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Bio­lo­gie

Vor­be­mer­kun­gen

Schul­jahr 1

Ver­tie­fung – In­di­vi­dua­li­sier­tes Ler­nen – Pro­jekt­un­ter­richt (VIP)

20

Ver­tie­fung

In­di­vi­dua­li­sier­tes Ler­nen

Pro­jekt­un­ter­richt
z. B.
Übun­gen
An­wen­dun­gen
Wie­der­ho­lun­gen
z. B.
Selbst­or­ga­ni­sier­tes Ler­nen
Lern­ver­ein­ba­run­gen
Bin­nen­dif­fe­ren­zie­rung
z. B.
Ana­lo­ges oder di­gi­ta­les Mo­dell ei­ner Zel­le als Bau- und Funk­ti­ons­ein­heit
Die The­men­aus­wahl des Pro­jekt­un­ter­richts hat aus den nach­fol­gen­den Bil­dungs­plan­ein­hei­ten un­ter Be­ach­tung fä­cher­ver­bin­den­der As­pek­te zu er­fol­gen.

BPE 1

Zel­len als Funk­ti­ons­ein­hei­ten des Le­bens

12
Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler er­ken­nen das of­fe­ne Sys­tem „Zel­le“ als Grund­bau­stein al­ler Le­be­we­sen und als Funk­ti­ons­ein­heit für Vor­gän­ge der Im­m­un­ab­wehr, des Stoff­wech­sels, der Re­pro­duk­ti­on, der Steue­rung und Re­ge­lung so­wie der Stoff- und En­er­gie­um­wand­lung.

BPE 1.1

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler be­schrei­ben die hier­ar­chi­sche Struk­tur ei­nes Or­ga­nis­mus bis zur Zel­le. Sie er­klä­ren die Struk­tur und Funk­ti­on von Zell­or­ga­nel­len tie­ri­scher und pflanz­li­cher Zel­len und de­ren Zu­sam­men­wir­ken. Sie er­läu­tern die Be­deu­tung der Kom­par­ti­men­tie­rung.

Vom Or­ga­nis­mus zur Zel­le
vgl. „Bio­lo­gi­sches und bio­tech­no­lo­gi­sches Prak­ti­kum“ (BPE 3)
Kom­par­ti­men­tie­rung und Zell­or­ga­nel­le: Zell­kern, Mi­to­chon­dri­um, Chlo­ro­plast, en­d­o­plas­ma­ti­sches Re­ti­cu­lum, Dic­tyo­som, Ly­so­som, Ri­bo­som, Va­kuo­le, Zell­wand, Mem­bran
Zeich­nun­gen
z. B. Ana­lo­gie­bei­spie­le (Fa­brik)
z. B. Pro­duk­ti­on von In­su­lin und Ab­ga­be ins Blut

BPE 1.2

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler be­schrei­ben den Auf­bau der Bio­mem­bran, skiz­zie­ren und zeich­nen die­se und lei­ten da­von de­ren Funk­tio­nen ab. Sie ver­ste­hen die Zel­le als of­fe­nes Sys­tem. Sie er­klä­ren die ver­schie­de­nen Trans­port­vor­gän­ge und be­ur­tei­len vor die­sem Hin­ter­grund All­tags­hand­lun­gen und neh­men hier­zu kri­tisch Stel­lung.

Bau der Bio­mem­bran (Flüs­si­g-Mo­sa­ik-Mo­dell)
Mo­dell Dop­pel­schicht­struk­tur
  • Li­pid­dop­pel­schicht mit Phos­pho­li­pi­den
  • Mem­bran­pro­te­ine: in­te­gral, pe­ri­pher
  • Gly­ko­li­pi­de, Gly­ko­pro­te­ine, Cho­le­ste­rin

