IMPLEMENTATIONSBRIEF CHEMIE/BIOLOGIE ZU DEN ... · Implementationsbrief, GOST Chemie/Biologie,...

IMPLEMENTATIONSBRIEF CHEMIE/BIOLOGIE

ZU DEN RAHMENLEHRPLÄNEN GOST (01.08.2011)

LAND BRANDENBURG

Ausschnitt aus der Jahrespartitur des Leibniz-Gymnasiums Potsdam

Hinweise zu Schulinternen Curricula und

Schulinternen Fachplänen in der Sekundarstufe II

Implementationsbrief, GOST Chemie/Biologie, Brandenburg 2013

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Vorwort

Liebe Kolleginnen und Kollegen,

einige Schulen haben die Arbeit an einem schulinternen Curriculum aufgenommen, um die Qualität von Schule und Unterricht konkret zu verbessern. Aber: Was ist eigentlich ein schulinternes Curriculum, wie erstellt man es und worin unter-scheidet es sich von schulinternen Fachplänen? Vor diesen Fragen stehen alle Schulen, die sich auf den Weg machen. Der Arbeitsprozess auf dem Weg zum schulinternen Curriculum muss von der Schulleitung strukturiert und langfristig angelegt werden, denn die Entwicklung eines schulinternen Curricu-lums benötigt Zeit. Da es sich um ein Instrument der Verständigung handelt, das nur wirksam wird, wenn es Ein-fluss auf den Unterricht aller Beteiligten gewinnt, ist der Prozess ebenso wichtig wie das Er-gebnis. Hier liegt eine große Chance, dass sich das Fachkollegium zum Team entwickelt, das gemeinsam Verantwortung für die Bildungsprozesse im jeweiligen Fach oder Lernbereich übernimmt. Nur ein schulinternes Curriculum, das von allen Lehrkräften getragen wird, er-reicht auch die Schülerinnen und Schüler und bedeutet somit einen Zugewinn an Unterrichts-qualität – und vor allem darum geht es. Hinweise dazu findet man auch auf den Seiten des Berlin-Brandenburger Bildungsserver, http://bildungsserver.berlin-brandenburg.de/fileadmin/bbb/schulqualitaet/schulentwicklung /pdf/Schulinternes_Curriculum.pdf, „Schulinternes Curriculum - ein Baustein zur Qualitätsent-wicklung des Unterrichts“, LISUM, 2005 und Bildung für Berlin - Hinweise zur Arbeit am schul-internen Curriculum in der Fachkonferenz, LISUM, 2006.

Nach der Anpassung der Rahmenlehrpläne an die veränderte Stundentafel in der GOST stellte man sich in vielen Kollegien die Frage, wie die in den Rahmenlehrplänen formulierten Stan-dards curricular verankert werden sollen. Dieser Fachbrief soll vor allem Hinweise, Anregungen und Beispiele für die Erarbeitung schulin-terner Fachpläne für die Fächer Chemie und Biologie (Sek. II) geben. Die angefügten Beispiele für schulinterne Fachcurricula wurden von Fachberaterinnen und Fachberatern bzw. Lehrerinnen verschiedener Schulen erarbeitet. Sie haben lediglich empfeh-lenden Charakter und sollen bei der Erarbeitung eigener Pläne helfen.

Dr. Ilona Siehr Referentin für Chemie und Biologie [email protected]

http://bildungsserver.berlin-brandenburg.de/fileadmin/bbb/schulqualitaet/schulentwicklung%20/pdf/Schulinternes_Curriculum.pdf

http://bildungsserver.berlin-brandenburg.de/fileadmin/bbb/schulqualitaet/schulentwicklung%20/pdf/Schulinternes_Curriculum.pdf

mailto:[email protected]

mailto:[email protected]


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Schul- und fachinterne Curricula

1. Schulinterne Curricula

Das schulinterne Curriculum ist kein fachinterner Arbeits- oder Stoffverteilungsplan, es ersetzt diese auch nicht. Auf der Grundlage der Entwicklungsschwerpunkte des Schulprogramms und der Rahmenlehrpläne/Kerncurricula ist ein schulinternes Curriculum ein Plan zur Festlegung des fachspezifischen Beitrags zu den Entwicklungsschwerpunkten. Das schulinterne Curriculum ersetzt nicht die reguläre Arbeit in den Fachgruppen: Absprachen zu Inhalten, Reihenfolgen, Experimenten, Bewertungsmaßstäben …; die Entwicklungsschwerpunkte und Maßnahmen zu diesen Schwerpunkten sind aber eine Teilmenge der Arbeitspläne der Fachgruppen.

Die folgende Übersicht stellt den Zusammenhang zu den Rahmenbedingungen, dem Schulin-ternen Curriculum und den Schulinternen Fachplänen dar.


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Rahmenbedingungen für Schulinterne Curricula Im „Orientierungsrahmen Schulqualität in Brandenburg, Qualitätsbereiche und Qualitätsmerkmale guter Schulen“ (Dezember 2008) finden Sie auf den Sei-ten 17 – 19 Aussagen zum Qualitätsmerkmal (QM) 2.1: Schulinternes Curriculum: Die Schule verfügt über ein schulinternes Curriculum mit abgestimmten Zielen und Inhalten.


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Auf jeweils den Seiten 8 der Rahmenlehrpläne Sek. I (2008) Chemie, Biologie und Physik des Landes Brandenburg ist folgender Textbaustein zum Schulinternen Curriculum zu finden:

Schulinterne Curricula Der Rahmenlehrplan bietet Orientierung und Raum für die Ge-staltung schulinterner Curricula, in denen auf der Grundlage der Vorgaben des Rahmenlehrplans der Bildungs- und Erziehungsauf-trag von Schule standortspezifisch konkretisiert wird. Dazu wer-den fachbezogene, fachübergreifende und fächerverbindende Entwicklungsschwerpunkte sowie profilbildende Maßnahmen festgelegt. Die Kooperation innerhalb der einzelnen Fachbereich bzw. Fachkonferenzen ist dabei von ebenso großer Bedeutung wie fachübergreifen Absprachen und Vereinbarungen. Bei der Erstellung schulinterner Curricula werden regionale und schulspe-zifische Besonderheiten sowie die Neigungen und Interessenlagen der Lernenden einbezogen. Dabei arbeiten alle an der Schule Beteiligten zusammen und nutzen auch die Anregungen und Koo-perationsangebote externer Partner. Zusammen mit dem Rahmenlehrplan ist das schulinterne Curricu-lum ein prozessorientiertes Steuerungsinstrument im Rahmen von Qualitätsentwicklung und Qualitätssicherung. Wenn in einem schulinternen Curriculum überprüfbare und transparente Ziele formuliert werden, entsteht die Grundlage für eine effektive Selbstevaluation des Lernens und des Unterrichts.

2. Fachinterne Curricula

Fachinterne Curricula sind zugleich Grundlage und Hilfe für die konkrete Unterrichtsplanung der Lehrkräfte. In ihnen werden Wege zur Erreichung der Abschlussstandards des Rahmen-lehrplanes aufgezeigt.

Der fachinterne Plan wird von der Fachkonferenz der Schule erstellt, wobei die Diskussion und der Erfahrungsaustausch in regionalen Fachkonferenzen sinnvoll sind und angestrebt werden sollten.

Die im Plan getroffenen Festlegungen können in sehr unterschiedlicher Tiefe vorgenommen werden. Die Grenze zwischen dem fachinternem Plan und dem pädagogischem Freiraum der einzelnen Lehrkraft sollte einvernehmlich von den Mitgliedern der Fachkonferenz festgelegt werden. Die in einem fachinternen Plan zu berücksichtigenden Aspekte und Bedingungen sind sehr komplex. Das bedeutet, dass es keine einfache Übersicht geben kann, welche alle zuvor besprochenen Punkte angemessen berücksichtigt. Es kommt sicherlich nicht darauf an, alle Einzelheiten des Lernprozesses perfekt schriftlich zu fixieren. Selbst auf der Ebene der Planung kleinster Unterrichtseinheiten ist dies nicht möglich und auch nicht sinnvoll. Es muss pädagogi-scher Entscheidungsspielraum für die einzelne Lehrkraft bleiben. Nur wesentliche Aussagen, die auch tatsächlich geeignet sind, das Handeln der betreffenden Lehrkräfte zu steuern, sollten festgeschrieben werden.

3. Erarbeitungsfragen zu fachinternen Curricula

Auf der Grundlage des Rahmenlehrplans verfasst die Fachkonferenz einen schulinternen Lehr-/Fachplan. Die folgende Übersicht enthält Erarbeitungsfragen, die diesen Prozess unterstützen.


