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Amplonius-GymnasiumRheinbergSchulinterner Lehrplan zum Kernlehrplan für die gym-nasialeOberstufeimFachBiologie(Versionvom10.09.2018)

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Inhaltsverzeichnis Seite

1 Rahmenbedingungen der fachlichen Arbeit .................................................... 3

2 Entscheidungen zum Unterricht ....................................................................... 5

2.1 Unterrichtsvorhaben .......................................................................................... 5 2.1.1 Übersichtsraster Unterrichtsvorhaben ............................................................ 7 2.1.2 Mögliche Konkretisierte Unterrichtsvorhaben ............................................... 9 2.2 Grundsätze der fachmethodischen und

fachdidaktischen Arbeit .................................................................................. 71 2.3 Grundsätze der Leistungsbewertung und

Leistungsrückmeldung .................................................................................... 73 2.3.1 Leistungsbewertung für das Fach Biologie ................................................. 73 2.4 Lehr- und Lernmittel ....................................................................................... 77

3 Entscheidungen zu fach- und unterrichts- übergreifenden Fragen ................................................................................... 77

4 Qualitätssicherung und Evaluation ................................................................... 78

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1 Rahmenbedingungen der fachlichen Arbeit

Im Anschluss an diese allgemeine Einführung finden sich die schulinternen Lehrpläne derSek.IundII.DieseLehrplänebasierenaufdenVorgabendesMinisteriumsfürdasFach.Beider Ausgestaltung dieser Lehrpläne waren auch die allgemeinen Ziele unseres Schulpro-grammsmaßgeblich.Die vier Schwerpunkte des Schulprogramms, die alle untereinanderVerbindungen aufwei-sen,sind:„KulturellesLeben–sozialeVerantwortung“,„ÖkologieundUmwelt“,„ChanceEu-

ropa“und„DieInformationsgesellschaftdes21.Jahrhunderts“.AllediesevierSchwerpunktesind zu sehen vor demgemeinsamenHintergrund „Qualität des Lernens – Lernen für dieZukunft“,d.h.allevierSchwerpunktewerdenvordiesemHintergrundumgesetztundreali-siertundberücksichtigen ständigdiese gemeinsameBasis.Umdiese Ziele zuerreichen istaber nicht nur Unterricht im klassischen Sinne nötig. Darüber hinaus finden Exkursionen,Lernen an außerschulischen Lernorten, Unterrichtsgänge etc. statt. Durch experimentellesArbeitensollinsbesonderenaturwissenschaftlicheDenkweisegeübtwerden.AußerdemsollendurchdieschulinternenLehrplänevergleichbareStandardsfüralleUnter-richtendenfestgeschriebenwerden.ZumSchlussnocheinpaarallgemeineBemerkungen:DieSchuleverfügtüberdreiordentlichausgestatteteFachräume,derUnterrichtläuftinderRegelinDoppelstunden.In einem der Fachräume befindet sich ein fest installiertes Smartboard. Für alle weiterenRäumebestehtdieMöglichkeiteintransportablesSmartboardzuverwenden.Darüberhin-ausgibteseinenmobilenBeamermitPCsowieeineDokumentenkamera.ImJahr2014wur-den10neueSchülermikroskopesowieeinLehrer-MikroskopmitDigitalkameraangeschafft,welcheregelmäßigüberprüftundggf.repariertwerden.Im selbenGebäude, direkt unter den Biologie-Fachräumen, befinden sich drei Informatik-Räumemitjeweils15,imJahr2018angeschafften,Windows-Computern,diefürRecherche-aufträgegenutztwerdenkönnen.DieSchuleverfügtübereineeingerichteteundregelmäßiggewarteteMoodle-Lernplattform. Die Verteilung derWochenstundenzahlen in der Sekun-darstufeIundIIistwiefolgt:

DieUnterrichtstaktunganderSchulefolgteinem45-Minutenraster,wobeiangestrebtwird,dassdernaturwissenschaftlicheUnterrichtmöglichstinDoppelstundenstattfindet.

Jg. Fachunterricht von 5 bis 6

5 BI (2) Lehrwerk: Biosphäre NRW 5./6.

6 BI (2) Lehrwerk: Biosphäre NRW 5./6.

Fachunterricht von 7 bis 9

7 - - -

8 BI (2) Lehrwerk: Biosphäre NRW 7.-9.

9 BI (2) Lehrwerk: Biosphäre NRW 7.-9.

Fachunterricht in der EF und in der QPH

10 BI (3) Lehrwerk: Bioskop Gesamtband NRW

11 BI (3/5) Lehrwerk: Bioskop Gesamtband NRW

12 BI (3/5) Lehrwerk: Bioskop Gesamtband NRW

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DieUnterrichtstaktunganderSchulefolgteinem45Minutenraster,wobeiangestrebtwird,dassdernaturwissenschaftlicheUnterrichtmöglichstinDoppelstundenstattfindet.

In nahezu allen Unterrichtsvorhabenwird den Schülerinnen und Schülern dieMöglichkeitgegeben, Schülerexperimentedurchzuführen;damitwirddieUnterrichtspraxis ausder Se-kundarstufeIfortgeführt.Insgesamtwerdenüberwiegendkooperative,dieSelbstständigkeitdesLernersförderndeUnterrichtsformengenutzt,sodasseinindividualisiertesLerneninderSekundarstufe II kontinuierlichunterstütztwird.HierzueignensichbesondersDoppelstun-den.UmdieQualitätdesUnterrichtsnachhaltigzuentwickeln,vereinbartdieFachkonferenzvor Beginn jedes Schuljahres neue unterrichtsbezogene Entwicklungsziele. Aus diesemGrundewirdamEndedesSchuljahresüberprüft,obdiebisherigenEntwicklungszieleweiter-hin gelten und ob Unterrichtsmethoden, Diagnoseinstrumente und Fördermaterialien er-setztoderergänztwerdensollen.HierzuwerdensukzessiveexemplarischkonkretisierteUn-terrichtsvorhabenunddarineingebetteteÜberprüfungsformenentwickeltunderprobt.

DerBiologieunterrichtsollInteresseannaturwissenschaftlichenFragestellungenweckenunddieGrundlagefürdasLerneninStudiumundBerufindiesemBereichvermitteln.Dabeiwer-den fachlich und bioethisch fundierte Kenntnisse, die Voraussetzung für einen eigenenStandpunktundfürverantwortlichesHandelngefordertundgefördert.HervorzuhebensindhierbeidieAspekteEhrfurchtvordemLebeninseinerganzenVielfältigkeit,Nachhaltigkeit,UmgangmitdemeigenenKörperundethischeGrundsätze.

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2EntscheidungenzumUnterricht

Hinweis:DienachfolgenddargestellteUmsetzungderverbindlichenKompetenzerwar-tungendesKernlehrplans findetaufzweiEbenenstatt.DasÜbersichtsrastergibtdenLehrkräfteneinenraschenÜberblicküberdielautFachkonferenzverbindlichenUnter-richtsvorhabenundderenReihenfolge inderEinführungsphaseund inderQualifikati-onsphase. IndemRastersindaußerdenThemenfürdas jeweiligeVorhabenunddendazugehörigenKontextendiedamitverknüpftenInhaltsfelderundinhaltlichenSchwer-punktedesVorhabenssowiedieSchwerpunktederKompetenzentwicklungausgewie-sen. Die Konkretisierung von Unterrichtsvorhaben führt die konkretisierten Kompe-tenzerwartungendesgültigenKernlehrplansauf, stellteinemöglicheUnterrichtsreihesowie dazu empfohlene Lehrmittel, Materialien undMethoden dar und verdeutlichtneben diesen Empfehlungen auch vorhabenbezogene verbindliche Absprachen derFachkonferenz,z.B.zurDurchführungeinesfüralleFachkolleginnenundFachkollegenverbindlichenExperimentsoderauchdieFestlegungbestimmterDiagnoseinstrumenteundLeistungsüberprüfungsformen.

2.1Unterrichtsvorhaben

Die Darstellung der Unterrichtsvorhaben im schulinternen Lehrplan besitzt den Anspruch,

sämtlicheimKernlehrplanangeführtenKompetenzenauszuweisen.DiesentsprichtderVer-

pflichtung jeder Lehrkraft, den LernendenGelegenheiten zu geben, alle Kompetenzerwar-

tungendesKernlehrplansauszubildenundzuentwickeln.

DieentsprechendeUmsetzungerfolgtaufzweiEbenen:derÜbersichts-undderKonkretisie-

rungsebene.

Im „Übersichtsraster Unterrichtsvorhaben“ (Kapitel 2.1.1)werden die für alle Lehrerinnen

und Lehrer gemäß Fachkonferenzbeschluss verbindlichen Kontexte sowie Verteilung und

ReihenfolgederUnterrichtsvorhabendargestellt.DasÜbersichtsrasterdientdazu,denKol-

leginnenundKollegeneinenschnellenÜberblicküberdieZuordnungderUnterrichtsvorha-

benzudeneinzelnenJahrgangsstufensowiedenimKernlehrplangenanntenKompetenzer-

wartungen, Inhaltsfeldernund inhaltlichenSchwerpunkten zuverschaffen.UmKlarheit für

dieLehrkräfteherzustellenunddieÜbersichtlichkeitzugewährleisten,werdeninderKate-

gorie „SchwerpunktederKompetenzentwicklung“andieser Stellenurdieübergeordneten

Kompetenzerwartungenausgewiesen,währenddiekonkretisiertenKompetenzerwartungen

erstaufderEbenedermöglichenkonkretisiertenUnterrichtsvorhabenBerücksichtigungfin-

den.

WährendderFachkonferenzbeschlusszum„ÜbersichtsrasterUnterrichtsvorhaben“zurGe-

währleistung vergleichbarer Standards sowie zurAbsicherung von Lerngruppen- und Lehr-

kraftwechseln für alle Mitglieder der Fachkonferenz Bindekraft entfalten soll, besitzt die

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exemplarische Ausgestaltung „möglicher konkretisierter Unterrichtsvorhaben“ (Kapitel

2.1.2)abgesehenvondeninderviertenSpalteimFettdruckhervorgehobenenverbindlichen

Fachkonferenzbeschlüssen nur empfehlenden Charakter. Referendarinnen und Referenda-

ren sowieneuenKolleginnenundKollegendienendiese vor allemzur standardbezogenen

Orientierung inderneuenSchule,aberauchzurVerdeutlichungvonunterrichtsbezogenen

fachgruppeninternen Absprachen zu didaktisch-methodischen Zugängen, fächerübergrei-

fenden Kooperationen, Lernmitteln und -orten sowie vorgesehenen Leistungsüberprüfun-

gen,dieimEinzelnenauchdenKapiteln2.2bis2.4zuentnehmensind.Abweichungenvon

den vorgeschlagenen Vorgehensweisen bezüglich der konkretisierten Unterrichtsvorhaben

sind imRahmenderpädagogischenFreiheitundeigenenVerantwortungderLehrkräfte je-

derzeitmöglich.Sicherzustellenbleibtallerdingsauchhier,dassimRahmenderUmsetzung

derUnterrichtsvorhaben insgesamtalleKompetenzerwartungendesKernlehrplansBerück-

sichtigungfinden.

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2.1.1ÜbersichtsrasterUnterrichtsvorhaben

Einführungsphase UnterrichtsvorhabenI:

Thema/Kontext:KeinLebenohneZelle I–WiesindZellenaufgebautundorganisiert?

SchwerpunktederKompetenzentwicklung:• UF1Wiedergabe

• UF2Auswahl

• K1Dokumentation

Inhaltsfeld:IF1(BiologiederZelle)

InhaltlicheSchwerpunkte:Zellaufbau,StofftransportzwischenKompartimenten(Teil1)

UnterrichtsvorhabenII:

Thema/Kontext:KeinLebenohneZelle II–WelcheBedeutunghabenZell-kernundNukleinsäurenfürdasLeben?

SchwerpunktederKompetenzentwicklung:• UF4Vernetzung

• E1ProblemeundFragestellungen

• K4Argumentation

• B4MöglichkeitenundGrenzen


InhaltlicheSchwerpunkte:FunktiondesZellkerns,ZellverdopplungundDNA

UnterrichtsvorhabenIII:

Thema/Kontext:ErforschungderBiomembran–WelcheBedeutunghabentechnischerFortschrittundModellefürdieForschung?

SchwerpunktederKompetenzentwicklung:• K1Dokumentation

• K2Recherche

• K3Präsentation

• E3Hypothesen

• E6Modelle

• E7Arbeits-undDenkweisen


InhaltlicheSchwerpunkte:Biomembranen,StofftransportzwischenKompartimenten(Teil2)

UnterrichtsvorhabenIV:

Thema/Kontext:EnzymeimAlltag–WelcheRollespielenEnzymeinunse-remLeben?

SchwerpunktederKompetenzentwicklung:• E2WahrnehmungundMessung

• E4UntersuchungenundExperimente

• E5Auswertung

Inhaltsfeld:IF2(Energiestoffwechsel)

InhaltlicheSchwerpunkte:Enzyme

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UnterrichtsvorhabenV:Thema/Kontext:BiologieundSport–WelchenEinflusshatkörperlicheAk-tivitätaufunserenKörper?SchwerpunktederKompetenzentwicklung:• UF3Systematisierung• B1Kriterien• B2Entscheidungen• B3WerteundNormenInhaltsfeld:IF2(Energiestoffwechsel)InhaltlicheSchwerpunkte:Dissimilation,körperlicheAktivitätundStoffwechsel

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2.1.2MöglicheKonkretisierteUnterrichtsvorhaben

Einführungsphase(1.Halbjahr):

Hinweis:Thema,Inhaltsfelder,inhaltlicheSchwerpunkteundKompetenzenhatdieFachkonferenzderBeispielschuleverbindlichvereinbart.InallenanderenBereichensindAbwei-chungenvondenvorgeschlagenenVorgehensweisenbeiderKonkretisierungderUnterrichtsvorhabenmöglich.DarüberhinausenthältdieserschulinterneLehrplanindenKapiteln2.2bis2.4übergreifendesowiez.T.auchjahrgangsbezogeneAbsprachenzurfachmethodischenundfachdidaktischenArbeit,zurLeistungsbewertungundzurLeistungsrückmeldung.JenachinternemSteuerungsbedarfkönnensolcheAbsprachenauchvorhabenbezogenvorgenommenwerden.

Inhaltsfeld:IF1BiologiederZelle

• UnterrichtsvorhabenI:KeinLebenohneZelleI–WiesindZellenaufgebautundorganisiert?• UnterrichtsvorhabenII:KeinLebenohneZelleII–WelcheBedeutunghabenZellkernundNukleinsäurenfürdasLeben?• UnterrichtvorhabenIII:ErforschungderBiomembran–WelcheBedeutunghabentechnischerFortschrittundModellefürdieForschung?

InhaltlicheSchwerpunkte:

• Zellaufbau• Biomembranen• StofftransportzwischenKompartimenten• FunktiondesZellkerns• ZellverdopplungundDNA

Basiskonzepte:SystemProkaryot,Eukaryot,Biomembran,Zellorganell,Zellkern,Chromosom,Makromolekül,Cytoskelett,Transport,Zelle,Gewebe,Organ,PlasmolyseStrukturundFunktionCytoskelett,Zelldifferenzierung,Zellkompartimentierung,Transport,Diffusion,Osmose,Zellkommunikation,TracerEntwicklungEndosymbiose,Replikation,Mitose,Zellzyklus,Zelldifferenzierung

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UnterrichtsvorhabenI:

Thema/Kontext:KeinLebenohneZelleI–WiesindZellenaufgebautundorganisiert? Inhaltsfeld:IF1BiologiederZelle InhaltlicheSchwerpunkte:

• Zellaufbau• StofftransportzwischenKompartimenten(Teil1)

SchwerpunkteübergeordneterKompetenzerwartungen:DieSchülerinnenundSchülerkönnen…

• UF1ausgewähltebiologischePhänomeneundKonzeptebeschreiben.• UF2biologischeKonzeptezurLösungvonProblemenineingegrenzten

Bereichen auswählen und dabei Wesentliches von Unwesentlichemunterscheiden.

• K1Fragestellungen,Untersuchungen,ExperimenteundDatenstruktu-riertdokumentieren,auchmitUnterstützungdigitalerWerkzeuge.

MöglichedidaktischeLeitfragen/

SequenzierunginhaltlicherAs-

pekte

KonkretisierteKompe-

tenzerwartungendesKern-

lehrplansDieSchülerinnenundSchüler…

EmpfohleneLehrmittel/Materialien/Me-

thoden

Didaktisch-methodischeAn-

merkungenundEmpfehlungen

sowieDarstellungderverbind-

lichenAbsprachenderFach-

konferenz SI-Vorwissen multiple-choice-TestzuZelle,Gewebe,Or-

ganundOrganismusInformationstexteeinfache,kurzeTextezumnotwendigenBasiswissen

VerbindlicherBeschlussder

Fachkonferenz:

SI-VorwissenwirdohneBeno-

tungermittelt(z.B.Selbsteva-

luationsbogen)MöglichstselbstständigesAuf-arbeitendesBasiswissenszudeneigenenTest-Problemstellen.

Zelltheorie–Wieentstehtausei-nerzufälligenBeobachtungeinewissenschaftlicheTheorie?

