Jgst. 10 - Dante-Gymnasium München
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Grundwissenskatalog: Biologie 10. Klasse I. Lehrplan: „Die Schüler kennen die Funktion der Organsysteme, die an der Bereitstellung von Baustoffen und Energie beteiligt sind, und sind in der Lage daraus Folgerungen für eine gesunde Lebensführung zu ziehen“ Zur Bereitstellung von Bau-, Betriebs-, und Reservestoffen müssen die mit der Nahrung aufgenommenen Nährstoffe mit Hilfe von Enzymen in ihre Einzelbausteine zerlegt werden. Diese werden in die Blutbahn aufgenommen und so im Körper verteilt. Verdauungsorgan Mund Magen Leber und Gallenblase Bauchspeicheldrüse Dünndarm Dickdarm Funktion * Zerkleinern der Nahrung * Abbau von Stärke zu Maltose * Sammeln, einweichen und mischen der Nahrung * Abbau von Proteinen zu Peptiden durch Pepsin * Magensäure tötet Krankheitserreger und unterstützt die Eiweißverdauung * Produktion und Abgabe von Gallensaft zum Emulgieren von Fetten im Dünndarm * Produktion von Verdauungsenzymen und deren Abgabe in den Dünndarm * Schaffen eines alkalischen Milieus im Dünndarm * Abbau von Stärke zu Maltose * Abbau von Maltose zu Glucose * Abbau von Fetten zu Glycerin und Fettsäuren * Abbau von Peptiden zu Aminosäuren * Übertritt der Einzelbausteine über die stark gefaltete Schleimhaut (Oberflächenvergrößerung) in die Blutbahn. * Eindicken des Verdauungsbreis In diesem Zusammenhang sollte eine Übersicht über die Struktur der Nährstoffe gegeben werden (vgl. Grundwissen Chemie Kl. 10). Betriebsstoffe werden zur Energiebereitstellung in den Körperzellen mit Hilfe von Sauerstoff zu Kohlenstoffdioxid und Wasser abgebaut (= Zellatmung). Zur Versorgung der Zellen mit Sauerstoff und zur Entsorgung des Kohlenstoffdioxids wird das Atmungs- und Blutkreislaufsystem benötigt: Blutkreislaufsystem * Doppelter Blutkreislauf: Lungen- und Körperkreislauf * vierkammriges Herz * Arterien führen vom Herzen weg; Venen zum Herzen hin * Kapillargefäße des Körper- und Lungenkreislaufs dienen dem Gasaustausch Atmungsorgane Gasaustausch Luftweg (Einatmung): Luftröhre -> Bronchien -> Bronchiolen -> Lungenbläschen (Gasaustausch) In der Lunge: Sauerstoff tritt von den Lungenbläschen in die Lungenkapillaren über; Kohlenstoffdioxid von den Lungenkapillaren in die Lungenbläschen Im Körperkreislauf: Sauerstoff tritt von den Körperkapillaren in die Körperzellen über und Kohlenstoffdioxid von den Körperzellen in die Körperkapillaren Dabei sollte dem Zusammenwirken dieser Organsysteme eine besondere Bedeutung zukommen. II. Lehrplan: „Die Schüler kennen die Bedeutung der Enzyme beim Abbau der Nährstoffe“ Enzyme setzen als Biokatalysatoren die benötigte Aktivierungsenergie zur Zerlegung der Nährstoffe in ihre Einzelbausteine herab, so dass diese Vorgänge auch bei Körpertemperatur ablaufen können. Die Enzymwirkung erfolgt nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip. Daher kann ein bestimmtes Enzym stets nur eine Sorte von Nährstoffen umsetzen. III. Lehrplan: „Die Schüler haben einen Überblick über die wesentlichen Stoffwechselvorgänge in der Zelle und erfassen die Bedeutung des ATP als einen mobilen und universellen Energieträger. Zwei wesentliche Gruppen von Stoffwechselvorgängen sind: * Abbau energiereicher Stoffe zu energiearmen (Katabolismus); z.B. die Zellatmung Wortgleichung. Glucose + Sauerstoff ---- Kohlenstoffdioxid + Wasser * Aufbau energiereicher Stoffe aus energieärmeren (Anabolismus); z.B. Proteinbiosynthese; Fotosynthese Da energieliefernde und energieverbrauchende Vorgänge häufig räumlich getrennt ablaufen (z.B. Zellatmung in Mitochondrien; Proteinbiosynthese im Zellplasma) wird die aus Nährstoffen freigesetzte Energie in Form von Adenosintriphosphat (ATP) zwischengespeichert und in der Zelle zwischen verschiedenen Kompartimenten herumtransportiert . Lehrplan IV und V:. Die Schüler haben einen Einblick in die vielfältigen Wechselbeziehungen zwischen Organismen und ihrer Umwelt und können Beziehungen zwischen Lebewesen systematisch ordnen. Sie kennen das Konzept der ökologischen Nische Organismen stehen sowohl mit anderen Lebewesen (= biotische Umweltfaktoren) als auch mit der unbelebten Natur (= abiotische Umweltfaktoren)in Beziehung. * wesentliche abiotische Umweltfaktoren sind: Temperatur, Licht, Wasser oder Boden. Bezüglich jedes Umweltfaktors hat ein Organismus einen gewissen Toleranzbereich, innerhalb dessen Pessimalbereiche ein Präferenzbereich und ein Optimum unterschieden werden können. * Beziehungen zwischen Lebewesen können innerhalb einer Art (intraspezifisch) (z.B. Konkurrent; Paarungspartner) oder zwischen Individuen unterschiedlicher Arten (interspezifisch) auftreten. Wesentliche interspezifische Beziehungen sind: * Fressfeind-Beute-Beziehung * Symbiose; Beziehung mit beiderseitigem Nutzen z.B. Blütenpflanze und Bestäuber; Flechten (Gemeinschaft aus Pilz und Alge) * Parasitismus: der Nutzen liegt einseitig beim Parasit, der Wirt wird geschädigt. z.B. Zecken, Bandwürmer * Saprophytismus; Fäulnisbewohner, die tote organische Substanz zersetzen (Bakterien und Pilze) * zwischenartliche Konkurrenz; hier gilt das Konkurrenzausschlussprinzip wonach mehrere Arten mit gleichen ökologischen Ansprüchen nicht nebeneinander existieren können. Deshalb verbleibt die konkurrenzstärkste Art im Präferenzbereich ihrer ökologischen Ansprüche, die anderen weichen innerhalb des Toleranzbereichs aus = ökologische Einnischung. Lehrplan VI: „Die Schüler können Stoffkreisläufe und den Energiefluss in einem Ökosystem darstellen.“ * Stoffkreislauf: Produzenten, autotroph Nährstoffe + O2 CO2 + H2O CO2 + H2O + Mineralstoffe Destruenten, heterotroph Nährstoffe +O2 Nährstoffe Konsumenten, heterotroph * Energiefluss: z.B. Energie- oder Nahrungspyramide; von Trophieebene zu Trophieebene treten ca. 90% an Energie- und damit auch Biomasseverlusten auf
