Biologie - Hölderlin
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Curriculum Fach: Biologie Kursstufe 11/12 Hölderlin-Gymnasium Nürtingen Kursstufe 11/12 (4-stündig) Biologie Kerncurriculum Kompetenzen Inhalte Methoden Zeit Mikroskopieren von Zellen, zeichnen KernCurriculum Von der Zelle zum Organ Die Schülerinnen und Schüler können - die Zelle als Grundbaustein des Lebens und als geordnetes System beschreiben. - an Hand eines Modells den Aufbau und die Eigenschaften der Biomembran beschreiben. - die Bedeutung der Zellmembran für den geregelten Stofftransport erläutern. - das Prinzip der Osmose und ihre Bedeutung für den Stoffaustausch über Membranen an Hand von Experimenten erklären. - die Bedeutung der Kompartimentierung der Zelle erklären und den Zusammenhang zwischen Bau und Funktion bei folgenden Zellorganellen erläutern: Zellkern, Mitochondrium, Chloroplast, Ribosom und endoplasmatisches Reticulum. - elektronenmikroskopische Bilder der Zelle interpretieren. - erklären, dass zum Erhalt und Aufbau geordneter Systeme Energie aufgewendet werden muss. - erläutern, dass Zellen offene Systeme sind, die mit der Umwelt Stoffe und Energie austauschen. - erklären, dass das Zusammenwirken energieliefernder mit energieverbrauchenden Reaktionen notwendig ist. Sie können die Bedeutung von ATP als Energieüberträger erläutern Zelle und Stoffwechsel Zellorganellen im Überblick: Bau und Funktion Interpretation elektronenmikroskopischer Bilder Biomembran: Struktur und Funktion, Kompartimentierung, Stofftransport, Poren und Carriersysteme Zelle als offenes System: Stoffaustausch P: Experimente zur Osmose Modelle und Schemata interpretieren Arbeitsteilig weitere Versuche mit Präsentation Übersicht über Fotosynthese, Zellatmung, Gärungen, Chemosynthese ATP als universeller Energieträger Energiefluss und Energieumwandlung Energetische Kopplung -1- Versuch zur Stärkesynthese ca. 25h Curriculum Fach: Biologie Kursstufe 11/12 Hölderlin-Gymnasium Nürtingen Moleküle des Lebens und Grundlagen der Vererbung ormone Hormondrüsen Die Schülerinnen und und Schüler können - beschreiben, dass das Leben auf Strukturen und Vorgängen auf der Ebene der Makromoleküle beruht. - die Bedeutung der Proteine als Struktur und Funktionsmoleküle des Lebens erläutern. - das Funktionsprinzip eines Enzyms und eines Rezeptors über "SchIüssel-SchlossMechanismen" erläutern. - an einem konkreten Beispiel den Prozess der enzymatischen Katalyse beschreiben und die Vorgänge am aktiven Zentrum modellhaft darstellen; sie können den Zusammenhang zwischen Molekülstruktur und spezifischer Funktion erläutern. Mechanismen zur Regulation der Enzymaktivität an konkreten Beispielen beschreiben und erklären. - Experimente zur Abhängigkeit der Enzymaktivität von verschiedenen Faktoren durchführen und auswerten. - ein Experiment zur Isolierung von DNA durchführen. - die Doppelhelix-Struktur der DNA über ein Modell beschreiben und erläutern, wie in Nukleinsäuren die Erbinformation kodiert ist. - den Weg von den Genen zu den Proteinen (Proteinsynthese) und von den Proteinen zu den Merkmalen von Lebewesen (Biosyntheseketten) erläutern . - die Bedeutung der Regulation der Genaktivität für den geregelten Ablauf der Stoffwechsel- und Entwicklungsprozesse mit Hilfe einfacher Modelle