Fachlehrplan-Biologie TALS

Bildungszentrum für Technik Frauenfeld
Berufsmaturitätsschule
Fachlehrplan Biologie –
Berufsmaturität Technik, Architektur, Life Sciences
1. Allgemeine Bildungsziele
Der naturwissenschaftliche Unterricht beinhaltet Biologie, Chemie und Physik und hat zum Ziel, die
Neugier für alltägliche Phänomene zu wecken. Er schärft das Beobachten, Analysieren, Abstrahieren,
Interpretieren und das logische Denken und befähigt die Lernenden zu deduktiven Gedankengängen.
Der Unterricht orientiert sich an den drei Hauptbereichen Natur, Wissenschaft und Mensch:

Natur: Die Lernenden werden mit den natürlichen Prozessen vertraut. Sie verfeinern ihre ganzheitliche Sicht dieser Prozesse und werden zu einem umweltbewussten Verhalten ermutigt.

Wissenschaft: Die Lernenden werden an die stringente und exakte Denkweise der Wissenschaft
sowie an die Methoden wissenschaftlichen Arbeitens herangeführt, wobei Experiment, Modellierung und Anwendung miteinander verbunden werden. Sie eignen sich das nötige Grundwissen
an, um eigene Überlegungen zum Thema Technologie und Umwelt anzustellen, mit Sicht auf eine nachhaltige Entwicklung.

Mensch: Die Lernenden erkennen sich im Umgang mit den Naturwissenschaften selbst und erhalten Anhaltspunkte für die Gesunderhaltung des Menschen und seiner Umwelt.
Der Biologieunterricht beleuchtet aus wissenschaftlicher Sicht das Phänomen Leben. Die Prinzipien
zur Funktionsweise von Lebewesen und die der Beziehungen des Menschen zu anderen Lebewesen
und zu seiner Umwelt werden von den Lernenden einbezogen. Der Biologieunterricht hilft, die Natur
und insbesondere die vielfältigen Lebenserscheinungen bewusster wahrzunehmen und die heutigen
Umweltprobleme besser zu verstehen. Beim Experimentieren und beim Umgang mit Lebewesen und
Lebensgemeinschaften werden Neugier, Entdeckungsfreude und Wahrnehmungsfähigkeit gefördert.
Gesamthaft vermittelt der Unterricht in den naturwissenschaftlichen Fächern den Lernenden die
Grundlagen der Wissenschaftskultur und lässt das Verständnis für die Wichtigkeit und für die Bedeutung der Naturwissenschaften in ihren Beziehungen zu Gesellschaft, Technik, Umwelt, Wirtschaft und
Politik reifen. Die Lernenden erwerben die notwendigen konzeptionellen Werkzeuge, um sich mit Ihresgleichen über Themen mit Wissenschaftsbezug auszutauschen und werden dadurch in gesellschaftlich bedeutsame Debatten eingeführt.
Generell stehen die Naturwissenschaften im Zentrum technologischer Entwicklungen und ihrer Realisierung (Produktion, Nutzung, Entsorgung). Sie bieten eine vorzügliche Gelegenheit, auf interdisziplinäre Weise an Fragen der nachhaltigen Entwicklung heranzutreten.
2. Überfachliche Kompetenzen
Die Lernenden werden in den folgenden überfachlichen Kompetenzen besonders gefördert:

Reflexive Fähigkeiten: Phänomene untersuchen, verknüpfen und ganzheitlich betrachten; sich
eine Meinung zu einem aktuellen Thema bilden; ethische Fragen zum Verhältnis von Experimentalwissenschaften, Mensch und Umwelt diskutieren; kritische Auseinandersetzung mit den in den
Medien verbreiteten Informationen

Sozialkompetenz: Aufgaben im Team erarbeiten
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BERUFSMATURITÄTSSCHULE
Schullehrplan 2015
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Berufsmaturitätsschule

Sprachkompetenz: Naturwissenschaftliche Fachbegriffe klar verstehen und präzise verwenden;
einfache wissenschaftliche Texte verstehen und zusammenfassen; sich in verschiedenen Fachsprachen ausdrücken und diskutieren

Interessen: Interesse und Neugier gegenüber wissenschaftlichen Fragen entwickeln; für Fragen
zur Umwelt, Technologie, nachhaltigen Entwicklung und Gesundheit zugänglich sein

Umgang mit Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT-Kompetenzen): Informationen
zu wissenschaftlichen und insbesondere naturwissenschaftlichen Themen gezielt recherchieren
3. Empfohlene Lehrmittel