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Checkliste zur Erstellung eines schulinternen Lehrplans

Thema erledigt

Rahmenbedingungen der fachlichen Arbeit:

Umfeld der Schule

Ressourcen

Größe und Ausstattung der Schule

Unterrichtstaktung

Stundenverortung und Lehrkräfte

Bezug zu curricular relevanten Aspekten des Schulprogramms

Beitrag zur Erreichung der Erziehungsziele der Schule

Fachspezifische Ziele und Schwerpunkte der Fachgruppenarbeit

Unterrichtsvorhaben:

Zuordnung obligatorischer Unterrichtsvorhaben zu den Jahrgangsstufen

Thema

Kompetenzen

Inhaltsfelder

Inhaltliche Schwerpunkte

Zeitbedarf

Grundsätze der fachmethodischen und fachdidaktischen Arbeit:

Fächerübergreifende Aspekte

Geeignete Problemstellungen

Schülernähe

Individuelle Lernwege

Einhaltung des Ordnungsrahmens

…

Fachspezifische Aspekte

Anbindung der Kompetenzen an Fachinhalte

Anknüpfung an Interessen und Erfahrungen

Einbeziehung externer Fachleute

…

Grundsätze der Leistungsbewertung und Leistungsrückmeldung:

Verbindliche Absprachen zur Durchführung von

schriftlichen Parallelübungen

Herstellung eines Medienprodukts

Kurzvorträgen

Projekten

Hausarbeiten


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praktischen Arbeiten

…

Verbindliche Instrumente

Arbeitsmappe

Portfolio

Kurze Hausarbeit

Schriftliche Überprüfung

…

Übergeordnete Kriterien für die Bewertung

Konkretisierte Kriterien für die Bewertung der schriftlichen und mündlichen Leis-tungen

Grundsätze der Leistungsrückmeldung und Beratung

Lehr- und Lernmittel

Zuordnung zu den Jahrgangsstufen

Hinweise zur Ausgabe und Behandlung

Entscheidungen zu fach- und unterrichtsübergreifenden Fragen:

Überfachliche Absprachen

Zusammenarbeit mit anderen Fächern

Fächerübergreifende Jahrgangspartitur

Kooperation mit außerschulischen Partner

Nutzung außerschulischer Lernorte

Verknüpfungen mit dem Ganztagsangebot

Qualitätssicherung und Evaluation

Aufgabenverteilung innerhalb der Fachkonferenz

Plan zur regelmäßigen fachlichen Qualitätskontrolle

Überprüfung des schulinternen Lehrplans

Schließlich muss eine Form gefunden werden, die in der Praxis handhabbar und erweiterbar ist. Ausgehend von den oben genannten Punkten wird eine grobe Struktur für Unterrichtsein-heiten entwickelt. Hierbei sind wesentliche Aspekte der Kompetenzentwicklung zu verdeutli-chen. Im Fokus steht dabei der Bezug der Kompetenzen auf die Kerninhalte bzw. auf die Wahl-themen. Eine bloße Stoffverteilung genügt hier nicht. Eine mögliche Struktur ist nachfolgend dargestellt.


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Chemie: grundlegendes Anforderungsniveau 11/I

Zeit Thema Inhalt Prozess- und inhaltsbezogene Kompetenzen Vernetzungen Experimente/Bemerkungen

Energetik und Gleichgewichtsreaktionen in Natur und Technik

9

Thermodynamik

Erster Hauptsatz der Ther-modynamik (Energieerhal-tungssatz)

Enthalpie als Reaktionswär-me bei konstantem Druck (Lösungsenthalpie, Verbren-nungsenthalpie, Bildungsent-halpie)

Ermitteln der Reaktionswär-me durch Kalorimetrie

Berechnung der Enthalpie nach dem Satz von HESS

Die Schülerinnen und Schüler…..

beschreiben und erläutern Phänomene der Stoff- und Energieumwandlung bei chemischen Reaktionen und erklären diese Phänomene auf der Grundlage von Teilchen- und Bindungsmodellen,

wenden den Ersten Hauptsatz der Ther-modynamik auf chemische Reaktionen an und bestimmen Reaktionswärmen expe-rimentell und mathematisch,

planen Experimente zur Ermittlung von Reaktions-enthalpien und führen diese durch,

bewerten die Bedeutung energetischer Betrachtungen chemischer Reaktionen z. B. anhand der Heizwerte von Energieträ-gern und der Brennwerte von Lebensmit-teln,

Bio P2 7/8 Fette, Kohlenhydrate, Eiweiße - Ener-giegehalt von Lebensmitteln (kalorimetrische Bestimmung durch einfache Experimente)

PH P3 7/8: Temperatur, thermische Energie und Wärme

Experimente

Kalorimetrische Ermitt-lung von Lösungs- oder Reaktionsenthalpien

2 Festigung und Lernerfolgskontrolle

14

Kinetik

Reaktionsgeschwindigkeit und deren Beeinflussung

Merkmale des chemischen Gleichgewichtes

Massenwirkungsgesetz, Be-rechnungen von KC bzw. der Konzentrationen der Stoffe im Gleichgewicht für Δν = 0

beschreiben Gleichgewichtszustände chemischer Reaktionen und erklären die Beeinflussbarkeit chemischer Gleichge-wichte,

formulieren mithilfe des Massenwir-kungsgesetzes (MWG) quantitative Aus-sagen zur Lage von Gleichgewichtsreakti-onen,

beurteilen unter Nutzung des MWG be-

Bio, Sek. II, RLP 4.1 und 4.5: Enzyme als Biokatalysatoren im menschli-chen Organis-mus (z. B. Kata-lase)

PH P6 7/8:

Modell-Experiment zur Veranschaulichung des chemischen Gleichge-wichtes


Anwendung des Prinzips von LE CHATELIER

Wirtschaftlichkeit (einschließ-lich technologischer Prinzi-pien: Gegenstromprinzip, kontinuierliche und diskonti-nuierliche Arbeitsweisen, Kreislaufprinzip) und ökologi-sche Folgen einer ausgewähl-ten technischen Synthese

deutende großtechnische Synthesen, wie z. B. das HABER-BOSCH-Verfahren, hin-sichtlich ihrer Wirtschaftlichkeit,

wenden das MWG auf Gleichgewichte in wässrigen Lösungen an,

Gleichförmige Bewegungen


12

Säure-Base-Gleichgewichte

Säure-Base-Theorie nach BRÖNSTED als Donator-Akzeptor-Reaktion

Ionenprodukt des Wassers

pH-Wert, Berechnung für sehr starke Protolyte

Säure-Base-Titration sehr starker Protolyte

stellen den Zusammenhang von Ionen-produkt des Wassers und pH-Wert dar,

berechnen pH-Werte und stellen die Bedeutung des pH-Wertes in Alltag und Technik dar,

führen selbstständig Säure-Base-Titrationen durch,

planen zunehmend selbstständig, welche Experimente zu welchem erkenntnisthe-oretischen Zweck eingesetzt werden können, um eigene Fragestellungen in Bezug auf ein naturwissenschaftlich-chemisches Problem zu beantworten,

diskutieren die Aussagekraft von Nach-weisreaktionen

Bio P4 7/8 Säu-re-Base-Haushalt des Blutes (Puffer-systeme)

Bio P3 7/8 // P1 9/10 Zellatmung und Kohlen-stoffdioxid

Titration sehr starker einprotoniger Säuren und sehr starker ein-wertiger Base

Ermitteln von pH-Werten von Protolyt-Lösungen

Ionen-Nachweise: Ha-logenid-, Sulfat-, Car-bonat-, Ammonium– Titration sehr starker einprotoniger Säuren und sehr starker ein-wertiger Base


Ionen-Nachweise: Ha-


10

logenid-, Sulfat-, Car-bonat-, Ammonium


41/44 Gesamtstundenzahl im Halbjahr

Chemie: grundlegendes Anforderungsniveau 11/II


Elektrochemie in Alltag und Technik

4

Atombau/PSE

Elektronenkonfiguration der Haupt- und Nebengruppen-elemente


6

Redoxreaktionen Redoxreaktionen als Donator-Akzeptor-Reaktionen

beschreiben Redoxreaktionen als Donator-Akzeptor-Reaktionen und entwickeln für ausgewählte Reaktionen Teil- und Ge-samtgleichungen,

vergleichen Säure-Base- und Redoxreak-tionen nach selbst gewählten Kriterien,

erkennen und beschreiben von Redox-reaktionen im Alltag (z. B. Hochofenpro-zess)

Bio P2 7/8 Re-duzierende Wirkung der Glucose (FEHLINGsche Probe)

Experimente:

Nachweisreaktionen: Fe3+/Fe2+/Cu2+-Ionen,

Thermitversuch


20

Elektrochemie Elektrochemische Span-nungsreihe

Prinzipieller Bau und Ar-beitsweise einer galvanischen Zelle

dokumentieren chemische und technische Grundlagen der Umwandlung von chemi-scher in elektrische Energie und umge-kehrt,

wenden die elektrochemische Spannungs-

Experimente:

Zementation

Bau eines galvanischen Elementes und Messung der Zellspannung


Berechnung der Zellspannung unter Standardbedingungen

Elektrochemische Korrosion, Korrosionsschutz

Elektrolyse an einem ausge-wählten Beispiel

Vergleich Elektrolysezelle und galvanische Zelle

reihe an, um Redoxreaktionen vorauszu-sagen und Zellspannungen unter Stan-dardbedingungen zu ermitteln,

erklären die Wirkung elektrochemischer Spannungsquellen und Korrosionsvorgän-ge sowie die Vorgänge der Elektrolyse,

führen Experimente zum Erkunden elekt-rochemischer Sachverhalte durch, die sie selbstständig planen und auswerten,

beurteilen elektrochemische Prozesse in Technik und Alltag unter dem Aspekt der Nachhaltigkeit,

beschreiben und bewerten die gesell-schaftliche Relevanz und Bedeutung der angewandten Chemie für die Sicherung der Energieversorgung,

diskutieren die Problematik der zukünfti-gen Energieversorgung und verschiedene Energiekonzepte.