• Zelltheorie

stellendenwissenschaftli-chenErkenntniszuwachszumZellaufbaudurchtechnischenFortschrittanBeispielen

AdvanceOrganizerzurZelltheorieGruppenpuzzlevomtechnischenFortschrittundderEnt-

ZentraleEigenschaftennatur-wissenschaftlicherTheorien(NatureofScience)werdenbeispielhafterarbeitet.

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• Organismus,Organ,Gewe-be,Zelle

(durchLicht-,Elektronen-undFluoreszenzmikroskopie)dar(E7).

stehungeinerTheorie

Wassindpro-undeukaryotischeZel-lenundworinunterscheidensiesichgrundlegend?

• Aufbaupro-undeukaryoti-scherZellen

beschreibendenAufbaupro-undeukaryotischerZellenundstellendieUnterschiedeheraus(UF3).

elektronenmikroskopischeBildersowie2D-Modellezutierischen,pflanzlichenundbakteri-ellenZellen

GemeinsamkeitenundUnter-schiedederverschiedenenZellenwerdenerarbeitet.EM-BildwirdmitModellverglichen.

WieisteineZelleorganisiertundwiegelingtesderZellesovieleverschie-deneLeistungenzuerbringen?

• AufbauundFunktionvonZel-lorganellen

• Zellkompartimentierung• Endo–undExocytose• Endosymbiontentheorie

beschreibenAufbauundFunk-tionderZellorganellenunder-läuterndieBedeutungderZell-kompartimentierungfürdieBildungunterschiedlicherReak-tionsräumeinnerhalbeinerZelle(UF3,UF1).präsentierenadressatengerechtdieEndosymbiontentheoriemithilfeangemessenerMedien(K3,K1,UF1).erläuterndiemembranvermit-teltenVorgängederEndo-undExocytose(u.a.amGolgi-Apparat)(UF1,UF2).erläuterndieBedeutungdesCytoskelettsfürdenintrazellu-lärenTransport[unddieMito-se](UF3,UF1).

StationenlernenzuZellorganellenundzurDich-tegradientenzentrifugationDarinenthaltenu.a.:

• Station:ArbeitsblattGolgi-Apparat(„Postverteiler“derZelle)

• Station:ArbeitsblattCytoskelett• Station:Modell-ExperimentzurDichte-

gradientenzentrifugation(Tischtennis-bällegefülltmitunterschiedlichkon-zentriertenKochsalzlösungenineinemGefäßmitWasser)

• Station:Erstelleneinesselbsterklären-denMediumszurErklärungderEndo-symbiontentheoriefürzufälliggewählteAdressaten.

ErkenntnissewerdenineinemProtokolldokumentiert.AnalogienzurDichtegradienten-zentrifugationwerdenerläutert.Hierzukönntemanwiefolgtvor-gehen:Eine„Adressatenkarte“wirdperZufallsprinzipausgewählt.AufdiesererhaltendieSuSAngabenzuihremfiktivenAdressaten(z.B.Fachlehrkraft,fachfremdeLehr-kraft,Mitschüler/in,SI-Schüler/inetc.).Aufdiesenrichtensieihr

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Lernproduktaus.ZumLernpro-duktgehörtdasMedium(Flyer,Plakat,Podcastetc.)selbstundeinestichpunktartigeErläuterungderberücksichtigtenKriterien.

Zelle,Gewebe,Organe,Organismen–WelcheUnterschiedebestehenzwi-schenZellen,dieverschiedeneFunkti-onenübernehmen?

• Zelldifferenzierung

ordnendifferenzierteZellenaufGrundihrerStrukturenspezifi-schenGewebenundOrganenzuunderläuterndenZusam-menhangzwischenStrukturundFunktion(UF3,UF4,UF1).

MikroskopierenvonverschiedenenZelltypen Verbindlicher Beschluss derFachkonferenz:MikroskopierenvonFertigpräpa-ratenverschiedenerZelltypenanausgewähltenZelltypen

DiagnosevonSchülerkompetenzen:• SI-VorwissenwirdohneBenotungermittelt(z.B.Selbstevaluationsbogen);SelbstevaluationsbogenmitIch-KompetenzenamEndederUnterrichtsrei-

he(ÜberprüfenderKompetenzenimVergleichzumStartderUnterrichtsreihe)Leistungsbewertung:

• multiple-choice-TestszuZelltypenundStrukturundFunktionvonZellorganellen• ggf.TeileinerKlausur

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UnterrichtsvorhabenII:Thema/Kontext:KeinLebenohneZelleII–WelcheBedeutunghabenZellkernundNukleinsäurenfürdasLeben? Inhaltsfeld:IF1(BiologiederZelle) InhaltlicheSchwerpunkte:• FunktiondesZellkerns

• ZellverdopplungundDNA

SchwerpunkteübergeordneterKompetenzerwartungen:DieSchülerinnenundSchülerkönnen…• UF4 bestehendesWissenaufgrundneuerbiologischer ErfahrungenundEr-

kenntnissemodifizierenundreorganisieren.• E1 in vorgegebenen SituationenbiologischeProblemebeschreiben, in Teil-

problemezerlegenunddazubiologischeFragestellungenformulieren.• K4 biologische Aussagen und Behauptungen mit sachlich fundierten und

überzeugendenArgumentenbegründenbzw.kritisieren.• B4MöglichkeitenundGrenzenbiologischerProblemlösungenundSichtwei-

senmitBezugaufdieZielsetzungenderNaturwissenschaftendarstellen. MöglichedidaktischeLeitfra-gen/Sequenzierunginhaltli-cherAspekte

KonkretisierteKompe-tenzerwartungendesKern-lehrplansDieSchülerinnenundSchüler

…

EmpfohleneLehrmittel/Materialien/Me-thoden

Didaktisch-methodischeAn-merkungenundEmpfehlungensowieDarstellungderverbind-lichenAbsprachenderFach-konferenz

ErhebungundReaktivierung

vonSI-Vorwissen

Strukturlegetechnikbzw.Netzwerktechnik VerbindlicherBeschlussderFachkonferenz:SI-Vorwissenwirdermitteltundreorganisiert.Empfehlung:ZentraleBegriffe

werdenvondenSuSineine

sinnvolleStrukturgelegt,auf-

geklebtundeingesammelt,um

fürdenVergleichamEndedes

VorhabenszurVerfügungzu

stehen.

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Waszeichneteinenaturwis-senschaftlicheFragestellungausundwelcheFragestellunglagdenAcetabulariaunddenXenopus-Experimentenzu-grunde?

• ErforschungderFunkti-on des Zellkerns in derZelle

benennenFragestellungenhistorischerVersuchezurFunktiondesZellkernsundstellenVersuchsdurchführun-genundErkenntniszuwachsdar(E1,E5,E7).wertenKlonierungsexperi-mente(KerntransferbeiXe-nopus)ausundleitenihreBedeutungfürdieStammzell-forschungab(E5).

PlakatzumwissenschaftlichenErkenntniswegAcetabularia-ExperimentevonHämmerlingExperimentzumKerntransferbeiXenopus

NaturwissenschaftlicheFrage-stellungenwerdenkriterienge-leitetentwickeltundExperi-menteausgewertet.

WelchebiologischeBedeutunghatdieMitosefüreinenOrga-nismus?

• Mitose(RückbezugaufZelltheorie)

• Interphase

begründendiebiologischeBedeutungderMitoseaufderBasisderZelltheorie(UF1,UF4).erläuterndieBedeutungdesCytoskelettsfür[denintrazel-lulärenTransportund]dieMitose(UF3,UF1).

InformationstexteundAbbildungenFilme/AnimationenzuzentralenAspekten:

− exakteReproduktion− Organ- bzw. Gewebewachstum und

Erneuerung(Mitose)− Zellwachstum(Interphase)

DieFunktionendesCytoske-lettswerdenerarbeitet,Infor-mationenwerdenineinModellübersetzt,dasdiewichtigstenInformationensachlichrichtigwiedergibt.

WieistdieDNAaufgebaut,wofindetmansieundwiewirdsiekopiert?

• AufbauundVorkom-menvonNukleinsäuren

ordnendiebiologischbedeut-samenMakromoleküle[Koh-lenhydrate,Lipide,Proteine,]Nucleinsäurendenverschie-denenzellulärenStrukturenundFunktionenzuunderläu-ternsiebezüglichihrerwe-sentlichenchemischenEigen-schaften(UF1,UF3).

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• AufbauderDNA

• MechanismusderDNA-ReplikationinderS-PhasederInterphase

erklärendenAufbauderDNAmithilfeeinesStrukturmodells(E6,UF1).beschreibendensemikonser-vativenMechanismusderDNA-Replikation(UF1,UF4).

ModellbaukastenzurDNAStrukturundRepli-kationhttp://www.ipn.uni-kiel.de/eibe/UNIT06DE.PDF

DerDNA-AufbauunddieRepli-kationwerdenlediglichmo-dellhafterarbeitet.DieKom-plementaritätwirddabeiher-ausgestellt.

VerdeutlichungdesLernzu-wachses

Strukturlegetechnikbzw.Netzwerktechnik MethodewirdmitdenselbenBegriffenwiezuBeginndesVorhabenswiederholt.Ergeb-nissewerdenverglichen.SuSerhaltendanachindividuel-leWiederholungsaufträge.

WelcheMöglichkeitenundGrenzenbestehenfürdieZell-kulturtechnik?Zellkulturtechnik

• Biotechnologie• Biomedizin• PharmazeutischeIn-

dustrie

zeigenMöglichkeitenundGrenzenderZellkulturtechnikinderBiotechnologieundBiomedizinauf(B4,K4).

InformationsblattzuZellkultureninderBio-technologieundMedizin-undPharmafor-schungRollenkartenzuVertreternunterschiedlicherInteressensverbände(Pharma-Industrie,For-scher,PETA-Vertreteretc.)ProundKontra-DiskussionzumThema:„KönnenZellkulturenTierversucheersetzen?“

ZentraleAspektewerdenher-ausgearbeitet.ArgumentewerdenerarbeitetundArgumentationsstrategienentwickelt.SuS,dienichtanderDiskussionbeteiligtsind,sollteneinenBeobachtungsauf-tragbekommen.NachReflexi-onderDiskussionkönnenLe-serbriefeverfasstwerden.

DiagnosevonSchülerkompetenzen:• SelbstevaluationsbogenmitIch-KompetenzenamEndederUnterrichtsreihe

Leistungsbewertung:• Feedbackbogenundangekündigtemultiple-choice-TestszurMitose;schriftlicheÜbung(z.B.auseinerHypotheseodereinemVersuchsde-

signaufdiezugrundeliegendeFragestellungschließen)zurErmittlungderFragestellungskompetenz(E1)• ggf.Klausur

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UnterrichtsvorhabenIII:Thema/Kontext:ErforschungderBiomembran–WelcheBedeutunghabentechnischerFortschrittundModellefürdieForschung? Inhaltsfeld:IF1(BiologiederZelle) InhaltlicheSchwerpunkte:

• Biomembranen

• StofftransportzwischenKompartimenten(Teil2)

Zeitbedarf:

SchwerpunkteübergeordneterKompetenzerwartungen:DieSchülerinnenundSchülerkönnen…• K1Fragestellungen,Untersuchungen,ExperimenteundDatenstruktu-

riertdokumentieren,auchmitUnterstützungdigitalerWerkzeuge.• K2invorgegebenenZusammenhängenkriteriengeleitetbiologisch-

technischeFragestellungenmithilfevonFachbüchernundanderenQuel-

lenbearbeiten.• K3biologischeSachverhalte,ArbeitsergebnisseundErkenntnisseadres-

satengerechtsowieformal,sprachlichundfachlichkorrektinKurzvor-

trägenoderkurzenFachtextendarstellen.• E3zurKlärungbiologischerFragestellungenHypothesenformulieren

undMöglichkeitenzuihrerÜberprüfungangeben.• E6ModellezurBeschreibung,ErklärungundVorhersagebiologischer

Vor-gängebegründetauswählenundderenGrenzenundGültigkeitsbe-

reicheangeben.• E7anausgewähltenBeispielendieBedeutung,aberauchdieVorläufig-

keitbiologischerModelleundTheorienbeschreiben. MöglichedidaktischeLeitfragen/SequenzierunginhaltlicherAspekte

KonkretisierteKompe-tenzerwartungendesKern-lehrplansDieSchülerinnenundSchü-

ler…

EmpfohleneLehrmittel/Materialien/Methoden

Didaktisch-methodischeAnmer-kungenundEmpfehlungensowieDarstellungderverbindlichenAbsprachenderFachkonferenz

WeshalbundwiebeeinflusstdieSalz-konzentrationdenZustandvonZel-len?

führenExperimentezur

DiffusionundOsmose

durchunderklärendiese

mitModellvorstellungen

aufTeilchenebene(E4,E6,

PlakatzumwissenschaftlichenEr-

kenntnisweg

DasPlakatsolldenSuSproze-

duraleTransparenzimVerlauf

desUnterrichtsvorhabensbieten.

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• Plasmolyse

• Brownsche-Molekularbewegung

• Diffusion

• Osmose

K1,K4).führenmikroskopischeUn-tersuchungenzurPlasmoly-sehypothesengeleitetdurchundinterpretierendiebeobachtetenVorgänge(E2,E3,E5,K1,K4).recherchierenBeispielederOsmoseundOsmoregulati-oninunterschiedlichenQuellenunddokumentierendieErgebnisseineinerei-genständigenZusammen-fassung(K1,K2).

Zeitungsartikelz.B.zurfehlerhaftenSalzkonzentrationfüreineInfusionindenUniklinikenExperimentemitSchweineblutundRotkohlgewebeundmikroskopischeUntersuchungenKartoffel-Experimente

α) ausgehöhlteKartoffelhälftemitZucker,SalzundStärke

β) Kartoffelstäbchen(gekochtundungekocht)

Informationstexte,AnimationenundLehrfilmezurBrownschenMolekular-bewegung(physics-animations.com)DemonstrationsexperimentemitTinteoderDeozurDiffusionArbeitsaufträgezurRechercheosmo-regulatorischerVorgängeInformationsblattzuAnforderungenaneinLernplakat(sieheLaBudde2010)

SuSformulierenersteHypothe-sen,planenundführengeeigneteExperimentezurÜberprüfungihrerVermutungendurch.VersuchezurÜberprüfungderHypothesenVersuchezurGeneralisierbarkeitderErgebnissewerdengeplantunddurchgeführt.PhänomenwirdaufModellebeneerklärt(direkteInstruktion).WeitereBeispiele(z.B.Salzwiese,Niere)fürOsmoregulationwer-denrecherchiert.VerbindlicherFachkonferenzbe-schluss:EinLernplakatzurOsmosewird

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Checkliste zur Bewertung eines Lern-plakats

ArbeitsblattmitRegelnzueinemsach-

lichenFeedback

kriteriengeleiteterstellt.

Lernplakatewerdengegenseitig

beurteiltunddiskutiert. WarumlöstsichÖlnichtinWasser?

• AufbauundEigenschaftenvon

LipidenundPhospholipiden

ordnendiebiologischbe-

deutsamenMakromoleküle

([Kohlenhydrate],Lipide,

Proteine,[Nucleinsäuren])

denverschiedenenzellulä-

renStrukturenundFunkti-

onenzuunderläuternsie

bezüglichihrerwesentli-

chenchemischenEigen-

schaften(UF1,UF3).

Demonstrationsexperiment zum Ver-

haltenvonÖlinWasser

Informationsblätter• zufunktionellenGruppen

• StrukturformelnvonLipiden

undPhospholipiden

• ModellezuPhospholipidenin

Wasser

Phänomenwirdbeschrieben.

DasVerhaltenvonLipidenund

PhospholipideninWasserwird

mithilfeihrerStrukturformeln

unddenEigenschaftenderfunk-

tionellenGruppenerklärt.

EinfacheModelle(2-D)zumVer-

haltenvonPhospholipidenin

Wasserwerdenerarbeitetund

diskutiert. WelcheBedeutunghabentechnischerFortschrittundModellefürdieErfor-schungvonBiomembranen?

• ErforschungderBiomembran

(historisch-genetischerAnsatz)

- Bilayer-Modell

stellendenwissenschaftli-

chenErkenntniszuwachs

zumAufbauvonBiomemb-

ranendurchtechnischen

FortschrittanBeispielendar

undzeigendarandieVer-

änderlichkeitvonModellen

auf(E5,E6,E7,K4).

Plakat(e)zuBiomembranen

VersuchevonGorterundGrendelmit

Erythrozyten(1925)zumBilayer-

Modell

VerbindlicherBeschlussderFachkonferenz:Durchführungeineswissen-schaftspropädeutischenSchwer-punkteszurErforschungderBi-omembranen.

