Biologie Grundkurs – Q 1: Inhaltsfeld 5: Ökologie Inhaltliche Schwerpunkte/ Vorschläge für mögliche Kontexte Umweltfaktoren und ökologische Potenz Dynamik von Populationen Stoffkreislauf und Energiefluss Mensch und Ökosysteme Weichmacher Regenwald Basiskonzept System: Ökosystem, Biozönose, Population, Organismus, Symbiose, Parasitismus, Konkurrenz, Kompartiment, Fotosynthese, Stoffkreislauf Basiskonzept Struktur und Funktion: Chloroplast, ökologische Nische, ökologische Potenz, Populationsdichte Basiskonzept Entwicklung: Sukzession, Populationswachstum, Lebenszyklusstrategie Inhaltsfeld: IF 5 Ökologie Unterrichtsvorhaben IV: Thema/Kontext: Autökologische Untersuchungen – Welchen Einfluss haben abiotische und biotische Faktoren auf das Vorkommen von Arten? Inhaltliche Schwerpunkte: Umweltfaktoren und ökologische Potenz Schwerpunkte der Kompetenzentwicklung: E1 Probleme und Fragestellungen E2 Wahrnehmung und Messung E3 Hypothesen E4 Untersuchungen und Experimente E5 Auswertung E7 Arbeits- und Denkweisen Basiskonzepte: SF: Struktur und Funktion Ökologische Potenz, Chloroplast, Ökologische Nische S : System Organismus, Ökosystem, Kompartiment, Biozönose, Population, Fotosynthese, Stoffkreislauf, Konkurrenz, Parasitismus, Symbiose Zeitbedarf: ca. 16 Std. à 45 Minuten Unterrichtsvorhaben IV Thema/Kontext: Autökologische Untersuchungen – Welchen Einfluss haben abiotische und biotische Faktoren auf das Vorkommen von Arten? Inhaltsfeld: IF Ökologie Inhaltliche Schwerpunkte: Schwerpunkte übergeordneter Kompetenzerwartungen: Die Schülerinnen und Schüler können … Umweltfaktoren und ökologische Potenz Zeitbedarf: 16 Std. à 45 Minuten Mögliche didaktische Leitfragen / Sequenzierung inhaltlicher Aspekte E1 Probleme und Fragestellungen E2 Wahrnehmung und Messung E3 Hypothesen E4 Untersuchungen und Experimente E5 Auswerten E7 Arbeits- und Denkweisen Konkretisierte Kompetenzerwartungen des Kernlehrplans Empfohlene Lehrmittel/ Materialien/ Methoden Didaktisch-methodische Anmerkungen und Empfehlungen sowie Darstellung der verbindlichen Absprachen der Fachkonferenz Fotographisches Material, Kartierungen und Diagramme zur Häufigkeit von Arten in Abhängigkeit von abiotischen Faktoren z.B. Exkursion zum Schulwäldchen Die Schülerinnen und Schüler … Was sind abiotische Faktoren und wie beeinflussen zeigen den Zusammenhang zwischen sie das Vorkommen von Arten? dem Vorkommen von Bioindikatoren und der Intensität abiotischer Faktoren in einem beliebigen Ökosystem (UF3, UF4, E4), formulieren Toleranzkurven, definieren Ökologische Potenz. Feuchtigkeit am Bsp. Von dem Hohenheimer Grundwasserversuch. (Schroedel S.200) (z.B. Luxmeter, pH- Stäbchen, Thermometer, Hygrometer, Barometer, etc.) Darstellung eines Ökosystems z.B. Schulwäldchen, unter Einbeziehung von abiotischen Faktoren und Zeigerarten Welchen Einfluss hat der abiotische Faktor erläutern die Aussagekraft von Temperatur? biologischen Regeln (u.a. tiergeographische Regeln) und grenzen diese von naturwissenschaftlichen Gesetzen ab (E7, K4) Kartenmaterial: Vegetationsstufen (ev. Alexander von Humboldt) Durchführung eines SV wie die Temperaturorgelmit Ameisen z.B. Vegetation in verschiedenen Höhenstufen und geografischen Breiten, Höhenregel, RGT-Regel, Modellversuch zur Bergmann- Regel (Rundkolben unterschiedlicher Volumina oder Kartoffeln unterschiedlicher