2.1.1 Übersichtsraster Qualifikationsphase - mwg … · Neurobiologie UF1 Wiedergabe UF2 Auswahl E6 Modelle B3 Werte und Normen . 2 ... z.B. Advance Organizer/ MindMap/Concept Map

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2.1.1 Übersichtsraster

Qualifikationsphase

Quartal

Unterrichtsvorhaben

Zugeordnete Themenfelder

Schwerpunkte des Kompetenzerwerbes Klausur

Q1 1.1

Ca. 10 DS GK

Ca. 16 DS LK

Proteinbiosynthese – Wie entste-hen aus Genen Merkmale und wel-che Einflüsse haben Veränderungen der genetischen (und epigeneti-schen) Strukturen auf einen Orga-nismus?

Genetik UF1 Wiedergabe

UF3 Systematisierung

UF4 Vernetzung

E5 Auswertung

E6 Modelle

Klausur 1.1

Q1 1.2

Ca. 10 DS GK

Ca. 16 DS LK

Humangenetische Beratung – Wie können genetisch bedingte Krank-heiten diagnostiziert und therapiert werden und welche ethischen Kon-flikte treten dabei auf?

Genetik UF2 Auswahl

UF4 Vernetzung

B3 Werte und Normen

K2 Recherche

K3 Präsentation

K4 Argumentation

Q1 2.1

Ca. 3 DS GK

Ca. 6 DS LK

Gentechnologie heute - Welche Chancen und welche Risiken beste-hen?

Genetik B1 Kriterien

B3 Werte und Normen

B4 Möglichkeiten und Grenzen

K2 Recherche

K3 Präsentation

Klausur 1.2

Q1 2.2

Ca. 6 DS GK

Ca. 10 DS LK

Molekulare und zellbiologische Grundlagen der neuronalen In-formationsverarbeitung – Wie ist das Nervensystem des Menschen aufgebaut und wie ist organisiert?

Neurobiologie UF1 Wiedergabe

UF2 Auswahl

E6 Modelle

B3 Werte und Normen

2

Q1 2.3

Ca. 3 DS GK

Ca. 6 DS LK

Signaltransduktion: Wie kommt die Welt in unseren Kopf?

Neurobiologie UF1 Wiedergabe

K3 Präsentation

Klausur 2.1

Q1 2.4

Ca. 2 DS GK

Ca. 3 DS LK

Funktion und Fehlfunktion des Gehirns: Wieso kann ich mir das nicht mer-ken?

Neurobiologie UF4 Vernetzung

B1 Kriterien

Q1 2.5

Ca. 5 DS GK

Ca. 10 DS LK

Autökologische Untersuchungen – Welchen Einfluss haben abiotische Faktoren auf das Vorkommen von Arten?

Ökologie E1 Probleme und Fragestellungen

E2 Wahrnehmung und Messung

E3 Hypothesen

E4 Untersuchungen und Experimente

E5 Auswertung

E7 Arbeits- und Denkweisen

K1 Dokumentation

Klausur 2.2

Q1 2.6

Ca. 4 DS GK

Ca. 8 DS LK

Synökologie – Welchen Einfluss haben inter- und intraspezifische Beziehungen auf Populationen?

Ökologie E6 Modelle

K4 Argumentation

Q2.1.1

Ca. 4 DS GK

Ca. 8 DS LK

Welchen Einfluss hat der Mensch auf globale Stoffkreisläufe und Energieflüsse?

Ökologie B2 Entscheidungen

B3 Werte und Normen

Klausur 1.1

3

Q2 1.2

Ca. 4 DS GK

Ca. 8 DS LK

Zyklische und sukzessive Verän-derung von Ökosystemen – Wel-chen Einfluss hat der Mensch auf die Dynamik von Ökosystemen?

Ökologie E5 Auswertung

B2 Entscheidungen

Q2 1.3

Ca. 4 DS GK

Ca. 8 DS LK

Evolution in Aktion - Welche Fak-toren beeinflussen den evolutiven Wandel?

Evolution UF1 Wiedergabe


K4 Argumentation

LK E7 Arbeits- und Denkweisen

Klausur 1.2 und Vorabiturklausur

Q2 2.1

Ca. 5 DS GK

Ca. 10 DS LK

Evolution von Sozialstrukturen – Welche Faktoren beeinflussen die Evolution des Sozialverhaltens?

Evolution UF2 Auswahl

UF4 Vernetzung

Q2 2.2

Ca. 6 DS GK

Ca. 12 DS LK

Humanevolution – Wie entstand der heutige Mensch?

Evolution UF 3 Systematisierung

K4 Argumentation

LK E5 Auswertung

4

2.1.2 Konkretisiertes Unterrichtsvorhaben Unterrichtsvorhaben Q1 1.1 Thema/Kontext: Modellvorstellungen zur Proteinbiosynthese – Wie entstehen aus Genen Merkmale und welche Einflüsse haben Ver-

änderungen der genetischen Strukturen auf einen Organismus?

Inhaltsfeld IF 3 Genetik

Inhaltliche Schwerpunkte

Proteinbiosynthese

Genregulation und Krebs

Mutationen

Zeitbedarf GK: ca. 10 DS; LK: ca. 16 DS

Schwerpunkte übergeordneter Kompetenzerwartungen: Die Schülerinnen und Schüler können …

UF1 Wiedergabe

UF2 Auswahl


UF4 Vernetzung

E1 Problem und Fragestellung


E3 Hypothesen


E5 Auswertung

E6 Modelle

B3 Werte und Normen

Mögliche didaktische Leitfra-gen/ Sequenzierung inhaltli-cher Aspekte

Konkretisierte Kompetenzerwar-tung des Kernlehrplans Die Schülerinnen und Schüler…

Empfohlene Lernmittel/ Materialien/ Methoden

Didaktisch-methodische Anmerkungen/ Methoden sowie Darstellung der ver-bindlichen Absprachen der Fachkonfe-renz

Reaktivierung von SI-und EF-Vorwissen: Aufbau der DNA, Replikation und Aufbau von Proteinen

Arbeitsteilige Gruppenar-beit concept map zur DNA

SI-und EF- Wissen wird reaktiviert, ein Aus-blick auf Neues wird gegebenen.

