Materialien zu den Themen der Bildungsstandards
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Mensch,
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- Natur - Technik
- Realschule: Portal Naturwissenschaftliches
Arbeiten
Gymnasium (Biologie)
Übersicht
Klasse 6 - Angepasstheit bei Wirbeltieren, Wirbellosen und Blütenpflanze
Die Schülerinnen und Schüler können
| Themen | Materialien | |
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| Phänomene aus der belebten Natur beschreiben und einfache Erklärungen finden. Sie können einfache Experimente unter Anleitung durchführen und die Ergebnisse protokollieren | - | |
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die Lebensweise und die typischen Baumerkmale von Vertretern der Fische, Amphibien, Reptilien, Vögel und Säugetiere exemplarisch beschreiben |
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| die Fortpflanzung bei verschiedenen Wirbeltieren vergleichen | - | |
| grundlegende Vorgänge der Entwicklung und Fortpflanzung des Menschen und die in der Pubertät ablaufenden Veränderungen beschreiben | - | |
| durch vergleichende Betrachtungen Schlüsse über die Lebensweise unbekannter Vertreter der Wirbeltiere ziehen und diese einer Klasse zuordnen | - | |
| Anpassungen an den Lebensraum durch Abwandlung von Körperbau und Verhalten an konkreten Beispielen erläutern | - | |
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artgerechte Tierhaltung auf der Grundlage ihrer Kenntnisse über die Lebensweise der Tiere erläutern |
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typische Merkmale der Insekten und die Lebensweise verschiedener Vertreter beschreiben |
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Merkmale und die Lebensweise von Vertretern einer weiteren Klasse der Wirbellosen beschreiben |
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den Aufbau von Blütenpflanzen, die Funktion der Pflanzenorgane, den zeitlichen Ablauf und die Bedingungen wichtiger pflanzlicher Lebensvorgänge beschreiben |
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verschiedene Blütenpflanzen, auch wichtige Vertreter der Laub- und Nadelbäume sowie Kulturpflanzen, aus ihrer direkten Umgebung an charakteristischen Merkmalen erkennen |
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| einen einfachen Bestimmungsschlüssel auf unbekannte Tiere und Pflanzen anwenden | - | |
| Ähnlichkeiten im Bau bei Pflanzen und Tieren erkennen, als Zeichen der Verwandtschaft deuten und einen Zusammenhang zur Entwicklungsgeschichte der Lebewesen herstellen | - | |
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an Beispielen die Gefährdung einheimischer Tier- und Pflanzenarten erläutern und Schutzmaßnahmen aufzeigen (Artenschutz) |
Klasse 8 - 1. Zelluläre Organisation der Lebewesen
Die Schülerinnen und Schüler können
| Themen | Materialien | |
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- mit dem Lichtmikroskop sachgerecht umgehen und unter Anleitung einfache Präparate herstellen |
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| - erklären, dass Lebewesen aus Zellen aufgebaut sind | s.o. | |
| - den Aufbau einer typischen tierischen und pflanzlichen Zelle beschreiben sowie lichtmikroskopische Bilder interpretieren | s.o. | |
| - die Bedeutung des Zellkerns und der Chloroplasten erläutern | - | |
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- experimentell die Existenz der Zellmembran erschließen | - |
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- qualitative und quantitative Experimente zum Gaswechsel und zur Stärkesynthese bei der Fotosynthese durchführen | |
| - die Wortgleichung der Fotosynthese angeben | :-) | |
| - erklären, dass bei der Fotosynthese Lichtenergie in chemische Energie umgewandelt wird | - | |
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- das Wachstum der Lebewesen als Folge fortgesetzter Zellteilungen verstehen | - |
Klasse 8 - 2. Der Körper des Menschen und seine Gesunderhaltung
Die Schülerinnen und Schüler können
| Themen | Materialien | |
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- den Bau des Verdauungssystems des Menschen beschreiben |