erläutern. Überblick: Biomoleküle Aufbau und Funktion von Proteinen Bedeutung der räumlichen Struktur Beispiele für Proteinfunktionen Enzyme als Biokatalysatoren Enzymfunktion modellhaft Enzym-Substrat-Komplex Substrat- und Wirkungsspezifität Modelle Animationen Ca. 25h Versuche zur Eigenschaft der Proteine Gruppenversuche zur Enzymaktivität und Präsentation der Ergebnisse Erstellen von Protokollen und Diagrammen P: Abhängigkeit der Enzymaktivität von verschiedenen Faktoren: Temperatur, pH-Wert, Substrat- und Enzymkonzentration Hemmung und Aktivierung von Enzymen z.B. Urease, Katalase, Amylase P: Isolierung von DNA Isolation von DNA z.B. aus Zwiebeln, Kiwi, Aufbau der DNA Genetischer Code Modellarbeit Animationen Proteinbiosynthese (Transkription,Translation) Syntheseketten. z.B. Blütenfarbstoff, Phenylalaninstoffwechsel Versuche zur Samenkeimung oder Insektenmetamorphose Operonmodell bei Bakterien Entwicklungsgene bei Drosophila Exkursion: Max Planck Institut Tübingen -2- KernCurriCulum Curriculum Fach: Biologie Kursstufe 11/12 Hölderlin-Gymnasium Nürtingen Die Schülerinnen und Schüler können - Nervenzellen präparieren und den Bau einer Nervenzelle erläutern. - d - Die Mechanismen der elektrischen und st stofflichen Informationsübertragung und die daran beteiligten Membranvorgänge am Beispiel -l der Nervenzellen beschreiben. - die elektrochemischen und molekularbiologi- schen Vorgänge bei der Reizaufnahme an einer Sinneszelle und der Transformation in elektrische Impulse an einem selbstgewählten Beispiel erläutern. - die Verrechnung erregender und hemmender - Signale als Prinzip der Verarbeitung von Informationen im Zentralnervensystem beschreiben. - die übergeordnete Funktion des Gehirns erläutern. - die Funktion des Immunsystems am Beispiel einer Infektionskrankheit erläutern. Sie können zwischen humoraler und zellulärer Immunantantwort differenzieren und die beteiligten Zellen und Strukturen angeben. - die Bedeutung des Immunsystems für die Gesunderhaltung des Menschen erläutern. - am Beispiel HIV erklären, wie Erreger die Immunantwort unterlaufen bzw. ausschalten können. - die Notwendigkeit der Regulation des Zusammenspiels der Zellen und Organe eines Organismus am Beispiel des Nervensystems und des Immunsystems erläutern. am konkreten Beispiel erläutern, dass die Leistungen des Zentralnervensystems sich nicht unmittelbar aus den Merkmalen der einzelnen „Bausteine“ ergeben Aufnahme, Weitergabe und Verarbeitung von Informationen Bau und Funktion der Nervenzelle P: Präparation von Nervenzellen Mikroskopieren von Zellen aus dem Rückenmark Kerncurriculum Ruhepotential, Aktionspotential, Erregungsleitung, Synapse Simulationen, Animationen Modellversuch Ruhepotential ca. 35h Bau und Funktion von Sinneszellen (Riech-, Geschmacks- oder Sehsinneszelle..) Sinneszellensimulator Transfer auf andere Beispiele Erregende und hemmende Synapsen, Verrechnung, Verarbeitung im Gehirn am Beispiel der Sehwahrnehmung Synpsengifte Wirkung und Hypothesenbildung Wichtige Funktionen der Gehirnteile, Übersicht über das Nervensystem Humorale und zelluläre Immunreaktion, Arten von Abwehrzellen, Wechselwirkungen, Schlüssel-Schloss-Prinzip Gehirnforschung Experimente zur Sehwahrnehmung Arbeiten an Modellen Ablaufschemata Mikroskopieren von