FolgendeVorgehensweisewird

empfohlen:Derwissenschaftliche

Erkenntniszuwachswirdinden

Folgestundenfortlaufenddoku-

mentiertundfüralleKursteil-

nehmerinnenundKursteilnehmer

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- Sandwich-Modelle

- Fluid-Mosaik-Modell

- ErweitertesFluid-Mosaik-Modell(KohlenhydrateinderBiomembran)

- MarkierungsmethodenzurErmittlungvonMembranmo-lekülen(Proteinsonden)

ordnendiebiologischbe-deutsamenMakromoleküle(Kohlenhydrate,Lipide,Pro-teine,[Nucleinsäuren])denverschiedenenzellulärenStrukturenundFunktionenzuunderläuternsiebezüg-lichihrerwesentlichen

ArbeitsblattzurArbeitmitModellenPartnerpuzzlezuSandwich-ModellenArbeitsblatt1:ErsteBefundedurchdieElektronenmikroskopie(G.Palade,1950er)Arbeitsblatt2:ErsteBefundeausderBiochemie(DavsonundDanielli,1930er)AbbildungenaufderBasisvonGefrier-bruchtechnikundElektronenmikro-skopiePartnerpuzzlezumFlüssig-Mosaik-ModellArbeitsblatt1:Original-Auszüge aus dem Science-ArtikelvonSingerundNicolson(1972)Arbeitsblatt2:Heterokaryon-ExperimentevonFryeundEdidin(1972)

aufPlakatenfestgehalten.DerModellbegriffunddieVorläu-figkeitvonModellenimFor-schungsprozesswerdenverdeut-licht.AufdieseWeisekanndieArbeitineinerscientificcommunitynachempfundenwerden.Die„neuen“DatenlegeneineModifikationdesBilayer-ModellsvonGorterundGrendelnaheundführenzuneuenHypothesen(einfachesSandwichmodell/Sandwichmodellmiteingelager-temProtein/SandwichmodellmitintegralemProtein).DasMembranmodellmusser-neutmodifiziertwerden.

20

- dynamischstrukturiertes

Mosaikmodel(Rezeptor-

Inseln,Lipid-Rafts)

• NatureofScience–naturwis-senschaftlicheArbeits-und

Denkweisen

chemischenEigenschaften

(UF1,UF3).

recherchierendieBedeu-

tungderAußenseiteder

Zellmembranundihrer

Oberflächenstrukturenfür

dieZellkommunikation(u.

a.Antigen-Antikörper-

Reaktion)undstellendie

Ergebnisseadressatenge-

rechtdar(K1,K2,K3).

ExperimentezurAufklärungderLagevonKohlenhydrateninderBiomemb-

ran

Informationenzumdynamischstruktu-

riertenMosaikmodellVerebetal

(2003)

Abstractaus:Vereb,G.etal.(2003):Dynamic,yetstructured:ThecellmembranethreedecadesaftertheSinger-Nicolsonmodel.

Lernplakat(fertiggestellt)zudenBio-membranen

DasFluid-Mosaik-Modellmuss

erweitertwerden.

DiebiologischeBedeutung(hier

nurdieproximateErklärungsebe-

ne!)derGlykokalyx(u.a.beider

Antigen-Anti-Körper-Reaktion)

wirdrecherchiert.

HistorischesModellwirddurch

aktuellereBefundezudenRezep-

tor-Inselnerweitert.

EinReflexionsgesprächaufder

GrundlagedesentwickeltenPla-

katszuBiomembranenwird

durchgeführt.

WichtigewissenschaftlicheAr-

beits-undDenkweisensowiedie

RollevonModellenunddem

technischenFortschrittwerden

herausgestellt.

21

WiemachtsichdieWissenschaftdieAntigen-Antikörper-Reaktionzunutze?

• ModerneTestverfahren

Elisa-Test

VerbindlicherBeschlussderFachkonferenz:DurchführungeinesELISA-TestszurVeranschaulichungderAnti-gen-Antikörper-Reaktion.

WiewerdengelösteStoffedurchBio-membranenhindurchindieZellebzw.ausderZelleheraustransportiert?

• PassiverTransport• AktiverTransport

beschreibenTransportvor-gängedurchMembranenfürverschiedeneStoffemithilfegeeigneterModelleundgebendieGrenzendie-serModellean(E6).

Gruppenarbeit:InformationstextzuverschiedenenTransportvorgängenanrealenBeispie-len

SuSkönnenentsprechendderInformationstexte2-D-ModellezudenunterschiedlichenTransport-vorgängenerstellen.

DiagnosevonSchülerkompetenzen:• SelbstevaluationsbogenmitIch-KompetenzenamEndederUnterrichtsreihe• KLP-Überprüfungsform:„Dokumentationsaufgabe“und„Reflexionsaufgabe“(PortfoliozumThema:„ErforschungderBiomembranen“)zur

ErmittlungderDokumentationskompetenz(K1)undderReflexionskompetenz(E7)Leistungsbewertung:

• KLP-Überprüfungsform: „Beurteilungsaufgabe“ und „Optimierungsaufgabe“ (z.B. Modellkritik anModellen zur Biomembran oder zuTransportvorgängen)zurErmittlungderModell-Kompetenz(E6)

• ggf.Klausur

Einführungsphase(2.Halbjahr):

Hinweis:Thema,Inhaltsfelder,inhaltlicheSchwerpunkteundKompetenzenhatdieFachkonferenzderBeispielschuleverbindlichvereinbart.Inallenan-derenBereichensindAbweichungenvondenvorgeschlagenenVorgehensweisenbeiderKonkretisierungderUnterrichtsvorhabenmöglich.Darüberhin-ausenthältdieserschulinterneLehrplanindenKapiteln2.2bis2.4übergreifendesowiez.T.auchjahrgangsbezogeneAbsprachenzurfachmethodischenundfachdidaktischenArbeit,zurLeistungsbewertungundzurLeistungsrückmeldung.JenachinternemSteuerungsbedarfkönnensolcheAbsprachenauchvorhabenbezogenvorgenommenwerden.

Inhaltsfeld:IF2(Energiestoffwechsel)

• UnterrichtsvorhabenIV:EnzymeimAlltag–WelcheRollespielenEnzymeinunseremLeben?• UnterrichtsvorhabenV:BiologieundSport–WelchenEinflusshatkörperlicheAktivitätaufunserenKörper?


• Enzyme• Dissimilation• KörperlicheAktivitätundStoffwechsel

Basiskonzepte:SystemMuskulatur,Mitochondrium,Enzym,Zitronensäurezyklus,Dissimilation,GärungStrukturundFunktionEnzym,Grundumsatz,Leistungsumsatz,Energieumwandlung,ATP,NAD+EntwicklungTraining

23

UnterrichtsvorhabenIV:

Thema/Kontext:EnzymeimAlltag–WelcheRollespielenEnzymeinunseremLeben?

Inhaltsfelder:IF1(BiologiederZelle),IF2(Energiestoffwechsel)


• Enzyme

SchwerpunkteübergeordneterKompetenzerwartungen:

DieSchülerinnenundSchülerkönnen…

• E2 kriteriengeleitet beobachten undmessen sowie gewonnene Ergeb-

nisseobjektivundfreivoneigenenDeutungenbeschreiben.

• E4ExperimenteundUntersuchungenzielgerichtetnachdemPrinzipder

Variablenkontrolle unter Beachtung der Sicherheitsvorschriften planen

unddurchführenunddabeimöglicheFehlerquellenreflektieren.

• E5DatenbezüglicheinerFragestellung interpretieren,darausqualitati-

veundeinfachequantitativeZusammenhängeableitenunddiesefach-

lichangemessenbeschreiben.

MöglichedidaktischeLeitfragen/Se-

quenzierunginhaltlicherAspekte

KonkretisierteKompetenzer-

wartungendesKernlehrplans

DieSchülerinnenundSchüler

…

EmpfohleneLehrmittel/Materia-

lien/Methoden

Didaktisch-methodischeAnmerkun-

genundEmpfehlungensowieDar-

stellungderverbindlichenAbspra-

chenderFachkonferenz

WiesindProteineaufgebautundwospielensieeineRolle?

• Aminosäuren

• Peptide,Proteine

• Primär-,Sekundär-,Tertiär-,

Quartärstruktur

ordnendiebiologischbedeut-

samenMakromoleküle([Koh-

lenhydrate,Lipide],Proteine,

[Nucleinsäuren])denverschie-

denenzellulärenStrukturen

undFunktionenzuunderläu-

ternsiebezüglichihrerwe-

sentlichenchemischenEigen-

schaften(UF1,UF3).

InformationstextezuProteinenund

ihrenEigenschaften

„Spickzettel“alslegaleMethodedes

Memorierens

Museumsgang

BeobachtungsbogenmitKriterienfür

„guteSpickzettel“

Gütekriterienfürgute„Spickzettel“

werdenerarbeitet(Übersichtlichkeit,

aufdasWichtigstebeschränkt,sinn-

vollerEinsatzvonmehrerenFarben,

umInhaltezusystematisierenetc.)

werdenerarbeitet.

Derbeste„Spickzettel“kanngekürt

undallenSuSüber„Amploniusonli-

ne“zurVerfügunggestelltwerden.

HaptischeModelle(z.B.Kneteoder

SchülersimulierenProteinstruktur

DerAufbauvonProteinenwirderar-

beitet.

24

durchAnordnungihrerSelbst)zumProteinaufbau

DieQuartärstrukturwirdamBeispielvonHämoglobinveranschaulicht.

WelcheBedeutunghabenEnzymeimmenschlichenStoffwechsel?

• AktivesZentrum

• AllgemeineEnzymgleichung

• Substrat-undWirkungsspezifität

beschreibenunderklärenmit-hilfegeeigneterModelleEn-zymaktivitätundEnzymhem-mung(E6).

Lernspirale:Enzyme–MoleküledesLebens(Raabits)

DieSubstrat-undWirkungsspezifitätwerdenveranschaulicht.DienaturwissenschaftlichenFrage-stellungenwerdenvomPhänomenherentwickelt.HypothesenzurErklärungderPhä-nomenewerdenaufgestellt.ExperimentezurÜberprüfungderHypothesenwerdengeplant,durch-geführtundabschließendwerdenmöglicheFehlerquellenermitteltunddiskutiert.ModellezurFunktionsweisedesakti-venZentrumswerdenerstellt.HierbietetsichandieFolgeneinerverändertenAminosäuresequenz,z.B.beiLactasemithilfeeinesModellszudiskutieren.

WelcheWirkung/FunktionhabenEnzy-me?

• Katalysator• Biokatalysator• Endergonischeundexergonische

Reaktion

erläuternStrukturundFunkti-onvonEnzymenundihreBe-deutungalsBiokatalysatorenbeiStoffwechselreaktionen(UF1,UF3,UF4).

SchematischeDarstellungenvonRe-aktionenunterbesondererBerück-sichtigungderEnergieniveausARBEITSINSEL1,3und4

DiezentralenAspektederBiokatalysewerdenerarbeitet:

1. SenkungderAktivierungs-energie

2. ErhöhungdesStoffumsatzesproZeit

25

• Aktivierungsenergie,Aktivie-rungsbarriere/Reaktionsschwel-le

WasbeeinflusstdieWirkung/FunktionvonEnzymen?• pH-Abhängigkeit

• Temperaturabhängigkeit

• Schwermetalle

• Substratkonzentration/Wechsel-zahl

beschreibenundinterpretie-renDiagrammezuenzymati-schenReaktionen(E5).stellenHypothesenzurAbhän-gigkeitderEnzymaktivitätvonverschiedenenFaktorenaufundüberprüfensieexperimen-tellundstellensiegraphischdar(E3,E2,E4,E5,K1,K4).

ChecklistemitKriterienzurBeschrei-bungundInterpretationvonDia-grammenExperimente mithilfe von Interakti-onsboxen zum Nachweis der Kon-zentrations-, Temperatur- und pH-Abhängigkeit (optimale BedingungenfürEnzymreaktionenamBeispielderHefe)ARBEITSINSEL5ARBEITSINSEL2ModellexperimentemitSchereundPapierquadratenzurSubstratkon-zentration

VerbindlicherBeschlussderFach-konferenz:DasBeschreibenundInterpretierenvonDiagrammenwirdgeübt.ExperimentezurErmittlungderAb-hängigkeitenderEnzymaktivitätwer-dengeplantunddurchgeführt.Wichtig:DenaturierungimSinneei-nerirreversiblenHemmungdurchTemperatur,pH-WertundSchwer-metallemussherausgestelltwerden.

DieWechselzahlwirdproblemati-siert.

VerbindlicherBeschlussderFach-konferenz:DurchführungvonExpe-rimentenzurErmittlungvonEnzy-meigenschaftenanausgewähltenBeispielen.

WiewirddieAktivitätderEnzymeindenZellenreguliert?

• kompetitiveHemmung,• allosterische(nichtkompetitive)

Hemmung• Substrat und Endprodukthem-

mung

beschreibenunderklärenmit-hilfegeeigneterModelleEn-zymaktivitätundEnzymhem-mung(E6).

ErarbeitungvonWegenderStoff-wechselregulationdurchEnzym-hemmungundEnzymhemmstoffenalsArzneimittelSimulationderunterschiedlichenHemmmechanismenmitHilfevon

ModellezurErklärungvonHemmvor-gängenwerdenentwickelt.DieverschiedenenHemmungenwer-densimuliert.

26

Modellen(z.B.Papier,Knete,…)ARBEITSINSEL7und8

WiemachtmansichdieWirkweisevonEnzymenzuNutze?

• EnzymeimAlltag- Technik- Medizin- u.a.

recherchierenInformationenzuverschiedenenEinsatzgebie-tenvonEnzymenundpräsen-tierenundbewertenverglei-chenddieErgebnisse(K2,K3,K4).gebenMöglichkeitenundGrenzenfürdenEinsatzvonEnzymeninbiologisch-technischenZusammenhängenanundwägendieBedeutungfürunserheutigesLebenab(B4).

(Internet)RechercheErstellung kriteriengeleiteter Vorträ-ge(PPT)zurRechercheFeedbackdurchEvaluationsbogenChecklistemitKriterienfürseriöseQuellenChecklistezurkorrektenAngabevonInternetquellen

Quellen werden ordnungsgemäß no-tiert(Verfasser,Zugriffetc.).DieBedeutungenzymatischerReak-tionenfürz.B.VeredlungsprozesseundmedizinischeZweckewirdher-ausgestellt.AlsBeispielkönnenEnzymeimWaschmittelundihreAuswirkungaufdiemenschlicheHautbesprochenunddiskutiertwerden.

DiagnosevonSchülerkompetenzen:• SelbstevaluationamEndederUnterrichtsreihe,FeedbackReferate

Leistungsbewertung:• SchriftlicheÜbungen:z.B.multiplechoice-Tests• ggf.Klausur• Präsentationen/Referate

• Spickzettel

UnterrichtsvorhabenV:Thema/Kontext:BiologieundSport–WelchenEinflusshatkörperlicheAktivitätaufunserenKörper? Inhaltsfeld:IF2(Energiestoffwechsel) InhaltlicheSchwerpunkte:• Dissimilation• KörperlicheAktivitätundStoffwechsel

SchwerpunkteübergeordneterKompetenzerwartungen:DieSchülerinnenundSchülerkönnen…• UF3dieEinordnungbiologischerSachverhalteundErkenntnisse inge-

gebenefachlicheStrukturenbegründen.

27

• B1 bei der Bewertung von Sachverhalten in naturwissenschaftlichenZusammenhängen fachliche, gesellschaftliche und moralische Bewer-

tungskriterienangeben.• B2 in Situationen mit mehreren Handlungsoptionen Entscheidungs-

möglichkeiten kriteriengeleitet abwägen, gewichten und einen be-

gründetenStandpunktbeziehen.• B3 in bekannten Zusammenhängen ethische Konflikte bei Auseinan-

dersetzungenmitbiologischenFragestellungensowiemöglicheLösun-

gendarstellen. MöglichedidaktischeLeitfragen/SequenzierunginhaltlicherAspek-te

KonkretisierteKompetenzer-wartungendesKernlehrplansDieSchülerinnenundSchüler…

EmpfohleneLehrmittel/Materia-lien/Methoden

Didaktisch-methodischeAnmer-kungenundEmpfehlungensowieDarstellungderverbindlichenAb-sprachenderFachkonferenz

WelcheVeränderungenkönnenwährendundnachkörperlicherBelastungbeobachtetwerden?

Systemebene:Organismus

• Belastungstest

• Schlüsselstellender

körperlichenFitness

BelastungstestSelbstbeobachtungsprotokollzuHerz,Lunge,Durchblutung,Muskeln

BegrenzendeFaktorenbeiunter-

schiedlichtrainiertenMenschen

werdenermittelt.

DamitkannderEinflussvonTraining

aufdieEnergiezufuhr,Durchblutung,

Sauerstoffversorgung,Energiespei-

cherungundErnährungsverwertung

systematisiertwerden.

DieAuswirkungaufverschiedene

Systemebenen(Organ,Gewebe,Zel-

le,Molekül)kanndargestelltund

bewusstgemachtwerden. WiereagiertderKörperaufunter-schiedlicheBelastungssituationenundwieunterscheidensichver-schiedeneMuskelgewebevonei-

erläutern den Unterschied zwi-

schenroterundweißerMusku-

latur(UF1).

präsentierenunterEinbezug

PartnerpuzzlemitArbeitsblättern

zurrotenundweißenMuskulatur

undzurSauerstoffschuld

HierkönnenBeispieleausverschie-

denenDisziplinenanalysiertwerden.

28

nander?Systemebene:OrganundGewebe-MuskelaufbauSystemebene:Zelle- Sauerstoffschuld, EnergiereservederMuskeln,GlykogenspeicherSystemebene:Molekül-Lactat-Test-Milchsäure-Gärung

geeigneterMedienundunterVerwendungeinerkorrektenFachsprachedieaerobeundanaerobeEnergieumwandlunginAbhängigkeitvonkörperli-chenAktivitäten(K3,UF1).überprüfenHypothesenzurAb-hängigkeitderGärungvonver-schiedenenFaktoren(E3,E2,E1,E4,E5,K1,K4).

