Grundwissenkatalog Jahrgangsstufe 11

Grundwissenkatalog Jahrgangsstufe 11
Dieser Grundwissenkatalog beschreibt die Grundlagen für eine erfolgreiche
Teilnahme am Biologieunterricht der 11. Jahrgangsstufe. Voraussetzung für eine
schriftliche Abiturprüfung ist darüber hinaus ein umfangreicheres Wissen und
die intensive Beschäftigung mit Abituraufgaben. Mit Ausnahme der Abituraufgaben gilt dies auch für die Kolloquiumsprüfung.
Strukturelle und energetische Grundlagen des Lebens
Organisation und Funktion der Zelle
- elektronenmikroskopisch erkennbare Strukturen von Tier- und Pflanzenzelle:
Bau und Aufgaben von Biomembranen, Chloroplasten, Mitochondrien und Zellkern
- Bedeutung und Regulation enzymatischer Prozesse: Einfluss von Substratkonzentration und Temperatur, kompetitive und allosterische Hemmung
Energiebindung und Stoffaufbau durch Photosynthese
- Fotosynthese als Reaktion zum Aufbau organischer Verbindungen als Energiespeicher
- Übertragung von Wasserstoff als Redoxprozess zur Energieübertragung
- Abhängigkeit der Fotosynthese von Außenfaktoren: Beleuchtungsstärke, CO2Konzentration, Licht (Absorptions-, Wirkungsspektrum) und Temperatur
- bedeutsame Experimente zur Aufklärung wesentlicher Fotosyntheseschritte
- energetisches und chemiosmotisches Modell zur Beschreibung der Lichtreaktion (Bruttogleichung)
- Modellvorstellung der lichtunabhängigen Reaktionen (Bruttogleichung)
- Bedeutung der Fotosyntheseprodukte für die Pflanze
Grundprinzipien der Energiefreisetzung durch Stoffabbau
- Glykolyse (Bruttogleichung) als gemeinsamer Weg des anaeroben und aeroben
Stoffabbaus
- anaerober Stoffabbau: alkoholische Gärung und Milchsäuregärung, Bedeutung
- aerober Stoffabbau: Zellatmung (Bruttogleichung)
- Stoff- und Energiegesamtbilanz des anaeroben und aeroben Stoffabbaus
Genetik und Gentechnik
Molekulargenetik
- Aufbau von DNA und RNA
- semikonservativer Mechanismus der DNA-Replikation (Experiment von
Meselson-Stahl)
- Proteinbiosynthese bei Prokaryoten: genetischer Code, Transkription und deren Regulation, Translation
- Besonderheiten bei Eukaryoten: Mosaikgene, Intron, Exon, Prozessierung
- Ursachen und Folgen von Genmutationen: Austausch, Verlust oder Einschub
von Nukleotiden
Zytogenetik
- Ablauf und Bedeutung von Zellzyklus und Mitose
- Bildung von Ei- und Spermienzellen durch Meiose (Reduktions- und Äquationsteilung), Neukombination genetischen Materials
- Trisomie 21 und fehlerhafte Verteilungen von Gonosomen
Klassische Genetik
- Mendelsche Regeln: Allelbegriff, dominant-rezessive Genwirkung, monohybrider und dihybrider Erbgang, statistischer Charakter
- Erweiterung: unvollständige Dominanz, additive Polygenie, Genkopplung,
Genaustausch
Humangenetik
- Erbkrankheiten: autosomal dominant, autosomal rezessiv, gonosomal rezessiv
- ABO-Blutgruppensystem (multiple Allelie, Kodominanz), Rhesussystem
- genetische Familienberatung: Stammbaumanalyse, Heterozygotentest, Pränataldiagnose
Gentechnik
- Neukombination von Erbanlagen mit Schneide- und Klebeenzymen, Einschleusen von Fremd-DNA in Wirtszellen (Plasmide und Viren als Vektoren),
Selektion transgener Zellen durch Markergene, Klonierung
- Methoden der Gentechnik: Gensonden, cDNA, PCR
Neuronale Informationsverarbeitung
- Bau eines Neurons, myelinisierte und nicht myelinisierte Nervenfaser
- Ionentheorie des Ruhepotentials
- Aktionspotential: Auslösebedingungen, zeitlicher Verlauf (absolute und relative Refraktärphase), Ionentheorie zum zeitlichen Verlauf und zur Weiterleitung
- Prinzip der Erregungsübertragung an Synapsen, Synapsengifte
- erregende und hemmende Synapsen