Funk­tio­nen der Bio­mem­bran
Exo- und En­do­zy­to­se
Trans­port­pro­zes­se

  • Dif­fu­si­on, Os­mo­se
z. B. KM­nO4 Ver­such, Ex­pe­ri­men­te zur Os­mo­se
  • pas­si­ve Trans­port­vor­gän­ge
all­täg­li­che An­wen­dungs­bei­spie­le und de­ren Fol­gen wie Salz­streu­en im Win­ter, Infu­sio­nen, Zö­li­a­kie
  • ak­ti­ve Trans­port­vor­gän­ge: Pum­pen

BPE 2

Mor­pho­lo­gie und Ana­to­mie des Pflan­zen­kör­pers so­wie Stoff­trans­por­te

8
Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler be­schrei­ben Pflan­zen als le­ben­de Or­ga­nis­men mit ih­ren ty­pi­schen Or­ga­nen, er­klä­ren de­ren Zu­sam­men­spiel und for­mu­lie­ren de­ren ge­gen­sei­ti­ge Ab­hän­gig­kei­ten.

BPE 2.1

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler be­nen­nen zen­tra­le Ge­we­be der ver­schie­de­nen Pflan­zen­or­ga­ne und nen­nen de­ren Funk­tio­nen. Sie be­schrei­ben Grund­sät­ze des Pflan­zen­wachs­tums und Stoff­trans­ports im Pflan­zen­kör­per. Vor die­sem Hin­ter­grund ana­ly­sie­ren sie die Viel­ge­stal­tig­keit von Pflan­zen in Be­zug auf die An­pas­sun­gen an ver­schie­de­ne Stand­or­te. Sie er­läu­tern die Be­deu­tung des Kli­ma­wan­dels für den Pflan­zen­kör­per.
Grund­or­ga­ne des Pflan­zen­kör­pers
Quer­schnitt von Wur­zel, Spross und Blatt
vgl. „Bio­lo­gi­sches und bio­tech­no­lo­gi­sches Prak­ti­kum“ (BPE 3)
Stoff­trans­por­te im Pflan­zen­kör­per

  • Was­ser­auf­nah­me aus dem Bo­den

  • Xy­lem und Phlo­em

  • Wur­zel­druck, Ko­hä­si­on, Ad­hä­si­on und Tran­spi­ra­ti­on

An­pas­sung des Pflan­zen­kör­pers an ver­schie­de­ne Stand­or­te und pro­ble­ma­ti­sche Ver­än­de­run­gen der Um­welt­be­din­gun­gen durch den Kli­ma­wan­del
Xe­ro­phy­ten, Hy­gro­phy­ten, Hy­dro­phy­ten
(grü­ne) Gen­tech­nik

BPE 3

As­si­mi­la­ti­on

12
Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler ler­nen die Be­deu­tung der As­si­mi­la­ti­on für das Le­ben auf der Er­de ken­nen. Auf der Grund­la­ge der Aus­wer­tung ex­pe­ri­men­tel­ler Er­geb­nis­se lei­ten die Schü­le­rin­nen und Schü­ler den Ab­lauf der Fo­to­syn­the­se auf mo­le­ku­la­rer Ebe­ne und die dar­an be­tei­lig­ten Struk­tu­ren ab. Da­bei er­ken­nen sie die Be­deu­tung or­ga­ni­scher Ver­bin­dun­gen als En­er­gie­trä­ger.

BPE 3.1

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler er­klä­ren den Ab­lauf der Fo­to­syn­the­se auf mo­le­ku­la­rer Ebe­ne.

Licht­ab­hän­gi­ge Re­ak­ti­on
Wie­der­ho­lung Auf­bau Chlo­ro­plast, vgl. BPE 1.1
  • Fo­to­ly­se des Was­sers

  • Elek­tro­nen­trans­port

  • Pro­to­nen­gra­di­ent

  • Be­deu­tung von AD­P/ATP und NADP+/NADPH+H+

Licht­un­ab­hän­gi­ge Re­ak­ti­on

  • Cal­vin­zy­klus mit den 3 Pha­sen der CO2-Fi­xie­rung, Re­duk­ti­on, und Re­ge­ne­ra­ti­on des CO2-Ak­zep­tors

