Genetische und entwicklungsbiologische Grundlagen von

Gymnasium Gerresheim/ Richtlinien Biologie SII Qualifikationsphase I und II Genetische und entwicklungsbiologische Grundlagen von Lebensprozessen (I. Halbjahr) Fachinhalte/ Lernen im Kontext/ konzeptbezogene Kompetenzen Mögliche Anwendungen Molekulare Grundlagen der Vererbung und Entwicklungssteuerung DNA als Träger der Erbinformation Stoffwechselerkrankungen z.B. Replikation Phenylketonurie Proteinbiosynthese bei Pro‐ und Fehldifferenzierungen und ihre Eukaryonten, Genetischer Code Auswirkungen (Krebs) Mutagene , Mutationen Genetischer Fingerabdruck Regulation der Genaktivität, Entwicklungssteuerung, Operonmodell bei Prokaryoten (Eukaryoten nur LK) Angewandte Genetik Werkzeuge und Verfahrensschritte Ethik der Gentechnik Somatische Gentherapie Darstellung kontroverser Positionen Keimbahntherapie, Gentechnik in der der Gentechnologie Tier‐ und Pflanzenzucht und bei der Lebensmittelherstellung Aspekte der Cytogenetik mit humanbiologischem Bezug Chromosomen Down‐Syndrom Meiose, crossing‐over, Humangenetische Beratung Rekombination Pränatale Diagnostik und deren Stammbaumanalyse, Erbgänge ethische Aspekte Karyogramme, Genkartierung Fachmethoden/ Allgemeine Kompetenzen Fachspezifische Kompetenzen Isolierung von DNA aus pflanzlichem Gewebe (LK) PCR Elektrophorese (fakultativ experimentell im LK) Sequenzierung (Human Genom Projekt) Erstellung und Umgang mit Schemata und Modellen, wissenschaftliche Erkenntnisgewinnung PCR Methode DNA‐FIngerprinting Nur LK: Bakteriengenetik Problematisierung von Diagnostik und ethischen Aspekten Auswertung von Karyogrammen Stammbaumanalyse Problematisierung von Diagnostik und ethischen Aspekten 1 Gymnasium Gerresheim/ Richtlinien Biologie SII Qualifikationsphase I und II Fortpflanzung und Keimesentwicklung Musterbildung und Schwangerschaft, Gewebedifferenzierung als Prinzip Einfluss von Drogen und der Ontogenese Medikamenten Embryonenschutzgesetz Reproduktionsmechanismen Beobachtung von Entwicklungsabläufen Filmanalyse Auswertung von mikroskopischen Bildern 2 Gymnasium Gerresheim/ Richtlinien Biologie SII Qualifikationsphase I und II Ökologische Verflechtung und nachhaltige Nutzung (II. Halbjahr) Beschluss der Fachkonferenz Biologie: aquatisches Ökosystem Fachinhalte/ Lernen im Kontext/ konzeptbezogene Kompetenzen Mögliche Anwendungen Ökologische Verflechtung und nachhaltige Nutzung Erfassen ausgewählter abiotischer See und Fluss Faktoren und Organismengruppen, Biologische und chemische einfache Beziehungen zwischen Bestimmung der Gewässergüte, Organismengruppen und abiotischen Selbstreinigung, Habitat faktoren, Zonierung, Eutrophie und Oligotrophie Toleranzbereich, physiologisches und ökologische Optimum, ökologische Nische (Verfügbarkeit und Nutzen von Ressourcen, Stellenäquivalenz) Wechselbeziehungen, Populationsdynamik Intra‐ und interspezifische Sozialer Stress Beziehungen bei Populationen Faunen‐ und Floraverfremdung (z.B. Räuber‐Beute‐Beziehung, Massenvermehrung Parasitismus, Symbiose, Mimese, Methoden der Mimikry) Schädlingsbekämpfung Fachmethoden/ Allgemeine Kompetenzen Fachspezifische Kompetenzen Messen und Darstellen von abiotischen Faktoren an verschiedenen Standorten, Bestimmung und quantitative Erfassung von Organismengruppen Zusammenfassende Auswertung und Fehlerabschätzung, Vergleich von Daten und Ergebnissen von wissenschaftlichen Untersuchungen, Gewässeruntersuchung (z.B. Pillebach, Unterbacher See) Bestimmen und quantitatives Erfassen von Organismengruppen (nur LK) Ableitung von ökologischen Regeln aus Untersuchungsdaten/ Fachliteratur Internetrecherche Auswertung von Modellversuchen Statistische Auswertung von Daten, Ableitung ökologischer Regeln (z.B. Lotka Volterra) 3 Gymnasium Gerresheim/ Richtlinien Biologie SII Qualifikationsphase I und II Veränderung und Regulation der Populationsdichte Verflechtungen in Lebensgemeinschaften Biomasseproduktion, Trophieebenen, Stoffkreislauf in Natur und Umwelt, Energiefluss nachwachsende Rohstoffe Biogeochemischer Kreislauf des Stickstoffs Dynamik und Stabilität von Ökosystemen Nachhaltige Nutzung und Erhaltung von Ökosystemen Umwelt‐ und Naturschutz vor Ort an Differenzierte einem Beispiel; Schädlingsbekämpfung, biologischer Renaturierung von Fließgewässern Pflanzenschutz, integrierter und (z.B. Pillebach, Unterbacher See alternativer Landbau