Blutzellen Infektionskrankheiten, Pandemien, Beispiele Arten von Erregern, Impfungen HI-Virus, Struktur und Vermehrung Störung des Immunsystems Grundprinzip Regulation Zusammenspiel Leistungen des ZNS, Sehwahrnehmung, Sprache: anatomische Voraussetzungen, Sprachzentrum im Gehirn -3- Animationen, Ablaufschemata Versuch zum Nachweis eines Pflanzenvirus: ELISA-Test Bedeutung der Impfungen, Antibiotika Therapieansätze, Hypothesenbildung, Wirkungsweise des secondmessenger-Prinzips Curriculum Fach: Biologie Kursstufe 11/12 Hölderlin-Gymnasium Nürtingen Angewandte Biologie Die Schülerinnen und Schüler können - die experimentellen Verfahrensschritte (Isolierung, Vervielfältigung und Transfer eines Gens, Selektion von transgenen Zellen) der genetischen Manipulation von Lebewesen an einem konkreten Beispiel beschreiben und erklären. - molekularbiologische Experimente durchführen und auswerten. - können das Prinzip der Gendiagnostik an einem Beispiel erläutern. - geschlechtliche und ungeschlechtliche Fortpflanzung gegeneinander abgrenzen. - Verfahren der Reproduktionsbiologie (Klonen, In- In-vitro-Fertilisation, Gentherapie) beschreiben und erklären. - embryonale und differenzierte Zellen vergleichen und die Bedeutung der Verwendung von embryonalen und adulten Stammzellen erläutern. ie - die Bedeutung gentechnologischer Methoden in der Grundlagenforschung, in der Medizin und in der Landwirtschaft erläutern. - Auseinandersetzung mit der ethischen Dimension der gentechnischen Methoden und der Reproduktionsbiologie. Dabei betrachten sie Sachverhalte aus unterschiedlichen Perspektiven (z.B. naturwissenschaftliche, ethische, wirtschaftliche, philosophische, theologische) und bewerten diese. Auch Therapieansätze wie Organtransplantation und Stammzellentherapie sollen dabei einbezogen werden. Isolierung, Vervielfältigung und Transfer eines Gens, Selektion von transgenen Zellen bei Bakterien z.B. Insulinherstellung, Faktor VIII P:(extern) PCR Methoden: Gebrauch von Mikropipetten, Gelelektrophorese, Sicherheit im Labor DNA-Sequenzierung, fingerprinting-Verfahren Geschlechtliche und ungeschlechtliche Fortpflanzung, Keimzellen, Befruchtung, Bedeutung von Meiose und Mitose, Bedeutung der Sexualität Klonen bei Säugern (Dolly), In-vitro-Fertilisation, Gentherapie: somatische und Keimbahntherapie Definition: Adulte und embryonale Stammzellen, Differenzierung, Omnipotenz, Pluripotenz z.B: Antisensetechnik, Plasmidisolation, Gentransfer, grüne Gentechnik am Beispiel Resistenzgene beim Mais, Bastaresistenz Auswahl von geeigneten Texten und Themen z.B. Stammzellenforschung, Embryonenschutzgesetz, Organtransplantation, Pro und contra grüne Gentechnik -4- Bau und Lebensweise von Bakterien und Viren Bakterienkolonien und Stempeltechnik PCR-Praktikum im MörikeGymnasium Esslingen Modellversuch: DNA-Sequenzierung Wiederholung Meiose, Mitose Kreuzungszüchtung Gruppenarbeit: Klonen, Gene-Pharming, Embryosplitting, Pränatale Diagnostik Differenzierung von Zellen, Mikroskopieren von Pflanzengewebe Exkursion: Versuchsfelder des Hofgutes Tachenhausen Dilemmadiskussion, Textanalyse Stammzellenforschung, Embryonenschutzgesetz, Organtransplantation Umsetzung Text- Grafik und umgekehrt, Kerncurriculum ca. 25h Curriculum Fach: Biologie Kursstufe 11/12 Hölderlin-Gymnasium