Be­deu­tung der Fo­to­syn­the­se in­klu­si­ve Sum­men­glei­chung

BPE 3.2

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler be­nen­nen aus­ge­wähl­te Mo­no-, Di-, und Po­ly­sac­cha­ri­de und stel­len ih­re Struk­tur dar. Sie be­ur­tei­len die All­tags­re­le­vanz von Koh­len­hy­dra­ten an ei­nem aus­ge­wähl­ten Bei­spiel.
Mo­le­kül­bau und Be­deu­tung von Mo­no‑, Di- und Po­ly­sac­cha­ri­den

  • Mo­no­sac­cha­ri­de: Glu­ko­se
Ri­bo­se, Des­oxy­ri­bo­se
  • Ket­ten- und Ring­form
D- und L-Form
  • Di­sac­cha­ri­de: Sac­cha­ro­se
Lak­to­se und Lak­to­s­ein­to­le­ranz
  • Po­ly­sac­cha­ri­de: Stär­ke, Gly­ko­gen

BPE 4

Klas­si­sche Ge­ne­tik und Hu­man­ge­ne­tik

18
Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler be­schrei­ben und ver­glei­chen die ver­schie­de­nen For­men der Zell­tei­lung und er­klä­ren de­ren Be­deu­tung für den Kör­per. Sie ver­ste­hen Mu­ta­tio­nen als Ver­än­de­run­gen der Erb­in­for­ma­ti­on und er­ken­nen die­se so­wohl als Grund­la­ge der Ent­ste­hung neu­er Merk­ma­le und da­mit der Evo­lu­ti­on als auch als Ur­sa­che von Krank­hei­ten. Stamm­baum­ana­ly­sen er­mög­li­chen es den Schü­le­rin­nen und Schü­lern, die Wei­ter­ga­be von Merk­ma­len an die nächs­te Ge­ne­ra­ti­on als re­gel­ge­lei­te­ten Pro­zess zu be­grei­fen. Ei­ne ethi­sche Be­wer­tung aus­ge­wähl­ter Ver­fah­ren der Dia­gnos­tik er­mög­licht es ih­nen, auf der Ba­sis fach­li­cher Ar­gu­men­te ei­nen ei­ge­nen Stand­punkt in der ge­sell­schaft­li­chen De­bat­te aus­zu­bil­den und ein­zu­neh­men.

BPE 4.1

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler be­schrei­ben die Or­ga­ni­sa­ti­ons­form und die Wei­ter­ga­be der ge­ne­ti­schen In­for­ma­ti­on bei der eu­ka­ryo­ti­schen Zell­tei­lung. Sie fas­sen die Ab­schnit­te des eu­ka­ryo­ti­schen Zell­zy­klus zu­sam­men. Sie er­läu­tern die Be­deu­tung so­wie die prin­zi­pi­el­len Vor­gän­ge der Mei­o­se und ver­glei­chen sie mit den Vor­gän­gen der Mito­se.

Ka­ryo­gramm und Ka­ryo­typ des Men­schen

  • ho­mo­lo­ge Chro­mo­so­men­paa­re, Au­to­so­men, Go­no­so­men

  • Auf­bau des Chro­mo­soms (Me­ta­pha­se):
  • Gen und Al­lel
p‑, q-Arm, La­ge des Cen­tromers, Gen und Gen­lo­cus, Schwes­ter­ch­ro­ma­ti­den, Te­lo­mer
Zell­zy­klus

  • In­ter­pha­se (G1‑, S‑, G2-Pha­se) und M-Pha­se mit Cy­to­ki­ne­se
oh­ne Pro‑, Me­ta‑, Ana‑, Te­lo­pha­se
  • Ein- bzw. Zwei-Chro­ma­tid­chro­mo­so­men

Mei­o­se

  • Haupt­pha­sen der Mei­o­se I und Mei­o­se II
oh­ne Pro‑, Me­ta‑, Ana‑, Te­lo­pha­se I und II
  • ge­ne­ti­sche Va­ria­bi­li­tät durch se­xu­el­le Fort­pflan­zung

Ver­gleich von Mito­se und Mei­o­se

BPE 4.2

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler dis­ku­tie­ren die Be­deu­tung von Mu­ta­tio­nen und be­schrei­ben die Ent­ste­hung und Fol­gen von Ge­nom­mu­ta­tio­nen.