Größe) SV: Temperaturtoleranz bei Kellerasseln- Temperaturorgel, PRAKTIKUM selbstorganisierte Ermittlung von Toleranzkurven Fallbeispiele: Modellversuch zur Allen – Regel Morphologische und biochemische Kälteresistenz, Homoiotherme und poikilotherme Tiere, Film: Tiere im Winter: Überwinterungsstrategien SV: Modellversuch Wärmeabgabe Fotographisches Datenblätter Bergmann-Regel - Pinguine Allen-Regel - Füchse zur Material, (Rundkolben, Teelöffel und Esslöffel) Welchen Einfluss hat der abiotische Faktor zeigen den Zusammenhang zwischen Wasser? dem Vorkommen von Bioindikatoren und der Intensität abiotischer Faktoren in einem beliebigen Ökosystem (UF3, UF4, E4) Homoiohydre und poikilohydre Pflanzen. Fallbeispiele: Vergleichende Morphologische Betrachtungen im Lichtmikroskop an: Durchführung eines PK: Mikrospieren von verschiedenen Blatttypen Trockenpflanzen, Xeropyten, Hyground Hydrophyten: Film: Das Leben in der Wüste: Anpassungen von Wüstentieren, Anpassungen von Kamel und Känguru – Ratte. Welchen Einfluss hat der abiotische Faktor Licht? zeigen den Zusammenhang zwischen dem Vorkommen von Bioindikatoren und der Intensität abiotischer Faktoren in einem beliebigen Ökosystem (UF3, UF4, E4) Fotographisches Material Arbeitsblätter Licht als Energiequelle für Autotrophe, Kurz- und Langtagpflanzen SV: Phototaxis bei Klee Signalgeber für circadiane Rhythmen bei Vögeln, innerer Kalender Steuerung von Entwicklung und Wachstum am Bsp. der Buche. Durchführung einer differentiellen Blattbeleuchtung mit nachfolgendem Stärkenachweis. Welche Bedeutung hat die Fotosynthese und wie Analysieren Messdaten zur wird sie von abiotischen Faktoren beeinflusst. Abhängigkeit der Fotosyntheseaktivität von unterschiedlichen abiotischen Faktoren (E5) Analyse und Interpretation experimentellen Daten. von (Licht, Temperatur, CO2) Das Blatt als Ort der Fotosynthese Die Blattfarbstoffe / Absorptionsspektren erläutern den Zusammenhang zwischen Fotoreaktion und Synthesereaktion und Lichtmikroskopisches Praktikum Querschnitte von Schattenblättern Sonnen- Praktikum: Extraktion von Blattfarbstoffen und chromatografische Auftrennung. und ordnen die Reaktionen den unterschiedlichen Kompartimenten des Chloroplasten zu (UF1, UF3) Biotische Umweltfaktoren: Parasitismus Symbiose Leiten aus Untersuchungsdaten zu intra- und interspezifischen Beziehungen mögliche Folgen für die jeweiligen Arten ab und präsentieren diese unter Verwendung angemessener Medien (E5, K3, UFI) Film: Vorsicht Gefahr - Zecken Leiten aus Untersuchungsdaten zu intra- und interspezifischen Beziehungen mögliche Folgen für die jeweiligen Arten ab und präsentieren diese unter Verwendung angemessener Medien (E5, K3, UFI) Internetrecherche und Gruppenvorträge Datenblätter zu Lebenszyklen von Zecken und Fuchsbandwurm Zu Fallbeispielen: Knöllchenbakterien, Putzerfisch, Flechten, Kolibri und Kolibriblüten Räuber – Beute - Beziehung Leiten aus Untersuchungs-daten zu intra- und inter-spezifischen Beziehungen mögliche Folgen für die jeweiligen Arten ab und präsentieren diese unter Verwendung angemessener Medien (E5, K3, UFI) Filmmaterial, Fotographisches Material Arbeitsblätter, Filme zu Coevolution, Mimese, Mimikry bei Schlangen Angewandte Biologie Vergleichen chemische und biologische Strategien zur Schädlingsbekämpfung Gruppenpuzzle: Schädlingsbekämpfung Strategien zur