Stoffverteilungsplan Biologie Berufliche OberstufeStoffverteilungsplan und Planungshilfe zu Natura Biologie Berufliche Oberstufe (978-3-12-049011-1)für Bildungsgänge, die zu einem Berufsabschluss nach Landesrecht und zur allgemeinen Hochschulreife oder zu beruflichen Kenntnissen und zur allgemeinen Hochschulreife führen:

Fachbereich Wirtschaft und Verwaltung Nordrhein-Westfalen

Inhalte und Hinweise laut Bildungsplan Stoffverteilungsplan und Planungshilfe zu Natura Biologie Fachhochschulreife (für die Bildungsgänge, die zu einem Berufsabschluss nach Landesrecht und zur allgemeinen Hochschulreife oder zu beruflichen Kenntnissen und zur allgemeinen Hochschulreife führen: Fachbereich Wirtschaft und Verwaltung)

Themen Natura Biologie Berufliche Oberstufe (978-3-12-049011-1)

Inhalte und Hinweise SeitenKurshalbjahr 11.1

Kursthema: Organisationseinheit ZelleSchwerpunkt des Kurshalbjahres ist – ausgehend von den Kennzeichen des Lebens – die Erarbeitung von Kenntnissen über Bau und Funktion der Zelle als Grundbaustein des Lebens. Der Vergleich zellulärer mit industriellen Organisationsstrukturen, das Wissen um die Zellforschung als Grundlage künftiger Wirtschaftsfaktoren und die Kenntnisse technischer Anwendungen der Zellbiologie lassen die Schülerinnen und Schüler Einblicke in ökonomische Aspekte der Biologie gewinnen.Die Schülerinnen und Schüler lernen fachspezifische Arbeitsmethoden kennen und können diese anwenden. Schon hier erschließen sich ihnen einige biologische Basiskonzepte wie Struktur und Funktion, Kompartimentierung und Reproduktion. Die Schülerinnen und Schüler stellen erste Bezüge zu Umweltproblemen/ Nachhaltigkeit her.

Lebenszeichen- Ursprung und Kennzeichen des Lebens

Mikroskopische Untersuchungen von Zellen- mikroskopische Arbeitsmethoden

Bau und Funktion der Zelle- Zellkompartimente

- Biomembranen- Lipide

Kennzeichen des Lebendigen 25Vom Einzeller zum Vielzeller 36 Material: Endosymbiontentheorie 39

Vergrößerungstechniken 20 Praktikum: Lichtmikroskopische Untersuchung 22 Praktikum: Heuaufguss 37Das lichtmikroskopische Bild der Zelle 24Elektronenmikroskopie 26 Methode: Gefrierbruchtechnik 27

Eukaryotische Zellen 28Der Zellkern 30Mitochondrien und Chloroplasten 32 EXTRA: Kompartimentierung 32 Material: Plastiden 33

Bau und Funktion der Biomembran 54Lipide 52 EXTRA: Phospholipidgehalt Roter Blutzellen 53

- Transport und Kommunikation

Entstehung und Spezialisierung von Zellen-Zellzyklus-Zelldifferenzierung-Stammzellen als Wirtschaftsfaktor-Klonierung-Bezug zur Wirtschaftsethik-Organsystem

ausgewähltes Organsystem, z. B. Immunsystem

Diffusion und Osmose 48 Praktikum: Diffusion 50 Praktikum: Osmose 51Stoffdurchtritt durch Biomembranen 56

Zellzyklus — Mitose und Interphase 40Zelldifferenzierung 34Stammzellen 42Klonen — Fluch oder Chance? 44 Material: Zellforschung 38Organismus 25Mechanismen des Immunsystems 226Ablauf der Immunreaktion 228 Praktikum: Fresszellen 230

Kurshalbjahr 11.2Kursthema: Energiegewinnung und -nutzungZur Vorbereitung auf die Qualifikationsphase ist es notwendig, stoffwechselphysiologische Grundlagen zu erarbeiten. Die Schülerinnen und Schüler erarbeiten Die Schülerinnen und Schüler erarbeiten diese anhand der Themen Ernährung und Bewegung, die an ihre Lebenswelt anknüpfen.. Das Training im Fitnessstudio oder die letzte Diät können ihnen ebenso als Ausgangspunkt dienen wie der Besuch eines Fast-Food-Restaurants. Kosten des falschen Ernährungs- und Bewegungsverhaltens einerseits und kommerzieller Nutzen andererseits sensibilisieren die Lernenden für volks- und betriebswirtschaftliche Konsequenzen ihres Handelns.Ernährung