BildkartenzuMuskeltypenundSportarten

MuskeltypenwerdenimHinblickaufihreMitochondriendichtebegrün-dendSportartenzugeordnet.DieMilchsäuregärungdientderVer-anschaulichunganaeroberVorgän-ge.

WelcheFaktorenbeeinflussendenEnergieumsatzundwelcheMe-thodenhelfenbeiderBestim-mung?Systemebenen:Organismus,Gewebe,Zelle,Molekül-Energieumsatz(GrundumsatzundLeistungsumsatz)-Direkte und indirekte Kalorimet-rieWelcheFaktorenspieleneineRollebeikörperlicherAktivität?

• SauerstofftransportimBlut• Sauerstoffkonzentrationim

Blut• Erythrozyten

stellenMethodenzurBestim-mungdesEnergieumsatzesbeikörperlicherAktivitätverglei-chenddar(UF4).

FilmzurBestimmungdesGrund-undLeistungsumsatzesFilmzumVerfahrenderKalorimetrie(KalorimetrischeBombe/Respirato-rischerQuotient)ArbeitsblattmitInformationstextzurErarbeitungdesPrinzipsderOberflächenvergrößerungdurchKapillarisierung

DerZusammenhangzwischenrespi-ratorischemQuotientenundErnäh-rungwirderarbeitet.DerWegdesSauerstoffsindieMus-kelzelleüberdenBlutkreislaufwirdwiederholtunderweitertunterBe-rücksichtigungvonHämoglobinundMyoglobin.

29

• Hämoglobin/Myoglobin

MarkierungsmethodenzurErmitt-

lungvonMembranmolekülen

• Tracermethode

recherchierendieBedeutung

unddieFunktionsweisevon

TracernfürdieZellforschung

undstellenihreErgebnissegra-

phischundmithilfevonTexten

dar(K2,K3).

präsentiereneineTracerme-

thodebeiderDissimilationad-

ressatengerecht(K3).

InformationstextundschematischeDarstellungzumNachweisvonTu-

morenmitHilferadioaktivmarkier-

terGlucose

Grundprinzipienvonmolekularen

Tracernwerdeneingeführt

LinderS.98/99

BiologieHeuteS.78/79

WieentstehtundwiegelangtdiebenötigteEnergiezuunterschiedli-chenEinsatzorteninderZelle?Systemebene:Molekül

• NAD+undATP

erläuterndieBedeutungvon

NAD+undATPfüraerobeund

anaerobeDissimilationsvorgän-

ge(UF1,UF4).

Unterrichtsreihe„Energieausbio-logischerSicht“(Raabits)mitModellen/SchematazurRolle

desATP

DieFunktiondesATPalsEnergie-

Transporterwirdverdeutlicht.

WieentstehtATPundwiewirdderC6-Körperabgebaut?Systemebenen:Zelle,Molekül

• Glykolyse

• Zitronensäurezyklus

• Atmungskette

erklärendieGrundzügederDis-

similationunterdemAspektder

Energieumwandlungmithilfe

einfacherSchemata(UF3).

beschreibenundpräsentieren

dieATP-SyntheseimMito-

chondriummithilfevereinfach-

terSchemata(UF2,K3).

Informationstexteundschemati-scheDarstellungenzuExperimen-

tenzumAufbaueinesProtonengra-

dientenindenMitochondrienfür

dieATP-Synthase(vereinfacht)

ExperimentewerdenunterdemAs-

pektderEnergieumwandlungaus-

gewertet.

30

WiefunktionalsindbestimmteTrainingsprogrammeundErnäh-rungsweisenfürbestimmteTrai-ningsziele?Systemebenen:Organismus,Zelle,Molekül

• ErnährungundFitness• Kapillarisierung• Mitochondrien

Systemebene:Molekül

• Glycogenspeicherung• Myoglobin

erläuternunterschiedlicheTrai-ningsformenadressatengerechtundbegründensiemitBezugaufdieTrainingsziele(K4).erklärenmithilfeeinergraphi-schenDarstellungdiezentraleBedeutungdesZitronensäu-rezyklusimZellstoffwechsel(E6,UF4).

AuswertungvonInformationstex-tenzuverschiedenenTrainingsfor-menArbeitsblattmiteinemvereinfach-tenSchemadesZitronensäurezyklusundseinerStellungimZellstoff-wechsel(ZusammenwirkenvonKoh-lenhydrat,FettundProteinstoff-wechsel)

HierkönnenTrainingsprogrammeundErnährungunterBerücksichti-gungvonTrainingszielen(Aspektez.B.Ausdauer,Kraftausdauer,Ma-ximalkraft)undderOrgan-undZell-ebene(Mitochondrienanzahl,Myo-globinkonzentration,Kapillarisie-rung,erhöhteGlykogenspeicherung)betrachtet,diskutiertundbeurteiltwerden.VerschiedeneSituationenkönnen„durchgespielt“(z.B.dieFolgenei-nerFett-,Vitamin-oderZuckerun-terversorgung)werden.

Wiewirkensichleistungssteigern-deSubstanzenaufdenKörperaus?Systemebenen:Organismus,Zelle,Molekül

• FormendesDopings− Anabolika− EPO− …

nehmenbegründetStellungzurVerwendungleistungssteigern-derSubstanzenausgesundheit-licherundethischerSicht(B1,B2,B3).

ZeitungsartikelInternetrecherchezuFormendesDopingsPräsentationderErgebnissedurchRollenspiele,ErstellungvonInfor-mationsbroschüren

JuristischeundethischeAspektewerdenaufdieihnenzugrundelie-gendenKriterienreflektiert.VerschiedenePerspektivenundde-renHandlungsoptionenwerdener-arbeitet,derenFolgenabgeschätztundbewertet.BewertungsverfahrenundBegriffewerdengeübtundgefestigt.

Diagnose von Schülerkompetenzen: • Selbstevaluation am Ende der Unterrichtsreihe • Leistungsbewertung: ggf. Klausur., Präsentation

Qualifikationsphase1(1.Halbjahr)


Inhaltsfeld3:Genetik

• UnterrichtsvorhabenI:Proteinbiosynthese• UnterrichtsvorhabenII:Genregulation• UnterrichtsvorhabenIII:GentechnikundBioethik• UnterrichtsvorhabenIV:AnalysevonFamilienstammbäumen• UnterrichtsvorhabenV:Stammzellforschung

InhaltlicheSchwerpunkte:Proteinbiosynthese

• Bakterien[undViren]alsModellorganismenindermolekular-genetischenForschung• [Wdh.:AufbauundStrukturdermRNAimVergleichzurDNA]• ProteinbiosynthesebeiProkaryontenundEukaryonten• genetischerCode• AuswirkungenvonGenmutationen

RegulationderGenaktivität

• GenregulationbeiProkaryoten:Substratinduktion,Endproduktrepression• RegulationderGenaktivitätbeiEukaryoten• GenregulationdurchepigenetischeMechanismen• Tumorgen

GentechnikundBioethik• molekulargenetischeWerkzeugeundGrund-operationen• HerstellungundVerwendungauchhöherertransgenerLebewesen• molekulargenetischeVerfahren• aktuelleEntwicklungeninderBiotechnologie

AnalysevonFamilienstammbäumen

• AuswirkungenvonGenmutationen• Genwirkketten• [Mutagene]• [DNA-Reparatur]• Rekombinationsvorgänge• Erbgänge• AuswirkungenvonChromosomen-undGenommutationen• MethodenderHumangenetik

Stammzellforschung

• EinsatzvonStammzellen• naturwissenschaftlich-gesellschaftlichePositionenzumtherapeutischenEinsatzvonStammzellen

Basiskonzepte:System-Merkmal,Gen,Allel,Genwirkkette,DNA,Chromosom,Genom,Rekombination,StammzelleStrukturundFunktion-Proteinbiosynthese,GenetischerCode,Genregulation,Transkriptionsfaktor,Mutation,Proto-Onkogen,Tumor-Suppressorgen,DNA-ChipEntwicklung-TransgenerOrganismus,Epigenese,Zelldifferenzierung,Meiose

UnterrichtsvorhabenIThema/Kontext

Inhaltsfeld3:Genetik InhaltlicheSchwerpunkte:Proteinbiosynthese

• Bakterien [und Viren] als Modellorganis-men in der molekular-genetischen For-schung

• [Wdh.:AufbauundStrukturdermRNAimVergleichzurDNA]

• ProteinbiosynthesebeiProkaryontenundEukaryonten

• genetischerCode• AuswirkungenvonGenmutationen

SchwerpunkteübergeordneterKompetenzerwartungen:DieSchülerinnenundSchülerkönnen…UF1:biologischePhänomeneundSachverhaltebeschreibenunderläutern.UF2:zurLösungvonbiologischenProblemenzielführendeDefinitionen,KonzepteundHandlungsmöglichkeitenbegründetauswählenundanwenden.nurLK:E1:selbstständiginunterschiedlichenKontextenbiologischeProblemeidentifizieren,analysierenundinFormbiologischerFragestellungenpräzisieren.E3:mitBezugaufTheorien,ModelleundGesetzmäßigkeitenHypothesengenerierensowieVerfahrenzuihrerÜberprüfungableiten.E4:ExperimentemitkomplexenVersuchsplänenund–aufbautenmitBezugaufihreZielsetzungenerläuternundunterBeachtungfachlicherQualitätskriterien(Sicherheit,Mess-vorschriften,Variablenkontrolle,Fehleranalyse)durchführen.E5:DatenundMesswertequalitativundquantitativimHinblickaufZusammen-hänge,RegelnoderGesetzmäßigkeitenanalysierenundErgebnisseverallgemeinern

2

MöglichedidaktischeLeitfragen/SequenzierunginhaltlicherAspekte

KonkretisierteKompetenzerwartungendesKernlehrplansDieSchülerinnenundSchüler…


§ W

od

begründendieVerwendungbestimmterMo-dellorganismen(u.a.E.coli)fürbesondereFra-gestellungengenetischerForschung(E6,E3).

• BioskopGesamtbandSekII• BiosphäreThemenheft(Lehrmittelgeltenfüral-

leinhaltlichenSchwerpunkte)• ErarbeitungderBedeutungvonModellorganis-

men• Z.B.AnzuchtvonBakterien,bakterielleWachs-

tumskurven

WiewurdederWegvomGenzumMerkmalaufgeklärt?

erläuternwissenschaftlicheExperimentezurAufklärungderProteinbiosynthese,generierenHypothesenaufderGrundlagederVersuchspläneundinterpretierendieVersuchs-ergebnisse(E3,E4,E5).

AnalysevonExperimentenzurAufklärungderProtein-bio-synthese(benötigteKomponenten:Ribosomen,mRNA,tRNA,Aminosäuren)

WiewurdedergenetischeCodeentschlüsselt?

benennenFragestellungenundstellenHypothesenzurEntschlüsselungdesgenetischenCodesaufunderläuternklassischeExperimentezurEntwicklungderCode-Sonne(E1,E3,E4).

AnalysederExperimentevonNirenbergzurEntschlüsse-lungdesgenetischenCodes

§

erläuternEigenschaftendesgenetischenCodesundcharakterisierenmitdessenHilfeGenmu-tationen[/Mutationstypen](UF1,UF2).

Erarbeitung der Eigenschaften des genetischen Codes,AnwendungderCodesonne,MutationsanalyseaufGen-ebene

WorinbestehendieUnterschiedeinderPBSzwischenPro-undEukaryo-ten?

vergleichendiemolekularbiologischenAbläufeinderProteinbiosynthesebeiPro-undEukaryoten(UF1,UF3).

ProteinbiosynthesebeiProkaryotenimVergleichzuEukaryoten(Introns/Exons,Prozessierung)

DiagnosevonSchülerkompetenzenundLeistungsbewertung:z.B.Klausur,Referate,PPTetc.

35

UnterrichtsvorhabenII:Inhaltsfeld3Thema/Kontext:Genetik InhaltlicheSchwerpunkteRegulationderGenaktivität

• Genregulation bei Prokaryoten: Substratinduktion, End-

produktrepression• RegulationderGenaktivitätbeiEukaryoten• GenregulationdurchepigenetischeMechanismen

• Tumorgene


UF1:biologischePhänomeneundSachverhaltebeschreibenunderläutern.

UF3: biologische Sachverhalte und Erkenntnisse nach fachlichen Kriterien

ordnen,strukturierenundihreEntscheidungbegründen.

E2: Beobachtungen und Messungen, auch mithilfe komplexer Apparaturen,

sachgerechterläutern.

E6: Anschauungsmodelle entwickeln sowie mithilfe von theoretischen

Modellen, mathematischen Modellierungen und Simulationen biologische

sowiebiotechnischeProzesseerklärenodervorhersagen.

MöglichedidaktischeLeitfragen/Se-quenzierunginhaltlicherAspekte



2

§ Mod

erläuternundentwickelnModellvorstellungenaufderGrundlagevonExperimentenzurAufklä-rungderGenregulationbeiProkaryoten(E2,E5,E6).

Beschreibung des Wachstumsverhaltens und derEnzymsynthesebeiE. coli inAbhängigkeit vonderKohlenstoffquelle bzw. dem trp-Angebot, Erläute-rungen anhand des Operon-Modells (z.B. Lac-Operon)

Welche Bedeutung kommt den Tran-skriptionsfaktorenzu?

erläuterndieBedeutungderTranskriptionsfak-torenfürdieRegulationvonZellstoffwechselundEntwicklung(UF1,UF4).

ErarbeitungderBedeutungvonEnhancer-undSilencer-Elementen

§ Wie

erklärenmithilfevonModellengenregulatori-scheVorgängebeiEukaryoten(E6).

ErarbeitungdesZusammenwirkensvonTranskrip-tionsfaktorenundTranskriptionsaktivatorenbeiderRegulationderGenaktivität

§ erkläreneinenepigenetischenMechanismusalsModellzurRegelungdesZellstoffwechsels(E6).[erläuternepigenetischeModellezurRegelungdesZellstoffwechselsundleitenKonsequenzenfürdenOrganismusab(E6).]

ErarbeitungderMethylierungvonDNAoder/undAcetylierungvonHistonproteinenalsMechanismuszurRegelungdesZellstoffwechsels

Genregulation,MutationenundKrebs erklärenmithilfeeinesModellsdieWechselwir-kungvonProto-OnkogenenundTumor-SuppressorgenenaufdieRegulationdesZellzyk-lusunderklären[/beurteilen]dieFolgenvonMutationenindiesenGenen(E6,UF1,UF3,UF4).

Erarbeitung der Krebsentstehung durch Mutatio-nen in Proto-Onkogenen (z. B. ras-Gene) und Tu-mor-Suppressorgenen(z.B.p53-Gen)

DiagnosevonSchülerkompetenzenundLeistungsbewertung:Ggf.TeilderKlausur,Lernerfolgskontrollen,Präsentationsformenetc.

37


UnterrichtsvorhabenIII:Thema/Kontext:Genetik

Inhaltsfeld:3 InhaltlicheSchwerpunkte:GentechnikundBioethik

• molekulargenetischeWerkzeugeundGrund-operationen• HerstellungundVerwendungauchhöherer transgener Le-

bewesen• molekulargenetischeVerfahren• aktuelleEntwicklungeninderBiotechnologie

Zeitbedarf:LKca.17Std.GKca.11Std.ggf.ExkursioninsSchülerlabor

SchwerpunkteübergeordneterKompetenzerwartungen:UF1:biologischePhänomeneundSachverhaltebeschreibenunderläutern.E2:BeobachtungenundMessungen,auchmithilfekomplexerApparaturen,sachgerechterläutern.E4:ExperimentemitkomplexenVersuchsplänenund–aufbautenmitBezugauf ihre Zielsetzungen erläutern und unter Beachtung fachlicherQualitätskriterien (Sicherheit, Messvorschriften, Variablenkontrolle,Fehleranalyse)durchführen.K1: bei der Dokumentation von Untersuchungen, Experimenten,theoretischen Überlegungen und Problemlösungen eine korrekteFachspracheundfachüblicheDarstellungsweisenverwenden.B1: fachliche, wirtschaftlich-politische und moralische Kriterien beiBewertungen von biologischen und biotechnischen Sachverhaltenunterscheidenundangeben.B3: an Beispielen von Konfliktsituationen mit biologischem Hintergrundkontroverse Ziele und Interessen sowie die Folgen wissenschaftlicherForschungaufzeigenundethischbewerten.

2


KonkretisierteKompetenzerwartungendesKern-lehrplansDieSchülerinnenundSchüler…


diezentralenWerkzeugederGen-technik?

beschreibenmolekulargenetischeWerkzeugeunderläuternderenBedeutungfürgentechnischeGrund-operationen(UF1).

Beschreiben der Werkzeuge: Klonierungsvekto-ren, Restriktionsenzyme, Ligase; Erläuterung derBedeutung für die Transformation vonBakterienundSelektiontransgenerBakterien

§ Wie

erläuternmolekulargenetischeVerfahren(u.a.PCR,Gelelektrophorese)undihreEinsatzgebiete(E4,E2,UF1).