Be­deu­tung von Mu­ta­tio­nen:

  • Funk­ti­ons­ge­winn
  • Funk­ti­ons­ver­lust (po­si­tiv so­wie ne­ga­tiv)
  • Krank­heit
  • ge­ne­ti­sche Va­ria­bi­li­tät
  • Evo­lu­ti­on

Ur­sa­chen von Mu­ta­tio­nen:

  • Spon­tan­mu­ta­ti­on
  • che­mi­sche und phy­si­ka­li­sche Mu­ta­ge­ne

For­men von Mu­ta­tio­nen
Chro­mo­so­men­mu­ta­ti­on
  • Ge­nom­mu­ta­ti­on: Mo­no­so­mie und Tri­so­mie
Ent­ste­hung vgl. BPE 4.1

BPE 4.3

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler be­schrei­ben Grund­la­gen der Ver­er­bung und ana­ly­sie­ren die Ver­er­bung ge­ne­tisch be­ding­ter Erb­krank­hei­ten des Men­schen an­hand ent­spre­chen­der Stamm­bäu­me. Sie lei­ten mög­li­che Ge­no­ty­pen der In­di­vi­du­en ab.

Phä­no­typ und Ge­no­typ

Al­lel

He­te­ro- und Ho­mo­zy­go­tie

Ver­er­bungs­re­geln

  • do­mi­nan­t-re­zes­si­ver Erb­gang

  • Men­del'sche Re­geln 1–3:
  • Kreu­zungs­sche­ma: Par­en­tal (P)‑, Fi­li­al­ge­ne­ra­tio­nen (F1, F2)

Stamm­baum­ana­ly­se in der Hu­man­ge­ne­tik

  • Stamm­baum­sym­bo­lik

  • Erb­gän­ge: au­to­so­mal bzw. go­no­so­mal (X-chro­mo­so­mal), do­mi­nant bzw. re­zes­siv
Wahr­schein­lich­keits­be­rech­nun­gen

Schul­jahr 2

Ver­tie­fung – In­di­vi­dua­li­sier­tes Ler­nen – Pro­jekt­un­ter­richt (VIP)

20

Ver­tie­fung

In­di­vi­dua­li­sier­tes Ler­nen

Pro­jekt­un­ter­richt
z. B.
Übun­gen
An­wen­dun­gen
Wie­der­ho­lun­gen
z. B.
Selbst­or­ga­ni­sier­tes Ler­nen
Lern­ver­ein­ba­run­gen
Bin­nen­dif­fe­ren­zie­rung
z. B.
Hor­mon­phy­sio­lo­gie in An­leh­nung an Phar­ma­ko­lo­gie und Neu­ro­lo­gie
Phy­lo­ge­ne­se und On­to­ge­ne­se von Tie­ren
Die The­men­aus­wahl des Pro­jekt­un­ter­richts hat aus den nach­fol­gen­den Bil­dungs­plan­ein­hei­ten un­ter Be­ach­tung fä­cher­ver­bin­den­der As­pek­te zu er­fol­gen.

BPE 5

Neu­ro­phy­sio­lo­gie

17
Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler stel­len den Bau und die Funk­ti­on ei­ner Ner­ven­zel­le hin­sicht­lich Ein­ga­be, Ver­ar­bei­tung und Aus­ga­be dar. Sie ord­nen die­sen Funk­tio­nen mo­le­ku­la­re Vor­gän­ge wie Io­nen­trans­port­pro­zes­se und Trans­mit­ter zu. Aus der An­ord­nung und dem Bau wich­ti­ger Struk­tu­ren des Ner­ven­sys­tems lei­ten sie die Funk­ti­on ab.