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Proteinbiosynthese bei Pro- und Eukaryoten: Vom Gen zum Merkmal - wie entstehen aus Genen Merkmale?

vergleichen die molekularen Abläufe in der Proteinbiosynthese bei Pro- und Eukaryoten (UF1, UF3)

Präsentationen zu weite-ren Genwirkketten Schematische Darstellun-gen der an der Proteinbio-synthese beteiligten Orga-nellen und Moleküle in einer Zelle unter Berücksichtigung des Vergleichs der Proteinbiosynthese bei Pro- und Eukaryoten

Genwirkketten können u.a. an den Beispielen Albinismus, Kretinismus (Hypothyreose), Alkaptonurie und Phenylketonurie dargestellt werden.

Mutationen: Welche Folgen haben Fehler bei der Proteinbiosynthe-se?/Welchen Einfluss haben Veränderungen der geneti-schen Strukturen auf den Or-ganismus?

erläutern Eigenschaften des genetischen Codes und charakterisieren mit dessen Hilfe Genmutationen (UF1, UF2) erklären die Auswirkungen verschiede-ner Gen-, Chromosom- und Genommu-tationen auf den Phänotyp (u.a. unter Berücksichtigung von Genwirkketten) (UF1, UF4)

Genregulation bei Prokaryoten: Wie und wodurch kann die Pro-teinbiosynthese beeinflusst werden?

erläutern und entwickeln Modellvorstel-lungen auf der Grundlage von Experi-menten zur Aufklärung der Genregulati-on bei Prokaryoten (E2, E5, E6) GK: begründen die Verwendung be-stimmter Modellorganismen (u.a. E. coli) für besondere Fragestellungen geneti-scher Forschung (E6, E3) GK: erklären einen epigenetischen Me-chanismus als Modell zur Regelung des Zellstoffwechsels (E6) LK: erläutern die Bedeutung der Tran-skriptionsfaktoren für die Regulation von Zellstoffwechsel und Entwicklung (UF1, UF4) LK: erklären mithilfe von Modellen gen-regulatorische Vorgänge bei Eukaryoten (E6)

Krebs: erklären mithilfe eines Modells die

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Welche Folgen haben Fehler bei der Genregulation?

Wechselwirkung von Proto-Onkogenen und Tumor-Suppressorgenen auf die Regulation des Zellzyklus und erklären die Folgen von Mutationen in diesen Genen (E6, UF1, UF3, UF4)

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Unterrichtsvorhaben Q1 1.2 Thema/Kontext: Humangenetische Beratung – Wie können genetisch bedingte Krankheiten diagnostiziert und therapiert werden und

welche ethischen Konflikte treten dabei auf?



Meiose und Rekombination

Analyse von Familienstammbäumen

Bioethik



UF1 Wiedergabe

UF2 Auswahl

UF4 Vernetzung

E1 Probleme und Fragestellungen LK


E3 Hypothesen LK


E5 Auswertung LK

E6 Modelle

B3 Werte und Normen

K1 Dokumentation LK

K2 Recherche

K3 Präsentation

K4 Argumentation

Mögliche didaktische Leit-fragen/ Sequenzierung in-haltlicher Aspekte

Konkretisierte Kompe-tenzerwartung des Kern-lehrplans Die Schülerinnen und Schü-ler…

Empfohlene Lernmittel/ Materialien/ Me-thoden

Didaktisch-methodische Anmer-kungen/ Methoden sowie Darstel-lung der verbindlichen Abspra-chen der Fachkonferenz

Reaktivierung von SI-Wissen: Zusätzlich Stammbaumanaly-sen

erläutern molekulargenetische Verfahren (u.a. PCR, Gelelekt-rophorese) und ihre Einsatzge-

z.B. Advance Organizer/ MindMap/Concept Map Think-Pair-Share zu bekannten Elementen

SI-Wissen wird reaktiviert, ein Aus-blick auf Neues wird gegebenen.

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Wie kann man sich dieses Wissen technisch zu Nutze machen?

biete (E4, E2, UF1) PCR

Meisose, Spermatogene-se/Oogenese: Wie werden die Keimzellen gebildet und welche Unter-schiede gibt es bei Frau und Mann? Inter- und Intrachromosomale Rekombination: Wo entscheidet sich die ge-netische Ausstattung einer Keimzelle und wie entsteht genetische Vielfalt?

erläutern die Grundprinzipien der Rekombination (Reduktion und Neu-kombination der Chromosomen) bei Meiose und Befruchtung (UF4).

Selbstlernplattform von Mallig: http://www.mallig.eduvinet.de/default.htm#kurs Arbeit mit Modellen

Zentrale Aspekte der Meiose wer-den selbstständig wiederholt und geübt. Schlüsselstellen bei der Keimzel-lenbildung werden erarbeitet und die theoretisch möglichen Rekom-binationsmöglichkeiten werden er-mittelt.

Erbgänge und Vererbungs-modi genetisch bedingter Krankheiten an Beispielen Wie kann man ein Verer-bungsmuster von genetisch bedingten Krankheiten im Verlauf von Familiengenerati-onen ermitteln und wie kann man daraus Prognosen für den Nachwuchs ableiten? Therapie genetisch bedingter Krankheiten (Gentherapie und Zelltherapie): Welche therapeutischen An-sätze ergeben sich aus der Stammzellenforschung und was ist von ihnen zu halten?

erläutern molekulargenetische Verfahren (u.a. PCR, Gelelekt-rophorese) und ihre Einsatz-gebiete (E4, E2, UF1) formulieren bei der Stamm-baumanalyse Hypothesen zu X-chromosomalen und autosoma-len Vererbungsmodi genetisch bedingter Merkmale und be-gründen die Hypothesen mit vorhandenen Daten auf der Grundlage der Meiose (E1, E3, E5, UF4, K4) LK: recherchieren Informatio-nen zu humangenetischen Fra-gestellungen (u.a. genetisch bedingten Krankheiten), schät-zen die Relevanz und Zuver-lässigkeit der Informationen ein und fassen die Ergebnisse

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strukturiert zusammen (K2, K1, K3, K4)

Unterrichtsvorhaben Q1 2.1 Thema/Kontext: Gentechnologie heute - Welche Chancen und welche Risiken bestehen?