Lokalelement

Elektrolyse


34 Gesamtstundenzahl im Halbjahr


12

Chemie: grundlegendes Anforderungsniveau 12/I


Natürliche Makromolekulare Stoffe

22

Kohlen-hydrate

Kohlenhydrate: Eintei-lung und Bedeutung

Fischer-Projektion am Beispiel von Glucose, Fructose und Aminosäu-ren

Chiralität

Struktur und Eigenschaf-ten von Monosacchariden (Glu-cose, Fructose), Disac-chariden (Saccharose, Maltose), Polysacchari-den (Stärke, Cellulose)

Hydrolyse von natürli-chen Makromolekülen


beschreiben die Vielfalt der makromoleku-laren Stoffe auf der Basis der unterschiedli-chen Kombination der Teilchen und deren Wechselwirkung und wenden geeignete Mo-delle zur Beschreibung des Baus dieser Stoffe an,

begründen die Zuordnung der Kohlenhydra-te und Proteine zu Stoffklassen auf der Grundlage von Strukturmerkmalen,

erläutern die Chiralität auf molekularer Ebene,

beschreiben die Bindungen in und zwischen Makromolekülen und leiten daraus Zusam-menhänge zwischen Struktur und Eigen-schaften ab,

führen spezielle Nachweisreaktionen für die natürlichen Monomere sowie deren Poly-mere durch,

beschreiben die Bedeutung von Biopolyme-ren,

schlussfolgern mithilfe von Experimenten auf die Struktur und Eigenschaften von na-türlichen Polymeren,

beschreiben Polymere als makromolekulare Stoffe, die aus gleichen oder verschiedenen Monomeren bestehen können.

Bio P2 7/8 Ernährung und Verdauung

Bio P2 7/8 // P1 9/10 Nähr-stoffnachweise

Bio P1 7/8// P2 9/10 Bau von Samenpflanzen

Bio P1 9/10 Glucose als Reaktionsprodukt der Foto-synthese

Bio P 2 7/8 Aufbau von Makromolekülen aus Monomeren in pflanzlichen und tierischen Organismen

Bio P3 7/8 Biologische Oxi-dation

Experimente:

Nachweisreaktionen: FEHLING-,TOLLENS-, LUGOL-, SELIWANOW-Reaktion

Hydrolyse eines Koh-lenhydrats mit Nach-weis der Spaltprodukte

16

Proteine Aminosäuren: Bedeu-tung, Einteilung, Struk-tur, Eigenschaften und Nachweis, Peptidbildung

Proteine: Bedeutung, Einteilung, Struktur, Ei-genschaften und Nach-weisreaktionen, Hydroly-se

Bio P1 9/10// Bio, Sek. II, RLP 4.1 und 4.5: Enzyme als Biokatalysatoren im menschlichen Organismus

Bio P3 9/10 // Bio, Sek. II, RLP 4.1 und 4.7: Proteinbio-synthese

Bio P6 7/8 Immunabwehr

Bio P4 7/8 Blutgruppenei-genschaften

Experimente:

Nachweisreaktionen: Biuret-Xanthoprotein-, Ninhydrin- Reaktion




Chemie: grundlegendes Anforderungsniveau

12/II: Anwendung chemischer Kenntnisse im Alltag

Aus den 5 Wahlthemen: Kunststoffe, Farbstoffe, Waschmittel, Komplexbildungsreaktionen, Ausgewählte Probleme des Umweltschutzes muss der Fachzirkel der Schule sich für ein Thema in Absprache mit den Schülerinnen und Schülern entscheiden und die Planung vornehmen.


14

Chemie: erhöhtes Anforderungsniveau 11/I


Energetik und Gleichgewichtsreaktionen in Natur und Technik

22

Thermo-dynamik

Erster Hauptsatz der Ther-modynamik (Energieerhal-tungssatz)

Enthalpie als Reaktions-wärme bei konstantem Druck (Lösungsenthalpie, Neutralisationsenthalpie, Verbrennungsenthalpie, Bil-dungsenthalpie)

Ermitteln der Reaktions-wärme durch Kalorimetrie

Berechnung der Enthalpie nach dem Satz von HESS

Entropie, freie Enthalpie (Berechnung mit GIBBS-HELMHOLTZ -Gleichung), Ab-leitung von Aussagen zum freiwilligen Ablauf chemi-scher Reaktionen


erklären makroskopische Erscheinungen der chemischen Reaktion mithilfe der submik-roskopischen Betrachtungsweise (Merkmale einer chemischen Reaktion),

beurteilen chemische Reaktionen energe-tisch unter Nutzung des Ersten Hauptsatzes der Thermodynamik,

definieren Enthalpie als Reaktionswärme bei konstantem Druck,

unterscheiden Enthalpiearten (Reaktions-, Bildungs-, Verbrennungs- und Lösungsent-halpie) sowie molarer und nichtmolarer Größen,

wenden die Kalorimetrie als Methode zur Bestimmung von Reaktionsenthalpien an und planen die entsprechenden Experimen-te,

nutzen tabellierte Daten zur Berechnung von Standardreaktionsenthalpien aus Standardbildungsenthalpien

bewerten die gesellschaftliche Relevanz verschiedener Energieträger

berechnen Reaktionsentropien und leiten Aussagen aus den Werten ab,

leiten Voraussagen über den freiwilligen

Bio P2 7/8 Fette, Koh-lenhydrate, Eiweiße - Energiegehalt von Le-bensmitteln (kalori-metrische Bestimmung durch einfache Expe-rimente)

PH P3 7/8: Tempera-tur, thermische Ener-gie und Wärme

Experimente endo- und exotherme Lö-sungsvorgänge von Salzen oder Neutralisationsreakti-onen im Kalorimeter


Verlauf chemischer Reaktionen ab und be-stimmen den Wahrheitsgehalt dieser Aussa-gen mittels der GIBBS-HELMHOLTZ-Gleichung


22

Kinetik

Reaktionsgeschwindigkeit und deren Beeinflussung

Merkmale des chemischen Gleichgewichtes

Massenwirkungsgesetz

Berechnungen von KC bzw. der Konzentrationen der Stoffe im Gleichgewicht für Δν = 0

Anwendung des Prinzips von LE CHATELIER)

Wirtschaftlichkeit (ein-schließlich technologischer Prinzipien: Gegenstrom-prinzip, kontinuierliche und diskontinuierliche Arbeits-weisen, Kreislaufprinzip) und ökologische Folgen ei-ner ausgewählten techni-schen Synthese

vergleichen den Geschwindigkeitsbegriff in Alltags- und Fachsprache,

erkennen und beschreiben die Bedeutung unterschiedlicher Reaktionsgeschwindigkei-ten alltäglicher Prozesse,

planen geeignete Experimente zur Überprü-fung von Hypothesen zum Einfluss von Fak-toren auf die Reaktionsgeschwindigkeit und führen diese durch,

begründen die Einflüsse verschiedener Fak-toren auf die Geschwindigkeit chemischer Reaktionen

recherchieren zu Katalysatoren und beurtei-len deren Einsatz in technischen Prozessen,

erläutern die Merkmale des chemischen Gleichgewichtes,

beschreiben das chemische GG auf Stoff-und Teilchenebene,

formulieren Aussagen zur Lage des chemi-schen Gleichgewichtes anhand der GG-Konstante,

berechnen Kc bzw. die Konzentrationen der Stoffe im Gleichgewicht für Δν = 0 und nut-zen das Massenwirkungsgesetz unter ande-rem zur Diskussion der Reaktionsführung technischer Synthesen,

formulieren Voraussagen über die Änderung

Enzyme als Biokataly-satoren im menschli-chen Organismus (z. B. Katalase) (Bio, RLP 4.1 und 4.5)