Erarbeitung:FunktionsprinzipvonPCR,Gelelekt-rophorese[undDNA-Sequenzierung],(ExkursionineinSchülerlaborzumAusprobierenderTechni-ken);BedeutungdieserVerfahrenbeiderRFLP-Analyse,fürdiemedizinischeDiagnostikunddieGentherapie

Wie werden transgene Lebewesenerzeugt?

stellenmithilfegeeigneterMediendieHerstellungtransgenerLebewesendarunddiskutierenihreVer-wendung(K1,B3).

z.B.Referate/Simple-ShowsoderähnlichePrä-sentationsformenüberdieHerstellungtransge-nerLebewesen;DiskussionüberdieVerwendungtransgenerLebewesenunterBerücksichtigunggeltenderNormenundWerte

§ Wo

gebendieBedeutungvonDNA-Chips[undHochdurchsatz-Sequenzierung]anundbeurteilen[/bewerten]ChancenundRisiken(B1,B3).

FunktionsprinzipundEinsatzvonDNA-ChipsundHochdurchsatz-sequenzierung;Beurteilung/Be-wertungdermitdemEinsatzverbundenenChan-cenundRisiken

§ Wori

beschreibenaktuelleEntwicklungeninderBiotechno-logiebishinzumAufbauvonsynthetischenOrganis-meninihrenKonsequenzenfürunterschiedlicheEin-satzzieleundbewertensie(B3,B4).

GentechnikinderPflanzenzucht,derLebensmit-telherstellungundderMedikamentenherstellung;AufzeigenvonMöglichkeitenundGrenzensowieBewertungaktuellerEntwicklungenunterBerück-sichtigunggeltenderNormenundWerte

DiagnosevonSchülerkompetenzenundLeistungsbewertung:

Ggf.TeilderKlausur,Lernerfolgskontrollen,Präsentationsformenetc.

39

UnterrichtsvorhabenIV:Thema/Kontext:Genetik

Inhaltsfeld:3

AnalysevonFamilienstammbäumen• AuswirkungenvonGenmutationen• Genwirkketten• [Mutagene]• [DNA-Reparatur]• Rekombinationsvorgänge• Erbgänge• AuswirkungenvonChromosomen-undGenommutationen• MethodenderHumangenetik

Zeitbedarf:LKca.22Std.GKca.13Std.

SchwerpunkteübergeordneterKompetenzenDieSchülerinnenundSchülerkönnenUF4: Zusammenhänge zwischen unterschiedlichen, natürlichen und durchmenschlichesHandelnhervorgerufenenVorgängenaufderGrundlageeinesvernetztenbiologi-schenWissenserschließenundaufzeigen.E1: selbstständig in unterschiedlichen Kontexten biologische Problemeidentifizieren, analysieren und in Form biologischer Fragestellungenpräzisieren.E3:mit Bezug auf Theorien,Modelle und Gesetzmäßigkeiten HypothesengenerierensowieVerfahrenzuihrerÜberprüfungableiten.E5: Daten und Messwerte qualitativ und quantitativ im Hinblick aufZusammenhänge, Regeln oder Gesetzmäßigkeiten analysieren undErgebnisseverallgemeinern.K4: sich mit anderen über biologische Sachverhalte kritisch-konstruktivaustauschen und dabei Behauptungen oder Beurteilungen durchArgumentebelegenbzw.widerlegen.nurLK:E7: naturwissenschaftlichePrinzipien reflektieren sowieVeränderungen imWeltbildundinDenk-undArbeitsweiseninihrerhistorischenundkulturellenEntwicklungdarstellen.K2:zubiologischenFragestellungenrelevante InformationenundDaten inverschiedenen Quellen, auch in ausgewählten wissenschaftlichenPublikationen,recherchieren,auswertenundvergleichendbeurteilen

2




§ Wiw

erklärendieAuswirkungenverschiedenerGen-,Chromosom-undGenommutationenaufdenPhänotyp(u.a.unterBerücksichtigungvonGenwirkketten)(UF1,UF4).

ErarbeitungderAuswirkungenvonGenmutationenaufdieGenwirkkettedesPhenylalanin-stoffwechsels.ErarbeitungderverschiedenenFormenderChromo-somen-mutationen,div.Genom-mutationen

reflektierenunderläuterndenWandeldesGenbegriffes(E7).

Reflexion:Vonder„ein-Gen-ein-Enzym-Hypothese“zur„ein-Gen-ein-Polypeptid-Hypothese“

Welche genetische Bedeutung hatdieMeiose?

erläuterndieGrundprinzipienderRekombination(ReduktionundNeukombinationderChromosomen)beiMeioseundBefruchtung(UF4).[erläuterndieGrundprinzipienderinter-undintrachromosomalenRekombination(ReduktionundNeukombinationderChromosomen)beiMeioseundBefruchtung(UF4).]

ErarbeitungdesPrinzipsderinterchromosomalenRe-kombinationunddesPrinzipsderintrachromosoma-lenRekombination[Wdh.:wichtigeFachbegriffesowie1.,2.und3.mendelscheRegel,Wdh.:Meiose]Stammbaumanalysediv.Erbgänge

WelcheGrundprinzipiengeltenbeiderAnalysemenschlicherErbgängeundderhumangenetischenBera-tung?

recherchierenInformationenzuhumangeneti-schenFragestellungen(u.a.genetischbedingtenKrankheiten),schätzendieRelevanzundZuver-lässigkeitderInformationeneinundfassendieErgebnissestrukturiertzusammen(K2,K1,K3,K4).

Recherche zu u. a. genetisch bedingten Krankheiten,AuswertungundBeurteilungderRechercheergebnisse

UnterrichtsvorhabenV:Thema/Kontext:Genetik

Inhaltsfeld:3

Stammzellforschung• EinsatzvonStammzellen• naturwissenschaftlich-gesellschaftliche

Positionen zum therapeutischen EinsatzvonStammzellen

Schwerpunkte übergeordneter Kompetenzen Die Schülerinnen und Schüler können

K2: zu biologischen Fragestellungen relevante Informationen und Daten in verschiedenen Quellen, auch in ausgewählten wissenschaftlichen Publikationen, recherchieren, auswerten und vergleichend beurteilen.

41

K3: biologische Sachverhalte und Arbeitsergebnisse unter Verwendung situationsangemessener Medien und Darstellungsformen adressatengerecht präsentieren. B4: begründet die Möglichkeiten und Grenzen biologischer Problemlösungen und Sichtweisen bei innerfachlichen, naturwissenschaftlichen und gesellschaftlichen Fragestellungen bewerten.


KonkretisierteKompetenzerwartungendesKern-lehrplansDieSchülerinnenundSchüler…

Empfohlene Lehrmittel/ Materialien/ Methoden

recherchierenUnterschiedezwischenembryonalenund adulten Stammzellen und präsentieren dieseunter Verwendung geeigneter Darstellungsformen(K2,K3).

RechercheundPräsentation:Entwicklungsmög-lichkeitenvonembryonalenundadultenStamm-zellen

stellennaturwissenschaftlich-gesellschaftlichePo-sitionenzumtherapeutischenEinsatzvonStamm-zellendarundbeurteilen[/bewerten]InteressensowieFolgenethisch(B3,B4).

AufzeigenvonMöglichkeitenundGrenzendesthe-rapeutischenEinsatzesvonStammzellen;Beurtei-lung/Bewertungnaturwissenschaftlich-gesellschaftlicherPositionenzumtherapeutischenEinsatzvonStammzellenunterBerücksichtigunggeltenderNormenundWerte




Inhaltsfeld4:Ökologie

• UnterrichtsvorhabenI:UmweltfaktorenundökologischePotenz• UnterrichtsvorhabenII:DynamikvonPopulationen• UnterrichtsvorhabenIII:Fotosynthese• UnterrichtsvorhabenIV:StoffkreislaufundEnergiefluss• UnterrichtsvorhabenV:MenschundÖkosysteme

InhaltlicheSchwerpunkte:UmweltfaktorenundökologischePotenz

• biotische/abiotischeFaktoren• ToleranzbereicheundökologischePotenz[physiologischePotenz]• WirkungsgesetzderUmweltfaktoren(GesetzdesMinimums)• ökologischeNischeundKoexistenzvonArten• TemperaturregulationbeiHomoiothermenundPoikilothermen

DynamikvonPopulationen

• Trophieebenen(Nahrungskette/Nahrungsnetz)• dichteabhängigeunddichteunabhängigeFaktoren• zyklischeundsukzessiveVeränderungen(AbundanzundDispersionvonArten)• k-undr-Lebenszyklusstrategien• Lotka-Volterra-Modell/Räuber-Beute-Beziehungen• intra-undinterspezifischenBeziehungen(Konkurrenz;Parasitismusetc.

43

Fotosynthese• GrundgleichungderFotosynthese• FotosyntheserateinAbhängigkeitvonabiotischenFaktoren• UnterscheidungvonFoto-undSynthesereaktion

StoffkreislaufundEnergiefluss

• Trophieebenen(Nahrungskette/Nahrungsnetz)• Kohlenstoff-Stickstoff-und/oderWasserkreislauf

MenschundÖkosysteme

• WirkungvonanthropogenenFaktorenaufeinenausgewähltenStoffkreislauf[aufausgewählteglobaleStoffkreisläufe] • Nachhaltigkeit • KonfliktzwischenNutzungnatürlicherRessourcenundNaturschutz • Einfluss von Neozoen auf die Entwicklung von Ökosystemen

Basiskonzepte:System-Ökosystem,Biozönose,Population,Organismus,Symbiose,Parasitismus,Konkurrenz,Kompartiment,Fotosynthese,StoffkreislaufStrukturundFunktion-Chloroplast,ökologischeNische,ökologischePotenz,PopulationsdichteEntwicklung-Sukzession,Populationswachstum,Lebenszyklusstrategie

UnterrichtsvorhabenI-V:Thema/Kontext:

Inhaltsfeld4:Ökologie


• UmweltfaktorenundökologischePotenz

• DynamikvonPopulationen

• StoffkreislaufundEnergiefluss

• Fotosynthese

• MenschundÖkosysteme

SchwerpunkteübergeordneterKompetenzerwartungen:DieSchülerinnenundSchülerkönnen…(KompetenzeninkursivgeltennurfürdenLeistungskurs)

• UF2:zurLösungvonbiologischenProblemenzielführendeDefinitionen,Konzepteund

Handlungsmöglichkeitenbegründetauswählenundanwenden.

• E7:naturwissenschaftlichePrinzipienreflektierensowieVeränderungenimWeltbild

undinDenk-undArbeitsweiseninihrerhistorischenundkulturellenEntwicklung

darstellen.

• K4:sichmitanderenüberbiologischeSachverhaltekritischkonstruktivaustauschen

unddabeiBehauptungenoderBeurteilungendurchArgumentebelegenbzw.

widerlegen.• E2:BeobachtungenundMessungen,auchmithilfekomplexerApparaturen,

sachgerechterläutern.• E3:mitBezugaufTheorien,ModelleundGesetzmäßigkeitenHypothesengenerieren

sowieVerfahrenzuihrerÜberprüfungableiten.• E4:ExperimentemitkomplexenVersuchsplänenund–aufbautenmitBezugaufihre

ZielsetzungenerläuternundunterBeachtungfachlicherQualitätskriterien(Sicherheit,Messvorschriften,Variablenkontrolle,Fehleranalyse)durchführen.

• E5:DatenundMesswertequalitativundquantitativimHinblickaufZusammen-hänge,RegelnoderGesetzmäßigkeitenanalysierenundErgebnisseverallgemeinern.

• UF1:biologischePhänomeneundSachverhaltebeschreibenunderläutern.

• UF3:biologischeSachverhalteundErkenntnissenachfachlichenKriterienordnen,

strukturierenundihreEntscheidungbegründen.• UF4:Zusammenhängezwischenunterschiedlichen,natürlichenunddurchmenschliches

HandelnhervorgerufenenVorgängenaufderGrundlageeinesvernetztenbiologischenWissenserschließenundaufzeigen.

45

• E1:selbstständiginunterschiedlichenKontextenbiologischeProblemeidentifizieren,analysierenundinFormbiologischerFragestellungenpräzisieren.

• UF1:biologischePhänomeneundSachverhaltebeschreibenunderläutern.• UF4:Zusammenhängezwischenunterschiedlichen,natürlichenunddurch

menschlichesHandelnhervorgerufenenVorgängenaufderGrundlageeinesvernetztenbiologischenWissenserschließenundaufzeigen.

• E5:DatenundMesswertequalitativundquantitativimHinblickaufZusammenhänge,RegelnoderGesetzmäßigkeitenanalysierenundErgebnisseverallgemeinern.

• E6:AnschauungsmodelleentwickelnsowiemithilfevontheoretischenModellen,mathematischenModellierungenundSimulationenbiologischesowiebiotechnischeProzesseerklärenodervorhersagen.

• K2:zubiologischenFragestellungenrelevanteInformationenundDateninverschiedenenQuellen,auchinausgewähltenwissenschaftlichenPublikationen,recherchieren,aus-wertenundvergleichendbeurteilen.

• K3:biologischeSachverhalteundArbeitsergebnisseunterVerwendungsituationsangemessenerMedienundDar-stellungsformenadressatengerechtpräsentieren.

• K4:sichmitanderenüberbiologischeSachverhaltekritisch-konstruktivaustauschenunddabeiBehauptungenoderBeurteilungendurchArgumentebelegenbzw.widerlegen.

• K1:beiderDokumentationvonUntersuchungen,Experimenten,theoretischenÜberlegungenundProblemlösungeneinekorrekteFachspracheundfachüblicheDarstellungsweisenverwenden.

• B2:AuseinandersetzungenundKontroversenzubiologischenundbiotechnischenProblemenundEntwicklungendifferenziertausverschiedenenPerspektivendarstellenundeigeneEntscheidungenaufderBasisvonSachargumentenvertreten.

• B3:anBeispielenvonKonfliktsituationenmitbiologischemHintergrundkontroverseZieleundInteressensowiedieFolgenwissenschaftlicherForschungaufzeigenundethischbewerten.


KonkretisierteKompetenzer-wartungendesKernlehrplansDieSchülerinnenundSchüler…kursiveKompetenzengeltennurfürdenLeistungskurs

EmpfohleneLehrmittel/Materia-lien/Methoden

Didaktisch-methodischeAnmerkungenundEmpfehlungensowieDarstellungderverbindlichenAbsprachenderFachkonfe-renz;Buchseiten;Handreichungen(HR)InhaltefürdenLeistungskurssindkursivdargestellt

WirkungvonÖkofaktoren• biotische/abiotische

Faktoren• Toleranzbereicheund

ökologischePotenz• [physiologischePotenz]• WirkungsgesetzderUm-

weltfaktoren(GesetzdesMinimums)

• ökologischeNischeundKoexistenzvonArten

• TemperaturregulationbeiHomoiothermenundPoi-kilothermen

untersuchendasVorkommen,dieAbundanzunddieDisper-sionvonLebeweseneinesÖkosystemsimFreiland(E1,E2,E4).

Exkursionsmöglichkeit:z.B.Plankton-undfaunistischeUn-tersuchunganderFossaoderamGrintgraben

SI-VorwissenwirdohneBenotungermit-telt(z.B.mittelsSelbstevaluationsbogen)MöglichstselbstständigesAufarbeitendesBasiswissenszudeneigenenProblemstel-len.

planenausgehendvonHypothesenExperimentezurÜberprüfungderökologischenPotenznachdemPrinzipderVariablenkontrolle,nehmenkriterienorientiertBeobachtungenundMessungenvorunddeutendieErgebnisse(E2,E3,E4,E5,K4).

Untersuchungz.B.derTempera-turpräferenzenvonGliedertieren(z.B.Mehlwürmern,Kellerasseln,Wanzen,Heimchen)mitHilfeeinerTemperaturorgel;UntersuchungzurKältestarre

− Bioskop− Cornelsen− Raabits− Klett

zeigendenZusammenhangzwischendemVorkommenvonBioindikatorenundderIntensitätabiotischerFaktorenineinembeliebigenÖkosystem(UF3,UF4,E4).

SchwarzerlealsZeigerartfürnasse,kalkhaltigeBöden;ZeigerartenimKalkbuchenwald/ZeigerarteninFließgewässern

− Cornelsen− Bioskop

47

erklärenmitHilfedesModellsderökologischenNischedieKoexistenzvonArten(E6,UF1,UF2).

ErarbeitungderEinnischungzumBeispielbeiWatvögeln

− Bioskop− Cornelsen-BiosphäreÖkologie

erläuterndieAussagekraftvonbiologischenRegeln(u.a.tiergeographischeRegeln)undgrenzendiesevonnaturwissenschaftlichenGesetzenab(E7,K4).

ModellversuchezurBergmannschen/AllenschenRegelundzurRGT-Regel;Gegen-überstellung:RGT-Regelundtier-geographischeRegeln

− Bioskop− Cornelsen-BiosphäreÖkologie

Fotosynthese• GrundgleichungderFoto-

synthese• FotosyntheserateinAb-

hängigkeitvonabioti-schenFaktoren

• UnterscheidungvonFo-to-undSynthesereaktion

analysierenMessdatenzurAbhängigkeitderFotosyntheseaktivitätvonunterschiedlichenabiotischenFaktoren(E5).