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- einfache Experimente zur Verdauung durchführen und auswerten |
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- die Zusammensetzung von Nahrungsmitteln analysieren und diese im Hinblick auf eine ausgewogene Ernährung beurteilen | |
| Die Schülerinnen und Schüler sind sich der Bedeutung einer gesunden Ernährung bewusst und kennen die Probleme, die mit Essstörungen verbunden sind. | s.o. | |
| Die Schülerinnen und Schüler können - die Wortgleichung der Zellatmung angeben und die Bedeutung der Nährstoffe für die Energieumwandlung im Organismus erklären | s.o. | |
| - den Aufbau des Herz-Kreislauf-Systems des Menschen beschreiben und die Funktion des Blutes als Transportsystem für Nährstoffe und Gase erläutern | - | |
| - einfache Experimente zur Funktion des Herz-Kreislauf-Systems durchführen | - | |
| - grundlegende Vorgänge im Verlauf des Menstruationszyklus beschreiben | - | |
| - verschiedene Methoden der Empfängnisverhütung beschreiben | - | |
| - an Beispielen beschreiben, wie durch Bakterien und Viren Infektionskrankheiten ausgelöst werden können | - | |
| - den Verlauf einer Infektionskrankheit beschreiben. Sie wissen, dass Antikörper bei der Immunantwort eine wichtige Rolle spielen und verstehen, wie durch Immunisierung Krankheiten vorgebeugt werden kann | - | |
| - die Gefahren einer HIV-Infektion einschätzen. Sie sind über Schutzmöglichkeiten informiert | - | |
| - gesundheitliche Gefahren, die mit Drogenkonsum verbunden sind, an Beispielen beschreiben und erläutern | - | |
| Die Schülerinnen und Schüler erkennen Liebe und Sexualität als besondere menschliche Verhaltensweisen, die der Partnerbindung dienen. Sie können ihr eigenes Verhalten verstehen, das in dieser Altersstufe durch die Pubertät geprägt ist. Sie werden sich bewusst, dass Neugier, Gruppenzwang, mangelnde Ich-Stärke oder geringe Frustrationstoleranz zu Missbrauch und Abhängigkeit von Suchtmitteln führen können. | - |
Klasse 10 - 1. Zelluläre Organisation der Lebewesen
Die Schülerinnen und Schüler können
| Themen | Materialien | |
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- den Ablauf der Mitose beschreiben und ihre Bedeutung erläutern |
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| - mikroskopische Präparate von Mitosestadien herstellen und analysieren | s.o. | |
| - Präparate verschiedener Zelltypen herstellen und analysieren | s.o. | |
| - Zelldifferenzierung als Grundlage für die Gewebe- und Organbildung beschreiben | - |
Klasse 10 - 2. Der Körper des Menschen und seine Gesunderhaltung
Die Schülerinnen und Schüler können
| Themen | Materialien | |
|---|---|---|
| - die Sinnesorgane des Menschen im Überblick beschreiben | - | |
| - das Wirkungsprinzip der Sinneszellen als Signalwandler beschreiben. Sie wissen, dass Reize in elektrische Signale umgewandelt werden, die zum Zentralnervensystem weitergeleitet und dort verarbeitet werden | - | |
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den Aufbau des Auges beschreiben und den Zusammenhang zwischen Bau und Funktion erläutern | |
| Experimente zur Funktion des Auges durchführen und auswerten |
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ein Wirbeltierauge präparieren | |
| den Bau des Nervensystems im Überblick und die grundlegende Bedeutung des peripheren, des zentralen und des vegetativen Nervensystems beschreiben | - | |
| das Hormonsystem des Menschen im Überblick beschreiben und das Wirkungsprinzip der Hormone modellhaft erklären | - | |
| das Regelungsprinzip der Hormone über fördernde und hemmende Wirkungen erklären und auf die Blutzuckerregulation anwenden | - | |
| die grundlegende Bedeutung des Hormon- und Nervensystems für Steuerung und Regelung im Organismus erläutern und erklären, wie Störungen zu Krankheiten führen Die Schülerinnen und Schüler werden auf Grund ihres Wissens über Bau und Funktion des menschlichen Organismus befähigt, ihr eigenes Verhalten in Hinblick auf eine gesunde Lebensführung zu reflektieren. | - |
Klasse 10 - 3. Reproduktion und Vererbung
Die Schülerinnen und Schüler können