PH P6 7/8: Gleichförmige Bewe-gungen

Experiment zur Verschiebung der Lage des chemischen Gleichge-wichtes


16

der Gleichgewichtslage durch Druck-, Tem-peratur- und Konzentrationsänderung (Prin-zip von LE CHATELIER),

beschreiben und erläutern Möglichkeiten der Steuerung chemischer Reaktionen durch Variation von Reaktionsbedingungen,

beurteilen die Bedeutung der Beeinflussung von Gleichgewichten in der chemischen In-dustrie und in der Natur

erläutern Durchführung und technische Prinzipien einer ausgewählten technischen Synthese (z. B. das HABER BOSCH-Verfahren),

diskutieren die Wirtschaftlichkeit und ökolo-gische Folgen einer ausgewählten techni-schen Synthese,


25

Säure-Base-Gleichge-wichte

Säure-Base-Theorie nach BRØNSTED als Donator-Akzeptor-Reaktion

Ionenprodukt des Wassers

pH-Wert und Indikatoren

Berechnungen von pH-Werten sehr starker, star-ker und schwacher Protolyte sowie von Salz-Lösungen

Puffersysteme (qualitative Betrachtungen)

Säure-Base-Titrationen, einschließlich Auswertung

recherchieren zu Säuren und Basen in Alltags- Technik- und Umweltbereichen und präsentie-ren ihre Ergebnisse,

beschreiben die Säure-Base-Theorie nach BRØNSTED als Donator-Akzeptor-Reaktion,

leiten das Ionenprodukt des Wassers aus der Autoprotolyse des Wassers her,

definieren den Begriff pH-Wert und erläutern den Zusammenhang zum Ionenprodukt des Wassers,

berechnen pH-Werte sehr starker, starker und schwacher Protolyte sowie pH-Werte von Salz-Lösungen und ermitteln diese experimentell unter Verwendung geeigneter Indikatoren,

Bio P4 7/8 Säure-Base-Haushalt des Blutes (Puf-fersysteme) Bio P3 7/8 // P1 9/10 Zellatmung und Kohlenstoff-dioxid

Titration einprotoniger Säuren und einwertiger Ba-sen


Ionen-Nachweise: Haloge-nid-, Sulfat-, Carbonat-, Hydronium-, Hydroxid- und Ammonium-Ionen


von Titrationskurven (star-ke und schwache einprotonige / einwertige Protolyte)

reflektieren die Bedeutung von pH-Wert-Angaben in ihrem Alltag,

recherchieren exemplarisch zu Puffergleich-gewichten in Umwelt und biologischen Syste-men und präsentieren ihre Ergebnisse,

führen Säure-Base-Titrationen durch und be-rechnen Konzentrationen, Massen und Stoff-mengen der Titranden,

werten Titrationskurven aus.


5 Klausuren



18

Chemie: erhöhtes Anforderungsniveau 11/II

Zeit Thema Inhalt Prozess- und inhaltsbezogene Kompetenzen Vernetzungen Experimente/ Bemerkungen

Elektrochemie in Alltag und Technik

8

Atombau /PSE

Elektronenkonfiguration der Haupt- und Neben-gruppenelemente


beschreiben und erläutern den Bau der Atome unter Anga-be von Elektronenkonfigurationen,

PH Sek.II RLP 4.3: Quantenobjekte und atomare Sys-teme

12

Redox-reaktio-nen

Redoxreaktionen als Donator-Akzeptor-Reaktionen, Vergleich mit Säure-Base-Reaktionen

pH-abhängige Redoxreak-tionen

entwickeln Teil- und Gesamtgleichungen für Redoxreaktio-nen (auch pH-abhängig),

wenden Fachbegriffe zur Redoxreaktion an

vergleichen Redox- mit Säure-Base-Reaktionen und inter-pretieren diese als Donator-Akzeptor-Reaktionen,

Experimente: Nachweisreaktio-nen: Fe3+/Fe2+/Cu2+-Ionen


40

Elektro- chemie

Elektrochemische Span-nungsreihe

prinzipieller Bau und Ar-beitsweise einer galvani-schen Zelle und deren An-wendung bei einem Pri-mär- und Sekundärelement sowie bei einer Brennstoff-zelle

Berechnung der Zellspan-nung

erläutern chemische und technische Grundlagen der Um-wandlung von chemischer in elektrische Energie und um-gekehrt,

planen Experimente zur Aufstellung der Redoxreihe der Metalle und führen diese durch

leiten aus der elektrochemischen Spannungsreihe begrün-dete Voraussagen über den Verlauf von Redoxreaktionen ab und überprüfen diese experimentell,

beschreiben den Bau und erklären die Arbeitsweise einer galvanischen Zelle, einer Brennstoffzelle und eines Akku-mulators,

Experimente:

Zementation

Bau eines gal-vanischen Elementes und Messung der Zellspannung

Lokalelement (Korrosion)


Anwendung der NERNSTschen Gleichung für Metallsalzlösungen der Konzentrationen c < 1 mol · L-1

Elektrochemische Korrosi-on, Lokalelement, Korrosi-onsschutz (aktiv und pas-siv)

Theoretische Grundlagen der Elektrolyse und An-wendung an einem ausge-wählten Beispiel

Vergleich Elektrolysezelle und galvanische Zelle

bestimmen und berechnen die Zellspannung einer galvani-schen Zelle auch unter Verwendung der NERNSTschen Glei-chung,

erläutern die Vorgänge bei der elektrochemischen Korrosi-on unter Verwendung geeigneter Experimente (Ionen-nachweise, Lokalelement) und leiten geeignete Korrosions-schutzmaßnahmen ab,

bewerten wirtschaftliche und ökologische Folgen der Kor-rosion unter dem Aspekt der Nachhaltigkeit,

erörtern und bewerten Methoden des passiven und akti-ven Korrosionsschutzes,

beurteilen die Elektrolyse als Verfahren zur Gewinnung wichtiger Rohstoffe vor dem Hintergrund knapper wer-dender Ressourcen,

planen und führen selbstständig die Elektrolyse einer Salz-Lösung durch und werten diese aus,

beurteilen und bewerten den Einsatz elektrochemischer Energiequellen.


4 Klausuren



20

Chemie: erhöhtes Anforderungsniveau 12/I

Zeit Thema Inhalt Prozess- und inhaltsbezogene Kompetenzen Vernetzungen Experimente/

Bemerkungen

Natürliche Makromolekulare Stoffe

40

Kohlen-hydrate

FISCHER -Projektion am Beispiel von Glucose, Fructose

Chiralität und optische Aktivität

Beschreibung der Um-wandlung von Ketten-form in Ringform (HARWORTH -Formel) anhand gegebener Strukturen

Einteilung und Bedeu-tung von Kohlenhydra-ten

Struktur, Eigenschaften und Nachweisreaktio-nen von Mono-sacchariden (Glucose, Fructose), Disacchari-den (Saccharose, Mal-tose), Polysacchariden (Stärke, Cellulose)


erklären Stoffeigenschaften anhand ihrer Kenntnisse über intra- und intermolekulare Wechselwirkungen

diskutieren Reaktionsmöglichkeiten funktioneller Gruppen

erkennen und beschreiben die Bedeutung von Kohlenhydra-ten und Proteinen in ihrer Lebenswelt

erörtern und bewerten die Nutzung nachwachsende Rohstof-fe vor dem Hintergrund knapper werdender Ressourcen

beschreiben die Chiralität als Ursache für die optische Aktivi-tät,

begründen die Zuordnung und die Einteilung der Kohlenhyd-rate auf der Grundlage von Strukturmerkmalen,

geben die Strukturformeln der Monosaccharide Glucose und Fructose als Grundbausteine biologisch wichtiger Makromo-leküle in der FISCHER- und HARWORTH-Projektion an,

untersuchen die chemischen Eigenschaften von Kohlenhydra-te,

wenden das Prinzip der Kondensationsreaktion an und erläu-tern die glykosidische Bindung unter Verwendung von HARWORTH-Projektionsformeln,

beschreiben das Vorkommen und die Bedeutung von Stärke und Cellulose und untersuchen deren Eigenschaften,

führen experimentell eine Hydrolyse durch und weisen die Spaltprodukte nach,

Bio P2 7/8 Ernährung und Verdauung

Bio P2 7/8 // P1 9/10 Nährstoffnachweise

Bio P1 7/8// P2 9/10 Bau von Samenpflan-zen

Bio P1 9/10 Glucose als Reaktionsprodukt der Fotosynthese

Bio P 2 7/8 Aufbau von Makromolekülen aus Monomeren in pflanzlichen und tieri-schen Organismen