Gentechnik

Bioethik



UF1 Wiedergabe

B1 Kriterien

B3 Werte und Normen

B4 Möglichkeiten und Grenzen

K1 Dokumentation

K2 Recherche

K3 Präsentation





Grundoperationen der Gen-technik und deren Anwendung (Transgene Lebewesen und DNA-Chips) LK: und Synthetische Organis-men Welche Chancen und Risiken bestehen bei der Gentechnik?

beschreiben molekulargenetische Werk-zeuge und erläutern deren Bedeutung für gentechnische Grundoperationen (UF1)

stellen mithilfe geeigneter Medien die Herstellung transgener Lebewesen dar und diskutieren ihre Verwendung (K1, B3) geben die Bedeutung von DNA-Chips an und beurteilen Chancen und Risiken (B1, B3) LK: beschreiben aktuelle Entwicklungen

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in der Biotechnologie bis hin zum Aufbau von synthetischen Organismen in ihren Konsequenzen für unterschiedliche Ein-satzziele und bewerten sie (B3, B4)

Stammzellenforschung:

recherchieren Unterschiede zwischen embryonalen und adulten Stammzellen und präsentieren diese unter Verwen-dung geeigneter Darstellungsformen (K2, K3) stellen naturwissenschaftlich-gesellschaftliche Positionen zum thera-peutischen Einsatz von Stammzellen dar und beurteilen Interessen sowie Folgen ethisch (B3, B4)

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Unterrichtsvorhaben Q1 2.2 Thema/Kontext: Molekulare und zellbiologische Grundlagen der neuronalen Informationsverarbeitung – Wie ist das Nerven-

system des Menschen aufgebaut und wie ist organisiert?

Inhaltsfeld IF 4 Neurobiologie


Aufbau und Funktion von Neuronen



UF1 Wiedergabe

UF2 Auswahl

E6 Modelle

B3 Werte und Normen





Struktur und Funktion: Was macht das Neuron zu ei-ner ganz besonderen Zelle?

beschreiben Aufbau und Funktion des Neurons (UF1)

Modelle und /oder lichtmik-roskopische Aufnahmen von Neuronen

Bestandteile des Neurons: Dendriten mit Synapsen, Axonhügel, Axon, Myelinscheide mit Ranvierschen Schnürringen

Ruhe- und Aktionspotenzial: Wie erzeugt ein Neuron elektri-sche Impulse und leitet diese weiter?

erklären Ableitungen von Potentialen mittels Messelektroden an Axon und Synapse und werten Messergebnis-se unter Zuordnung der molekularen Vorgänge an Biomembranen aus (E5, E2, UF1, UF2), [LK] leiten aus Messdaten der Patch-Clamp-Technik Veränderungen von Ionenströmen durch Ionenkanäle ab und entwickeln dazu Modellvorstel-lungen (E5, E6, K4), [GK] erklären die Weiterleitung des

Kationen und Anionen, Ionenkonzentrati-onsgefälle, selektive Ionenkanäle (Na+/K+), Membranpotential, Ruhepotential, elektro-motorische Kraft, Natrium-Kalium-Pumpe, Aktionspotential, Alles-oder-nichts-Prinzip, Amplitude, Refrakträrzeit, maximale Impuls-frequenz Leitungsgeschwindigkeit im Axon, Saltatori-sche Erregungsleitung

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Aktionspotentials an myelinisierten Axonen (UF1), [LK] vergleichen die Weiterleitung des Aktionspotentials an myelinisier-ten und nicht myelinisierten Axonen miteinander und stellen diese unter dem Aspekt der Leitungsgeschwin-digkeit in einen funktionellen Zu-sammenhang (UF2, UF3, UF4).

Die chemische Synapse: Wie werden Informationen zwi-schen Neuronen übertragen?

dokumentieren und präsentieren die Wirkung von endo- und exogenen Stoffen auf Vorgänge am Axon, der Synapse und auf Gehirnareale an konkreten Beispielen (K1, K3, UF2), erläutern die Verschaltung von Neu-ronen bei der Erregungsweiterleitung und der Verrechnung von Potentia-len mit der Funktion der Synapsen auf molekularer Ebene (UF1, UF3), [GK] erklären Wirkungen von exoge-nen Substanzen auf den Körper und bewerten mögliche Folgen für Indivi-duum und Gesellschaft (B3, B4, B2, UF4), [LK] leiten Wirkungen von endo- und exogenen Substanzen (u.a. von Neuroenhancern) auf die Gesundheit ab und bewerten mögliche Folgen für Individuum und Gesellschaft (B3, B4, B2, UF2, UF4), erklären die Rolle von Sympathikus und Parasympathikus bei der neuro-nalen und hormonellen Regelung von physiologischen Funktionen an einem Beispiel [LK: Beispielen](UF4,

präsynaptische Endigung, spannungsab-hängige Calciumkanäle, Vesikel mit Neuro-transmittern, synaptischer Spalt, postsynap-tische Membran, transmittergesteuerte Io-nenkanäle, postsynaptisches Potential, In-formationscodierung (Frequenz und Amplitude), Synaptische Integration: EPSP und IPSP, Drogen und Gifte

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E6, UF2, UF1).

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Unterrichtsvorhaben Q1 2.3 Thema/Kontext: Signaltransduktion: Wie kommt die Welt in unseren Kopf?