AnalysevonMessdatenzurAbhängigkeitderFotosyntheseaktivi-tätvonderTemperatur,demCO2-Gehalt,derLichtintensitätundderWellenlänge

− Z.B.„WorkshopzurImplementationdesKernlehrplansSIIBiologie-LichtundSchattenimWald“(UnterlagenimKolle-giumvorhanden)

− Bioskop

leitenausForschungsexperimentenzurAufklärungderFotosynthesezuGrundeliegendeFragestellungenundHypothesenab(E1,E3,UF2,UF4).

Analysez.B.derExperimentevonEngelmann,Hill,KamenundEmerson

− Bioskop− Schroedel− Klett

erläuterndenZusammenhangzwischenFotoreaktionundSynthesereaktionundordnendieReaktionendenunterschiedlichenKompartimentendesChloroplastenzu(UF1,UF3).

Wdh.:AufbaudesChloroplasten,ErarbeitungdesAblaufsderFoto-(Primär-/lichtabhängigen)undderSynthese-(Sekundär-/licht-unabhängigen)ReaktionunddesZusammenwirkensvonFoto-undSynthesereaktion

− Bioskop− Cornelsen-BiosphäreÖkologie:

• Raabits− Z.B:„WorkshopzurImplementationdesKernlehrplansSIIBiologie-LichtundSchattenimWald“(UnterlagenimKolle-giumvorhanden)

erläuternmithilfeeinfacherSchematadasGrundprinzip

ErarbeitungdesPrinzipsderEner-gieumwandlungindenFotosyste-

− Bioskop− Cornelsen:

derEnergieumwandlungindenFotosystemenunddenMechanismusderATP-Synthese(K3,UF1).

menunddesMechanismusderATP-Synthese

-BiosphäreÖkologie:− Z.B:„Workshop zur Implementation desKernlehrplans SII Biologie - Licht undSchatten imWald“ (Unterlagen im Kolle-giumvorhanden)

DynamikvonPopulationen• Trophieebenen(Nah-

rungsket-te/Nahrungsnetz)

• dichteabhängige unddichteunabhängige Fak-toren

• zyklischeundsukzessiveVeränderungen(A-bundanzundDispersionvonArten)

• k-undr-Lebenszyklusstrategien

• Lotka-Volterra-Modell/Räuber-Beute-Beziehungen

• intra-undinterspezifi-schenBeziehungen(Kon-kurrenze;Parasitismusetc.)

stellenenergetischeundstofflicheBeziehungenverschiedenerOrganismenunterdenAspektenvonNahrungskette,NahrungsnetzundTrophieebeneformal,sprachlichundfachlichkorrektdar(K1,K3).

Erarbeitung:Nahrungskette,Nahrungsnetz,Trophieebenen;energetischeundstofflicheBezie-hungenderbeteiligtenOrganismen

− Bioskop− Cornelsen:-BiosphäreÖkologie

beschreibendieDynamikvonPopulationeninAbhängigkeitvondichteabhängigenunddichteunabhängigenFaktoren

ErarbeitungdesEinflussesvondichteabhängigenunddichte-unabhängigenFaktorenaufdieEntwicklungvonPopulationen;[Vergleichmitcomputergestützter

− Bioskop− Cornelsen:-BiosphäreÖkologie:

49

(UF1). SimulationdesPopulationswachs-tums]

entwickelnauszeitlich-rhythmischenÄnderungendesLebensraumsbiologischeFragestellungenunderklärendieseaufderGrundlagevonDaten(E1,E5).

UntersuchungderAuswirkungenjahreszeitlicherÄnderungenamBeispieldesÖkosystemsSee(auchanderesÖkosystemmöglich


leitenausDatenzuabiotischenundbiotischenFaktorenZusammenhängeimHinblickaufzyklischeundsukzessiveVeränderungen(AbundanzundDispersionvonArten)sowiek-undr-Lebenszyklusstrategienab(E5,UF1,UF2,UF3,K4,UF4).

− Bioskop− Cornelsen:-BiologieOberstufeSII:339,356–358-HR:419/420-BiosphäreÖkologie:104ff

vergleichendasLotka-Volterra-ModellmitveröffentlichtenDatenausFreilandmessungenunddiskutierendieGrenzendesModells(E6).

VergleichdesLotka-Volterra-ModellsmitdenPopulations-schwankungenbeiSchneeschuhha-seundLuchsimFreiland

− Bioskop− Klett:− Cornelsen:-BiosphäreÖkologie:

untersuchenVeränderungenvonPopulationenmitHilfevonSimulationenaufderGrundlagedesLotka-Volterra-Modells(E6).

UntersuchungvonRäuber-Beute-BeziehungeninderSimulation:AnalysevonPopulationsschwan-kungenunterAnwendungderLot-ka-Volterra-Regeln


leitenausUntersuchungsdatenzuintra-undinterspezifischenBeziehungen(u.a.Parasitismus,Symbiose,Konkurrenz)möglicheFolgenfürdie

Referatezuparasitischenbzw.symbiontischenBeziehungenzwi-schenLebewesen;VersuchezurEntwicklungvonSchmetterlings-blütlern;NachweisvonSymbionten

− Bioskop− Cornelsen:-BiosphäreÖkologie− Klett

jeweiligenArtenabundpräsentierendieseunterVerwendungangemessenerMedien(E5,K3,UF1).

ausRinderpansen

MenschundÖkosystem recherchierenBeispielefürdiebiologischeInvasionvonArtenundleitenFolgenfürdasÖkosystemab(K2,K4).

RecherchezumEinflussvonNeo-zoenaufdieEntwicklungvonÖkosystemen

− Bioskop− Cornelsen− Klett− Z.B.InternetrecherchezumJapanischenMarienkäferinDeutschland

StoffkreislaufundEnergiefluss präsentierenunderklärenaufderGrundlagevonUntersuchungsdatendieWirkungvonanthropogenenFaktorenaufeinenausgewähltenStoffkreislauf[/aufausgewählteglobaleStoffkreisläufe](K1,K3,UF1).

PosterpräsentationzurDarstellunganthropogenerEinflüsseaufdenKohlenstoff-Stickstoff-und/oderWasserkreislauf


diskutierenKonfliktezwischenderNutzungnatürlicherRessourcenunddemNaturschutz(B2,B3).

Diskussion:WertderBiodiversitätausverschiedenenPerspektiven

− Bioskop− Cornelsen:-BiosphäreÖkologie− Ggf./z.B.Internetrecherchezuden

StandpunktenderverteiltenRollen(„NABU-Vertreter“,„Mitbürgermitwe-nigGeld“,„Fleischesser“,„Veganer“,etc.)...

entwickelnHandlungsoptionenfürdaseigeneKonsumverhaltenundschätzendieseunterdemAspektderNachhaltigkeitein(B2,B3).

kriteriengeleiteteBewertungvonHandlungsoptionenimSinnederNachhaltigkeit


DiagnosevonSchülerkompetenzenundLeistungsbewertung:2KlausurenproHalbjahr

Untersuchungz.B.derTempera-turpräferenzen von Gliedertieren(z.B.Mehlwürmern)mitHilfner;

51


Hinweis:Thema,Inhaltsfelder,inhaltlicheSchwerpunkteundKompetenzenhatdieFachkonfe-renzderBeispielschuleverbindlichvereinbart.InallenanderenBereichensindAbweichungenvondenvorgeschlagenenVorgehensweisenbeiderKonkretisierungderUnterrichtsvorhabenmöglich.DarüberhinausenthältdieserschulinterneLehrplanindenKapiteln2.2bis2.4über-greifendesowiez.T.auchjahrgangsbezogeneAbsprachenzurfachmethodischenundfachdi-daktischenArbeit,zurLeistungsbewertungundzurLeistungsrückmeldung.JenachinternemSteuerungsbedarfkönnensolcheAbsprachenauchvorhabenbezogenvorgenommenwerden.

Inhaltsfeld5:Evolution

UnterrichtsvorhabenI:MechanismenderEvolutionUnterrichtsvorhabenII:BelegefürdieEvolution

UnterrichtsvorhabenIII:HumanevolutionInhaltlicheSchwerpunkte:-EntwicklungderEvolutionstheorie(LK)-GrundlagenevolutiverVeränderungen-ArtundArtbildung-EvolutionundVerhalten-EvolutiondesMenschen-StammbäumeBasiskonzepte:System-Art,Population,Paarungssystem,Genpool,Gen,Allel,ncDNA,mtDNA,BiodiversitätStrukturundFunktion-Mutation,Rekombination,Selektion,Gendrift,Isolation,Investment,HomologieEntwicklung-Fitness,Divergenz,Konvergenz,Coevolution,AdaptiveRadiation,Artbildung,Phylogenese

UnterrichtsvorhabenI:Thema/Kontext:MechanismenderEvolution

Inhaltsfeld5(Evolution)

InhaltlicheSchwerpunkte:-OrdnungderLebewesen/Artenvielfalt

-EntwicklungderEvolutionstheorie

-SynthetischeEvolutionstheorie

-Evolutionsfaktoren

-Artbildung

-adaptiveRadiation

-Populationsgenetik

-Fitness-Konzept

-EvolutionvonSozialstrukturen

-Coevolution

SchwerpunkteübergeordneterKompetenzerwartungen:(KompetenzeninkursivgeltennurfürdenLeistungskurs)

• .E7:naturwissenschaftlichePrinzipienreflektierensowieVeränderungenimWeltbildundinDenk-undArbeitsweiseninihrerhistorischenundkulturellenEntwicklungdarstellen.

• K4: sich mit anderen über biologische Sachverhalte kritisch-konstruktiv austauschen und dabeiBehauptungenoderBeurteilungendurchArgumentebelegenbzw.widerlegen

• B2:AuseinandersetzungenundKontroversenzubiologischenundbiotechnischenProblemenundEntwicklungendifferenziertausverschiedenenPerspektivendarstellenundeigeneEntscheidungenaufderBasisvonSachargumentenvertretenE

• UF1:biologischePhänomeneundSachverhaltebeschreibenunderläutern.

• UF2: zur Lösung von biologischen Problemen zielführende Definitionen, Konzepte und Hand-

lungsmöglichkeitenbegründetauswählenundanwenden

• UF4:Zusammenhängezwischenunterschiedlichen,natürlichenunddurchmenschlichesHandeln

hervorgerufenenVorgängenaufderGrundlageeines vernetztenbiologischenWissenserschlie-

ßenundaufzeigen

• E6: Anschauungsmodelle entwickeln sowie mithilfe von theoretischen Modellen, mathemati-

schenModellierungenundSimulationenbiologischesowiebiotechnischeProzesseerklärenoder

vorhersagen

• K3: biologische Sachverhalte undArbeitsergebnisse unterVerwendung situationsangemessener

MedienundDarstellungsformenadressatengerechtpräsentieren

53



InhaltefürdenLeistungskurssindkursivdar-gestellt

Didaktisch-methodische Anmerkungen und Empfeh-lungen sowie Darstellung der verbindlichen Abspra-chenderFachkonferenz;Buchseiten;Handreichungen(HR)

InhaltefürdenLeistungskurssindkursivdargestellt OrdnungderLebewesen,Artenvielfalt beschreibendieEinordnungvonLebewesen

mithilfederSystematikundderbinärenNo-

menklatur(UF1,UF4).

AusgewählteStammbäume,z.B.Wirbeltiere

Evolutionstheorien imWandel der Zeit(nurLK)-vergleich unterschiedlicher Evolutions-

theorien, z.B. Linné, Cuvier, Lamarck,

Darwin

stellenErklärungsmodellefürdieEvolutioninihrerhistorischenEntwicklungunddiedamitverbundenenVeränderungendesWeltbildesdar(E7).

GruppenarbeitzuEvolutionstheorien(RaabitsVerlag)

GrundlagenevolutiverVeränderungenVorgabe KLP Grundkurs ZA 2017:Grundlagen evolutiver Veränderungen

amBeispielvonGrippevirenEvolutionsfaktoren

SynthetischeEvolutionstheorie

erläuterndenEinflussderEvolutionsfaktoren

(Mutation,Rekombination,Selektion,Gendrift

aufdenGenpooleinerPopulation)(UF4,UF1)

stellendiesynthetischeEvolutionstheoriezu-

sammenfassenddar(UF2,UF4)grenzendieSynthetischeTheoriederEvolution

RaabitzLerneinheit

Evolutionskoffer, Glasgefäße, Kugeln unterschiedlicher

Farben

Lehrbuch,ArbeitsblätterRaabitz(Evolutionstheorien)

Fitness-Konzept

gegenübernichtnaturwissenschaftlichenPosi-tionenzurEntstehungvonArtenvielfaltabundnehmenzudiesenbegründetStellung(B2,K4)erläuterndasKonzeptderFitnessundseine

BedeutungfürdenProzessderEvolutionunter

demAspektderWeitergabevonAllelen(UF1,

UF4)

Populationsgenetik

(Hardy-Weinberg-Gleichgewicht)bestimmenundmodellierenmithilfedesHardy-Weinberg-GesetzesdieAllelfrequenzeninPopulationenundgebenBedingungenfürdieGültigkeitdesGesetzesan(E6)

Simulationsprogramm

ArtundArtbildung-ProzessederArtbildung/Isolation

-AdaptiveRadiation

erklärenModellvorstellungenzuallopatri-

schenundsympatrischenArtbildungsprozes-

senanBeispielen(E6,UF1)LK:erklärenModellvorstellungenzuArtbil-dungsprozessen(u.a.allopatrischeundsympa-trischeArtbildung)anBeispielen(E6,UF1)

stellendenVorgangderadaptivenRadiation

unterdemAspektderAngepasstheitdar(UF2,

UF4)

wählenangemesseneMedienzurDarstellung

ArbeitsblättermitBeispielenfürsympatrischeundallo-

patrischeArtebildung

BilderundTextezumThema„AdaptiveRadiation“,z.B.

Darwinfinken,SäugetiereoderBeuteltiere,Plakatezur

ErstellungeinesFachposters

online-Recherche

55

-Coevolution

BedeutungderBiodiversität

vonBeispielenzurCoevolutionausundprä-

sentierendieBeispiele(K3,UF2)

beschreibenBiodiversitätaufverschiedenen

Systemebenen(genetischeVariabilität,Arten-

vielfalt,VielfaltderÖkosysteme)(UF4,UF1,

UF2,UF3)

RückbezugaufdenEinstiegindasThemaEvolution EvolutionundVerhaltenEvolutionvonSozialstrukturen

analysierenanhandvonDatendieevolutionä-

reEntwicklungvonSozialstrukturen(Paa-

rungssysteme,Habitatwahl)unterdemAspekt

derFitnessmaximierung(E5,UF2,UF4,K4)

Bilder,TexteundDokumentationen

DiagnosevonSchülerkompetenzen:sieheÜbersichtsliste

Leistungsbewertung:Klausur,ggf.schriftlicheÜbung

UnterrichtsvorhabenII:Thema/Kontext:BelegefürdieEvolution


InhaltlicheSchwerpunkte:-HomologieundAnalogie

-MolekulareHomologien(nurLK:Datierungsmethoden)-Stammbäumeerstellenundanalysieren


• UF1 biologische Phänomene und Sachverhalte beschreiben und erläu-

tern.

• UF3biologischeSachverhalteundErkenntnissenachfachlichenKriterien

ordnen,strukturierenundihreEntscheidungbegründen.

• K4 sich mit anderen über biologische Sachverhalte kritisch-konstruktiv

austauschen und dabei Behauptungen oder Beurteilungen durch Argu-

mentebelegenbzw.widerlegen.

MöglichedidaktischeLeitfragen/Se-quenzierunginhaltlicherAspekte

KonkretisierteKompe-tenzerwartungendesKernlehrplansDieSchülerinnenund

Schüler…


WassinddieErgebnissederEvolution

bzw.dieBelegefürdieEvolution

Was deutet auf verwandtschaftlicheBeziehungenvonLebewesenhin?

• BelegefürdieEvolution

• konvergente und divergente

Entwicklung

Deuten Daten zu ana-

tomisch-

morphologischen und

molekularen Merkma-

len von Organismen

zum Beleg konvergen-

ter und divergenter

Entwicklungen (E5,

UF3)

analysieren molekular-

genetische Daten und

deuten sie im Hinblick

aufdieVerbreitungvon

Allelen und Verwandt-

schaftsbeziehungen

vonLebewesen(E5,E6)

(im LK alternativ: ana-lysierenmolekulargene-tische Daten und deu-ten sie mit Daten aus

AbbildungenvonBeispielenkonvergenter/divergenterEntwicklungundHomo-

logien

ArbeitsteiligeGruppenarbeit

TexteundAbbildungenzuverschiedenenUntersuchungsmethoden:DNA-DNA-

Hybridisierung,Aminosäure-undDNA-Sequenzanalysen,etc.

(im LK zusätzlichenTextenundDaten zu klassischenDatierungsmethoden, z.B.Radiokarbonbestimmung)

57

klassischen Datie-rungsmethoden imHinblickaufdieVerbrei-tung von Allelen undVerwandtschaftsbezie-hungen von Lebewesen(E5,E6)Stellen Belege für die

Evolution aus verschie-

denen Bereichen der

Biologie (u.a. Moleku-

larbiologie) adressa-

tengerechtdar(K1,K3)

Wie lassen sich Verwandtschaftsver-hältnisse ermitteln und systematisie-ren?