| Themen | Materialien | |
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die Bedeutung des Zellkerns und der Chromosomen für die Vererbung erklären | |
| Mitose und Meiose hinsichtlich Ablauf und Bedeutung vergleichen | - | |
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die MENDELSCHEN Regeln auf einfache Erbgänge und zur Stammbaumanalyse anwenden | |
| den Aufbau der Proteine mit einem einfachen Modell beschreiben und die Bedeutung der Proteine als Wirk- und Bausubstanzen im Organismus erklären | - | |
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den Aufbau der DNA mit einem einfachen Modell beschreiben. Sie verstehen, dass die Erbinformation auf der Basensequenz beruht und wissen, dass diese Sequenz in spezifische Proteine übersetzt wird | |
| Mutation und Selektion als wichtige Evolutionsfaktoren erläutern | - | |
| an Beispielen erläutern, dass Veränderungen der Erbsubstanz zu Erbkrankheiten führen können. Sie kennen die Bedeutung der genetischen Beratung Die Schülerinnen und Schüler wissen, dass eine gezielte Veränderung der Erbinformation möglich ist. Sie erkennen Nutzen und Risiken dieser Eingriffe. | - |
Klasse 10 - 4. Ökosysteme
Die Schülerinnen und Schüler können
| Themen | Materialien | |
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ein schulnahes Ökosystem erkunden und wichtige Daten erfassen | |
| die Wechselwirkung zwischen Lebewesen eines Ökosystems anhand von Nahrungsketten und Nahrungsnetzen darstellen und den Energiefluss erläutern | - | |
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mit ihrem Wissen über Fotosynthese und Zellatmung die Bedeutung der Energieumwandlung in einem Ökosystem erläutern | |
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- an Beispielen erläutern, dass sich die Stabilität eines Ökosystems aus dem Zusammenwirken vieler Faktoren ergibt und dass Eingriffe bei einzelnen Faktoren weitreichende und unerwartete Folgen haben können |
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| - Ursachen für das Aussterben von Lebewesen an Beispielen erläutern Die Schülerinnen und Schüler haben auf der Grundlage ihres ökologischen Wissens und der in anderen Fächern erworbenen Kenntnisse ein Bewusstsein entwickelt, dass nachhaltiger Umweltschutz eine wesentliche globale Aufgabe ist (Agenda 21). | - |
Kursstufe - 1. Von der Zelle zum Organ
| Ausgangspunkt aller Betrachtungen ist die Zelle als Grundbaustein des Lebens. Lebensvorgänge beruhen auf Strukturen und Vorgängen auf der Ebene der Makromoleküle. Stoffwechsel und Vererbung sind fundamentale Eigenschaften des Lebens. Die Zelldifferenzierung ist die Voraussetzung für Organbildung. |
Kursstufe - Zelle und Stoffwechsel
Die Schülerinnen und Schüler können
| Themen | Materialien | |
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| - die Zelle als Grundbaustein des Lebens und als geordnetes System beschreiben | - | |
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anhand eines Modells den Aufbau und die Eigenschaften der Biomembran beschreiben | |
| die Bedeutung der Zellmembran für den geregelten Stofftransport erläutern |
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| das Prinzip der Osmose und ihre Bedeutung für den Stoffaustausch über Membranen anhand von Experimenten erklären | - | |
| die Bedeutung der Kompartimentierung der Zelle erklären und den Zusammenhang zwischen Bau und Funktion bei folgenden Zellorganellen erläutern: Zellkern, Mitochondrium, Chloroplast, Endoplasmatisches Reticulum, Ribosom | - | |
| elektronenmikroskopische Bilder der Zelle interpretieren | - | |
| erklären, dass zum Erhalt und Aufbau geordneter Systeme Energie aufgewendet werden muss | - | |
| erläutern, dass Zellen offene Systeme sind, die mit der Umwelt Stoffe und Energie austauschen | ||
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erklären, dass das Zusammenwirken energieliefernder mit energieverbrauchenden Reaktionen notwendig ist. Sie können die Bedeutung von ATP als Energieüberträger erläutern |
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Kursstufe - Moleküle des Lebens und Grundlagen der Vererbung
