Themen für die mündliche Vormaturaprüfung in Biologie 2004 bei D

D. Burkhard / Biologie GF
Themen für die mündliche Vormaturaprüfung in Biologie 2017
der Klasse 3LeSe bei D. Burkhard, KSH
Provisorischer Stand: 27.4.2017
Für die Vormatura in Biologie muss gegenüber den Semesterprogrammen im Prinzip kein zusätzlicher Stoff
gelernt werden. Grundsätzlich beschränkt sich die Vormaturaprüfung auf den Inhalt der letzten beiden Unterrichtsjahre, d.h. den Stoff der 2. und der 3. Klasse. Vorausgesetzt wird natürlich Grundlagenwissen aus dem
ersten Unterrichtsjahr. Bestimmte Inhalte des ersten Jahrs können zudem je nach Unterrichtsfortschritt speziell vorausgesetzt werden; diese wären dann explizit angegeben. Erst provisorisch aufgelistet ist der Stoff, welcher voraussichtlich noch bis zu den Sommerferien behandelt werden kann (mit einem Stern* markiert).
Für die Vormaturaprüfung gelten ähnliche Lernziele wie für die einzelnen Quartalsprüfungen. Zusätzlich wird
an der Vormatura vermehrt auch Überblickswissen geprüft. Die Kandidaten sollten dann also in der Lage sein,
Zusammenhänge zwischen verschiedenen Themenbereichen herzustellen. Zu beachten ist dabei, dass in einer
Naturwissenschaft auch praktische Übungen geprüft werden (nicht nur aus dem Halbklassen-, sondern auch
aus dem Ganzklassenunterricht). Eigentliche Praktikumsveranstaltungen sind mit P gekennzeichnet.
Gemeinsame Lektüre ist (nebst Handouts) folgendes Buch: C. Jaksic-Born (Bearb.): Natura. Grundlagen der
Biologie für Schweizer Maturitätsschulen. Klett & Balmer, Zug, 2006. Prinzipiell werden die während des Unterrichts gelesenen Inhalte vorausgesetzt. Im Sinne einer Hilfestellung finden sich bei den einzelnen Kapiteln Angaben zu den entsprechenden Seiten aus diesem Schülerbuch.
An der mündlichen Prüfung werden Aufgaben zu 2 verschiedenen Gebieten (Kapiteln) gestellt (ca. 7min pro
Kapitel, total 15min, ohne Zeit zum Einlesen, da nicht nötig). Die Kapitel sind in der folgenden Auflistung fett
überschrieben. Gerade weil Überblickswissen geprüft werden soll, sind auch kapitelübergreifende und Kapitel
verknüpfende Fragen nicht selten.
Austausch-Schüler und Repetenten, welche nicht über die gesamte Zeit von mir unterrichtet worden sind, können wählen,
ob sie über den gegebenen Stoff ohne Abstriche geprüft werden wollen (also die verpassten Inhalte selbständig aufarbeiten), oder ob sie stattdessen als Ersatz pro fehlendes Semester mindestens ein zusätzliches, mit mir zu vereinbarendes
Kapitel bearbeiten (Anz. abhängig vom Umfang). Dies müssen sie mit mir bis zum Ende des Sommersemesters – also noch
vor den Sommerferien - schriftlich vereinbaren (Einhaltung des Termins in der Verantwortung dieser Schüler). Ohne diese
spezielle Vereinbarung werden auch sie über den gesamten Prüfungsstoff der nun folgenden Auflistung geprüft.
Grundlagen der Zellbiologie
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Zellstoffwechsel und Energiehaushalt der Zelle am Beispiel des Zuckerhaushalts (→ Kohlenhydrate; noch
in 1. Jahr behandelt, im 2. Jahr vertieft).