• Homologien

• GrundlagenderSystematik

entwickeln und erläu-

tern Hypothesen zu

phylogenetischen

Stammbäumen auf der

BasisvonDatenzuana-

tomisch-

morphologischen und

molekularen Homolo-

gien(E3,E5,K1,K4).

beschreiben die Ein-

ordnung von Lebewe-

sen mithilfe der Syste-

matik und der binären

Daten und Abbildungen zumorphologischenMerkmalen derWirbeltiere und

derUnterschiede

Ergebnisse/DatenvonmolekulargenetischerAnalysen

BilderundTextezuApomorphienundPlesiomorphienundzurNomenklatur

LernplakatmitStammbaumentwurf

Museumsrundgang (oder andereMethode zurAuswertungundPräsentationderLernplakate

Nomenklatur (UF1,

UF4).

erstellen und analysie-

ren Stammbäume an-

hand von Daten zur

Ermittlung von Ver-

wandtschaftsbeziehun-

genderArten(E3,E5).

Beschreiben und erläuternmolekulare Verfahren zur Analyse von phylogeneti-schenVerwandtschaftzwischenLebewesen(UF1,UF2)

• Schülerkompetenzen:

• KLP-Überprüfungsform:„Darstellungsaufgabe“(conceptmap,advanceorganizer),ErstelleneinesFragenkatalogszurFremd-und

Selbstkontrolle

• Leistungsbewertung:

• KLP-Überprüfungsform:„Beurteilungsaufgabe“

• Ggf.Klausur

59

UnterrichtsvorhabenIII:Thema/Kontext:Humanevolution


InhaltlicheSchwerpunkte:-EinordnungdesMenschenindasnatürlicheSystem

-BesonderheitendesMenschen

-FossilgeschichtedesMenschen

-StammbaumdesMenschen

-VariabilitätdesmodernenMenschen

SchwerpunkteübergeordneterKompetenzerwartungen:DieSchülerinnenundSchülerkönnen…• UF3:biologischeSachverhalteundErkenntnissenachfachlichenKriterienord-

nen,strukturierenundihreEntscheidungbegründen

• E7:naturwissenschaftlichePrinzipienreflektierensowieVeränderungenim

WeltbildundinDenk-undArbeitsweiseninihrerhistorischenundkulturellen

Entwicklungdarstellen

• K4:sichmitanderenüberbiologischeSachverhaltekritisch-konstruktivaustau-

schenunddabeiBehauptungenoderBeurteilungendurchArgumentebelegen

bzw.widerlegen

• B1:fachliche,wirtschaftlich-politischeundmoralischeKriterienbeiBewertun-

genvonbiologischenundbiotechnischenSachverhaltenunterscheidenund

angeben

• B3:anBeispielenvonKonfliktsituationenmitbiologischemHintergrundkont-

roverseZieleundInteressensowiedieFolgenwissenschaftlicherForschung

aufzeigenundethischbewerten

MöglichedidaktischeLeit-fragen/Sequenzierungin-haltlicherAspekte



- Einordnung des Menschen

indasnatürlicheSystem

- Besonderheiten des Men-

schen

- Fossilgeschichte des Men-

schen

-StammbaumdesMenschen

- Variabilität des modernen

Menschen

ordnendenmodernenMenschenkriteriengeleitetdenPrimatenzu(UF3)

diskutierenwissenschaftlicheBefunde(u.a.Schlüsselmerkmale)undHypo-

thesenzurHumanevolutionunterdemAspektihrerVorläufigkeitkritisch-

konstruktiv(K4,E7)

bewertendieProblematikdesRasse-BegriffsbeimMenschenaushistori-

scherundgesellschaftlicherSichtundnehmenzumMissbrauchdiesesBe-

griffsausfachlicherPerspektiveStellung(B1,B3,K4)

BilderundTextezurGegenüberstel-

lungvonMenschundSchimpanse

BesuchdesNeandertal-Museums

evtl.Kurzreferatezudenwichtigsten

StationenderHominidenevolution

ProjektzumThemaRassismus,Medi-

enundPräsentationsformenwerden

selbstständig,situations-undadres-

satengerechtausgewählt DiagnosevonSchülerkompetenzenundLeistungsbewertung:

• SchriftlicheÜbung,ggf.Klausur


Hinweis:Thema,Inhaltsfelder,inhaltlicheSchwerpunkteundKompetenzenhatdieFachkonfe-renzderBeispielschuleverbindlichvereinbart.InallenanderenBereichensindAbweichungenvondenvorgeschlagenenVorgehensweisenbeiderKonkretisierungderUnterrichtsvorhabenmöglich.DarüberhinausenthältdieserschulinterneLehrplanindenKapiteln2.2bis2.4über-greifendesowiez.T.auchjahrgangsbezogeneAbsprachenzurfachmethodischenundfachdidak-tischenArbeit,zurLeistungsbewertungundzurLeistungsrückmeldung.JenachinternemSteue-rungsbedarfkönnensolcheAbsprachenauchvorhabenbezogenvorgenommenwerden.

Inhaltsfeld6:Neurobiologie

UnterrichtsvorhabenI:AufbauundFunktionvonNeuronenUnterrichtsvorhaben II: Neuronale Informationsverarbeitung und Grundlagen derWahrneh-mungUnterrichtsvorhabenIII:PlastizitätundLernenInhaltlicheSchwerpunkte:AufbauundFunktionvonNeuronen

• BauundFunktionvonNervenzellen• ElektrophysiologischeUntersuchungsmethoden• Erregungsbildung(Ruhe-undAktionspotenzial)• Erregungsleitung• ErregungsübertragunganSynapsen

NeuronaleInformationsverarbeitungundGrundlagenderWahrnehmung

• ReizwandlungundVerstärkunginRezeptoren• Aufbau[desAuges(Wdh.)und]derNetzhaut• BildverarbeitunginderNetzhaut• VomReizzurWahrnehmung

PlastizitätundLernen

• GehirnbauundFunktionderHirnteile• BildgebendeVerfahrenzurErforschungvonGehirnfunktionen• DegenerativeErkrankungendesGehirns• EinsatzvonNeuroenhancern• Lernformen• Gedächtnismodelle• VeränderungenimGehirndurchLernvorgänge

Basiskonzepte:System-Neuron,Membran,Ionenkanal,Synapse,Gehirn,RezeptorStrukturundFunktion-Neuron,Natrium-Kalium-Pumpe,Potentiale,AmplitudenundFre-quenzmodulation,Synapse,Neurotransmitter,Hormon,secondmessenger,Reaktionskaskade,Fototransduktion,Sympathicus,Parasympathicus,NeuroenhancerEntwicklung-NeuronalePlastizität

UnterrichtsvorhabenI:Thema/Kontext:AufbauundFunktionvonNeuronen

Inhaltsfeld:IF4Neurobiologie InhaltlicheSchwerpunkte

• BauundFunktionvonNervenzellen• ElektrophysiologischeUntersuchungsmethoden• Erregungsbildung(Ruhe-undAktionspotenzial)• Erregungsleitung• ErregungsübertragunganSynapsen

SchwerpunkteübergeordneterKompetenzerwartungen:DieSchülerinnenundSchülerkönnen...(KompetenzeninkursivgeltennurfürdenLeistungskurs)UF1:biologischePhänomeneundSachverhaltebeschreibenunderläutern.UF2: zur LösungvonbiologischenProblemenzielführendeDefinitionen,KonzepteundHandlungsmöglichkeitenbegründetauswählenundanwenden.UF3: biologische Sachverhalte und Erkenntnisse nach fachlichen Kriterien ordnen,strukturierenundihreEntscheidungbegründen.E2:BeobachtungenundMessungen,auchmithilfekomplexerApparaturen,sachgerechterläutern.E5: Daten und Messwerte qualitativund quantitativ im Hinblick auf Zusammenhänge, Regeln oder GesetzmäßigkeitenanalysierenundErgebnisseverallgemeinern.E6: Anschauungsmodelle entwickeln sowie mithilfe von theoretischen Modellen,mathematischen Modellierungen und Simulationen biologische sowie biotechnischePro-zesseerklärenodervorhersagen.B2: Auseinandersetzungen und Kontroversen zu biologischen und biotechnischenProblemenundEntwicklungendifferenziertausverschiedenenPerspektivendarstellenundeigeneEntscheidungenaufderBasisvonSachargumentenvertreten.

63

B3: an Beispielen von Konfliktsituationen mit biologischem Hintergrund kontroverseZiele und Interessen sowie die Folgen wissenschaftlicher Forschung aufzeigen undethischbewerten.B4: begründet die Möglichkeiten und Grenzen biologischer Problemlösungen undSichtweisen bei innerfachlichen, naturwissenschaftlichen und gesellschaftlichenFragestellungenbewerten.K4:sichmitanderenüberbiologischeSachverhaltekritisch-konstruktivaustauschenund

dabeiBehauptungenoderBeurteilungendurchArgumentebelegenbzw.widerlegen.




beschreiben Aufbau und Funktion desNeurons(UF1)erklärenAbleitungenvonPotentialenmittelsMesselektroden an Axon und Synapse undwertenMessergebnisseunterZuordnungdermolekularen Vorgänge an Biomembranenaus(E5,E2,UF1,UF2).leiten aus Messdaten Veränderungen von

Ionenströmen durch Ionenkanäle ab und

entwickelndazuModellvorstellungen(E5,E6,

K4).

BesprechungdesVersuchsaufbauszurAbleitunganeinemRiesenaxonErarbeitungderGrundlagenderBioelektrizität,derEntste-hungundAufrechterhaltungdesRuhepotenzialsundderEigen-schaftenundEntstehungdesAktionspotenzialsAuswertung und Deutung von Messergebnissen mithilfe

derKenntnissezumMembranbau

erklärendieWeiterleitungdesAktionspoten-tialsanmyelinisiertenAxonen(UF1).[im LK alternativ: vergleichen die

Weiterleitung des Aktionspotentials an

myelinisierten und nicht myelinisierten

Axonen miteinander und stellen diese unter

dem Aspekt der Leitungsgeschwindigkeit in

einen funktionellen Zusammenhang (UF2,

UF3,UF4)].erklärenAbleitungenvonPotentialenmittelsMesselektroden an Axon und Synapse undwertenMessergebnisseunterZuordnungdermolekularen Vorgänge an Biomembranenaus(E5,E2,UF1,UF2).

erläuterndieVerschaltungvonNeuronenbeider Erregungsweiterleitung und derVerrechnung von Potentialen mit derFunktion der Synapsen auf molekularerEbene(UF1,UF3).

dokumentieren und präsentieren dieWirkungvonendo-undexogenenStoffenaufVorgänge am Axon, der Synapse und aufGehirnareale an konkreten Beispielen (K1,K3,UF2).

erklären Wirkungen von exogenenSubstanzen auf den Körper und bewertenmögliche Folgen für Individuum undGesellschaft(B3,B4,B2,UF4).

ErarbeitungdersaltatorischenErregungsleitung(Vergleich der Leitungsgeschwindigkeiten verschiedener

Axone: Erklärung aufgrund der passiven/ kontinuierlichen

undsaltatorischenErregungsleitung)Erarbeitung der Vorgänge bei der ErregungsübertragunganSynapsenErläuterungderVorgängeanerregendenundhemmendenSynapsenundderenVerrechnungDarstellungderWirkungvonStoffenanverschiedenenAn-griffspunktenimNervensystem

65

[imLKalternativ:leitenWirkungenvonendo-

und exogenen Substanzen (u.a. von

Neuroenhancern) auf dieGesundheit ab und

bewerten mögliche Folgen für Individuum

undGesellschaft(B3,B4,B2,UF2,UF4)].

DarstellungderWirkungenundFolgenvonDrogenkonsumbzw.Medikamenteneinnahme

UnterrichtsvorhabenII:Thema/Kontext:UnsereAugen-dieFensterzurWelt

Inhaltsfeld:IF4Neurobiologie InhaltlicheSchwerpunkte

• ReizwandlungundVerstärkunginRezeptoren• Aufbau[desAuges(Wdh.)und]derNetzhaut• BildverarbeitunginderNetzhaut• VomReizzurWahrnehmung

SchwerpunkteübergeordneterKompetenzerwartungen:DieSchülerinnenundSchülerkönnen...(KompetenzeninkursivgeltennurfürdenLeistungskurs)UF4: Zusammenhänge zwischen unterschiedlichen,natürlichen und durch menschliches Handelnhervorgerufenen Vorgängen auf der Grundlage einesvernetzten biologischen Wissens erschließen undaufzeigen.K1: bei der Dokumentation von Untersuchungen,Experimenten, theoretischen Überlegungen undProblemlösungen eine korrekte Fachsprache undfachüblicheDarstellungsweisenverwenden.nurLK:

E1: selbstständig in unterschiedlichen Kontexten

biologische Probleme identifizieren, analysieren und in

FormbiologischerFragestellungenpräzisieren.

67

MöglichedidaktischeLeitfragen/Sequen-zierunginhaltlicherAspekte

KonkretisierteKompetenzerwartun-gendesKernlehrplansDieSchülerinnenundSchüler…


stellen das Prinzip derSignaltransduktionaneinemRezeptoranhand von Modellen dar (E6, UF1,UF2,UF4).[stellen die Veränderung der

Membranspannung an

Lichtsinneszellen anhand von

Modellen dar und beschreiben die

Bedeutung des second messengers

und der Reaktionskaskade bei der

Fototransduktion(E6,E1)].

erläutern den Aufbau und dieFunktion der Netzhaut unter denAspekten der Farb- undKontrastwahrnehmung(UF3,UF4).stellen den Vorgang von der durcheinen Reiz ausgelösten Erregung vonSinneszellen bis zur Entstehung desSinneseindrucks bzw. derWahrnehmung im Gehirn unterVerwendung fachspezifischerDarstellungsformen in Grundzügendar(K1,K3).

ErarbeitungderBedeutungderSinneszellealsReizwand-ler(VertiefungdurchErläuterungderVorgängebeiderFoto-rezeption)AufbauderNetzhaut,VergleichderAbsorptionsspektren,z.B.VersuchezurVerteilungvonStäbchenundZapfenauf

derNetzhautmiteinemPerimeterDarstellungz.B.alsFließdiagramm

UnterrichtsvorhabenIII:Thema/Kontext:AufbauundFunktionsweisedesGehirns

Inhaltsfeld:IF4Neurobiologie

InhaltlicheSchwerpunkte• GehirnbauundFunktionderHirnteile• BildgebendeVerfahrenzurErforschungvonGehirnfunktionen• DegenerativeErkrankungendesGehirns• EinsatzvonNeuroenhancern• Lernformen• Gedächtnismodelle• VeränderungenimGehirndurchLernvorgänge

SchwerpunkteübergeordneterKompetenzerwartungen:DieSchülerinnenundSchülerkönnen...(KompetenzeninkursivgeltennurfürdenLeistungskurs)K2: zu biologischen Fragestellungen relevanteInformationenundDaten inverschiedenenQuellen,auchin aus-gewählten wissenschaftlichen Publikationen,recherchieren,auswertenundvergleichendbeurteilen.K3:biologischeSachverhalteundArbeitsergebnisseunterVerwendung situationsangemessener Medien undDarstellungsformenadressatengerechtpräsentieren.nurLK:B4:begründetdieMöglichkeitenundGrenzenbiologischer

Problemlösungen und Sichtweisen bei innerfachlichen,

naturwissenschaftlichen und gesellschaftlichen

Fragestellungenbewerten.

B1: fachliche, wirtschaftlich-politische und moralische

Kriterien bei Bewertungen von biologischen und

biotechnischenSachverhaltenunterscheidenundangeben

69

MöglichedidaktischeLeitfragen/Sequen-zierunginhaltlicherAspekte

KonkretisierteKompetenzerwartun-gendesKernlehrplansDieSchülerinnenundSchüler…


GehirnundHirnforschung ermitteln mithilfe der Aufnahmeneines bildgebenden VerfahrensAktivitäten verschiedenerGehirnareale(E5,UF4)[imLKalternativ:stellenMöglichkeiten

und Grenzen bildgebender Verfahren

zur Anatomie und zur Funktion des

Gehirns (PET und fMRT) gegenüber

undbringendiesemitderErforschung

von Gehirnabläufen in Verbindung

(UF4,UF1,B4)recherchieren und präsentierenaktuelle wissenschaftlicheErkenntnisse zu einer degenerativenErkrankung(K2,K3).[leiten Wirkungen von endo- und

exogenen Substanzen (u.a. von

Neuroenhancern) auf die Gesundheit

abundbewertenmögliche Folgen für

Individuum und Gesellschaft (B3, B4,

B2,UF2,UF4)]

stellen aktuelle Modellvorstellungenzum Gedächtnis auf anatomisch-physiologischerEbenedar(K3,B1).erklärendieBedeutungderPlastizität

Beschreiben der Aktivitäten verschiedener Großhirnbe-reichez.B.beimWortebildenmittelsPET-Scan(VergleichvonPETundMRT)Mögliche Beispiele: Parkinson-Syndrom, Alzheimer-Demenz,ChoreaHuntington,MultipleSkleroseDarstellungderWirkungenundFolgenvonNeuroenhan-cer-Einnahmez. B. zeitliche und funktionale Gedächtnismodelle nachMarkowitschBeschreibungdermöglichenVeränderungenindenNeu-ronen und im Nervensystem, die lebenslange Lernvor-gängeermöglichen

1

70

des Gehirns für ein lebenslangesLernen(UF4).[erklären den Begriff der Plastizität

anhandgeeigneterModelleundleiten

die Bedeutung für ein lebenslanges

Lernenab(E6,UF4)].