Schädlingsbekämpfung: und bewerten diese. Wirkungsweise der Pestizide, Umweltgefahren, Resistenzen. Biol. Schädlingsbekämpfung: Bsp.: Blattlausbekämpfung mit Schlupfwespen, Lockstoffe für den Borkenkäfer Einkreuzen steriler Männchen Ökologische Nische erklären mit Hilfe des Modells der ökologischen Nische die Koexistenz von Arten (E6, UF1, UF2) Kartenmaterial: Nischenraummodell mit drei Variablen Gegebenenfalls Rückgriff auf BT -Mais Konkurrenzausschlussprinzip Forschen und erkennen Auswertung von Experimenten mit konkurrierenden Mehlkäfern bei variablen Temperaturen und Feuchtigkeitswerten. Diagnose von Schülerkompetenzen: Selbstevaluationsbogen mit Ich-Kompetenzen am Ende des Unterrichtsvorhabens. Leistungsbewertung: KLP-Überprüfungsform: „Analyseaufgabe“; angekündigte Kurztests, Klausur / Kurzvortrag Grundkurs – Q 1: Inhaltsfeld: IF 5 Ökologie Unterrichtsvorhaben V: Synökologie 1 – Welchen Einfluss haben inter- und intraspezifische Beziehungen auf Populationen? Thema/Kontext: Inhaltliche Schwerpunkte: Dynamik von Populationen Schwerpunkte der Kompetenzentwicklung: E6 Modelle K4 Argumentation Basiskonzepte: Entwicklung: Lebenszyklusstrategie, Populationswachstum System: Population, Ökosystem, Biozönose Struktur und Funktion: Populationsdichte Zeitbedarf: ca 11 Std. a 45 Minuten Unterrichtsvorhaben IV Thema/Kontext: Synökologie 1 – Welchen Einfluss haben inter- und intraspezifische Beziehungen auf Populationen? Inhaltsfeld: IF Ökologie Inhaltliche Schwerpunkte: Schwerpunkte übergeordneter Kompetenzerwartungen: Die Schülerinnen und Schüler Dynamik von Populationen E6 Modelle Zeitbedarf: 11 Std. à 45 Minuten K4 Argumentation Mögliche didaktische Leitfragen / Sequenzierung inhaltlicher Aspekte Konkretisierte Kompetenzerwartungen des Kernlehrplans Empfohlene Lehrmittel/ Materialien/ Methoden Die Schülerinnen und Schüler … Leiten aus Daten zu abiotischen und biotischen Faktoren Welchen Einfluss haben abiotische Zusammenhänge im Hinblick auf und biotische Faktoren auf das zyklische und azyklische Wachstum von Populationen? Veränderungen (Abundanz und Dispersion von Arten) sowie K – und R- Lebenszyklusstrategien ab Welche Lebenszyklusstrategien (E5, UF1, UF2, UF3, K4, UF5) sind wo erfolgreich? Interpretieren von Wachstumskurven, Steckbrief von R- und K-Strategen Didaktisch-methodische Anmerkungen und Empfehlungen sowie Darstellung der verbindlichen Absprachen der Fachkonferenz Wie wird die Populationsdichte beschreiben die Dynamik von reguliert? Populationen in Abhängigkeit von dichteabhängigen und dichteunabhängigen Faktoren (UF1) AUFGABEN Populationsökologie Regulation der Populationsdichte Räuber – Beute –Beziehung dreier Arten in Neufundland untersuchen Veränderungen von Populationen mit Hilfe von Simulationen auf der Grundlage des Lotka-Volterra-Modells (E6) Entwicklung Seehundpopulationen Nordseeküste an von der Besprechen von mindestens einem Beispiel Fallbsp.:Milben Fallbsp.: Mehlkäfer Diagnose von Schülerkompetenzen: Selbstevaluationsbogen mit Ich-Kompetenzen am Ende des Unterrichtsvorhabens Leistungsbewertung:KLP-Überprüfungsform: „Analyseaufgabe“; angekündigte Kurztests , ggf. Klausur / Kurzvortrag KLP-Überprüfungsform: „Analyseaufgabe“; angekündigte Kurztests , ggf. Klausur / Kurzvortrag Unterrichtsvorhaben IV Thema/Kontext: Synökologie 1 – Welchen Einfluss haben inter- und intraspezifische