Stichworte: Photosynthese, Zellatmung, Reaktionsschema, Reaktionsgleichung, organische, anorganische
Verbindungen, Assimilation, Dissimilation, anabol, katabol, Monomere / Polymere (Bsp. Monosaccharide,
Disaccharide, Polysaccharide), Isomere, Verdauung, Resorption, Funktionsweise von Sinneszellen und Nervenzellen, Sinnesreiz am Bsp. Geschmacksstoff, Rezeptoren, zellinterne Botenstoffe und Neurotransmitter.
Lektüre: S. 70-73 & S. 250-251.
 Zelluläre Transporte, Aufbau und Funktion von Biomembranen. Stichworte: Diffusion, Osmose, passive
und aktive Membrantransporte. Lektüre: S. 342-345.
 Erbgut von Zellen: Stichworte: Aufbau des Zellkerns, Chromosomen, Chromosomensätze, Ploidiegrad
(haploid, diploid), Darstellung von Chromosomensätzen mit Karyogrammen, molekularer Aufbau der DNA,
Replikation der DNA für Zellteilungen. Lektüre: S. 338-339, S. 378-379 & S. 386-388.
 Zellteilungen: Mitotischer Zellteilungszyklus (zur Erzeugung von Körperzellen):
Ablauf und Einteilung in Phasen,. Lektüre: S. 348-349.
Nicht geprüft werden hier die Grundlagen der Gewebekunde (Histologie), welche zuvor am Beispiel pflanzlicher
Gewebe (Kapitel Botanik) vermittelt wurden.
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Anatomie & Physiologie von Tier und Mensch:
1. Blutkreislauf und Immunsystem
Lektüre: S. 254-259 & S. 304-315.
Beachte: Erste Praktika oder Theorielektionen zum Blutkreislaufsystem sind je nach Klasse bereits im zweiten
Semester des erstens Jahres gehalten worden (z.B. P Blutausstrich, Blutgruppen). Ihr Inhalt muss ebenfalls vorausgesetzt werden, weil das Kapitel nur im Gesamtzusammenhang geprüft werden kann.
 P Blutausstrich (Blutzellen; Bsp. einer Gewebefärbung zur differentiellen Darstellung verschiedener Zelltypen),
 P Blutgruppen (humorale Immunreaktion: Antigen / Antikörper-Erkennung, spez. AB0-System und Rhesusfaktor),
 P Säugetierherz (Mechanik des Herzschlags, Herzklappen, herznahe Gefässe).
 Blutgefässe & Lymphgefässe
Körper- und Lungenschleife, Blutgefäss-Typen, P Säugetierherz, Aufgaben sowie Zusammensetzung von
Blut und Lymphe, Wundverschluss (Blutungsstillung, Blutgerinnung), Blutdruckschwankungen & Blutdruckmessung, erworbene Kreislaufkrankheiten (Arteriosklerose, Infarkte, Ödeme).
 Immunsystem
Zusammenarbeit der Bestandteile von unspezifischem und spezifischem Immunsystem, aktive und passive
Immunisierung (Anwendung: Schutz- und Heilimpfungen).
Unterschiedliche Bekämpfung von Krankheitserregern entsprechend ihrer systematischen Zugehörigkeit zu
unterschiedlichen Reichen: Viren (Bsp. Grippe, HIV, Bakteriophagen), Bakterien; Kontrolle „entarteter“
körpereigener Zellen (Apoptose, spez. auch Bekämpfung von Krebszellen).
 Ergänzung zur Systematik: Eukaryoten im Vergleich mit Prokaryoten: Bakterien & Blaualgen, Urbakterien.
2. Stoffwechsel und Ernährung
Lektüre: S.246-253 (Stoffwechsel & Ernährung, Enzymatik)
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Verdauungsorgane (Gliederung des Verdauungstrakts, Anhangsdrüsen).
Stoffwechsel von Nahrungsstoffen: Baustoffwechsel, Betriebsstoffwechsel / Energiehaushalt, Zusammensetzung der Nahrung.