Die Schülerinnen und Schüler können
| Themen | Materialien | |
|---|---|---|
| - beschreiben, dass das Leben auf Strukturen und Vorgängen auf der Ebene der Makromoleküle beruht | - | |
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ein Experiment zur Isolierung von DNA durchführen |
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die Doppelhelix-Struktur der DNA über ein Modell beschreiben und erläutern, wie in Nukleinsäuren die Erbinformation kodiert ist |
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| die Bedeutung der Proteine als Struktur- und Funktionsmoleküle des Lebens erläutern | - | |
| das Funktionsprinzip eines Enzyms und eines Rezeptors über „Schlüssel-Schloss-Mechanismen“ erläutern | - | |
| an einem konkreten Beispiel den Prozess der enzymatischen Katalyse beschreiben und die Vorgänge am aktiven Zentrum modellhaft darstellen; sie können den Zusammenhang zwischen Molekülstruktur und spezifischer Funktion erläutern | - | |
| Mechanismen zur Regulation der Enzymaktivität an konkreten Beispielen beschreiben und erklären | - | |
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Experimente zur Abhängigkeit der Enzymaktivität von verschiedenen Faktoren durchführen und auswerten | |
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den Weg von den Genen zu den Proteinen (Proteinsynthese) und von den Proteinen zu den Merkmalen von Lebewesen (Biosyntheseketten) erläutern | |
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die Bedeutung der Regulation der Genaktivität für den geregelten Ablauf der Stoffwechsel- und Entwicklungsprozesse mithilfe einfacher Modelle erläutern |
Kursstufe - 2. Aufnahme, Weitergabe und Verarbeitung von Informationen
Lebewesen registrieren Umweltveränderungen und verarbeiten Informationen. Beispielhaft betrachtet werden hier das Nervensystem und das Immunsystem des Menschen, um die Prinzipen der Aufnahme, Weiterleitung, Verarbeitung und Speicherung von Information darzustellen. Die Schülerinnen und Schüler können
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- Nervenzellen präparieren und den Bau einer Nervenzelle erläutern |
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die Mechanismen der elektrischen und stofflichen Informationsübertragung und die daran beteiligten Membranvorgänge am Beispiel der Nervenzellen beschreiben (Ruhepotenzial, Aktionspotenzial, Synapse) |
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| die elektrochemischen und molekularbiologischen Vorgänge bei der Reizaufnahme an einer Sinneszelle und der Transformation in elektrische Impulse an einem selbstgewählten Beispiel erläutern | - | |
| die Verrechnung erregender und hemmender Signale als Prinzip der Verarbeitung von Informationen im Zentralnervensystem beschreiben | - | |
| die übergeordnete Funktion des Gehirns erläutern | - | |
| die Funktion des Immunsystems am Beispiel einer Infektionskrankheit erläutern. Sie können zwischen humoraler und zellulärer Immunantwort differenzieren und die beteiligten Zellen und Strukturen angeben | - | |
| die Bedeutung des Immunsystems für die Gesunderhaltung des Menschen erläutern | - | |
| am Beispiel HIV erklären, wie Erreger die Immunantwort unterlaufen bzw. ausschalten | - | |
| die Notwendigkeit der Regulation des Zusammenspiels der Zellen und Organe eines Organismus am Beispiel des Nervensystems und des Immunsystems erläutern | - | |
| am konkreten Beispiel (Sehwahrnehmung, Sprache) erläutern, dass die Leistungen des Zentralnervensystems sich nicht unmittelbar aus den Merkmalen der einzelnen „Bausteine“ ergeben. Auf jeder Systemstufe des Lebens kommen neue und komplexere Eigenschaften hinzu | - |
Kursstufe - 3. Evolution und Ökosysteme
In der Vielfalt der Lebewesen und ihren Wechselwirkungen spiegelt sich die Evolution wider. Stammesgeschichtliche Betrachtungen beleuchten die Entstehung und das Werden des Lebens als historischen Prozess und vermitteln die Einsicht, dass wir Menschen Teil der Biosphäre sind und unser Überleben von deren Zustand abhängig ist. Ökosysteme sind das Ergebnis von Angepasstheit auf Grund evolutiver Prozesse.