Biologie heute SII, Schroedel, 978-3-507-10980-3

Biologie, Gesamtband Oberstufe, Cornelsen, 978-3-06-010087-3
4. Lerngebiete, Teilgebiete und fachliche Kompetenzen
Im Bereich Naturwissenschaften werden folgende fachlichen Grundkompetenzen entwickelt:

das internationale Einheitssystem (SI) in physikalischen Berechnungen anwenden von Ergebnissen voraussehen und deren Relevanz abschätzen

natürliche Phänomene mit Hilfe wissenschaftlicher Konzepte beschreiben.

die in grafischen Darstellungen enthaltenen Informationen qualitativ interpretieren, insbesondere
die Begriffe «Steigung» und «Integral».

wissenschaftliche Modelle innerhalb ihres Anwendungsbereichs anwenden.

eine naturwissenschaftliche Beobachtung selbstständig beschreiben

Experimente selbstständig durchführen, auswerten und in einem Bericht darstellen

technische Geräte mit Bezug zu den Unterrichtsfächern benutzen
Im Bereich Biologie werden insbesondere folgende Fertigkeiten entwickelt:


entdecken, beobachten, dokumentieren und zeichnen von biologischen Objekten, Zuständen und
Prozessen

Arbeitshypothesen formulieren und überprüfen

Beobachtung und Interpretation unterscheiden

Methoden und Resultate kritisch auswerten

Verfassen von Versuchsprotokollen (sprachlich und graphisch)

Handhabung des Mikroskops und anderen technischen Hilfsmitteln

Korrektes und verantwortungsvolles Anwenden von Versuchsmaterial

sammeln und ordnen, erarbeiten von Ordnungs- und Unterscheidungskriterien
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Berufsmaturitätsschule
Lerngebiet
nach RLP-BM
Lektionen
BM1 - dreijährige Ausbildung - Ausrichtung Life Sciences
5. Semester
Mikrobiologie und
Zellbiologie
Mikroorganismen
1
40
1.1
8
Bakterien
1.2
8
Thema
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Dok:
40 Lektionen
Unterrichtsinhalte / Konkretisierungen

Gruppen von Mikroorganismen und ihre Haupteigenschaften
 Unterschiede Viren/Bakterien
 Mikroorganismen im Kreislauf der Natur (C- und NKreislauf)
 Mikroorganismen und die Bedeutung für den Menschen
(Krankheitserreger, Symbionten)
 Beispiele von Mikroorganismen in der Biotechnologie (z.B.
Hefen, Aspergillus, Penicillin, Bakterien)
 Methoden und Anwendung des Abtöten und der Wachstumshemmung von Mikroorganismen
Mögliche Praktika:
 Mikroskopieren von Bakterien
 Desinfektions- und Sterilisationsmethoden
 Erscheinungsformen und Aggregate
 Allgemeine Merkmale
 Unterscheidung Prokaryoten/Eukaryoten
 Lebensräume und wichtige Stoffwechselvorgänge von aeroben und anaeroben Bakterien, Gärungsarten
 Unterschiede grampositive und gramnegative Bakterien,
Gramfärbung
 Skizzieren von Bauplänen
 Wachstumskurven, Wachstumsbedingungen, Wachstumslimitierungen