Inhaltsfeld: IF 4 Neurobiologie

Inhaltliche Schwerpunkte:

Neuronale Informationsverarbeitung und Grundlagen der Wahrnehmung



UF1 Wiedergabe

K3 Präsentation

Mögliche didaktische Leitfragen / Sequenzierung inhaltlicher Aspekte

Konkretisierte Kompetenzerwartungen des Kernlehrplans Die Schülerinnen und Schüler …

Empfohlene Lehrmittel/ Materialien/ Methoden

Didaktisch-methodische An-merkungen und Empfehlungen sowie Darstellung der verbindlichen Absprachen der Fachkonferenz

Signaltransduktion: Wie kommt die Welt in unseren Kopf?

[GK] stellen das Prinzip der Signal-transduktion an einem Rezeptor anhand von Modellen dar (E6, UF1, UF2, UF4), [LK] erläutern den Aufbau und die Funktion der Netzhaut unter den Aspekten der Farb- und Kontrast-wahrnehmung (UF3, UF4), [LK] stellen die Veränderung der Membranspannung an Lichtsinnes-zellen anhand von Modellen dar und beschreiben die Bedeutung des second messengers und der Reak-tionskaskade bei der Fototransduk-tion (E6, E1), stellen den Vorgang von der durch einen Reiz ausgelösten Erregung von Sinneszellen bis zur Konstrukti-on des Sinneseindrucks bzw. der

Chemo-, Foto-, Thermo-, Mechano-, Elekt-rorezeptoren, adäquater Reiz, Aufbau des menschlichen Auges, Bau der Netzhaut, Stäbchen und Zapfen, Rhodopsin, Funktionsprinzip einer Sinneszelle

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Wahrnehmung im Gehirn unter Verwendung fachspezifischer Dar-stellungsformen in Grundzügen dar (K1, K3).

Unterrichtsvorhaben Q1 2.4 Thema/Kontext: Funktion und Fehlfunktion des Gehirns: Wieso kann ich mir das nicht merken?

Inhaltsfeld: IF 4 Neurobiologie


Plastizität des Lernens



UF4 Vernetzung

B1 Kriterien

Mögliche didaktische Leit-fragen / Sequenzierung in-haltlicher Aspekte

Konkretisierte Kompetenzerwar-tungen des Kernlehrplans Die Schülerinnen und Schüler …


Didaktisch-methodische Anmerkungen und Empfehlungen sowie Darstellung der verbindlichen Absprachen der Fach-konferenz

Funktion und Fehlfunktion des

Gehirns: Wieso kann ich mir

das nicht merken?

recherchieren und präsentieren ak-tuelle wissenschaftliche Erkenntnis-se zu einer degenerativen Erkran-kung (K2, K3), [GK] ermitteln mithilfe von Aufnah-men eines bildgebenden Verfahrens Aktivitäten verschiedener Gehirn-areale (E5, UF4), [LK] stellen Möglichkeiten und Grenzen bildgebender Verfahren zur Anatomie und zur Funktion des Gehirns (PET und fMRT) gegenüber und bringen diese mit der Erfor-schung von Gehirnabläufen in Ver-bindung (UF4, UF1, B4),

mögliche Anwendungsbeispiele: - Parkinson - Alzheimer

Abiturvorbereitung: verschiedene Lerntypen (visuell, motorisch, auditiv, …)

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stellen aktuelle Modellvorstellungen zum Gedächtnis auf anatomisch-physiologischer Ebene dar (K3, B1), [GK] erklären die Bedeutung der Plastizität des Gehirns für ein le-benslanges Lernen (UF4), [LK] erklären den Begriff der Plasti-zität anhand geeigneter Modelle und leiten die Bedeutung für ein lebens-langes Lernen ab (E6, UF4).

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Unterrichtsvorhaben Q1 2.5: Thema/Kontext: Autökologische Untersuchungen – Welchen Einfluss haben abiotische Faktoren auf das Vorkommen von Arten?

Inhaltsfeld IF 5 Ökologie


Umweltfaktoren und ökologische Potenz



E1 Probleme und Fragestellungen

E4Untersuchungen und Experimente

E5 Auswertung

E7 Arbeits- und Denkweisen

Mögliche didaktische Leitfragen/ Sequenzierung inhaltlicher Aspekte

Konkretisierte Kompetenzer-wartung des Kernlehrplans Die Schülerinnen und Schüler…


Didaktische Anmerkungen & Emp-fehlungen

Inwiefern beeinflussen abiotische Faktoren das Vorkommen der Lebewesen auf der Erde? Am Beispiel der FS: Abiotische Faktoren (Temperatur, Licht, Wasser) Toleranzkurve ökologische Potenz physiologische Potenz Minimumregel, Optimumsregel

analysieren Messdaten zur Abhängigkeit der Fotosyntheseaktivität von unterschiedlichen abiotischen Faktoren. (E5) entwickeln aus zeitlich-rhythmischen Änderungen des Lebensraums biologische Fragestellungen und erklären diese auf der Grundlage von Daten (E1, E5) erläutern den Zusammenhang zwischen Fotoreaktion und Syn-thesereaktion und ordnen die Reaktionen den unterschiedli-chen Kompartimenten des Chlo-roplasten zu (UF1, UF3)

Abhängigkeit der FS-Rate von Licht- / Temperaturintensität / CO2-Konz. Langzeit- / Kurztagpflanzen Messwerttabellen oder Versuch

Versuch zur Abhängigkeit der Fotosyntheserate von Licht, Temperatur oder CO2 (Wasserpest)

Stoffwechselphysiologische Grund-lagen von Ökosystemen: Fotosyn-

(LK)Leiten aus Forschungsexpe-rimenten zur Aufklärung der

Versuche Wasserpest (Starklicht, verschiedene CO2-Konzentrationen.

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these lichtabhängige/lichtunabhängige Reaktionen Bedeutung der Fotosynthese

Fotosynthese zu grundliegende Fragestellungen und Hypothe-sen ab E1, E3, UF2, UF4).