- Steuerung des Stoffwechsels durch EnzymeEnzymkinetik

experimentelles Arbeiten

Enzyme 60Struktur und Funktion von Enzymen 62Eigenschaften von Enzymen 64Proteine 178Geschwindigkeit enzymkatalysierter Reaktionen 66Regulation enzymkatalysierter Reaktionen 68 Praktikum: Geschwindigkeit enzymkatalysierterReaktionen 70 Praktikum: Experimente mit Urease 71

-Proteine- Energiestoffwechsel

-Bewegung- Bewegungsapparat- muskelphysiologische Grundlagen- sportbiologische Bedeutung

Ergonomie, Rückenschuleanatomische und physiologische Auswirkungen von Proteinpräparaten, Dopingmitteln, Hormonpräparaten etc.

- Kohlenhydrate- bedarfsgerechte Ernährung

universelles Energiesystem ATP

biologische/technische EnergienutzungStoffwechselerkrankungen

Enzyme und Alkohol 72Proteine 178Energiebereitstellung und Leistung 82

Energieversorgung beim Menschen 80 Material: Energieversorgung beim Menschen 92Die Muskelkontraktion benötigt Energie 94Professionelles Training 96Ergonomisches Arbeiten 281Doping 246

Nahrungsmittel und ihre Inhaltsstoffe 102Energiebereitstellung und Aktivität 100Messung des Energieumsatzes 101Ausgewogene Ernährung 102Verdauung und Verfügbarkeit der Nährstoffe 104 EXTRA: Die Darmflora 105Resorption und Transport der Nährstoffe 106 Energie- und Baustoffwechsel 108 EXTRA: Einseitige Diäten 109Körpergewicht und Regulation 110 Material: Steuerung und Regelung im Stoffwechsel 111Ernährung aus den Fugen? 112

Energiebereitstellung und Nutzung 84Die Glykolyse — der erste Schritt der Zellatmung  86Der Abbau der Brenztraubensäure 88Die Atmungskette der letzte Schritt der Zellatmung   90 EXTRA: Gärung 87Diabetes mellitus 250

Kurshalbjahr 12.1Kursthema: Genetik – Code, Programmierung und AnwendungIn diesem Kurshalbjahr erarbeiten die Schülerinnen und Schüler Grundkenntnisse molekularbiologischer Informationsspeicherung, -verarbeitung und -vererbung. Berufliche Bezüge werden den Lernenden deutlich. Sie lernen einerseits mit dem genetischen Code ein (fast) universelles Prinzip aller Lebewesen kennen und andererseits übertragen sie diese Kenntnisse auf technische Elemente ihrer Lebenswelt (Hard-und Software, Telekommunikation). Chancen und Risiken der Gentechnik erschließen die Schülerinnen und Schüler exemplarisch über wirtschaftliche und ethische Aspekte.Phänomene der Cytogenetik

- Chromosomen als Träger der Erbinformation- Meiose und Rekombination der Erbinformation-Verfahren der Humangenetik wie Stammbaumanalysen,-Erbgänge,-pränatale Diagnostik

Von der Information zum Produkt- DNA-Aufbau und genetischer Code

- Proteinbiosynthese

- Genregulation

Veränderung der genetischen Information und ihre Folgen- Mutationen und Mutagene- Erkrankungen, z. B. Mukoviszidose, Sichelzellanämie, Burkitt-Lymphom

Chromosomenanalyse beim Menschen 142Meiose und die Bildung der Keimzellen 144Assistierte Reproduktion 146Expression von Merkmalen 148Down-Syndrom 150 Material: Umstrittene Reproduktionsmethoden 151Gregor Mendel — Entdecker der Vererbungsregeln 152Klassische Verfahren der Humangenetik 154 Material: Erbgänge 156Pränatale Diagnostik 158

Molekulargenetik 160Die chemische Natur des genetischen Materials 162 Praktikum: DNA-Isolierung 163Die Nucleinsäuren DNA und RNA 164Die Verdopplung der DNA bei Eukaryoten 166 Material: Replikation der DNA 168Transkription — der erste Teil der Proteinbiosynthese 170Genetischer Code 172Translation — die Funktion der t-RNA 173Translation — ein Protein entsteht 174Proteinbiosynthese bei Pro- und Eukaryoten 176Proteine 178Genregulation bei Prokaryoten 180Regulation der Proteinbiosynthese 182Erweiterter Genbegriff 183Genom, Proteom und Epigenom in der Forschung 184