Wichtige Begriffe: essentielle Nährstoffe, Ballaststoffe, Vitamine, Mineralstoffe.
Enzymatik (hierzu v.a. Kopien aus Natura 3): Enzyme als Biokatalysatoren bei exergonischem und endergonischem Reaktionsverlauf, P Pepsinverdau zur Messung von Enzym-Aktivitäten und Milieuabhängigkeit
der Aktivität, Varianten der Enzymhemmung (=Inhibition) mit Vor- und Nachteilen: kompetitiv, nichtkompetitiv, allosterisch, Hemmstoffe (Inhibitoren).
3. Hormonsystem
Lektüre: S. 298-301 & S. 362,
v.a. aber auch Kopien aus anderen Natura-Ausgaben (zum Bsp. Blutzuckerregulation).

Hormonelle Regelung am Beispiel des Blutzuckerspiegels: P Blutzuckermessung;
Antagonisten Insulin & Glucagon; Entstehung und Therapie von Diabetes Typ I und II,
verallgemeinerte Funktionsweise von Hormonen, Regelung dank Rückkopplung / Schema Regelkreis.
Die Hierarchie des Hormonsystems würde integriert behandelt in Kap. Fortpflanzung des Menschen. Darauf
musste hier aus Zeitgründen verzichtet werden.
4. Sinnesorgane
exemplarisch am Bsp. der Augen, S. 272-275.
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Evolutionsreihe verschiedener Augentypen (Flachauge, Lochkameraauge, Linsenauge; Strahlengänge,
Leistungsvermögen); dazu Aufbau / Histologie speziell des menschlichen Auges (mit P Sektionsübung)
Anpassungsleistungen des menschlichen Linsenauges (inkl. Selbstversuche): Akkomodation, Adaptation,
Fehlsichtigkeiten und ihre Korrektur mit Brillen (Weitsichtigkeit, Kurzsichtigkeit) sowie zur Bildverarbeitung
im Auge (Bsp. Kontrastverstärkung durch laterale Inhibition).
Die übrigen Sinnesorgane werden nur im EF und SPF thematisiert.
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5. Nervensystem
Lektüre: S. 284-291.
Grundlagen der Reizumwandlung und Signalleitung im Nervensystem
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Neuronaler Schaltkreise am Beispiel von Reflexbogen: „Kniesehnenreflex“ (=Quadrizeps-Dehnungsreflex)
als Bsp. für monosynaptische Reflexbogen, Erweiterung: polysynaptische Reflexbogen etwa von Schmerzreizen, Eigen- und Fremdreflexe, medizinische Anwendung: diagnostische Nutzung.
Bau und Funktion von Sinneszellen (SZ). Sinnesnervenzelle der Afferenz im Kniesehnenreflexbogen (sowie
Schmeckzellen und Sehsinneszellen aus früheren Kapiteln)
Bau und Funktion von Nervenzellen (NZ)
Signalcodierung mit Rezeptorpotentialen der SZ bzw. lokalen Potentialen der NZ, Aktionspotentialen und
Neurotransmittern;
Elektrochemische Erklärung der Nervenzellsignale (Ruhepotential, postsynaptische Potentiale EPSP und
IPSP, Aktionspotential),
Signalübertragung an chemischen Synapsen, Summation von EPSP und IPSP.
Anwendung: Beeinflussung der Signalleitung
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Angriffspunkte an Nervenzellen für Neuropharmaka (Medikamente, Gifte und psychoaktive Stoffe),
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Psychoaktive Stoffe, speziell Drogen, am Bsp. von Opiaten: Agonisten von Endorphinen und ihre Wirkung
auf die Schmerzbahn im Rückenmark. Molekulare Erklärung von Toleranz, Dosissteigerung, Sucht, Entzugserscheinungen (Wirkung auf innerzelluläre Signalketten, zelluläre Gegenregulation, auch im Vergleich mit
Diabetes-Entstehung); therapeutischer Einsatz von Agonisten / Antagonisten. Lektüre: v.a. Text aus NaturaThemenheft „Neurobiologie“.