(LK) Erläutern den Zusammen-hang zwischen Fotoreaktion und Synthesereaktion und ordnen die Reaktionen den unterschied-lichen Kompartimenten des Chloroplasten zu (UF1, UF3).

(LK)Erläutern mithilfe einfacher Schemata das Grundprinzip der Energieumwandlung in den) Fotosystemen und den Mecha-nismus der ATP-Synthese K3, UF 1

Usw.)

Bergmann/Allen`sche Regel erläutern die Aussagekraft von biologischen Regeln (u. a. tiergeographische Regeln) und grenzen diese von naturwissenschaftlichen Gesetzen ab. (E7, K4)

Abkühlversuche (heißes Wasser in Glaszylinder verschiedener Formen, T-/ Zeitmessungen; Diagrammarbeit)

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Unterrichtsvorhaben Q1 2.6

Thema/Kontext: Synökologie – Welchen Einfluss haben inter- und intraspezifische Beziehungen auf Populationen? Welchen Einfluss hat der Mensch auf globale Stoffkreisläufe und Energieflüsse



Dynamik von Populationen, Stoffkreislauf und Energiefluss


Schwerpunkte übergeordneter Kompetenzerwar-tungen: Die Schülerinnen und Schüler können …

E6 Modelle

K4 Argumentation

B2 Entscheidungen

B3 Werte und Normen


Konkretisierte Kompetenzerwartung des Kernlehr-plans Die Schülerinnen und Schüler…

Empfohlene Lernmit-tel/ Materialien/ Me-thoden

Didakt.Anmerkungen & Emp-fehlungen

Inwiefern beeinflussen inter- und intraspezifische Beziehungen

Populationen?/ Welche Mög-lichkeiten der Stoff- und Ener-gieumwandlung gibt es in ausgewählten Ökosystemen?

Biotische Faktoren (Konkurrenz, Konkurrenzvermeidung, Parasitis-mus, Symbiosen) ökologische Nische

leiten aus Untersuchungsdaten zu intra- und interspezifischen Beziehungen (Parasitismus, Symbiose, Konkurrenz) mögliche Folgen für die jeweiligen Arten ab und präsentieren diese unter Verwendung angemessener Medien (E5, K3, UF1)

leiten aus Daten zu abiotischen und biotischen Faktoren Zusammenhänge im Hinblick auf zyklische und sukzessive Veränderungen ab (E5, UF1, UF2, UF3, UF4) (auch bei der Populationsökologie)

erklären mithilfe des Modells der ökologischen Nische die Koexistenz von Arten (E6, UF1, UF2)

konkrete Beispiele und Untersuchungsdaten PPT-Präsentation (z.B. Referate)

Nahrungsbeziehungen (Trophie-ebenen, Nahrungsketten, Nah-rungsnetz, Nahrungspyramide)

stellen energetische und stoffliche Beziehungen verschiedener Organismen unter den Aspekten von Nahrungskette, Nahrungsnetz und Trophie-

Terrestrisch / Aquatisch MWG/EKG

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ebene formal, sprachlich und fachlich korrekt dar (K1, K3)

Populationsökologie (Regulation der Populationsdichte, Lotka-Volterra, r- und k- Strategen

beschreiben die Dynamik von Populationen in Abhängigkeit von dichteabhängigen und dichte-unabhängigen Faktoren (UF1)

untersuchen die Veränderungen von Populatio-nen mit Hilfe von Simulationen auf der Grundlage des Lotka-Volterra-Modells (E6)

(LK)vergleichen das Lotka-Volterra-Modell mit veröffentlichten Daten aus Freilandmessungen und diskutieren die Grenzen des Modells (E6)

Diagramme und Gra-phen beschreiben und interpretieren Räuber- Beutespiel

Daten aus Freilandmessung

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Unterrichtsvorhaben Q2 1.1: Thema/Kontext: Zyklische und sukzessive Veränderung von Ökosystemen – Welchen Einfluss hat der Mensch auf die Dynamik von Ökosystemen?



Mensch und Ökosystem



E5 Auswertung

B2 Entscheidungen


Konkretisierte Kompetenzer-wartung des Kernlehrplans Die Schülerinnen und Schüler…


Didakt.Anmerkungen & Empfeh-lungen

Welche Parameter beeinflussen die Dynamik von Ökosystemen? Zonierung Jahreszeitliche Änderungen Nahrungsbeziehungen Unterschiedliche Arten: Wald: Mischwald,… See: oligotroph, eutroph,… Fließgewässer (Selbstreinigung) Gewässergüte Eintrag von Schadstoffen (Belastung der Luft, des Bodens, des Was-sers…), Eutrophierung

Entwickeln aus zeitlich-rhythmischen Änderungen des Lebensraums biologische Frage-stellungen und erklären diese auf der Grundlage von Daten (E1, E5)

leiten aus Daten zu abiotischen und biotischen Faktoren Zusammenhänge im Hinblick auf zyklische und sukzessive Veränderungen ab. (E5, UF1, UF2, UF3, UF4)

Zeigen den Zusammenhang zwi-schen dem Vorkommen von Bio-indikatoren und der Intensität abiotischer Faktoren im Ökosys-tem (UF3,UF4,E4)

Nur LK: untersuchen das Vor-kommen, die Abundanz und die

Ökosystem See Praktische Untersuchungen im Ökosys-tem

LK: Exkursion: Gewässeruntersuchung an der Bega

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Dispersion von Lebewesen des Ökosystems im Freiland (E1, E2, E4)

Nur LK: planen ausgehend von Hypothesen Experimente zur Überprüfung der ökologischen Potenz nach dem Prinzip der Variablenkontrolle, nehmen krite-rienorientiert Beobachtungen und Messungen vor und deuten die Ergebnisse (E2, E3, E4, E5, K4)

Stoffkreisläufe Treibhausgase, Klimaerwärmung und Folgen

Präsentieren und erklären auf der Grundlage von Untersu-chungsdaten die Wirkung von anthropogenen Faktoren auf einen ausgewählten globalen Stoffkreislauf (K1, K3, UF1)