Bio P3 7/8 Biologi-sche Oxidation

Experimente:

Nachweisre-aktionen: FEHLING-, TOLLENS-, SELIWANOW-Reaktion

Hydrolyse eines Koh-lenhydrats mit Nach-weis der Spaltproduk-te


32

Proteine Aminosäuren: Eintei-lung, Struktur, Eigen-schaften (einschließlich Bildung von Zwitter-Ionen, Pufferwirkung und Peptidbildung) und Nachweis

Proteine: Einteilung, Struktur, Denaturie-rung und Nachweisre-aktionen

Kondensation und Hyd-rolyse

leiten die Eigenschaften ausgewählter biogener Aminosäuren ab (optische Aktivität, Schmelztemperatur, Löslichkeit, Säure-Base-Eigenschaften, Pufferwirkung, Ninhydrin-Reaktion),

stellen die Primärstruktur eines Peptids aus vorgegebenen Aminosäuren dar und erläutern die Sekundär-, Tertiär- und Quartärstruktur von Proteinen,

führen Nachweisreaktionen für Proteine durch,

erklären Denaturierungsvorgänge und deren Bedeutung auf-grund experimenteller Untersuchungen,

begründen die Funktion biologisch wichtiger Stoffe aus dem räumlichen Bau ihrer Moleküle (Stärke, Cellulose, Enzyme) kennzeichnen Polymere als makromolekulare Stoffe, die aus gleichen oder verschiedenen Monomeren bestehen können,

Bio P1 9/10// Bio, Sek. II, RLP 4.1 und 4.5: Enzyme als Bio-katalysatoren im menschlichen Orga-nismus

Bio P3 9/10 // Bio, Sek. II, RLP 4.1 und 4.7: Proteinbiosyn-these

Bio P6 7/8 Immun-abwehr

Bio P4 7/8 Blutgrup-peneigenschaften

Experimente:

Nachweisre-aktionen: Biuret-, Xanthoprotein-, Ninhydrin- Reaktion

Ausgewählte Experimente zur Denatu-rierung von Eiweißen


4 Klausur



22

Chemie: erhöhtes Anforderungsniveau 12/II

Zeit Thema Inhalt Prozess- und inhaltsbezogene Kompetenzen Vernetzungen Experimente/ Be-

merkungen

Indikatorfarbstoffe

12

Licht und Farbe

Licht und Farbe (elekt-romagnetisches Spekt-rum, Komplementär-farbe, additive und sub-traktive Farbmischung)

Zusammenhang zwi-schen Struktur und Far-be (Theorie nach WITT)


wenden geeignete Modelle zum Beschreiben und Erklä-ren der Zusammenhänge zwischen Licht und Farbe an und diskutieren die Grenzen der Anwendbarkeit von Modellen,

leiten begründete Voraussagen über die Farbigkeit der Stoffe auf der Grundlage ihrer Struktur ab,

erläutern mithilfe des Chromophor- und Mesomerie-modells Beziehungen zwischen chemischer Struktur und Farbigkeit anhand gegebener Strukturen,

PH Sek.II RLP 4.3: Quantenobjekte und atomare Systeme 4.6: Elektromagneti-sche Induktion, Schwingungen und Wellen 4.7: Quantenobjekte und atomare Systeme

Experimente:

Flammfärbung

18

Säure-Base-Indikato-ren

Anwendung der Farb-theorie auf Indikatoren

Säure-Base-Indikato-ren: Phenolphthalein und Methylorange

Redoxindikator: Methy-lenblau

beschreiben Indikatoren als schwache Säuren und Basen

beschreiben Funktion von Säure-Base-Indikatoren

nutzen Tabellen zur Auswahl eines geeigneten Indikators für Titration

führen qualitative Untersuchungen mit Indikatorfarbstof-fen durch,

begründen die Farbänderungen von Indikatorfarbstoffen bei Donator-Akzeptor-Reaktionen.

Experimente:

Einfluss von Säu-ren und Basen auf Indikatorfarb-stoffe

Blue-Bottle-Experiment


6 Klausur unter Abiturbedingungen



Grundlagen zur Erstellung fachinterner Curricula im Fach Biologie (Gymnasien 4+ 2 Modell)

(erarbeitet durch die Fachberater im Land Brandenburg)

Erhöhtes Anforderungsniveau

11/1 Physiologische Grundlagen ausgewählter Lebensprozesse am Beispiel der Nervenzelle (60 Stunden)

Inhalte Kompetenzentwicklung Std. Notizen / Bemer-kungen

1. Aufbau lebender Organismen aus Zellen

Schülerinnen und Schüler

beschreiben die historische Entwicklung des Zellmodells

beschreiben den Aufbau lebender Organismen aus Zellen, Geweben, Organen und Organsystemen am Beispiel des Nervensystems

beschreiben den Aufbau der Nervenzelle

erläutern das Prinzip der Zelldifferenzierung am Beispiel der Entstehung einer Nervenzelle aus einer undiffrenzierten Zelle

fertigen Frischpräparate an, mikroskopieren pflanzliche und tierische Zellen, fertigen mikroskopische Zeichnungen an

(pflanzlich: Wasserpest, Liguster, Rhoeo discolor; tierisch: Dauerpräparate z.B. Darmschleimhaut, Nervenzellen) und erläutern den Zusammenhang zwischen Bau und Funktion,

erkennen die Zellorganellen unter dem Mikroskop

ordnen den Zellorganellen die Funktionen zu

vergleichen Procyte und Eucyte und erläutern die Bedeutung der Kompartimentierung

15

2. Vorgänge an Bio-membranen


erläutern historische (Sandwich-) und aktuelle (Flüssig- Mosaik-) Modellvorstellungen zur Biomembran

erklären Modellbildung als Methode des wissenschaftlichen Erkenntnisgewinns

beschreiben und vergleichen aktive und passive Transportprozesse durch Biomembranen

10

(15)


24

führen Versuche zur Plasmolyse und Deplasmolyse durch und erklären die Beobachtungen

3. Enzyme und ihre Bedeutung


beschreiben Bau und Raumstruktur von Eiweißen

beschreiben Bau und Wirkungsweise von Enzymen

planen Experimente zur Beeinflussbarkeit enzymatischer Reaktionen, führen diese durch und protokollieren sie (z.B. Temperatur- und pH- abhängigkeit, Substratspezifität, Substratkonzentration)

15

(10)

Proteasen, Lactase

Mögliche Kontexte: Wie Enzyme unseren Alltag erleichtern

4. Informationsleitung, -verarbeitung und -übertragung im Ner-vensystem


beschreiben den Aufbau von Ruhe- und Aktionspotenzialen an Nervenzellmembranen

erklären die Weiterleitung von Aktionspotenzialen an marklosen und markhaltigen Nerven

beschreiben Bau und Funktion chemischer Synapsen (EPSP und IPSP)

vergleichen interneuronale und neuromuskuläre Synapsen

recherchieren und präsentieren Erkenntnisse über die Wirkungsweise neurobiologisch wirksamer Substanzen ( z.B. Atropin) und verwenden dabei die Fachsprache angemessen,

bewerten den Einsatz neurobiologisch wirksamer Substanzen (auch Drogen),

erklären die Verarbeitung von Informationen auf der Ebene des Nervensystems

20

Mögliche Kontexte: Opiate – notwendig, aber auch gefährlich Lernen lernen Hirnforschung – wie Computer Gedanken lesen


11/2 Ökologie und Nachhaltigkeit (60 Stunden )

Inhalte Kompetenzentwicklung Std. Notizen/Bemerkungen

1. Einfluss abiotischer Faktoren auf Lebewesen

Umweltfaktor Temperatur


erstellen Toleranzkurven aus gegebenen Zahlenwerten und interpretieren diese (stenök, eury-ök),

erläutern die Begriffe physiologische und ökologische Potenz,

erklären mithilfe der Klimaregeln Anpassungen von Tieren in warmen und kalten Gebieten

wenden die RGT (van´t Hoffsche) Regel zur Erklärung der Temperaturabhängigkeit physiologi-scher Prozesse und ihre Grenzen an

erklären Zusammenhänge zwischen Körperbau, Temperatur und Aktivität der Stoffwechselpro-zesse bei gleichwarmen und wechselwarmen Tieren

15

Umweltfaktor Wasser

mikroskopieren den Blattquerschnitt eines Mesophyten

vergleichen die Angepasstheit von Pflanzen am Beispiel der Mesophyten, Hydrophyten, Hygrophyten und Xerophyten

erklären die Angepasstheit an den Umweltfaktor Wasser am Beispiel von Feucht- und Trockenlufttieren

Blattquerschnitt wie-derholen

Umweltfaktor Licht • vergleichen den anatomischen und morphologischen Bau von Licht- und Schattenblättern