Beziehungen auf Populationen? Inhaltsfeld: IF Ökologie Inhaltliche Schwerpunkte: Schwerpunkte übergeordneter Kompetenzerwartungen: Die Schülerinnen und Schüler Dynamik von Populationen E6 Modelle Zeitbedarf: 11 Std. à 45 Minuten K4 Argumentation Mögliche didaktische Leitfragen / Sequenzierung inhaltlicher Aspekte Konkretisierte Kompetenzerwartungen des Kernlehrplans Empfohlene Lehrmittel/ Materialien/ Methoden Die Schülerinnen und Schüler … Leiten aus Daten zu abiotischen und biotischen Faktoren Welchen Einfluss haben abiotische Zusammenhänge im Hinblick auf und biotische Faktoren auf das zyklische und azyklische Wachstum von Populationen? Veränderungen (Abundanz und Dispersion von Arten) sowie K – und R- Lebenszyklusstrategien ab Welche Lebenszyklusstrategien (E5, UF1, UF2, UF3, K4, UF5) sind wo erfolgreich? Interpretieren von Wachstumskurven, Steckbrief von R- und K-Strategen Didaktisch-methodische Anmerkungen und Empfehlungen sowie Darstellung der verbindlichen Absprachen der Fachkonferenz Wie wird die Populationsdichte beschreiben die Dynamik von reguliert? Populationen in Abhängigkeit von dichteabhängigen und dichteunabhängigen Faktoren (UF1) AUFGABEN Populationsökologie Regulation der Populationsdichte Räuber – Beute –Beziehung dreier Arten in Neufundland untersuchen Veränderungen von Populationen mit Hilfe von Simulationen auf der Grundlage des Lotka-Volterra-Modells (E6) Entwicklung Seehundpopulationen Nordseeküste an von der Besprechen von mindestens einem Beispiel Fallbsp.:Milben Fallbsp.: Mehlkäfer Diagnose von Schülerkompetenzen: Selbstevaluationsbogen mit Ich-Kompetenzen am Ende des Unterrichtsvorhabens Leistungsbewertung:KLP-Überprüfungsform: „Analyseaufgabe“; angekündigte Kurztests , ggf. Klausur / Kurzvortrag KLP-Überprüfungsform: „Analyseaufgabe“; angekündigte Kurztests , ggf. Klausur / Kurzvortrag Grundkurs – Q 1: Inhaltsfeld: IF 5 Ökologie Unterrichtsvorhaben VI: Thema/Kontext: Synökologie II – Welchen Einfluss hat der Mensch auf globale Stoffkreisläufe und Energieflüsse? Inhaltliche Schwerpunkte: Stoffkreislauf und Energiefluss Basiskonzepte: Entwicklung: Sukzession System: Ökosystem, Stoffkreislauf, Biozönose, Organismus Schwerpunkte der Kompetenzentwicklung B2 Entscheidungen B3 Werte und Normen Zeitbedarf: ca. 8 Std. à 45 Minuten Unterrichtsvorhaben Thema/Kontext: Synökologie II – Welchen Einfluss hat der Mensch auf globale Stoffkreisläufe und Energieflüsse? Inhaltsfeld: IF Ökologie Inhaltliche Schwerpunkte: Schwerpunkte übergeordneter Kompetenzerwartungen: Die Schülerinnen und Schüler Stoffkreislauf und Energiefluss im Ökosystem (schwerpunktmäßig) Wald B2 Entscheidungen B3 Werte und Normen Zeitbedarf: 8 Std. à 45 Minuten Mögliche didaktische Leitfragen / Sequenzierung inhaltlicher Aspekte Konkretisierte Kompetenzerwartungen des Kernlehrplans Empfohlene Lehrmittel/ Materialien/ Methoden Die Schülerinnen und Schüler … Reaktivierung/ Erweiterung der kognitiven Kompetenzen aus der Sek I Ökosystem Wald Biotope und Biozönosen Tropischer Regenwald stellen energetische und stoffliche Beziehungen verschiedener Organismen unter den Aspekten von Nahrungskette, Nahrungsnetz und Trophieebene formal, sprachlich und fachlich korrekt dar (K1, K3) Stellen Vergleiche zwischen den europäischen Wäldern und dem Regenwald an. Think Pair Share –arbeitsteilige GA: Didaktisch-methodische