Stoffkreisläufe bis 2016 verbindlich: Stickstoff-kreislauf, für 2017 Kohlenstoffkreis-lauf

Schädlingsbekämpfung, Neozon Recherchieren Beispiele für die biologische Invasion von Arten und leiten Folgen für das Öko-system ab (K2,K4)

Abiturvorgabe 2017 Schädlingsbekämpfung

Nachhaltigkeit Landwirtschaft Naturschutz Renaturierung Bewertung von Maßnahmen

Entwickeln Handlungsoptionen für das eigene Konsumverhalten und schätzen diese unter dem Aspekt der Nachhaltigkeit ein (B2, B3) diskutieren Konflikte zwischen der Nutzung natürlicher Res-sourcen und dem Naturschutz B2, B3

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Unterrichtsvorhaben Q2 1.2:

Thema/ Kontext I: Evolution in Aktion - Welche Faktoren beeinflussen den evolutiven Wandel?

Inhaltsfeld IF 6 Evolution


Grundlagen evolutiver Veränderung

Artbegriff und Artbildung

Stammbäume (Teil1) Zeitbedarf GK: ca. 4 DS; LK: ca. 8 DS


UF1 Wiedergabe


K4 Argumentation

LK: E7 Arbeits- und Denkweisen

Mögliche didaktische Leitfra-gen/ Sequenzierung inhaltlicher Aspekte

Konkretisierte Kompe-tenzerwartungen des Kernlehr-plans Die Schülerinnen und Schüler…

Empfohlene Lehrmittel/ Materia-lien/ Methoden

Didaktisch-methodische An-merkungen und Empfehlungen sowie Darstellung der verbind-lichen Absprachen der Fach-konferenz

Welche genetischen Faktoren beeinflussen den evolutiven Wan-del? Grundlagen des evolutiven Wan-dels Grundlagen biologischer Ange-passtheit Populationen und ihre genetische Struktur

erläutern das Konzept der Fitness und seine Bedeutung für den Pro-zess der Evolution unter dem Aspekt der Weitergabe von Allelen(UF1, UF4). erläutern den Einfluss der Evoluti-onsfaktoren (Mutation, Rekombinati-on, Selektion, Gendrift) auf den Genpool der Population (UF4, UF1). LK: bestimmen und modellieren mit-hilfe des Hardy-Weinberg-Gesetzes die Allelfrequenzen in Populationen

Materialien zur genetischen Vari-abilität und ihren Ursachen. Fakultativ:conceptmap Partnerarbeit zu abiotischen und biotischen Selektionsfaktoren (Beispiel: Birkenspanner) Fakultativ:Gruppengleiches Spiel zur Selektion Fakultativ: LK: Computerpro-gramm zur Simulation des Hardy-

An vorgegebenen Materialien zur genetischen Variabilität wird ar-beitsgleich gearbeitet. Ein Expertengespräch wird entwi-ckelt. Das Spiel wird durchgeführt und ausgewertet;eine Reflexion wird vorgenommen. LK: Das Hardy-Weinberg-Gesetz und seine Gültigkeit werden erar-

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und geben Bedingungen für die Gül-tigkeit des Gesetzes an (E6).

Weinberg-Gesetzes

beitet.

Wie kann es zur Entstehung un-terschiedlicher Arten kommen? Isolationsmechanismen Artbildung

erklären Modellvorstellungen zu allo-patrischen und sympatrischenArtbil-dungsprozessen an Beispielen (E6, UF1).

kurze Informationstexte zu Isola-tionsmechanismen LK: Informationen zu Modellen und zur Modellentwicklung Messdaten (DNA-Sequenzen, Verhaltensbeobachtungen, etc.) und Simulationsexperimente zu Hybridzonen

Je ein zoologisches und/oder ein botanisches Beispiel pro Isolati-onsmechanismus werden behan-delt. Unterschiede zwischen sympatri-scher und allopatrischer Artbil-dung werden erarbeitet. LK: … und Modelle entwickelt.

Welche Ursachen führen zur gro-ßen Artenvielfalt? Adaptive Radiation

stellen den Vorgang der adaptiven Radiation unter dem Aspekt der An-gepasstheit dar (UF2, UF4). LK: beschreiben Biodiversität auf verschiedenen Systemebenen (ge-netische Variabilität, Artenvielfalt, Vielfalt der Ökosysteme) (UF4, UF1, UF2, UF3).

Bilder und Texte zum Thema „Adaptive Radiation der Darwinfin-ken“

Ein Konzept zur Entstehung der adaptiven Radiation wird entwi-ckelt. Ergebnisse werden mit flexibel gestaltbaren Präsentationen an der Tafel dargestellt.

Welche Ursachen führen zur Coevolution und welche Vorteile ergeben sich? Coevolution Selektion und Anpassung

wählen angemessene Medien zur Darstellung von Beispielen zur Coevolution aus Zoologie und Bota-nik aus und präsentieren Beispiele (K3, UF2). belegen an Beispielen den aktuellen evolutionären Wandel von Organis-men (u.a. mithilfe von Auszügen aus Gendatenbanken)(E2, E5).

Texte und Schemata zur Kosten-Nutzen-Analyse mediengestützte Präsentationen Fakultativ: Referate

Anhand einer selbst gewählten medialen Darstellung werden verschiedene Beispiele der Coevolution präsentiert. Anhand unterschiedlicher Bei-spielewird der Schutz vor Beu-tegreifern (Mimikry, Mimese, etc.) unter dem Aspekt des evolutionä-ren Wandels von Organismen erarbeitet.