26

2. Beziehungen zwischen Lebewesen


entwickeln zu intra- und interspezifischen Beziehungen eine Übersicht

erläutern das Wesen von Parasitismus und Symbiose an Beispielen

vergleichen die Beziehungen von Lebewesen zur Umwelt

erklären ökologische Nischen als Wechselwirkungen zwischen Organismen und ihrer Umwelt

erklären das Konkurrenzausschlussprinzip und werten dazu grafische Darstellungen aus

10

3. Populationsökologie

Wachstum einer Population


Definieren die Begriffe Art und Population

stellen das Wachstum einer Population grafisch dar

vergleichen exponentielles und logistisches Wachstum

stellen r- und K- Strategien gegenüber

10

Regulation der Popula-tionsentwicklung

erklären die Dichteregulation mithilfe der drei Volterraschen Gesetze

führen Simulationen zu Räuber-Beute-Beziehungen in einem Lebensraum durch

bewerten die Anwendbarkeit des Räuber- Beute Modells auf natürliche Lebensräume

erläutern die Regulation der Populationsdichte durch dichteabhängige und dichteunabhängi-ge Faktoren

bewerten dieses Modell

4. Struktur und Funktion eines Ökosystems


Struktur Schülerinnen und Schüler

erläutern die Definitionen: Biozönose, Biotop, Ökosystem, Biosphäre

beschreiben die strukturelle Gliederung eines regionalen Ökosystems auch unter dem Aspekt der Kompartimentierung

ordnen Lebewesen des Ökosystems unter systematischen Aspekten

15

Funktion

stellen Nahrungsbeziehungen schematisch dar

vergleichen die Aussagen von Nahrungsketten und Nahrungsnetzen und Nahrungspyramiden

erklären das Zusammenwirken und die Bedeutung von Produzenten, Konsumenten und De-struenten

erläutern mithilfe schematischer Darstellungen den Energiefluss zwischen den einzelnen Trophiestufen

beschreiben den Kohlenstoffkreislauf in der Natur

Stabilität und Dynamik

vergleichen die jahreszeitliche Veränderung in einem Ökosystem

erörtern Sukzession als zeitliche Veränderung

interpretieren grafische und schematische Darstellungen zur Veränderung von Ökosystemen

beschreiben den Prozess der Eutrophierung und beurteilen die Folgen

Nachhaltigkeit

bewerten die Nachhaltigkeit eines regionalen Entwicklungskonzeptes

reflektieren kritisch die besondere Rolle des Menschen, seine Beziehung zur Umwelt und seine besondere Verantwortung auf Grundlage naturwissenschaftlicher Kenntnisse

Mögliche Kontexte: Alles klar in den Brandenburger Seen? Leben nach dem Tagebau In der Spur des Menschen – biologische Invasionen

5. Analyse eines Ökosystems


28

Analyse eines Ökosys-tems


untersuchen in einem regionalen Ökosystem abiotische und biotische Faktoren

beobachten und bestimmen Pflanzen und Tieren

planen selbstständig Freilanduntersuchungen und führen sie durch

präsentieren die Untersuchungsergebnisse mithilfe verschiedener Techniken und Methoden

bewerten dabei die Ergebnisse der Analyse

10

12/1 Grundlagen und Anwendungsfelder der Genetik (60 Stunden)

Inhalte Kompetenzentwicklung Std. Notizen / Bemerkun-gen

1. Grundlagen der Molekulargenetik

SuS erläutern die identi-sche Replikation, Spei-cherung und Realisie-rung und Veränderung der Erbinformationen bei Eukaryoten


erklären ein Modell zum Aufbau der Chromosomen

mikroskopieren ein Frisch- oder Dauerpräparat eines Riesen-chromosoms und fertigen eine mikroskopische Zeichnung an

extrahieren DNA

analysieren die Versuche von Griffith und Avery

beschreiben die chemische und räumliche Struktur der DNA und RNA

analysieren die Versuche von Meselson und Stahl

interpretieren die Versuchsergebnisse der historischen Experimente

erläutern den Mechanismus der identischen Replikation der DNA und die Funktionen betei-ligter Enzyme

beschreiben die Verfahren PCR und Gelelektrophorese und wenden sie beim genetischen Fingerabdruck an

definieren den Begriff Gen

erläutern die Eigenschaften des genetischen Codes

beschreiben den Verlauf von Transkription und Translation

erläutern den Zusammenhang zwischen Gen und Merkmalsausbildung

wenden den genetischen Codes zur Ermittlung von Aminosäuresequenzen an

25


definieren den Begriff Mutation

nennen Mutagene

unterscheiden Mutationsartenerläutern die Auswirkungen von Genmutationen auf die Prote-instruktur

SuS vergleichen die Pro-teinbiosynthese bei Pro- und Eukaryoten

vergleichen die Proteinbiosynthese bei Pro- und Eukaryoten auch unter dem Aspekt der Kompartimentierung

SuS beschreiben Model-le zur Genregulation bei Prokaryoten

erläutern Beispiele zur Genregulation durch Substratinduktion und Endproduktrepression bei Prokaryoten

Mögliche Kontexte:

Gute Gene, schlechte Gene Wir haben alle Mutationen Vom humanen Genomprojekt (HUGO) zur Proteomforschung

2. Anwendungsfeld Gentechnik

SuS erläutern grundle-gende Verfahren der Gentechnik und bewer-ten Chancen und Risiken


beschreiben den Aufbau und die Lebensweise von Bakterien und Viren unter dem Aspekt ihrer Bedeutung für die Gentechnik

beschreiben prinzipielle Verfahren der Gentechnik am Beispiel des Gentransfers bei Bakteri-en am Beispiel von Humaninsulin

diskutieren die Anwendung gentechnischer Verfahren und bewerten Chancen und Risiken

5

Mögliche Kontexte:

... ganz ohne Gentechnik?


30

3. Anwendungsfeld Reproduktionsbiologie

SuS beschreiben Verfah-ren der Reproduktions-biologie und beurteilen die Bedeutung der Ver-wendung von embryo-nalen und adulten Stammzellen


beschreiben Verfahren der Reproduktionsbiologie: In-vitro-Fertilisation und Embryotransfer am Schema

beschreiben Typen und Besonderheiten von Stammzellen und beurteilen ihre Verwendung

erläutern die Bedeutung der Kernteilungsprozesse für Reproduktionsbiologie und Stammzell-verfahren

15

SuS analysieren Fallbei-spiele von Erbkrankhei-ten unter Verwendung unterschiedlicher Diag-noseverfahren und be-urteilen die Bedeutung der genetischen Bera-tung

begründen die Anwendbarkeit der Mendelschen Gesetze bei der Stammbaumanalyse am Bei-spiel autosomal- dominant, autosomal-rezessiv und X-chromosomal vererbter Krankheiten

vergleichen Methoden zur Erkennung von Erbkrankheiten (Stammbaumanalysen, Karyogramme, PCR und Gelelektrophorese)

beurteilen die Bedeutung der genetischen Beratung

Mögliche Kontexte:

Designer-Baby – Träume von Menschen nach Maß


12/2 Evolution und Zukunftsfragen ( 30 Stunden )


1. Evolutionstheorien, Evolutionsfaktoren

SuS vergleichen histori-sche und aktuelle Evolu-tionstheorien und re-flektieren dabei die Rol-le biologischer Erkennt-nisse SuS erklären die Entste-hung von Arten mithilfe der synthetischen Evolu-tionstheorie und erläu-tern in diesem Zusam-menhang den hypothe-tischen Charakter von Modellen,

Schülerinnen und Schüler • beschreiben die Entstehung einer Art/ eines Merkmals mit Hilfe der Evolutionstheorie von

Lamarck • erläutern die Evolutionstheorien von Darwin an einem ausgewählten Beispiel • entwickeln Fließschemata zum Evolutionsgeschehen nach Lamarck bzw. Darwin • vergleichen die Theorien anhand ausgewählter Kriterien • beurteilen Lamarcks und Darwins Theorien aus wissenschaftlicher Sicht

• begründen die Rolle der Mutation und Rekombination für die Entstehung von Variabilität • beschreiben Gendrift • erklären die Bedeutung von Isolationsmechanismen für die Entwicklung von Populationen • interpretieren das Prinzip der Einnischung als Folge von Wechselwirkungen zwischen Lebewe-

sen und ihrer Umwelt (adaptive Radiation) • vergleichen verschiedene Selektionstypen auch anhand grafischer Darstellungen • erklären das Zusammenwirken der Evolutionsfaktoren bei der Artbildung als hypothetisches

Modell • beschreiben allopatrische und sympatrische Artbildungsprozesse • erläutern das Prinzip der Co-Evolution an einem Beispiel

12

Mögliche Kontexte:

Die Evolution der Evolution


32

2. Belege für die syn-thetische Evolutions-theorie

SuS erläutern anatomi-sche, morphologische, zelluläre und molekulare Belege für die syntheti-sche Evolutionstheorie,

Schülerinnen und Schüler • erläutern den Zusammenhang zwischen Bau und Funktion homologer und analoger Strukturen

an Beispielen • nennen die Bedeutung homologer und analoger Strukturen für die Einschätzung von Ver-

wandtschaftsbeziehungen • erklären konvergente Entwicklungen • beschreiben die Entstehung der Eucaryontenzellen mit Hilfe der Endosymbiontentheorie • werten Stammbäume auf der Grundlage biochemischer und molekularbiologischer Erkenntnis-

se und Methoden aus (DNA-/Aminosäuresequenzvergleich und DNA-Hybridisierung)

10

Mögliche Kontexte:

Artenvielfalt und Artensterben

3. Methoden zur Erfor-schung der Stammesge-schichte

SuS erläutern verschie-dene Methoden zur Erforschung der Stam-mesgeschichte des Menschen,

SuS diskutieren Hypo-thesen zur Evolution des Menschen.


