />
und Menschenaffen<br />
302<br />
304<br />
19.5 Evolution des menschlichen Gehirns 310<br />
19.6 Lebensgeschichte und Elterninvestment 312<br />
Die im Schulbuch auf den Seiten 182 bis 201 dargestellten Basiskonzepte sollten zur Einführung und Systematisierung grundlegender und übergreifender<br />
Konzepte des Lebens an geeigneten Stellen als grundlegendes Integrationselement genutzt werden.<br />
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