Hinweise und Schwerpunkte für die Abiturprüfung im Fach Biologie (Stand Januar 2012) Grundlage für die schriftliche Abiturprüfung im Fach Biologie ist das Kerncurriculum Biologie für die Sekundarstufe II. Eine erfolgreiche Bearbeitung der landesweit einheitlichen Prüfungsaufgaben im Fach Biologie setzt neben soliden Kenntnissen in den inhaltlichen Schwerpunkten (inhaltsbezogene Kompetenz bzw. Fachwissen) auch Kenntnisse der acht Basiskonzepte und somit das Herstellen biologischer Zusammenhänge voraus. Außerdem werden prozessbezogene Kompetenzen wie der sichere Umgang mit der Fachsprache (Kompetenzbereich Kommunikation) und die Bewertung von Handlungsoptionen als Grundlage für das Treffen von Entscheidungen (Kompetenzbereich Bewertung) vorausgesetzt. Hinweis: im Folgenden sind die fett und kursiv gedruckten Inhalte nur in Kursen auf erhöhtem Niveau verbindlich. Schwerpunkt 11.1: Regulation von Stoffwechselprozessen Bau und Inhaltsstoffe der Zelle (Wiederholung) Regulation der Enzymaktivität (Wiederholung) 1. Zellatmung und Gärung Bau und Funktion von Mitochondrien: elektronenmikroskopisches Bild eines Mitochondriums, Endosymbiontentheorie Prinzipielle Reaktionen in Glykolyse, Tricarbonsäurezyklus (Citratzyklus) und Endoxidation (Atmungskette) - C-Körperschema: chemiosmotische Bildung von ATP, Regulation der Glycolyse über die Phosphofructokinase Gärungsvorgänge: Stoff- und Energiebilanz des anaeroben und aeroben Abbaus Freisetzung von Abwärme als typische Begleiterscheinung von Stoffwechselprozessen Muskelphysiologie: Muskelkontraktion - Gleitfilament-Theorie, Sauerstoffaufnahme, -transport und -abgabe, Sauerstoffbindungskurven von Hämoglobin und Myoglobin 2. Proteinbiochemie Proteine und Proteinbiosynthese (Wiederholung) Regulation der Genaktivität: Operonmodell, Antibiotikaresistenz (Präadaptation) Transgene Kulturpflanzen Schwerpunkt 11.2 Fotosynthese und Ökologie 1. Fotosynthese Bau und Funktion von Blatt und Chloroplasten: LM-Bau eines Laubblattes, Angepasstheit bei Sonnen- und Schattenblatt, elektronenmikroskopisches Blatt eines Chloroplasten, Farbstoffe, Chromatographie im Experiment, Absorptions- und Wirkungsspektrum Ablauf von Primär- und Sekundärreaktionen: (chemiosmotisches Modell der ATP-Bildung), Abhängigkeit der Fotosyntheserate von Außenfaktoren, Historische Erkenntnisgewinnung über die Fotosynthese, allgemeines Redox-Prinzip, Elektronentransportkette, Autoradiographie Stoff- und Energiebilanz: Summengleichung der Fotosynthese Verwertung der Assimilate Fotosynthesespezialisten: Vergleich C3- und C4-Pflanzen 2. Reaktionen von Lebewesen auf Umweltfaktoren Variabilität: Biodiversität, genetische Variabilität Ökologische Toleranzen: abiotische Faktoren, Toleranzkurven, ökologische- und physiologische Potenz, Temperaturregulation bei Säugetieren 3. Wechselwirkungen zwischen Lebewesen Populationsdynamik: exponentielles und logistisches Wachstum, Lotka-Volterra-Regeln, evolutive Aspekte der Verhaltensökologie: Selektion bei r- und K-Strategen Nahrungsbeziehungen: biotische Faktoren, Parasitismus und Symbiose, Konkurrenzausschlussprinzip, Nahrungsnetz (Produzenten, Konsumenten versch. Ordnung, Destruenten), Prinzip von Stoffkreisläufen (N-Kreislauf), Energieflussdiagramm 4. Anthropogene Einflüsse Treibhauseffekt: Kreislauf des Kohlenstoffs Nachhaltigkeit Schwerpunkt 12.1 &euro- und Immunbiologie 1. Neurobiologie Bau einer Nervenzelle Erregungsleitung: Ruhepotenzial, Aktionspotenzial, saltatorische Erregungsleitung Synapsen: Grundmodell cholinerge Synapse (Bau und Funktion), räumliche und zeitliche Summation, Wirkung von Neurotoxinen, Drogen Willkürliche und unwillkürliche Reaktion: motorische Endplatte und Endplattenpotenzial, Reflex und Reflexbogen Sensorik: Sinneszellen, adäquater Reiz, Signaltransduktion, Second-messenger-Prinzip Vergleich neuronaler und hormoneller Informationsübertragung 2. Immunbiologie Unspezifische Abwehr: Infektionskrankheiten, Organe und Zellen des Abwehrsystems Spezifische Abwehr: humorale und zelluläre Immunantwort, klonale Selektion, AntigenPräsentation, Primär- und Sekundärantwort, Immungedächtnis, aktive und passive Immunisierung, Struktur-Funktionsprinzip bei Antikörpern, Antigen-Antikörper-Reaktion Immunkrankheiten: HIV, Herstellung monoklonaler Antikörper, ELISA-Test, embryonale und adulte Stammzellen Schwerpunkt 12.2 Evolution 1. Ursachen der Evolution Artenvielfalt in der Natur – Einführung in die Evolutionsbiologie Evolutionstheorien: Lamarck, Darwin, synthetische Evolutionstheorie Evolutionsfaktoren und ihr Zusammenwirken: Mutation, Rekombination, Isolation, Gendrift, Selektion, Selektionstypen und Selektionsfaktoren Die Entstehung neuer Arten: Art und Population, Isolationsmechanismen, allopatrische Artbildung 2. Verlauf der Evolution Belege für eine stammesgeschichtliche Entwicklung: Homologie und Analogie, Divergenz, Konvergenz, Zwischenformen, biogenetische Grundregel Molekularbiologische Belege der Evolution: molekularbiologische Homologien (DNA, RNA, Proteine), Cytochrom c, Hämoglobin Stammbäume – Darstellung von Verwandtschaftsbeziehungen: Kladogramme, Stammbaumschema, Cytochrom c Stammbaum Vergleich von Mensch und Menschenaffe: morphologische und anatomische Belege (Gliedmaßen und Schädel) Stammt der Mensch vom Affen ab?: Primatenstammbaum, Menschwerdung, Out of Africa Modell Aus Afrika in die Zukunft: Ausbreitung des Menschen, Vergleich der biologischen und kulturellen Evolution bei der Hominisation