• stellen Merkmale und Lebensweise verschiedener fossiler und rezenter Menschenformen ge-genüber

• erläutern Zusammenhänge zwischen Struktur und Funktion am Beispiel der Entwicklung zum aufrechten Gang

• werten Stammbäume auf der Grundlage von Fossilfunden sowie biochemischer und geneti-scher Forschungsergebnisse aus

8

Recherche

und Präsentation

Mögliche Kontexte:

Wie viel Affe steckt in dir?


Grundlegendes Anforderungsniveau

11/1 Funktionszusammenhänge und deren molekulare Grundlagen (30 Stunden)


Aufbau lebender Orga-nismen aus Zellen


beschreiben den Aufbau lebender Organismen aus Zellen, Geweben, Organen und Organsystemen als Organisationsstufen des Lebens

4

benennen Inhaltsstoffe der Zelle

vergleichen Procyte und Eucyte

erläutern die Bedeutung der Kompartimentierung

mikroskopieren verschiedene Zellstrukturen in unterschiedlichen Präparatearten/-typen 4

fertigen mikroskopische Zeichnungen an

vergleichen klassische und moderne Methoden von mikroskopischen Untersuchungen Möglicher Kontext: Reise durch die Zelle(n)

Vorgänge an Biomemb-ranen


erläutern eine aktuelle Modellvorstellung zur Biomembran 4

erklären Modellbildung als Methode des wissenschaftlichen Erkenntnisgewinns

beobachten Plasmolyse und Deplasmolyse (SE)

erklären passive Transportprozesse mit Modellvorstellungen

vergleichen aktive und passive Transportprozesse an Beispielen


34

Enzyme und ihre Be-deutung im Stoff- und Energiewechsel


beschreiben Bau und Wirkungsweise von Enzymen am Modell (als Eiweiß)

erklären die Wirkungsweise von Enzymen am Energiediagramm und an Abbildungen

2

planen selbständig ein Experiment zur Beeinflussbarkeit enzymatischer Reaktionen durch äußere Faktoren (z. B. Temperatur oder Schwermetall), führen dieses durch und werten es aus

werten Experimente zur Beeinflussbarkeit enzymatischer Reaktionen durch äußere Faktoren (pH- Wert, Konzentration) anhand von Graphen aus

Möglicher Kontext: Enzyme in der Kartoffel

3

Grundlagen der Mole-kulargenetik

beschreiben den Aufbau der Chromosomen

benennen die Grundbausteine der DNA und RNA und beschreiben die räumliche Struktur der DNA

definieren den Begriff Gen

nennen die Eigenschaften des genetischen Codes

erläutern den Mechanismus der identischen Replikation der DNA und die Funktionen betei-ligter Enzyme

beschreiben den Verlauf von Transkription und Translation anhand von Abbildungen

erklären mithilfe der Proteinbiosynthese bei Prokaryoten den Weg vom Gen zum Merkmal

benennen Mutagene und beschreiben ihre Auswirkungen

Möglicher Kontext: Lebende Maschinen – Zellen mit synthetischem Erbgut

10


11/2 Angewandte Biologie – Biologie in Naturwissenschaft, Technik und Forschung (30 Stunden)

Aus den vorgegebenen Inhalten sind zwei auszuwählen.


1. Gentechnik Schülerinnen und Schüler

definieren den Begriff Gentechnik 1

beschreiben Grundoperationen der Gentechnik am Beispiel des humanen Insulingens 2

vergleichen Verfahren zur klassischen Züchtung und der Gentechnik in der Pflanzenzucht 2

recherchieren Möglichkeiten zur Übertragung von Fremd-DNA 2

erarbeiten in Gruppen Anwendungsmöglichkeiten der Gentechnik aus den Bereichen der Pflanzen- und Tierzüchtung sowie der Medizin zielgerichtet und präsentieren diese medi-engestützt und adressatengerecht

5

beschreiben und bewerten Verfahren der Gentherapie 3

Möglicher Kontext: Dolly – drei Mütter und kein Vater

2. Erbkrankheiten Schülerinnen und Schüler

erläutern die Herstellung eines Karyogramms mithilfe eines Fließschemas

1

vergleichen Chromosomenanomalien und erklären ihre Ursache mit Hilfe von Modell-vorstellungen

2 Mutationsarten


36

analysieren Stammbäume (autosomal-dominant und -rezessiv, x-chromosomal) mithilfe der Mendelschen Regeln

recherchieren zu Ursachen, Symptomen und Therapiemöglichkeiten von Erbkrankheiten und präsentieren ihre Ergebnisse

erörtern und bewerten Chancen und Risiken gentherapeutischer Verfahren anhand von Fallbeispielen

7

beschreiben das Verfahren der Fruchtwasseruntersuchung und diskutieren die Anwen-dung von PID

vergleichen und interpretieren Stammbäume, Karyo-gramme und Gelelektrophoresemuster im Zusammenhang

5

3. Reproduktionsbiolo-gie


erläutern und vergleichen Formen geschlechtlicher und ungeschlechtlicher Fortpflanzung

2

planen ein/mehrere Experiment/e zur ungeschlechtlichen Fortpflanzung bei Pflanzen, führen diese/s durch, protokollieren und werten sie aus

2

recherchieren und erläutern wesentliche Aspekte der Befruchtung, Embryonalentwick-lung und Fetalentwicklung beim Menschen

4

7

arbeiten in Gruppen und präsentieren Sachverhalte mediengestützt und adressatenge-recht zu folgenden Inhalten:

- Hurra ich bin ein Schulkind – Individualentwicklung des Menschen - Ein Kind um jeden Preis – künstliche Befruchtung - Männlich oder weiblich – Zwitterbildung beim Menschen - Geschlechtsausprägung beim Menschen

4. Enzyme in der Biotechnologie


definieren den Begriff Biotechnologie 1


erstellen und überprüfen Hypothesen zur Bedeutung von Mikroorganismen bei der Her-stellung von Lebensmitteln mithilfe von Experimenten, führen diese durch, protokollie-ren sie und werten sie unter Beachtung möglicher Fehlerquellen aus und interpretieren deren Ergebnisse

3

Hefe, Kefir, Joghurt, Käse

wenden Modellvorstellungen zum Ablauf enzymatischer Reaktionen in der Biotechnolo-gie an

2 Labenzym, Chymosin

beschreiben Verfahren zur Herstellung gentechnisch veränderter Enzyme 2

erläutern die Enzymhemmung bei Krankheitserregern 2 Antibiotika

recherchieren zu Einsatzmöglichkeiten von Enzymen zur Diagnose in der Medizin und präsentieren die Ergebnisse

5 Diabetes, Schwanger-schaftstest

Möglicher Kontext: Bunte Biotechnologie

5. Immunbiologie Schülerinnen und Schüler

nennen die Bestandteile des Immunsystems und geben deren Bedeutung an 2 humoral, zellulär

ordnen Zellen des Immunsystems in ein begriffliches System, beschreiben die Funktion der Bestandteile und leiten deren Bedeutung ab

2

erläutern passive und aktive Immunisierung 2

recherchieren Sachinformationen zur spezifischen Immunabwehr 2

entwickeln Modellvorstellungen zur spezifischen Immunabwehr 2

analysieren Experimente PASTEURs mit tollwütigen Hunde und interpretieren deren Er-gebnisse

Z.B.: PASTEURs toll-wütige Hunde


38

arbeiten in Gruppen zusammen und präsentieren Sachverhalte mediengestützt und ad-ressatengerecht zu folgenden Inhalten:

- Krebs – Wachstum wider das Leben - AIDS – warum gerade ich - Impfen

Möglicher Kontext: Allergien – wenn das Immunsystem verrückt spielt

5

6. Gehirn und Lernen Schülerinnen und Schüler

Erarbeiten eine Übersicht zum Aufbau des Nervensystems des Menschen 2

Erläutern die Bedeutung des Großhirns für typisch menschliche Fähigkeiten (Denken, Spre-chen, Bewusstsein)

skizzieren den Bau eines Neurons als Grundstruktur des Nervensystems 1

Erläutern die Vorgänge der Erregungsübertragung von Nervenzelle zu Nervenzelle

recherchieren und erklären die Wirkung von Nervengiften, Medikamenten und Suchtmit-teln

2

beschreiben klassische und instrumentelle Konditionierung als Lernformen beim Menschen 3

erklären Modellvorstellungen zum Gedächtnis auf neuronaler Ebene

analysieren Experimente und Versuchsreihen aus den Bereichen der Hirnforschung bzw. Lernforschung und interpretieren deren Ergebnisse

2

arbeiten in Schülergruppen zum Thema Erkrankungen des menschlichen Nervensystems, z. B. Parkinson-Syndrom, Multiple Sklerose, Alzheimer-Krankheit und präsentieren die Ergeb-nisse mediengestützt und adressatengerecht

Möglicher Kontext: Wie lerne ich richtig?