Problematik eines Naherholungsgebietes zur Populationsdynamik Erstellen von Bilanzen Auswertung von Daten Einschätzen von Prognosen und Bilanzen, Kooperation mit Fachverwaltungen, politischen Entscheidungsgremien, Naturschutzverbänden (LK), Vermittlung ökologischer Kompetenzen im Zusammenhang mit dem Aufzeigen von Konflikten und dem Abwägen von Lösungsstrategien in Natur‐ und Umweltschutz 4 Gymnasium Gerresheim/ Richtlinien Biologie SII Qualifikationsphase I und II Evolution der Vielfalt des Lebens in Struktur und Verhalten (III. Halbjahr) Fachinhalte/ Lernen im Kontext/ Fachmethoden/ konzeptbezogene Kompetenzen Mögliche Anwendungen Allgemeine Kompetenzen Fachspezifische Kompetenzen Evolutionshinweise und Evolutionstheorie rezente, biochemische u. paläontologische Hinweise, Systematik u. phylogenetischer Stammbaum ), Erklärungsmodelle für Evolution morphologische, anatomische, physiologische Hinweise, Brückentiere, lebende Fossilien; Homologie der Wirbeltiergliedmaßen, Zusammenhänge innerhalb des Wirbeltierstammbaums, vertiefend: phylogentische Stellung der Primaten, synthetische Evolutionstheorie Theorie Lamarck/ Darwin Vergleich u. Beurteilung der Ergebnisse unterschiedlicher Analysemethoden bei der Erstellung und Analyse von Stammbäumen: DNA‐Sequenz, As‐
Sequenz von Proteinen, Präzipitintest) Ordnen u. vergleichen von biologischer Vielfalt mittels Homologiekriterien Datierungsmethoden u. zeitliche Einordnung von Fossilien, Hypothesenbildung über Verwandtschaftsbeziehungen Grundlagen evolutiver Veränderungen Züchtung u. Bedeutung von Pflanzen Genotypische Variabilität von Populationen, Mutation, Rekombination, und Tieren phänotypische Variationen innerhalb u. zwischen Populationen, Selektion und Anpassungsprozesse beschreiben, klassifizieren von Phänotypen u. Darstellung ihrer Häufigkeiten, Simulation von Selektionsprozessen Beurteilung von Analysemethoden 5 Gymnasium Gerresheim/ Richtlinien Biologie SII Qualifikationsphase I und II Verhalten, Fitness, Anpassung Kosten‐Nutzen‐Prinzip bei Konkurrenz um Ressourcen, Fortpflanzungsstrategien, Partnerwahl, Paarungssysteme Altruismus, Evolution des Sozialverhaltens, Variabilität von Krankheitserregen u. Resistenzen (nur LK) Verhaltensbeobachtung (z.B. Primaten im Zoo, Mäuse, Filmanalyse), Erstellen eines Ethogramms z.B. Zoobesuch (nur LK) Evolution von Signalen, Sozialsysteme, Koevolution Art und Artbildung Separation, Rassenbildung, Isolationsmechanismen, adaptive Radiation Unterarten des Menschen‐ Verständnis für einander Fallanalyse für Evolutionsgeschehen Fallanalyse auf der Basis von Einzelphänomenen und Hypothesen Erstellen eines Stammbaums aufgrund von Einzelfunden, vergleichende Beobachtung des Verhaltens zwischen Pongiden u. Menschen Kritische Analyse, Transspezifische Evolution der Primaten fossile u. rezente Hinweise zur Evolution Entstehung von Sprache und Kultur des Menschen, phylogenetische Stellung der Hominiden kulturelle Evolution z.B. Exkursion Neanderthal Museum 6 Gymnasium Gerresheim/ Richtlinien Biologie SII Qualifikationsphase I und II Steuerungs‐ und Regulationsmechanismen im Organismus (IV. Halbjahr) Wahlbeispiel: Neuronale Informationsverarbeitung, Sinne und Wahrnehmung Fachinhalte/ konzeptbezogene Kompetenzen Lernen im Kontext/ Mögliche Anwendungen Fachmethoden/ Allgemeine Kompetenzen Fachspezifische Kompetenzen Modellexperimente zum Diffusionspotential, Simulation von neuronalen Vorgängen anhand von Computern u. Modellen) Simulation und Berechnung von Modellen mit Hilfe von Programmen Selbstversuche, Morphologische u. histologische Untersuchungen physiologische Experimente zum Auge Selbstversuche zum Lernverhalten Lernstrategien: Lernen lernen, Kontext Wissen und Transfer Molekulare und cytologische Grundlagen Bau und Funktion des Neurons, Erregungsentstehung, Erregungsleitung, molekulare Grundlagen von Synapsenvorgängen, synaptische Verschaltung u. Verrechnung (Wirkungsmechanismen von Arzneimitteln u. Drogen) Vergiftungserscheinungen Neuronale Verschaltungen und Sinne Reflexe, motorische Koordination, Bau u. Funktion des Auges Verarbeitung von Sinnesreizen im NS Reflexkontrolle bei Neugeborenen und Kleinkindern Wahrnehmung, Gedächtnis, Bewusstsein Bau des ZNS Funktion der Gehirnbereiche Wahrnehmung u. Bewusstsein Gedächtnis und Lernen Automatismen, optische Täuschung, Schlaf u. Traum, Wirkung von Drogen, Sprachausfall 7