Wie lassen sich die evolutiven Mechanismen in einer Theorie zusammenfassen? Synthetische Evolutionstheorie LK: …in der historischen Diskus-sion

stellen die Synthetische Evolutions-theorie zusammenfassend dar (UF2, UF4). LK: stellen Erklärungsmodelle für die Evolution in ihrer historischen Ent-wicklung und die damit verbundenen Veränderungen des Weltbilds dar

Informationstext LK: Fakultativ: Text (wissenschaft-liche Quelle)

Eine vollständige Definition der Synthetischen Evolutionstheorie wird erarbeitet. LK: Die Faktoren, die zur Ent-wicklung der Evolutionstheorie führten, werden mithilfe eines wissenschaftlichen Textes kritisch

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(E7). grenzen die Synthetische Theorie der Evolution gegenüber nicht na-turwissenschaftlichen Positionen zur Entstehung von Artenvielfalt ab und nehmen zu diesen begründet Stel-lung (B2, K4).

analysiert.

Was deutet auf verwandtschaftli-che Beziehungen von Lebewesen hin? Belege für die Evolution konvergente und divergente Ent-wicklung LK: Stellenäquivalenz

stellen Belege für die Evolution aus verschiedenen Bereichen der Biolo-gie (u.a. Molekularbiologie) adressa-tengerecht dar (K1, K3). analysieren molekulargenetische Daten und deuten diese imHinblick auf die Verbreitung von Allelen und Verwandtschaftsbeziehungen von-Lebewesen (E5, E6). deuten Daten zu anatomisch-morphologischen und molekularen Merkmalen von Organismen zum Beleg konvergenter und divergenter Entwicklungen (E5, UF3).

Abbildungen von Beispielen kon-vergenter /divergenter Entwicklung und Homologien Arbeitsteilige Gruppenarbeit Texte und Abbildungen zu ver-schiedenen Untersuchungsmetho-den: DNA-DNA-Hybridisierung, Aminosäure- und DNA-Sequenzanalysen, etc.

Definitionen werden anhand der Abbildungen entwi-ckelt.Homologiekriterien werden anhand von Beispielen erarbeitet und formuliert (LK: u. a. auch Entwicklung von Progressions- und Regressionsreihen) Beispiele in Bezug auf homologe oder konvergente Entwicklung werden analysiert. Die unterschiedlichen Methoden werden analysiert und vor dem Kurs präsentiert.

Wie lassen sich Verwandtschafts-verhältnisse ermitteln und syste-matisieren? Homologien Grundlagen der Systematik

entwickeln und erläutern Hypothesen zu phylogenetischen Stammbäumen auf der Basis von Daten zu anato-misch-morphologischen und moleku-laren Homologien (E3, E5, K1, K4). Beschreiben die Einordnung von Lebewesen mithilfe der Systematik und der binären Nomenklatur (UF1, UF4). Erstellen und analysieren Stamm-bäume anhand von Daten zur Ermitt-lung von Verwandtschaftsbeziehun-gen der Arten (E3, E5).

Daten und Abbildungen zu mor-phologischen Merkmalen der Wir-beltiere und der Unterschiede Ergebnisse/Daten vonmolekular-genetischer Analysen Bilder und Texte zu Apomorphien und Plesiomorphien und zur No-menklatur

Daten werden ausgewertet und Stammbäume erstellt. LK: Verschiedene Stammbaum-analysemethoden werden vergli-chen.

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Nur LK: Wie lässt sich evolutiver Wandel auf genetischer Ebene belegen? Molekularbiologische Evolutions-mechanismen Epigenetik

stellen Belege für die Evolution aus verschiedenen Bereichen der Biolo-gie (u.a. Molekularbiologie) adressa-tengerecht dar (K1, K3). beschreiben und erläutern molekula-re Verfahren zur Analyse von phylo-genetischen Verwandtschaften zwi-schen Lebewesen (UF1, UF2). analysieren molekulargenetische Daten und deuten sie mit Daten aus klassischen Datierungsmethoden im Hinblick auf Verbreitung von Allelen und Verwandtschaftsbeziehungen von Lebewesen (E5, E6). belegen an Beispielen den aktuellen evolutionären Wandel von Organis-men (u.a. mithilfe von Daten aus Gendatenbanken) (E2, E5).

molekulargenetische Untersu-chungsergebnisse Materialien zu Atavismen, Rudi-menten und zur biogenetischen Grundregel (u.a. auch Homöobox-Gene)

Unterschiedliche molekulargene-tische Methoden werden erarbei-tet und mit Stammbäumen, wel-che auf klassischen Datierungs-methoden beruhen, verglichen. Anhand der Materialien werden Hypothesen zur konvergenten und divergenten Entwicklung entwickelt.

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Unterrichtsvorhaben 2 Q2 1.3:

Thema/Kontext: Evolution von Sozialstrukturen – Welche Faktoren beeinflussen die Evolution des Sozialverhaltens?

Inhaltsfeld IF 6 Evolution

Inhaltliche Schwerpunkte: Evolution und Verhalten


Schwerpunkteübergeordneter Kompetenzerwartungen: Die Schülerinnen und Schüler können …

UF2 Auswahl

UF4 Vernetzung

Möglichedidaktische Leit-fragen / Sequenzierung inhaltlicher Aspekte

Konkretisierte Kompetenzerwar-tungen des Kernlehrplans Die Schülerinnen und Schüler …

Empfohlene Lehrmittel/ Materia-lien/ Methoden

Didaktisch-methodische Anmer-kungen und Empfehlungen sowie Darstellung der verbindlichen Ab-sprachen der Fachkonferenz

Sexualdimorphismus – Wel-che Vor- und Nachteile gibt es in Bezug auf die natürli-che Selektion? Evolution der Sexualität (LK: Brutpflege) Sexuelle Selektion - inter- und intrasexuelle

Selektion - reproduktive Fitness LK: Altruismus

erläutern das Konzept der Fitness und seine Bedeutung für den Prozess der Evolution unter dem Aspekt der Weitergabe von Allelen (UF1, UF4).

Bilder von Tieren mit deutlichen Sexualdimorphismen Informationstexte zu Beispielen aus dem Tierreich Ggf. Powerpoint-Präsentationen

Das Phänomen Sexualdimorphismus wird visuell vermittelt. Präsentationen werden inhalts- und darstellungsbezogen evaluiert.