Die Schülerinnen und Schüler können
| Themen | Materialien | |
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- ein Ökosystem während einer Exkursion erkunden und die in einem Lebensraum konkret erlebte Vielfalt systematisch ordnen |
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| an ausgewählten Gruppen des Tier- und Pflanzenreiches systematische Ordnungskriterien ableiten und die Nomenklatur anwenden | - | |
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durch morphologisch-anatomische Betrachtungen Abwandlungen im Grundbauplan rezenter und fossiler Organismen beschreiben und systematisch auswerten | |
| molekularbiologische Verfahren zur Klärung von Verwandtschaftsbeziehungen beschreiben und erklären | - | |
| die biologische Evolution, die Entstehung der Vielfalt und Variabilität auf der Erde auf Molekül-, Organismen- und Populationsebene erklären | - | |
| die Bedeutung der sexuellen Fortpflanzung für die Evolution erläutern | - | |
| die historischen Evolutionstheorien von Lamarck und Darwin als ihrer Zeit gemäße Theorien interpretieren und sie vergleichend aus heutiger Sicht beurteilen | - | |
| den Menschen in das natürliche System einordnen und seine Besonderheiten in Bezug auf die biologische und kulturelle Evolution herausstellen | - |
Kursstufe - 4. Angewandte Biologie
Erkenntnisse der Naturwissenschaften und Entwicklungen technologischer Verfahren haben zusammen ein Niveau erreicht, das zunehmend Manipulationen von biologischen Strukturen und Prozessen erlaubt. Damit wird es möglich, neuartige biologisch-technische Projekte und Anwendungen in Angriff zu nehmen. Diesen unbestrittenen Chancen stehen andererseits mögliche Risiken gegenüber.
Die Schülerinnen und Schüler können
| Themen | Materialien | |
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- die experimentellen Verfahrenschritte (Isolierung, Vervielfältigung und Transfer eines Gens, Selektion von transgenen Zellen) der genetischen Manipulation von Lebewesen an einem konkreten Beispiel beschreiben und erklären |
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molekularbiologische Experimente durchführen und auswerten | |
| können das Prinzip der Gendiagnostik an einem Beispiel erläutern |
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| geschlechtliche und ungeschlechtliche Fortpflanzung gegeneinander abgrenzen | - | |
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Verfahren der Reproduktionsbiologie (Klonen, In-vitro-Fertilisation, Gentherapie) beschreiben und erklären |
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| embryonale und differenzierte Zellen vergleichen und die Bedeutung der Verwendung von embryonalen und adulten Stammzellen erläutern | - | |
| die Bedeutung gentechnologischer Methoden in der Grundlagenforschung, in der Medizin und in der Landwirtschaft erläutern. Die Schülerinnen und Schüler setzen sich mit den Anwendungsbereichen der Biologie aus naturwissenschaftlicher, medizinischer, wirtschaftlicher und ethischer Sicht auseinander. Sie betrachten auch Therapieansätze wie Organtransplantation und Stammzellentherapie. |