Nicht geprüft werden folgende Inhalte des EF und SPF: molekulargenetische Erklärung des „Suchtgedächtnisses“
(Beeinflussung des Belohnungssystems), Nervensysteme als Ganzes, speziell die Gliederung des Gehirns und
Zusammenarbeit von Hirnteilen.
Genetik
Lektüre: S. 348-351 (mitot. und meiot. Zellteilung), S. 372-388 (klassische und molekulare Genetik, Chromosomentheorie), S. 392-395 (Gentechnik-Bsp.)
* Molekulare Genetik
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Der chemische Aufbau der DNA-Doppelhelix (vorgezogen im 2. Jahr)
Verdoppelung der DNA bei Zellteilungen (Replikation), Punktmutationen (-> Genmutationen) als Replikationsfehler (Basis für kleine, schrittweise evolutive Veränderungen). Nicht namentlich unterschieden werden
die üblicherweise aufgeführten Kategorien Misssense-, Nonsense-, Neutrale und Frameshift-Mutation:
Thema in EF & SPF.
Die Umsetzung der Gene in Proteine (Genexpression: Transkription, Translation gemäss genetischem
Code, Peptidbindung: Darstellung in Valenzstrichformeln mit 2 beliebigen Aminosäuren). Strukturformeln
konkreter Aminosäuren müssen nicht auswendig gelernt werden.
Gentechnische Anwendungen:
- Herstellung transgener Lebewesen (Transformation von Lebewesen am Bsp. von Bt-Mais und Insulinproduktion mit transformierten Bakterien).
- DNA-Extraktion (Praktikum), DNA-Vervielfachung mittels PCR, DNA-Sequenzierung (der Basenfolge, nach
F. SANGER), DNA-Fingerprint (Verwandtschaftsanalyse).
* Klassische Vererbungslehre
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Erbgänge und ihre Darstellung in Stammbäumen sowie Kreuzungstabellen (autosomal-rezessiv / intermediär, monohybrid / dihybrid, ungekoppelte und gekoppelte Gene, autosomale und gonosomale Vererbung,
statistische Kopplungsanalyse mit Chi-Quadrat-Test),
wichtige Begriffe: Phänotyp, Gen, Allel, Genotyp, Ploidiegrad (haploid, diploid).
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* Chromosomentheorie der Vererbung
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Repetition mitotische Zellteilung (Überblick)
Meiotische Zellteilung zur Bildung von Keimzellen (mit allen Phasen beider Reifeteilungen),
Vergleich mit mitotischer Zellteilung
Rekombination und Chromosomen-Mischung in sexuellen Vorgängen, Chromosomensatz-Mutationen,
Chromosomen-Mutationen (v.a. Duplikation, Deletion, Translokation).
Praktika (2. Hälfte)
Lektüreangaben hier nur, wo zuvor noch nicht aufgelistet
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Humanbiologie: Blutausstrich (Blutzellen, histologische Färbung) und
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Pilze (Zuchtchampignons): Aufbau, Ernährung und Fortpflanzung / Lebenszyklus
Immunologische Blutgruppenbestimmung / AB0-Blutgruppensystem
Anatomie der Wirbeltiere: Sektion eines Säugetierherzens
Knochenfisch: äussere Inspektion, Artbestimmung, Sektion, Verfassen wissenschaftlicher Berichte
(Natura, S. 164-165 zu Wirbeltieren: Fische)
DNA-Extraktion (aus Pflanzen-Gewebe)
Mitosephasen (in Wurzelspitzen-Gewebe der Küchenzwiebel)
Körperbau von Wirbellosen am Beispiel der Insekten: Honigbiene (Natura, S. 136-143)
[Ende der Auflistung]
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