DNA — Schäden und Reparatur  186 Material: Veränderungen der DNA 188 Material: Chorea Huntington 192

Angewandte Genetik (zwei Themen zur Auswahl:)- Gentransfer- Keimbahntherapie- Wirkungsweise von Antibiotika- Manipulation durch Viren

- DNA-Fingerprinting

Alterung von Zellen 196

Anwendungsgebiete der Gentechnik 200Grundprinzipien der Gentechnik 202 Material: Gentechnische Verfahren 204Gentherapie 206Gentechnik in der Lebensmittelproduktion 208Klassische Tier- und Pflanzenzüchtung 210Synthetische Biologie 212PCR — DNA-Replikation im Reagenzglas 169Sequenzierung der DNA 190 Methode: Gel-Elektrophorese 191Der genetische Fingerabdruck 194

Kurshalbjahr 12.2Kursthema: Ökologie – Leben im NetzwerkNach Erarbeitung der ökologischen Grundbegriffe und Wechselbeziehungen erfolgt die Analyse eines Ökosystems. Die Auswahl wird unter berufsspezifischen und regionalen Aspekten vorgenommen. Problemorientiert erarbeiten die Lernenden exemplarisch einen Stoffkreislauf, um die funktionellen Zusammenhänge und mehrdimensionalen Beziehungen zu erkennen. Die Schülerinnen und Schüler erkennen die globalen Folgen ihres persönlichen und wirtschaftlichen Handelns. Die Kursthemen verdeutlichen, dass der Mensch als Teil der Umwelt gleichzeitig diese maßgeblich beeinflusst (Nachhaltigkeit).Organismen in Abhängigkeit von biotischen und abiotischen Faktoren

- ausgewählte abiotische Faktoren- Wechselbeziehungen zwischen Organismen- ökologische Toleranzen- ökologische Nische

Netzwerk Ökosystem- Analyse eines ausgewählten Ökosystems- Stoffkreislauf (exemplarisch)

Kläranlage, Trinkwasseraufbereitung

- Nahrungsbeziehungen und Energiefluss

Grundbegriffe der Ökologie 324Einfluss der Temperatur auf Lebewesen 326Abiotische Umweltfaktoren 328 Praktikum: Modellexperimente zum Wärmehaushalt 329Nahrungsbeziehungen 330Die ökologische Nische und Konkurrenz 332

Trophiestufen und ökologische Pyramiden 346Stabilität und Sukzession im naturnahen Wald 348Lokale Stoffkreisläufe im Wald 350Ökosystem See 354Eutrophierung und Regeneration eines Sees 356Selbstreinigung im Fließgewässer 358 Material: Abwasserreinigung 359

Material: Wechselbeziehungen zwischen Lebewesen 334

Mensch und Umwelt- regionale und globale anthropogene Einflüsse- Bevölkerungswachstum und daraus resultierende Probleme- nachhaltige Nutzung als Prinzip in Alltag und Beruf

Material: Wechselbeziehungen zwischen Lebe- wesen und Umwelt 335Nahrungsbeziehungen 340Population und Metapopulation 342 Material: Neophyten- und Neozoenpopulationen 343

Der globale Kohlenstoffkreislauf 360Bevölkerung und Welternährung 362Ressource Wasser 364Der Klimawandel 366Ökologischer Fußabdruck und Biokapazität 368 Praktikum: Der persönliche Ökologische Fußabdruck 369

Kurshalbjahr 13.1Kursthema: Herkunft und Zukunft des LebensDas Kurshalbjahr beleuchtet die Entstehung und das Werden des Lebens als stammesgeschichtlichen Prozess. Die Lernenden erkennen Ursachen und Mechanismen der Evolution und vollziehen den Evolutionsprozess auf der Grundlage von Belegen, naturwissenschaftlicher Hypothesen- und Theoriebildung nach. Die Schülerinnen und Schüler erlangen die Einsicht, dass auch wir Menschen und unser (wirtschaftliches) Handeln Teil der Evolution sind und betrachten Fragen nach der zukünftigen Entwicklung des Lebens unter diesem Aspekt. Spieletheoretische Experimente in der Volkswirtschaftslehre und das Arbeitsfeld der Evolutionsmedizin zeigen neue, interdisziplinäre Ansätze und Berufsbilder auf, die auf Evolutionstheorien aufbauen und sie zugleich erweitern.Entwicklung des Evolutionsgedankens