edien beschreiben: Vollmedium, Minimalmedium, Selektivmedium, Differenzierungsmedium
 Resistenzen
- Arten (primäre, sekundäre)
- Multiresistenz
- Resistenzbildung
- Ursachen
- Gegenmassnahmen
 Wirkungsweise ausgewählter Antibiotika
Mögliche Praktika:
 Mikroskopieren
 Wachstum von Mikroorganismen (Abklatschversuche)
 Antibiotische Wirkung von Testflüssigkeiten
 Joghurt herstellen
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Schullehrplan 2015
Thema
Lerngebiet
nach RLP-BM
Lektionen
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Berufsmaturitätsschule
Unterrichtsinhalte / Konkretisierungen
Pilze
1.3
8
Viren
1.4
8
Eukaryotische Zellen
und Zellkulturen
1.5
8
 Erscheinungsformen
 Allgemeine Merkmale
 Aufbau von Hefezellen und Hyphen
 Ernährungsweise
 Pilze in der Biotechnologie (z.B. Hefe, Penicillin)
 Sekundärmetabolite (z.B. Antibiotika, Mykotoxine)
 Unterscheidung Nährmedien für Bakterien/Pilzen
Mögliche Praktika:
 Mikroskopieren von Pilzhyphen
 Kennzeichen der Lebewesen, Stellung der Viren
 Einteilung nach Wirtsspektrum
 Aufbau von DNA- und Retroviren (Bakteriophage, DNAVirus mit Hülle, Retrovirus)
 Vermehrungszyklen von DNA- und Retroviren (vereinfacht)
 Variabilität verschiedener Virustypen
 antivirale Medikamente und ihre (vereinfachte) Wirkweise
 Zellzyklus und seine Steuerung
 Zelltypen (Einzeller, Kolonien, Vielzeller)
 Zelldifferenzierung, Spezialisierung und Arbeitsteilung
 Klone, Klonieren
 Verhaltung von Krebszellen in vitro und in vivo
 Ursachen von Krebs
 tierische Zellkulturen und ihre
keiten
erläutern (z.B
, Gentechnologie)
 Protoplasten (Herstellung, Anwendungsmöglichkeiten)
 Schlussfolgerung, Unterscheidung Beobachtung/Interpretation (ohne Benotung)
überfachlicher
Kompetenzen üfK
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Lerngebiet
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Lektionen
BM1 - dreijährige Ausbildung - Ausrichtung Life Sciences
6. Semester
2
40
2.1
4
Stoffwechsel und
Regulationen
2.2
11
Enzymwirkungen
2.3
11
Genetische und gentechnologische Methoden
2.4
14
Thema
Biochemie und Molekularbiologie
Monomere und Polymere
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40 Lektionen
Unterrichtsinhalte / Konkretisierungen

Repetition der vier biologisch wichtigen Stoffklassen (Proteine, Kohlenhydrate, Lipide, Nukleinsäuren)
- Bau
- Funktion
- Vorkommen
- Bedeutung für die Ernährung
 Photosynthese und Zellatmung (Repetition)
 C4- und CAM-Stoffwechselweg
 Aminosäurenstoffwechsel
 Regulation von St
pelungen (Operonmodelle)
 Schädigung und Ursachen von Stoffwechselstörungen
(z.B. Diabetes, Albinismus, Kretinismus, Phenylketonurie)
 Enzyme als Biokatalysatoren
- Aufbau
- Funktion
- Cofaktor, Coenzym
 ausgewählte Stoffwechselpfade und deren enzymatische
Reaktionen
 Signaltransduktion
- Arten von Rezeptormolekülen
- Beispiele von Signalmolekülen (z.B. Neurotransmitter,
Hormone, second Messenger)
- Beispiele von Funktionsprinzipien und ihrer Wirkung
Mögliche Praktika:
 Wirkungsweise von Enzymen
 Definitionen (Gen, Intron, Exon, repetitive DNA)
 DNA-Sequenzierung nach Sanger (Funktionsweise und
Anwendung)
 PCR (Funktionsweise und Anwendung)
 RFLP (Funktionsweise und Anwendung)
 Beispiele von genetischen Markern und deren Anwendung
 Präimplantationsdiagnostik (PID)
 Gentransfer (Vektoren) und transformierte Zellen/Organismen an Beispielen
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1. Semester
Mikrobiologie und
Zellbiologie
Mikroorganismen
1
40
1.1
8
Bakterien
1.2
8
Thema
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40 Lektionen
Unterrichtsinhalte / Konkretisierungen

Gruppen von Mikroorganismen und ihre Haupteigenschaften
 Unterschiede Viren/Bakterien
 Mikroorganismen im Kreislauf der Natur (C- und NKreislauf)
 Mikroorganismen und die Bedeutung für den Menschen
(Krankheitserreger, Symbionten)
 Beispiele von Mikroorganismen in der Biotechnologie (z.B.
Hefen, Aspergillus, Penicillin, Bakterien)
 Methoden und Anwendung des Abtöten und der Wachstumshemmung von Mikroorganismen
Mögliche Praktika:
 Mikroskopieren von Bakterien
 Desinfektions- und Sterilisationsmethoden
 Erscheinungsformen und Aggregate
 Allgemeine Merkmale
 Unterscheidung Prokaryoten/Eukaryoten
 Lebensräume und wichtige Stoffwechselvorgänge von aeroben und anaeroben Bakterien, Gärungsarten
 Unterschiede grampositive und gramnegative Bakterien,
Gramfärbung
 Skizzieren von Bauplänen
 Wachstumskurven, Wachstumsbedingungen, Wachstumslimitierungen