DiagnosevonSchülerkompetenzenundLeistungsbewertung:

• SchriftlicheÜbung,Präsentationsformenetc.ggf.Vorabiturklausur

71

2.2 GrundsätzederfachmethodischenundfachdidaktischenArbeit

In Absprachemit der Lehrerkonferenz sowie unter Berücksichtigung des Schulpro-grammshatdieFachkonferenzBiologiediefolgendenfachmethodischenundfachdi-daktischen Grundsätze beschlossen. In diesem Zusammenhang beziehen sich dieGrundsätze1bis14auffächerübergreifendeAspekte,dieauchGegenstandderQua-litätsanalysesind,dieGrundsätze15bis25sindfachspezifischangelegt.

ÜberfachlicheGrundsätze:

1.) Geeignete Problemstellungen zeichnen die Ziele des Unterrichts vor und be-

stimmendieStrukturderLernprozesse.

2.) Inhalt und Anforderungsniveau des Unterrichts entsprechen dem Leistungs-

vermögenderLerner.

3.) DieUnterrichtsgestaltungistaufdieZieleundInhalteabgestimmt.

4.) MedienundArbeitsmittelsindlernernahgewählt.

5.) DieSchülerinnenundSchülererreicheneinenLernzuwachs.

6.) DerUnterrichtfördertundforderteineaktiveTeilnahmederLerner.

7.) DerUnterrichtfördertdieZusammenarbeitzwischendenLernendenundbietet

ihnenMöglichkeitenzueigenenLösungen.

8.) DerUnterrichtberücksichtigtdieindividuellenLernwegedereinzelnenLerner.

9.) Die Lerner erhalten Gelegenheit zu selbstständiger Arbeit und werden dabei

unterstützt.

10.) Der Unterricht fördert strukturierte und funktionale Einzel-, Partner- bzw.

GruppenarbeitsowieArbeitinkooperativenLernformen.

11.) DerUnterrichtfördertstrukturierteundfunktionaleArbeitimPlenum.

12.) DieLernumgebungistvorbereitet;derOrdnungsrahmenwirdeingehalten.

13.) DieLehr-undLernzeitwirdintensivfürUnterrichtszweckegenutzt.

14.) EsherrschteinpositivespädagogischesKlimaimUnterricht.

72

FachlicheGrundsätze:

15.) DerBiologieunterrichtorientiertsichandenimgültigenKernlehrplanaus-

gewiesenen,obligatorischenKompetenzen.

16.) Der Biologieunterricht ist lerner- und handlungsorientiert, d.h. im Fokus

stehtdasErstellenvonLernproduktendurchdieLerner.

17.) DerBiologieunterricht istkumulativ,d.h.erknüpftandieVorerfahrungenund

dasVorwissenderLernendenanundermöglichtdasErlernenvonneuenKom-

petenzen.

18.) DerBiologieunterricht fördert vernetzendesDenkenund zeigt dazu eine über

die verschiedenen Organisationsebenen bestehende Vernetzung von biologi-

schenKonzeptenundPrinzipienmithilfevonBasiskonzeptenauf.

19.) Der Biologieunterricht folgt dem Prinzip der Exemplarizität und gibt den

Lernenden die Gelegenheit, Strukturen und Gesetzmäßigkeiten möglichst

anschaulichindenausgewähltenProblemenzuerkennen.

20.) Der Biologieunterricht bietet nach Produkt-Erarbeitungsphasen immer

auchPhasenderMetakognition,indenenzentraleAspektevonzuerlernen-

denKompetenzenreflektiertwerden.

21.) DerBiologieunterrichtistinseinenAnforderungenundimHinblickaufdie

zuerreichendenKompetenzenfürdieLernertransparent.

22.) Im Biologieunterricht werden Diagnoseinstrumente zur Feststellung des

jeweiligen Kompetenzstandes der Schülerinnen und Schüler durch die

Lehrkraft,aberauchdurchdenLernerselbsteingesetzt.

23.) DerBiologieunterrichtbietetimmerwiederauchPhasenderÜbung.

24.) DerBiologieunterrichtbietetdieGelegenheitzumselbstständigenWieder-

holen und Aufarbeiten von verpassten Unterrichtsstunden. Hierzu ist ein

(geschlossener)virtuellerArbeitsraumaufderLernplattformlo-net2ange-

legt,indemsowohlProtokolleundeineLinklistemit„gutenInternetseiten“

alsauchdieimKursverwendetenArbeitsblätterbereitgestelltwerden.

73

2.3 GrundsätzederLeistungsbewertungundLeistungsrückmeldung

Hinweis:SowohldieSchaffungvonTransparenzbeiBewertungenalsauchdieVergleichbarkeitvon Leistungen sind das Ziel, innerhalb der gegebenen Freiräume Vereinbarungen zu Bewer-tungskriterienundderenGewichtungzutreffen. AufderGrundlagevon§48SchulG,§13APO-GOStsowieKapitel3desKernlehrplansBiologiehatdieFachkonferenzimEinklangmitdementsprechendenschulbezogenenKonzept die nachfolgenden Grundsätze zur Leistungsbewertung und Leistungsrück-meldung beschlossen. Die nachfolgenden Absprachen stellen die Minimalanforde-rungenandaslerngruppenübergreifendegemeinsameHandelnderFachgruppenmit-gliederdar.BezogenaufdieeinzelneLerngruppekommenergänzendweiterederindenFolgeabschnittengenanntenInstrumentederLeistungsüberprüfungzumEinsatz.2.3.1LeistungsbewertungfürdasFachBiologie

BewertungskriterienfürdiesonstigeMitarbeitSekIundII:ZusonstigerMitarbeitgehörendiefolgendenUnterrichtsbereiche:

• mündlicheBeiträgewieHypothesenbildung,Lösungsvorschläge,DarstellenvonZusammenhängenoderBewertenvonErgebnissen

• AnalyseundInterpretationvonTexten,GraphikenoderDiagrammen

• qualitativesundquantitativesBeschreibenvonSachverhalten,unterkorrekterVerwendungderFachsprache

• selbstständigePlanung,DurchführungundAuswertungvonExperimenten

• VerhaltenbeimExperimentieren,GradderSelbständigkeit,BeachtungderVorgaben,GenauigkeitbeiderDurchführung

• ErstellungvonProduktenwieDokumentationenzuAufgaben,Untersuchun-genundExperimenten,Präsentationen,Protokolle,Lernplakate,Modelle

• ErstellenundVortrageneinesReferates

• FührungeinesHeftes,LerntagebuchsoderPortfolios(nachvorherfestgeleg-tenKriterien)

• BeiträgezurgemeinsamenGruppenarbeit

• kurzeschriftlicheÜberprüfungen“(MinisteriumfürSchuleundWeiterbildung2008:42)

74

www.lehrerfreund.de

www.lehrerfreund.de

Kriterien zur Beurteilung der mündlichen Leistung

Situation Fazit Note/Punkte

Keine freiwillige Mitarbeit im Unterricht. Äußerungen nach Aufforderung sind falsch.

Die Leistung entspricht den Anforderungen nicht. Selbst Grundkenntnisse sind so lückenhaft, dass die Mängel in absehbarer Zeit nicht behebbar sind.

Note: 6 Punkte: 0

Keine freiwillige Mitarbeit im Unterricht. Äußerungen nach Aufforderung sind nur teilweise richtig.

Die Leistung entspricht den Anforderungen nicht, notwendige Grundkenntnisse sind jedoch vorhanden und die Mängel in absehbarer Zeit behebbar.

Note: 5 Punkte: 1-3

Nur gelegentlich freiwillige Mitarbeit im Unterricht. Äußerungen beschränken sich auf die Wiedergabe einfacher Fakten und Zusammenhänge aus dem unmittelbar behandelten Stoffgebiet und sind im Wesentlichen richtig.

Die Leistung weist zwar Mängel auf, entspricht im Ganzen aber noch den Anforderungen.

Note: 4 Punkte: 4-6

Regelmäßig freiwillige Mitarbeit im Unterricht. Im Wesentlichen richtige Wiedergabe einfacher Fakten und Zusammenhänge aus unmittelbar behandeltem Stoff. Verknüpfung mit Kenntnissen des Stoffes der gesamten Unterrichtsreihe.

Die Leistung entspricht im Allgemeinen den Anforderungen.

Note: 3 Punkte: 7-9

Verständnis schwieriger Sachverhalte und deren Einordnung in den Gesamtzusammenhang des Themas. Erkennen des Problems, Unterscheidung zwischen Wesentlichem und Unwesentlichem. Es sind Kenntnisse vorhanden, die über die Unterrichtsreihe hinausreichen.

Die Leistung entspricht in vollem Umfang den Anforderungen.

Note: 2 Punkte: 10-12

Erkennen des Problems und dessen Einordnung in einen größeren Zusammenhang, sachgerechte und ausgewogene Beurteilung; eigenständige gedankliche Leistung als Beitrag zur Problemlösung. Angemessene, klare sprachliche Darstellung.

Die Leistung entspricht den Anforderungen in ganz besonderem Maße.

Note: 1 Punkte: 13-15

75

GrundsätzederLeistungsrückmeldungundBeratung

Für Präsentationen, Arbeitsprotokolle, Dokumentationen und andere LernproduktedersonstigenMitarbeiterfolgteineLeistungsrückmeldung,beiderinhalts-unddar-stellungsbezogeneKriterienangesprochenwerden.HierwerdenzentraleStärkenalsauch Optimierungsperspektiven für jede Schülerin bzw. jeden Schüler hervorgeho-ben.

DieLeistungsrückmeldungenbezogenaufdiemündlicheMitarbeiterfolgenaufNach-fragederSchülerinnenundSchüleraußerhalbderUnterrichtszeit,spätestensaberinFormvonmündlichemQuartalsfeedbackoderEltern-/Schülersprechtagen.AuchhiererfolgteineindividuelleBeratungimHinblickaufStärkenundVerbesserungsperspek-tiven.

BewertungskriterienfürKlassenarbeitenundKlausuren(SekundarstufeIbzw.II)WahlpflichtbereichIIBiochemie(beziehtsichlediglichaufdas1.Lernjahr):ImerstenHalbjahrwerdenzweiKlausurengeschrieben.ImzweitenHalbjahrwirdeineKlausurundeineProjektarbeitgeschrieben.EinführungsphaseProHalbjahrwirdeineKlausurvoneinerDauervon90Minutengeschrieben.Qualifikationsphase1und2(1.Halbjahr)(Grundkurs)ProHalbjahrwerdenzweiKlau-surenvonjeweils90Minuten(Q1)bzw.155Minuten(Q2)geschrieben.

Bewertung(WPBiochemie(1.Lernjahr),Einführungsphase,Qualifikationsphase1und2)erfolgtgemäßdenBewertungsvorgabendesZentralabiturs:FürdieZuordnungderNotenstufenzudenPunktzahlenistfolgendeTabelleimLKzuverwenden:Note Punkte

ErreichtePunktzahl

sehrgutplus 15 120-114sehrgut 14 113-108sehrgutminus 13 107-102gutplus 12 101-96gut 11 95-90gutminus 10 89-84befriedigendplus 9 83-78befriedigend 8 77-72befriedigendminus 7 71-66ausreichendplus 6 65-60ausreichend 5 59-54ausreichendminus 4 53-47mangelhaftplus 3 46-39mangelhaft 2 38-32mangelhaftminus 1 31-24ungenügend 0 23-0

76

Qualifikationsphase1und2(1.Halbjahr)(Leistungskurs)ProHalbjahrwerdenzweiKlausurenvonjeweils155Minuten(Q1)bzw.200Minuten(Q2)geschrieben.BewertungerfolgtgemäßdenBewertungsvorgabendesZentralabiturs: Note Punkte

ErreichtePunktzahl

sehrgutplus 15 150–143sehrgut 14 142–135sehrgutminus 13 134–128gutplus 12 127–120gut 11 119–113gutminus 10 112–105befriedigendplus 9 104–98befriedigend 8 97–90befriedigendminus 7 89–83ausreichendplus 6 82–75ausreichend 5 74–68ausreichendminus 4 67–58mangelhaftplus 3 57–49mangelhaft 2 48–40mangelhaftminus 1 39–30ungenügend 0 29–0 Die Schülerinnenund Schülerwerden zuBeginndes Schuljahresüberdieoben ge-nanntenBewertungskriterieninformiert.Qualifikationsphase2(2.Halbjahr):1 Klausur, die –was den formalen Rahmen angeht – unter Abiturbedingungen ge-schrieben wird. Die Leistungsbewertung in den Klausuren wird mit Blick auf dieschriftliche Abiturprüfung mit Hilfe eines Kriterienrasters („Erwartungshorizont“)durchgeführt, welches neben den inhaltsbezogenen Teilleistungen auch darstel-lungsbezogene Leistungen ausweist. Dieses Kriterienraster wird den korrigiertenKlausurenbeigelegtunddenSchülerinnenundSchülernaufdieseWeisetransparentgemacht.

DieZuordnungderHilfspunktezudenNotenstufenorientiertsich inderQualifikati-onsphase am Zuordnungsschema des Zentralabiturs. Die Note ausreichend soll beiErreichenvonca.50%derHilfspunkteerteiltwerden.EineAbsenkungderNotekanngemäßAPO-GOStbeihäufigenVerstößengegendieSprachrichtigkeitvorgenommenwerden.

Literatur:

MinisteriumfürSchuleundWeiterbildungdesLandesNordrhein-

Westfalen:KernlehrplanfürdasGymnasium–SekundarstufeIinNordrhein-WestfalenBiologie,RitterbachVerlag,1.Auflage,Frechen,2008.

Internetquellen:www.lehrerfreund.de(Stand:13.05.2013

77

2.4Lehr-undLernmittel

FürdenBiologieunterricht inderSekundarstufeII istderzeitdasSchulbuchBIOskopSII–GesamtbandNordrhein-Westfalen(Westermann)eingeführt.

3 Entscheidungenzufach-undunterrichtsübergreifendenFragen

Die Fachkonferenz Biologie hat sich im Rahmen des Schulprogramms für folgendezentraleSchwerpunkteentschieden:

Exkursionen

Abgesehen vom Abiturhalbjahr (Q2.2) sollen in der Qualifikationsphase nachMög-lichkeit und inAbsprachemit der Stufenleitungunterrichtsbegleitende ExkursionenzuThemendesgültigenKLPdurchgeführtwerden.AusSichtderBiologiesindfolgen-deExkursionszieleundThemendenkbar/sinnvoll:

Q1.1:BesucheinesSchülerlabors

• „Baylabplants“derBayerCropScienceAGamStandortMonheim (Isolati-on,PCRundGel-ElektrophoresevonRapsgenen)

• SchülerlabordesKölnPUBe.V.(IsolierungvonErbsubstanz(DNA)ausBak-terienundGemüsen,AnalysevonDNAmitRestriktionsenzymen,Polymera-sekettenreaktion (PCR), Gelelektrophorese und genetisches Transformati-onsexperiment,ExperimenterundumSouthernBlot")

• BayLabWuppertal:SchülerlaborfürMolekularbiologie(DNA-IsolierungausZwiebeln und Bakterien, Schneiden der DNA mit Restriktionsenzymen,NachweisderRestriktionsfragmentedurchGelelektrophorese,Absorptions-spektrenvonDNAundProteinen)

• AlfredKruppSchülerlaborRuhruniversitätBochum(AufdenSpurenunse-rerVorfahren; BioethikimDiskurs2018; Gen-Foododernicht?DasisthierdieFrage;NurkeinenStressàDNA-Analysen,PCR;Gelelektrophoreseu.a.WerkzeugederGentechnik)

Q1.2:BesuchdesUmweltbusses„Lumbricus“

• BestimmungderGewässergüte(biologische,chemischeundstrukturellePa-rameterinAnlehnungandieEU-Wasserrahmenrichtlinie)

• Untersuchung von Lebensgemeinschaften und ihren unbelebten (abioti-schen)Faktoren

• BeobachtungenvonAnpassungenandenLebensraum

78

• BestimmungderStandortfaktorenüberdieZeigerpflanzenMethode• NeophytenundNeozoeninNRW• oderFrühjahrsblüherimWald

Q2.1:BesuchdesNeandertalmuseums

• BestimmungvonphylogenetischenStammbäumenaufderBasisvonSchä-delmerkmaleninderAbguss-Sammlung

• WeitereWorkshopmöglichkeiten

4 QualitätssicherungundEvaluation

DasschulinterneCurriculumstelltkeinestarreGrößedar,sondern istals„lebendesDokument“ zu betrachten. Dementsprechend werden die Inhalte stetig überprüft,umggf.Modifikationenvornehmenzukönnen.DieFachkonferenz(alsprofessionelleLerngemeinschaft)trägtdurchdiesenProzesszurQualitätsentwicklungunddamitzurQualitätssicherungdesFachesBiologiebei.

Der Prüfmodus erfolgt jährlich. Zu Schuljahresbeginn werden die Erfahrungen desvergangenenSchuljahresinderFachschaftgesammelt,bewertetundggf.notwendi-geKonsequenzenundHandlungsschwerpunkteformuliert.

Biologie - amplonius.de · Im selben Gebäude, direkt unter den Biologie-Fachräumen, befinden sich...

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