Anmerkungen und Empfehlungen sowie Darstellung der verbindlichen Absprachen der Fachkonferenz Exkursion zum BAV – neuer Lernort Holz Aufbau des Ökosystem Wald, Stockwerke des Waldes, Stoffkreisläufe, Energiefluss und Trophiestufen, Biologischer Abbau der Laubstreu durch Bodenlebewesen. Veränderungen im Ökosystem Wald. Tabellarische Übersicht von Gemeinsamkeiten und Unterschieden zwischen den Ökosystemen. Ökosystem See Biotope und Biozönosen und Schichtung eines Sees stellen energetische und stoffliche Beziehungen verschiedener Organismen unter den Aspekten von Nahrungskette, Nahrungsnetz und Trophieebene formal, sprachlich und fachlich korrekt dar (K1, K3) Erstellung eines Plakates zur Darstellung des Aufbaus eines Sees an Fallbeispielen ( Biotope, Biozönosen und Schichtung eines Sees) erkennen die Stagnations- und Zirkulationszustände eines Sees im Laufe der Jahreszeiten. Modellversuch im Aquarium Mineralstoffe im oligotrophen und eutrophen See stellen energetische und stoffliche Beziehungen verschiedener Organismen unter den Aspekten von Nahrungskette, Nahrungsnetz und Trophieebene formal, sprachlich und fachlich korrekt dar (K1, K3) vergleichen die stofflichen Kennzeichen von intakten und gefährdeten Seen und bewerten diese. Analysieren mögliche Vorkehrungs- und Gegenmaßnahmen Auswertung von Datenblättern zur Untersuchung von oligotrophen und eutrophen Seen und Darstellung in Schaubildern. Diagnose und Bewertung der Fallbeispiele. Miniprojekt: Rettet den See: Formulierung von Vorschlägen zur Rettung eines eutrophierenden Sees. Ökosystem Fließgewässer Biotop und stellen energetische und stoffliche Biozönosen im Fließgewässer Beziehungen verschiedener Organismen unter den Aspekten von Nahrungskette, Nahrungsnetz und Trophieebene formal, sprachlich und fachlich korrekt dar (K1, K3) Film: Von der Quelle zur Mündung Bioindikatoren im Fließgewässer zeigen den Zusammenhang zwischen dem Vorkommen von Bioindikatoren und der Intensität abiotischer und biotischer Faktoren im Ökosystem Bach (UF3, UF4, E4) PRAKTIKUM Fließgewässer diskutieren Konflikte zwischen der Nutzung natürlicher Ressourcen und dem Naturschutz (B2, B3) METHODE Bewerten eines ökologischsozialen Dilemmas Nutzung oder Naturschutz? Produktivität Vergleich der Ökosysteme im stellen energetische und stoffliche Beziehungen verschiedener Organismen unter den Aspekten von Nahrungskette, Nahrungsnetz und Trophieebene formal, Auswertung von Datenblättern über die Gliederung eines Fließgewässers in Bezug auf Mineralsalze, org. Material, Sauerstoff und Temperatur und den unterschiedlichen Ernährungstypen in den Gewässerabschnitten. Erarbeitung eines Flussdiagramms. Exkursion zur Dörspe Exkursion zum Fließgewässer, Analyse von Wasserproben, Bestimmung der Saprobien und Bewertung der Wasseranalyse und Saprobienindex Gewässergüte durch den Saprobienindex. Auswertung von Datenblättern exemplarischer Fälle. sprachlich und fachlich korrekt dar (K1, K3) Globale Stoffkreisläufe präsentieren und erklären auf der Grundlage von Untersuchungsdaten die Wirkung von anthropogenen Faktoren auf ausgewählte globale Stoffkreisläufe (K1, K3, UF1) Selbstlernkurs Mallig: Kohlenstoffkreislauf Stickstoffkreislauf Nachhaltige Entwicklungskonzepte entwickeln Handlungsoptionen für das Ökologisches Bewerten und eigene Konsumverhalten und schätzen Nachhaltigkeit