Wieso gibt es unterschiedli-che Sozial- und Paarsyste-me? Paarungssysteme Habitatwahl

analysieren anhand von Daten die evolutionäre Entwicklung von Sozial-strukturen (Paarungssysteme, Habi-tatwahl) unter dem Aspekt der Fit-nessmaximierung (E5, UF2, UF4, K4).

Daten aus der Literatur zum Gruppenverhalten und Sozialstruk-turen von Schimpansen, Gorillas und Orang-Utans Graphiken / Soziogramme Gestufte Hilfenzur Erschließung von Graphiken / Soziogrammen Präsentationen

Lebensgemeinschaften werden an-hand von wissenschaftlichen Unter-suchungsergebnissen und grundle-genden Theorien analysiert. Erklärungshypothesen werden ver-anschaulichend dargestellt. Ergebnisse werden vorgestellt und seitens der SuS inhalts- und darstel-lungsbezogen beurteilt.

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LK: Warum setzte sich das Leben in Gruppen trotz in-traspezifischer Konkurrenz bei manchen Arten durch? Leben in Gruppen Kooperation

erläutern das Konzept der Fitness und seine Bedeutung für den Prozess der Evolution unter dem Aspekt der Wei-tergabe von Allelen (UF1, UF4).

Fachtexte Verschiedene Kooperationsformen werden anhand von wissenschaftli-chen Untersuchungsergebnissen analysiert.

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Unterrichtsvorhaben 2 Q2 2.1:

Thema/ Kontext: Humanevolution – Wie entstand der heutige Mensch?

Inhaltsfeld IF 6 Evolution (&Genetik)

Inhaltliche Schwerpunkte: Evolution des Menschen Stammbäume (Teil 2) Zeitbedarf GK: ca. 6 DS; LK: ca. 12 DS


UF 3 Systematisierung

K4 Argumentation

LK: E5 Auswertung

Mögliche didaktische Leit-fragen/ Sequenzierung inhaltlicher Aspekte

Konkretisierte Kompetenzerwartungen des Kernlehrplans Die Schülerinnen und Schüler …


Didaktisch-methodische Anmerkungen und Emp-fehlungen sowie Darstel-lung der verbindlichen Absprachen der Fachkon-ferenz

Mensch und Affe – wie nahe verwandt sind sie? Primatenevolution

ordnen den modernen Menschen kriteri-engeleitet Primaten zu (UF3). entwickeln und erläutern Hypothesen zu phylogenetischen Stammbäumen auf der Basis von Daten zu anatomisch-morphologischen und molekularen Ho-mologien (E3, E5, K1, K4). erstellen und analysieren Stammbäume anhand von Daten zur Ermittlung von Verwandtschaftsbeziehungen von Arten (E3, E5).

verschiedene Entwürfe von Stamm-bäumen der Primaten basierend auf anatomisch-morphologischen Belegen (Skelettvergleich)

DNA-Sequenzanalysen verschiedener Primaten LK: kriteriengeleitete Bewertung von wissenschaftlichen Quellen

Daten werden analysiert, Ergebnisse ausgewertet und Hypothesen diskutiert. Auf der Basis der Ergebnis-se wird ein präziser Stamm-baum erstellt.

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Wie erfolgte die Evolution des Menschen? Hominidenevolution

diskutieren wissenschaftliche Befunde (u.a. Schlüsselmerkmale) und Hypothe-sen zur Humanevolution unter dem As-pekt ihrer Vorläufigkeit kritisch-konstruktiv (K4, E7, B4).

Fakultativ: Film „Mensch Affe“ (Planet Schule)

Bewerten Aussagen des Films zur Entstehung des heutigen Menschen. LK: Die Unterschiede und Gemeinsamkeiten früherer Hominiden und Sonderfälle (Flores, Dmanisi) werden erarbeitet. Die Hominidenevolution wird anhand von Weltkarten, Stammbäumen, etc. zu-sammengefasst.

Wieviel Neandertaler steckt in uns? Homo sapiens sapiens und Neandertaler

diskutieren wissenschaftliche Befunde (u.a. Schlüsselmerkmale) und Hypothe-sen zur Humanevolution unter dem As-pekt ihrer Vorläufigkeit kritisch-konstruktiv (K4, E7, B4).

Materialien zu molekularen Untersu-chungsergebnissen (Neandertaler, Jetztmensch)

Wissenschaftliche Untersu-chungen werden kritisch analysiert.

LK: Wie kam es zur Ge-schlechtsspezifität? Evolution des Y-Chromosoms

stellen Belege für die Evolution aus ver-schiedenen Bereichen der Biologie (u.a. Molekularbiologie) adressatengerecht dar. (K1, K3). erklären mithilfe molekulargenetischer Modellvorstellungen zur Evolution der Genome die genetische Vielfalt der Le-bewesen. (K4, E6). diskutieren wissenschaftliche Befunde und Hypothesen zur Humanevolution unter dem Aspekt ihrer Vorläufigkeit kri-tisch- konstruktiv (K4, E7).

Unterrichtsvortrag oder Informati-onstext über testikuläre Feminisierung Materialien zur Evolution des Y-Chromosoms

Auswertung des Materials

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Wie lässt sich Rassismus bio-logisch widerlegen? Menschliche Rassen gestern und heute

Bewerten die Problematik des Rasse-Begriffs beim Menschen aus historischer und gesellschaftlicher Sicht und nehmen zum Missbrauch dieses Begriffs aus fach-licher Perspektive Stellung (B1, B3, K4).

Texte zu historischem und gesell-schaftlichem Missbrauch des Ras-sebegriffs.

Argumente werden mittels Belegen aus der Literatur erarbeitet und diskutiert.

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2.1.1 Übersichtsraster Qualifikationsphase - mwg … · Neurobiologie UF1 Wiedergabe UF2 Auswahl E6 Modelle B3 Werte und Normen . 2 ... z.B. Advance Organizer/ MindMap/Concept Map