- historische Theorien- aktuelle Theorien

Grundlagen evolutiver Veränderung- Evolutionsfaktoren

- Artbildung und Artenvielfalt

Evolutionsnachweise- Befunde aus unterschiedlichen naturwissenschaftlichen Disziplinen

Soziobiologische Aspekte- Sozialverhalten und Evolution

- Evolution des Menschen

Die Entstehung der Evolutionstheorie 378Die Synthetische Evolutionstheorie 386 EXTRA: Naturwissenschaftliche Theoriebildung 386

Variabilität 380 Material: Variabilität 381Selektion 382 Material: Industriemelanismus 384 Material: Koevolution 387Allopatrische Artbildung 388Rassenkreis und Art 390Sympatrische Artbildung 391Adaptive Radiation 392Gendrift 393Das Hardy-Weinberg-Modell 394 Material: Genpool und Evolution 396

Verwandtschaft erkennen 398Molekulare Hinweise auf Verwandtschaft 400Methoden der Altersbestimmung von Fossilien 402 Material: Lebende Fossilien und Brückentiere 403

Sozialsysteme 310Geschlechterrollen und Paarungserfolg 312 EXTRA: Infantizid 313Evolution des Menschen 404Entwicklungsschritte zum Menschen 406 EXTRA: Aufrechter Gang und Oberschenkelhals 407

- der Mensch als Evolutionsfaktor

Fossilfunde des Menschen 408 Material: Hypothesen zum aufrechten Gang 410 Material: Forschungsmethoden 411Neandertaler und moderner Mensch 412Verwandtschaft heutiger Menschen 414Kulturelle Evolution 416

Kurshalbjahr 13.2Wahlthema 1: InformationsverarbeitungDas Themengebiet Informationsverarbeitung umfasst ausgehend von der Anatomie und Physiologie des Neurons den Ablauf und die Beeinflussung neurologischer Steuerungs- und Regelprozesse. Die Thematisierung der sich daraus entwickelnden neurologischen Erkrankungen soll an die Erlebenswirklichkeit der Schülerinnen und Schüler anknüpfen. Das unter Jugendlichen angesagte „Komasaufen“ oder der Konsum anderer Drogen bieten sich zum Einstieg an. Volkswirtschaftliche Effekte wie die Legitimation von Drogen z. B. zur „Optimierung der Gehirnleistung“ (neuro enhancement) und deren Folgen sollen die Lernenden zur kritischen Auseinandersetzung mit dieser Problematik anregen.

- Bau und Funktion des Neurons- Erregungsübertragung und deren Beeinflussung und Störung

Methoden und Erkenntnisse der Gedächtnis- und Hirnforschung

Drogen, Nervengifteneurologische Auffälligkeiten, z. B., Morbus Alzheimer, Morbus Parkinson

Nervenzellen 258Das Ruhepotenzial 260Potenzialänderungen 262Erregungsweiterleitung 264Codierung 266Synapse 267Verrechnung an Synapsen 268Reflexe 270Sinne des Menschen 272Nervensystem des Menschen 274Das menschliche Gehirn 276 EXTRA: Evolution des Gehirns 277Lernen 280 Material: Methoden der Hirnforschung 284Drogen und Sucht 278Neurodegenerative Erkrankungen 282

Wahlthema 2: Ausgewählte Aspekte des Verhaltens

-Methoden der Verhaltensbiologie

- Lernen, Speichern, Abrufen

Grundlagen der Verhaltensforschung 294 EXTRA: Sozialverhalten und Rangordnung 295Genetisch bedingte /erlernte Verhaltenskomponenten 296 EXTRA: Kaspar-Hauser-Experimente 297Typisches Verhalten und Schlüsselreize 298 Material: Attrappenversuche bei Silbermöwen 300Prägung 301

- soziales und ökonomisches Denken und Handeln des Menschen

soziale Aspekte des Berufslebens: Mobbing, Kooperation und Konflikt

Anpassung von Verhaltensweisen 302Konditionierung 304Lernen und Selbsterkennen bei Tieren 306Lernen und Intelligenz beim Menschen 308

EXTRA: Information und Kommunikation 309Sozialsysteme 310Geschlechterrollen und Paarungserfolg 312Aggressives Verhalten 314Mobbing 316