diese unter dem Aspekt der Am Bsp.: Baumwolljeans Nachhaltigkeit ein (B2, B3) Diagnose von Schülerkompetenzen: Selbstevaluationsbogen mit Ich-Kompetenzen am Ende des Unterrichtsvorhabens Leistungsbewertung: KLP-Überprüfungsform: „Analyseaufgabe“; angekündigte Kurztests, Klausur / Kurzvortrag Grundkurs – Q 1: Inhaltsfeld: IF 5 Ökologie Unterrichtsvorhaben VII Thema/Kontext : Zyklische und sukzessive Veränderung von Ökosystemen – Welchen Einfluss hat der Mensch auf die Dynamik von Ökosystemen? Inhaltliche Schwerpunkte: Mensch und Ökosysteme Schwerpunkte der Kompetenzentwicklung: E5 : Auswertung B2 Entscheidung Zeitbedarf: ca. 10 Std. à 45 Minuten Basiskonzepte: System: Mensch,Ökosystem Unterrichtsvorhaben Thema/Kontext: Zyklische und sukzessive Veränderung von Ökosystemen – Welchen Einfluss hat der Mensch auf die Dynamik von Ökosystemen? Inhaltsfeld: IF Ökologie Inhaltliche Schwerpunkte: Schwerpunkte übergeordneter Kompetenzerwartungen: Die Schülerinnen und Schüler Mensch und Ökosysteme Zeitbedarf: 10 Std. à 45 Minuten Mögliche didaktische Leitfragen / Sequenzierung inhaltlicher Aspekte B2 Entscheidungen E5 Auswerten Konkretisierte Kompetenzerwartungen des Kernlehrplans Empfohlene Lehrmittel/ Materialien/ Methoden Didaktisch-methodische Anmerkungen und Empfehlungen sowie Darstellung der verbindlichen Absprachen der Fachkonferenz Die Schülerinnen und Schüler … Mensch und Umwelt Belastung und Atmosphäre Ozonproblematik Treibhauseffekt Klimawandel Schutz präsentieren und erklären auf der Grundlage von Untersuchungsdaten die Wirkung von anthropogenen Faktoren auf ausgewählte globale der Stoffkreisläufe (K1, K3, UF1) präsentieren und erklären auf der Grundlage von Untersuchungsdaten die Wirkung von anthropogenen Faktoren auf ausgewählte globale Stoffkreisläufe (K1, K3, UF1) präsentieren und erklären auf der Grundlage von Untersuchungsdaten die Wirkung von anthropogenen Filmsequenzen: Smog in Mexiko City Fallbeispiele auswerten: ° Smogverhältnisse Sommertag. an ° CFKW Problematik und Ozonschicht Film: Fünf vor zwölf einem Faktoren auf ausgewählte globale Stoffkreisläufe (K1, K3, UF1) Belastung und Schutz des Wassers entwickeln Handlungs-optionen für das eigene Konsumverhalten und schätzen diese unter dem Aspekt der Nachhaltigkeit ein (B2, B3) Tagebuch mit Auswertung: Wasserverbrauch, Film und Flussdiagramm erstellen zur den Arbeitsschritten beider Abwasserklärung Diskussionsrunde Konflikt um die Ressource Wasser Ökobilanzen s.o. Ökoeffizienzanalyse: Von Getränkeverpackungen Bedrohung durch Weichmacher Rückgang der Naturschutz Biodiversität und recherchieren Beispiele für die biologische Invasion von Arten und leiten Folgen für das Ökosystem ab (K2, K4) diskutieren Konflikte zwischen der Nutzung natürlicher Ressourcen und dem Naturschutz (B2, B3) Fallbeispiele: Neobiota Ausarbeitung von MPPP zu diversen Beispielen. Naturschutz und Geocaching Konflikt oder Chance? recherchieren Beispiele für die Diskussionsrunde biologische Invasion von Arten und – leiten Folgen für das Ökosystem ab (K2, K4) diskutieren Konflikte zwischen der Nutzung natürlicher Ressourcen und dem Naturschutz (B2, B3 Diagnose von Schülerkompetenzen: Selbstevaluationsbogen mit Ich-Kompetenzen am Ende des Unterrichtsvorhabens Leistungsbewertung: KLP-Überprüfungsform: „Analyseaufgabe“; angekündigte Kurztests, Klausur / Kurzvortrag