5


12/1 Vielfalt, Veränderung und Wechselwirkungen der Lebewesen (30 Stunden)

Inhalte Kompetenzentwicklung Std. Notizen/ Bemerkun-gen

Beziehungen von Lebe-wesen zu ihrer Umwelt


definieren den Begriff Ökologie, unterscheiden Autökologie und Synökologie und erläutern die Begriffe Population, Art, Biotop, Umweltfaktor, Biozönose

1

beschreiben autökologische Untersuchungen zur Wirkung abiotischer Faktoren auf Pflanzen und Tiere, formulieren die wissenschaftliche Fragestellung und bilden Hypothesen zum Ergebnis 2

Temperatur, Licht, Wasser

Gruppenarbeit

unterscheiden Toleranzbereich und Reaktionsnorm (genetischer Rahmen) 1

untersuchen den Einfluss des Temperaturfaktors, formulieren Hypothesen, werten die erhobe-nen Daten aus

2 Praktikum z.B. Larven des Mehlkäfers

entwickeln einfache Modellexperimente zur Darstellung der BERGMANNschen Regel, ALLENschen Regel, RGT-Regel

2 Modellexperimente

erläutern ökologische Nische als System komplexer Wechselwirkungen zwischen Lebewesen einer Art und ihrer Umwelt

2

beschreiben die Entwicklung von Populationen, 2

erklären Räuber Beute Modell anhand von LOTKA-VOLRERRA und diskutieren die Grenzen die-ser Vorstellungen

2

erklären die Regulation der Populationsdichte durch dichteabhängige und dichteunabhängige Faktoren an konkreten Beispielen

Mögliche Kontexte: Nachwachsende Rohstoffe – Energiepflanzen der Zukunft? Klimawandel oder Klimaschwindel? Die Rückkehr der Wölfe in Brandenburg

1


40

Synthetische Evolutions-theorie


vergleichen historische Evolutionstheorien von Lamarck und Darwin

entwickeln Fließschemata zum Evolutionsgeschehen nach Lamarck und Darwin

beurteilen Evolutionstheorien aus wissenschaftlicher Sicht

2

ordnen Lebewesen unter systematischen Aspekten 2 z.B. Wirbeltiere: Wirbellose: Insekten, Weichtiere

beschreiben anatomische, morphologische, zelluläre und (oder) molekulare Belege für die synthetische Evolutionstheorie

Möglicher Kontext: Was Darwin noch nicht wusste

4

Entstehung der Formen und Arten, Variabilität und Angepasstheit


erklären das Wesen von Mutation, Selektion und Isolation

erklären die Wirkung von Evolutionsfaktoren auf den Genpool einer Population

4

beschreiben die Entwicklung ausgesuchter Organismen unter Einbeziehung des Menschen mithilfe der synthetischen Evolutionstheorie

reflektieren in diesem Zusammenhang die Rolle biologischer Erkenntnisse in der Geschichte.

3 Ausschnitte der Menschheitsentwick-lung, z.B. Sequenzie-rungen


12/2 Entstehung und Entwicklung lebender Systeme (grundlegendes Anforderungsniveau) (24 Stunden )

Aus den vorgegebenen Inhalten sind zwei auszuwählen.

Inhalte Kompetenzentwicklung, Std. Notizen / Bemer-kungen

1. Entstehung und Ent-wicklung des Lebens

Schülerinnen und Schüler 12

erläutern Stufen der Entstehung des Lebens ( physikalisch, chemisch, biochemisch, biologisch)

diskutieren die Theorien von Oparin und Miller

diskutieren die Entstehung der Eukaryonten (Endosymbiontenhypothese)

bewerten von Erkenntnissen aus naturwissenschaftlicher Sicht

erörtern und begründen die Entwicklung z.B. vom Ein- zum Vielzeller oder Übergang vom Wasser zum Land

präsentieren einen dieser biologischen Zusammenhänge mediengestützt und adressatenge-recht

Möglicher Kontext:

Am Anfang war… Entstehung des Lebens

2. Stammesentwicklung des Menschen


erstellen Steckbriefe von Hominiden und ihren Vorfahren

erläutern die Bedeutung des aufrechten Ganges

vergleichen Methoden zur Erstellung von Stammbäumen anhand morphologischer, anatomi-scher und molekularer Kriterien

erörtern und begründen die Einordnung von Menschenaffen und Menschen in einen Stamm-baum

diskutieren die Aussagegültigkeit von Stammbäumen


42

werten die Begriffe Rasse und Ethnien

Möglicher Kontext: Wir sind alle Afrikaner – Herkunft des Menschen

3. Analyse eines Ökosys-tems


beschreiben und systematisieren die Vielfalt der Ökosystemen

erklären die Vielfalt der Ökosysteme aufgrund der Vielfalt der (ökologischen) klimatischen Bedingungen

planen die Analyse/Aspekte eines (selbst ausgesuchten) Ökosystems

praktische (experimentelle) Analyse eines schulortnahen Ökosystems oder analysieren mit-hilfe der Literatur Zusammenhänge in einem fremden Ökosystem

präsentieren dazu die Ergebnisse und Recherchen mediengestützt und adressatengerecht

erarbeiten in Gruppen eine Bewertung der Erkenntnisse aus biologischer und wirtschaftlicher Sicht zur Notwendigkeit der Erhaltung des Ökosystems

reflektieren ihren eigenen Beitrag zur Erhaltung der (des) Ökosysteme

Möglicher Kontext:

Brandenburg im grünen Bereich?

4. Biodiversität Schülerinnen und Schüler 12

definieren den Begriff Biodiversität

erklären die Vielfalt der Ökosysteme aufgrund der Vielfalt der (ökologischen) klimatischen Bedingungen

systematisieren die Ökosysteme

erklären die Bildung einer ökologischen Nische und deren Besetzung und die Wirkung der Evolutionsfaktoren am Beispiel*


präsentieren dazu Recherchen mediengestützt und adressatengerecht

erarbeiten in Gruppen eine Bewertung biologischer Erkenntnisse aus naturwissenschaftli-cher, wirtschaftlicher und ethischer Sicht zur Notwendigkeit der Erhaltung der Biodiversität

diskutieren diese biologische Fragestellung multiperspektivisch

reflektieren ihr eigenes Verhalten unter dem Aspekt ihrer sozialen und ökologischen Verant-wortung zur Erhaltung der Biodiversität

5. Strategien nachhalti-ger Entwicklung von Natur und Umwelt


recherchieren und erläutern den Begriff Nachhaltigkeit und formulieren Kriterien zum Vergleich von (Firmen-)Konzepten

erklären die Notwendigkeit der Entwicklung von Nachhaltigkeitsmanagement auf unter-schiedlichen gesellschaftlichen Ebenen (z.B. Schulen, Unternehmen, Kommunen)

recherchieren dazu in regionalen Unternehmen und Konzepte zum Umweltmanagement (Umgang mit Naturkapital) in Gruppenarbeit

untersuchen Unternehmensstrategien an konkreten Beispielen entsprechend der Ver-gleichskriterien

präsentieren diese Ergebnisse mediengestützt und adressatengerecht

diskutieren Ergebnisse multiperspektivisch aus naturwissenschaftlicher, wirtschaftlicher und ethischer Sicht

Reflektieren die Relevanz eigenen Verhaltens unter dem Aspekt ihrer Verantwortung der Ressourcennutzung

Möglicher Kontext: Alles Öko? Na logisch!

*

IMPLEMENTATIONSBRIEF CHEMIE/BIOLOGIE ZU DEN ... · Implementationsbrief, GOST Chemie/Biologie,...

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