edien beschreiben: Vollmedium, Minimalmedium, Selektivmedium, Differenzierungsmedium
 Resistenzen
- Arten (primäre, sekundäre)
- Multiresistenz
- Resistenzbildung
- Ursachen
- Gegenmassnahmen
 Wirkungsweise ausgewählter Antibiotika
Mögliche Praktika:
 Mikroskopieren
 Wachstum von Mikroorganismen (Abklatschversuche
 Antibiotische Wirkung von Testflüssigkeiten
 Joghurt herstellen
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Thema
Lerngebiet
nach RLP-BM
Lektionen
Bildungszentrum für Technik Frauenfeld
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Unterrichtsinhalte / Konkretisierungen
Pilze
1.3
8
Viren
1.4
8
Eukaryotische Zellen
und Zellkulturen
1.5
8
 Erscheinungsformen
 Allgemeine Merkmale
 Aufbau von Hefezellen und Hyphen
 Ernährungsweise
 Pilze in der Biotechnologie (z.B. Hefe, Penicillin)
 Sekundärmetabolite (z.B. Antibiotika, Mykotoxine)
 Unterscheidung Nährmedien für Bakterien/Pilzen
Mögliche Praktika:
 Mikroskopieren von Pilzhyphen
 Kennzeichen der Lebewesen, Stellung der Viren
 Einteilung nach Wirtsspektrum
 Aufbau von DNA- und Retroviren (Bakteriophage, DNAVirus mit Hülle, Retrovirus)
 Vermehrungszyklen von DNA- und Retroviren (vereinfacht)
 Variabilität verschiedener Virustypen
 antivirale Medikamente und ihre (vereinfachte) Wirkweise
 Zellzyklus und seine Steuerung
 Zelltypen (Einzeller, Kolonien, Vielzeller)
 Zelldifferenzierung, Spezialisierung und Arbeitsteilung
 Klone, Klonieren
 Verhaltung von Krebszellen in vitro und in vivo
 Ursachen von Krebs
 tierische Zellkulturen und ihre Anwendungsmöglichkeiten
erläutern (z.B. monoklonale Antikörper, Gentechnologie)
 Protoplasten (Herstellung, Anwendungsmöglichkeiten)
 Schlussfolgerung, Unterscheidung Beobachtung/Interpretation (ohne Benotung)
überfachlicher
Kompetenzen üfK
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Biochemie und Molekularbiologie
Monomere und Polymere
Stoffwechsel und
Regulationen
Lektionen
Thema
Lerngebiet
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BM2 Vollzeit - Ausrichtung Life Sciences
2. Semester
2
40
2.1
4

2.2
11




40 Lektionen
Unterrichtsinhalte / Konkretisierungen
Repetition der vier biologisch wichtigen Stoffklassen (Proteine, Kohlenhydrate, Lipide, Nukleinsäuren)
- Bau
- Funktion
- Vorkommen
- Bedeutung für die Ernährung
Photosynthese und Zellatmung (Repetition)
C4- und CAM-Stoffwechselweg
Aminosäurenstoffwechsel
(Operonmodelle)
Schädigung und Ursachen von Stoffwechselstörungen
(z.B. Diabetes, Albinismus, Kretinismus, Phenylketonurie)
 Enzyme als Biokatalysatoren
- Aufbau
- Funktion
- Cofaktor, Coenzym
 ausgewählte Stoffwechselpfade und deren enzymatische
Reaktionen
 Signaltransduktion
- Arten von Rezeptormolekülen
- Beispiele von Signalmolekülen (z.B. Neurotransmitter,
Hormone, second Messenger)
- Beispiele von Funktionsprinzipien und ihrer Wirkung
Mögliche Praktika:
 Wirkungsweise von Enzymen
 Definitionen (Gen, Intron, Exon, repetitive DNA)
 DNA-Sequenzierung nach Sanger (Funktionsweise und
Anwendung)
 PCR (Funktionsweise und Anwendung)
 RFLP (Funktionsweise und Anwendung)
 Beispiele von genetischen Markern und deren Anwendung
 Präimplantationsdiagnostik (PID)
 Gentransfer (Vektoren) und transformierte Zellen/Organismen an Beispielen

Enzymwirkungen
2.3
11
Genetische und gentechnologische Methoden
2.4
14
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1. Semester
Mikrobiologie und
Zellbiologie
Mikroorganismen
1
40
1.1
8
Bakterien
1.2
8
Thema
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Unterrichtsinhalte / Konkretisierungen

