Neuer Lehrplan SII Biologie NW

Jahrgangsstufe 11

• Zur Jahrgangsstufe 12, 13 (=Qualifikationsphase)

• mögliche Unterrichtssequenzen (Beispiele)

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JSt. 11: Leitthema: Physiologie: Struktur - Funktion - Wechselwirkung

Themenfelder:

1. Zelle - Gewebe - Organismus
2. Molekulare Grundlagen, Kompartimentierung, Transport
3. Biokatalyse
4. Betriebsstoffwechsel und Energieumsatz
5. Nutzung der Lichtenergie zum Stoffaufbau

Schwerpunktvorhaben:

• Sport - biologisch betrachtet
• Die Kartoffel - von der Pflanze zum Lebensmittel
• Herz - Motor des Kreislaufs
• Niere - Ausscheidungzentrum des Körpers
• Hefe - Helfer bei biotechnologischen Prozessen
• Wasser - eine entscheidende Lebensgrundlage
• Zucker - ein Nahrungs- und Genussmittel
• Farbigkeit in der Pflanzenwelt

JSt. 11 Themenfeld 1: Zelle - Gewebe - Organismus 

Fachinhalte:

Lernen im Kontext, mögliche Anwendungsbezüge:

Umgang mit Fachmethoden, allgemeine Kompetenzen:

• lichtmikroskopisches Bild der Zelle, Zellkern, Zellzyklus, Mitosestadien
• funktionsbezogene Zell und Gewebedifferenzierung mit ökologischen oder evolutionsbiologischen Bezügen
  

• medizinisch-technische Berufe
• natürliche Werkstoffe z. B. Holz, Papier, Leder, Kork, Horn, Textilfasern ( -> Ch, Ku)

• Lichtmikroskop als optisches Instrument: Strahlengang, Auflösungsvermögen, Handhabung (-> Ph)

• Anfertigen, Färben, Zeichnen und Auswerten von mikroskopischen Präparaten
• Untersuchung von Mitosestadien
• vergleichende Untersuchung verschiedener Gewebe und Organe
• Verfahrenstechnik: Lichtmikroskopie ( -> Ph)

JSt. 11: Themenfeld 2: Molekulare Grundlagen, Kompartimentierung, Transport

Fachinhalte:

Lernen im Kontext, mögliche Anwendungsbezüge:

Umgang mit Fachmethoden, allgemeine Kompetenzen:

• Struktur-Eigenschaftsbeziehungen von Bau- und Inhaltsstoffen der Zelle
• EM-Bild der zelle: Kompartimentierung/ Zellorganellen
• Bau- und Funktion von Biomembranen
• Diffusion, Osmose
• Transportvorgänge an Membranen

• Zusammensetzung und Wirkungsweise von Kosmetika (-> Ch)
• Dialyse und Probleme des Patienten

• Trennung und Nachweis von Biomolekülen (-> Ch)
• Isolierung von Zellbestandteilen
• Modelle von Membranen und Transportvorgängen
• Versuche zu Osmose, Plasmolyse und zum Wasserhaushalt der Zelle (->Ch, Ph)
• Verfahrenstechniken: Elektronenmikroskopie, Raster-EMikroskopie, Dichtegradientenzentrifugation (->Ph)

JSt. 11: Themenfeld 3: Biokatalyse 

Fachinhalte:

Lernen im Kontext, mögliche Anwendungsbezüge:

Umgang mit Fachmethoden, allgemeine Kompetenzen:

• molekularer Bau und Wirkungsweise von Enzymen
• Abhängigkeit der Enzymaktivität von Umgebungsfaktoren
• Regulation der Enzymaktivität

• Enzyme in Alltagsprodukten, z.B. in Waschmitteln, Kosmetika (->Ch)
• Enzyme in der Biotechnologie oder der medizinischen Diagnostik (->Ch)
• Vitamine (->CH, El)
• Wirkungsweise von Arzneimitteln

• Experimente zur Beeinflussung der Enzymaktivität durch Säuregehalt, Temperatur, Substratkonzentration
• Prinzip der Katalyse
• Modelle der Enzymwirkung und Enzymregulation
• Verfahrenstechnik: Photometrie (->Ph)

JSt. 11: Themenfeld 4: Betriebsstoffwechsel und Energieumsatz 

Fachinhalte:

Lernen im Kontext, mögliche Anwendungsbezüge:

Umgang mit Fachmethoden, allgemeine Kompetenzen:

• anaerober Abbau von Glukose, Gärung
• Zellatmung
• Stoffaufbau - Stoffumbau am Beispiel einer Stoffgruppe
• Zusammenhang Atmung - Kreislauf - Bewegung
• Aspekte der Gesundheitsvorsorge

• Herstellung und kulturelle Bedeutung von Bier und Wein (-> Ch, El, Ge)
• Gärprodukte von Bakterien: z.B. Sauermilchprodukte, Silofutter (->Ch, El)
• Verwendung von Mikroorganismen in der Abwasserreinigung und Bodensanierung (->Ch, Ek)
• aerobe und anaerobe Vorgänge bei der menschlichen Bewegungsbelastung (->Sp)
• arbeitsphysiologische Abhängigkeiten des Herz-Kreislaufsystems (->Sp)

• Experimente zu Dissimilation und Gärung am Modellorganismus Hefe
• Erstellen von Bilanzen
• Eigenexperimente zur Abhängigkeit von Atem- und Kreislaufgrößen
• Verfahrenstechniken:
  • Kalorimetrie
  • Ergometrie (->Ch, Ph)

   

JSt. 11: Themenfeld 5: Nutzung der Lichtenergie zum Stoffaufbau 

Fachinhalte:

Lernen im Kontext, mögliche Anwendungsbezüge:

Umgang mit Fachmethoden, allgemeine Kompetenzen:

• Photosynthesefaktoren
• Reaktionsorte und Ablauf der Photosynthese
• Photosynthese und Primärproduktion
• Zusammenhang Photosynthese - Standort

• Bedeutung einzelner Kulturpflanzen für Ernährung, Landwirtschaft und Umwelt (->Ek, El)
• nachwachsende Rohstoffe für die Technik (-> Ch)
• Nutzung von Mais als Hochleistungspflanze

• Experimente zur Abhängigkeit der Photosyntheserate von Außenfaktoren
• Erstellen von Bilanzen
• Trennung und Untersuchung der Blattpigmente (-> Ch)
• Untersuchung von gleichen Pflanzenorganen/-geweben an verschiedenen Standorten
• Verfahrenstechniken:
  • Chromatographie
  • Photometrie (-> Ph, Ch)