Nürtingen Evolution und Ökosysteme Die Schülerinnen und Schüler können Ökosystem Wald oder Wiese oder Hecke - ein Ökosystem während einer Exkursion erkunden und die in einem Lebensraum konkret erlebte Vielfalt systematisch ordnen. - an ausgewählten Gruppen des Tier- und Pflanzenreiches systematische Ordnungskriterien ableiten und die Nomenklatur anwenden. - durch morphologisch-anatomische Betrachtungen Abwandlungen im Grundbauplan rezenter und fossiler Organismen beschreiben und systematisch auswerten. - molekularbiologische Verfahren zur Klärung von Verwandtschaftsbeziehungen beschreiben und erklären. - die biologische Evolution, die Entstehung der Vielfalt und Variabilität auf der Erde auf MoleküIOrganismen- und Populationsebene erklären. - die Bedeutung der sexuellen Fortpflanzung für die Evolution erläutern. - die historischen Evolutionstheorien von Lamarck und Darwin als ihrer Zeit gemäße Theorien interpretieren und sie vergleichend aus heutiger Sicht beurteilen. - den Menschen in das natürliche System einordnen und seine Besonderheiten in Bezug auf die biologische und kulturelle Evolution herausstellen. Vielfalt:(Biodiversität) Binominale Nomenklatur, Systematik, Ordnungskriterien definieren Vergleich der Wirbeltierextremitäten Homologie und Analogie an verschiedenen Beispielen bedeutende Fossilien: Archaeopteryx, Saurier Lebende Fossilien: z.B. Lungenfisch, Latimeria, Schnabeltier DNA-Hybridisierung, Präzipitintest Synthetische Evolutionstheorie: Faktoren Mutation, Isolation, Gendrift, Selektion Zusammenwirken der Faktoren: Adaptive Radiation Rekombination: Meiose, Crossover, Befruchtung Vergleich Forscher der Theorien, Würdigung Kerncurriculum Exkursion zur Biodiversität und Anpassung in die Wilhelma Stuttgart ca. 30h Skelettvergleiche, Stopfpräparate Vergleich von Gebissen bei Buntbarschen Fossilabgüsse im Vergleich mit rezenten Arten Filmauswertung z.B. Galapagosfinken, Beuteltiere beider Filmauswertung z.B. Reise von Charles Darwin, Kreationismus Vergleich Affe-Mensch Wichtige Funde, regionale Fundorte (Steinheim, Mauer, Neandertal) Faktoren der Menschwerdung: Aufrechter Gang, Gehirn, Sozialverhalten, Kommunikation, Tradition, Kunst und Kultur -5- Arterfassung eines begrenzten Gebietes, Bestimmungsübungen Wald, Wiese oder Hecke Gruppenarbeit: Vergleich von Schädelabgüssen Exkursion: Löwentormuseum oder Rosensteinmuseum Curriculum Fach: Biologie Kursstufe 11/12 Hölderlin-Gymnasium Nürtingen Schuleigenes Curriculum Kompetenzen Inhalte Methoden Durch weiterführende Aufgabenstellungen erfolgt eine Vertiefung des Verständnisses grundlegender Prinzipien zur Analyse, Strukturierung und Erklärung verschiedenster biologischer Phänomene. An ausgewählten Beispielen (siehe oben) werden die Inhalte, die sich aus den Standards ableiten lassen, vertieft. Weiterführende Praktika, Untersuchungen im Freien, Genaues beobachten, darstellen und protokollieren Arbeiten an Modellen Interpretation von Schemata Darstellung von Sachverhalten in Form von Diagrammen und Schemata Stationenlernen, Projektarbeit, Gruppenarbeit Plakate erstellen Präsentationen Exkursionen -6- Zeit
![Aufgabe 1 [ Markt und Marktinterventionen ] Das Streben nach](http://s1.studylibde.com/store/data/001810673_1-f17ea9e5378542d3ef29a2e698d95c40-300x300.png)