Gruppen von Mikroorganismen und ihre Haupteigenschaften
 Unterschiede Viren/Bakterien
 Mikroorganismen im Kreislauf der Natur (C- und NKreislauf)
 Mikroorganismen und die Bedeutung für den Menschen
(Krankheitserreger, Symbionten)
 Beispiele von Mikroorganismen in der Biotechnologie (z.B.
Hefen, Aspergillus, Penicillin, Bakterien)
 Methoden und Anwendung des Abtöten und der Wachstumshemmung von Mikroorganismen
Mögliche Praktika:
 Mikroskopieren von Bakterien
 Desinfektions- und Sterilisationsmethoden
 Erscheinungsformen und Aggregate
 Allgemeine Merkmale
 Unterscheidung Prokaryoten/Eukaryoten
 Lebensräume und wichtige Stoffwechselvorgänge von aeroben und anaeroben Bakterien, Gärungsarten
 Unterschiede grampositive und gramnegative Bakterien,
Gramfärbung
 Skizzieren von Bauplänen
 Wachstumskurven, Wachstumsbedingungen, Wachstumslimitierungen

: Vollmedium, Minimalmedium, Selektivmedium, Differenzierungsmedium
 Resistenzen
- Arten (primäre, sekundäre)
- Multiresistenz
- Resistenzbildung
- Ursachen
- Gegenmassnahmen
 Wirkungsweise ausgewählter Antibiotika
Mögliche Praktika:
 Mikroskopieren
 Wachstum von Mikroorganismen (Abklatschversuche
 Antibiotische Wirkung von Testflüssigkeiten
 Joghurt herstellen
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Unterrichtsinhalte / Konkretisierungen
Pilze
1.3
8
Viren
1.4
8
Eukaryotische Zellen
und Zellkulturen
1.5
8
 Erscheinungsformen
 Allgemeine Merkmale
 Aufbau von Hefezellen und Hyphen
 Ernährungsweise
 Pilze in der Biotechnologie (z.B. Hefe, Penicillin)
 Sekundärmetabolite (z.B. Antibiotika, Mykotoxine)
 Unterscheidung Nährmedien für Bakterien/Pilzen
Mögliche Praktika:
 Mikroskopieren von Pilzhyphen
 Kennzeichen der Lebewesen, Stellung der Viren
 Einteilung nach Wirtsspektrum
 Aufbau von DNA- und Retroviren (Bakteriophage, DNAVirus mit Hülle, Retrovirus)
 Vermehrungszyklen von DNA- und Retroviren (vereinfacht)
 Variabilität verschiedener Virustypen
 antivirale Medikamente und ihre (vereinfachte) Wirkweise
 Zellzyklus und seine Steuerung
 Zelltypen (Einzeller, Kolonien, Vielzeller)
 Zelldifferenzierung, Spezialisierung und Arbeitsteilung
 Klone, Klonieren
 Verhaltung von Krebszellen in vitro und in vivo
 Ursachen von Krebs

, Gentechnologie)
 Protoplasten (Herstellung, Anwendungsmöglichkeiten)
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BM2 Teilzeit - Ausrichtung Life Sciences
2. Semester
2
40
2.1
4

2.2
11




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- Bau
- Funktion
- Vorkommen
- Bedeutung für die Ernährung
Photosynthese und Zellatmung (Repetition)
C4- und CAM-Stoffwechselweg
Aminosäurenstoffwechsel
(Operonmodelle)
Schädigung und Ursachen von Stoffwechselstörungen
(z.B. Diabetes, Albinismus, Kretinismus, Phenylketonurie)
 Enzyme als Biokatalysatoren
- Aufbau
- Funktion
- Cofaktor, Coenzym
 ausgewählte Stoffwechselpfade und deren enzymatische
Reaktionen
 Signaltransduktion
- Arten von Rezeptormolekülen
- Beispiele von Signalmolekülen (z.B. Neurotransmitter,
Hormone, second Messenger)
- Beispiele von Funktionsprinzipien und ihrer Wirkung
Mögliche Praktika:
 Wirkungsweise von Enzymen
 Definitionen (Gen, Intron, Exon, repetitive DNA)
 DNA-Sequenzierung nach Sanger (Funktionsweise und
Anwendung)
 PCR (Funktionsweise und Anwendung)
 RFLP (Funktionsweise und Anwendung)
 Beispiele von genetischen Markern und deren Anwendung
 Präimplantationsdiagnostik (PID)
 Gentransfer (Vektoren) und transformierte Zellen/Organismen an Beispielen
 Schlussfolgerung, Unterscheidung Beobachtung/Interpretation (ohne Benotung)

Enzymwirkungen
2.3
11
Genetische und gentechnologische Methoden
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