BPE 5.1

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler er­läu­tern und ver­glei­chen die Struk­tur und Funk­ti­on der Ner­ven­zel­le.
Bau und Funk­ti­on ei­nes Mo­to­n­eu­rons
Ver­gleich EDV: Ein­ga­be, Ver­ar­bei­tung, Aus­ga­be
  • Den­drit mit Sy­nap­se
In­for­ma­ti­ons­ein­ga­be
  • So­ma und Axon­hü­gel
Ver­ar­bei­tung und Ver­rech­nung
  • Axon und Sy­nap­ti­sches End­knöpf­chen
In­for­ma­ti­ons­wei­ter­wei­ter­lei­tung und ‑aus­ga­be
Ent­ste­hung und Funk­ti­on Mem­bran­po­ten­zia­le
ak­ti­ver und pas­si­ver Io­nen­trans­port
  • Ru­he­mem­bran­po­ten­zi­al
Trans­port­pro­zes­se, En­er­gie­kon­ver­tie­rung, Nerns­t'sche Glei­chung für ver­schie­de­ne Io­nen
  • Ak­ti­ons­po­ten­zi­al
Al­les- oder Nichts-Prin­zip
  • Wei­ter­lei­tung des Ak­ti­ons­po­ten­zi­als
kon­ti­nu­ier­li­che und salta­to­ri­sche Wei­ter­lei­tung; Fre­quenz­co­die­rung der Reiz­stär­ke
Sy­nap­se und In­for­ma­ti­ons­über­tra­gung
er­re­gen­de und hem­men­de Trans­mit­ter, Ver­gleich mit EDV
  • elek­tri­sche Sy­nap­se
Vor­kom­men, Vor- und Nach­tei­le
  • che­mi­sche Sy­nap­se und Trans­mit­ter
Ner­ven­ver­bin­dung, mo­to­ri­sche End­plat­te
  • Ge­ne­ra­tor­po­ten­zi­al
In­for­ma­ti­ons­ver­rech­nung, EPSP, IPSP, AP
  • Po­ten­zi­al­sum­ma­ti­on und In­for­ma­ti­ons­ver­rech­nung
EPSP, IPSP, Ge­ne­ra­tor­po­ten­zi­al, räum­li­che und zeit­li­che Sum­ma­ti­on, Axon­hü­gel, AP, Ver­gleich zur di­gi­ta­len Ver­rech­nung in der EDV
  • Be­ein­flus­sung der che­mi­schen Sy­nap­se
Sy­nap­sen­gif­te

BPE 5.2

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler er­klä­ren wich­ti­ge Struk­tu­ren des Ner­ven­sys­tems und be­schrei­ben de­ren Bau und Funk­ti­on.
An­ord­nung und Funk­ti­on von Neu­ro­nen in Gan­gli­en und funk­tio­nel­len Ein­hei­ten

  • af­fe­ren­tes und ef­fe­ren­tes Ner­ven­sys­tem
In­for­ma­ti­ons­ein­ga­be und ‑aus­ga­be
  • ve­ge­ta­ti­ves Ner­ven­sys­tem
Sym­pa­thi­kus und Pa­ra­sym­pa­thi­kus
  • Rü­cken­mark
In­for­ma­ti­ons­bün­de­lung, Re­fle­xe
  • Ge­hirn
Bau und Funk­ti­on von Groß‑, Zwi­schen‑, Mit­tel- Klein- und Nach­hirn

BPE 5.3

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler ord­nen ver­schie­de­nen Sin­nen Sin­nes­or­ga­ne so­wie Re­zep­tor­ty­pen zu, er­klä­ren und stel­len die Reiz­wahr­neh­mung ex­em­pla­risch am Bau von Fo­to­re­zep­to­ren und de­ren In­te­gra­ti­on in der Netz­haut dar.
Sin­ne­s­phy­sio­lo­gie
Ver­gleich zu ED­V-Ein­ga­be­ge­rä­ten
  • Sin­ne und Rei­ze
7 Sin­ne, ta­bel­la­ri­sche An­ord­nung
  • Sin­nes­or­ga­ne
Zu­ord­nung zu Sin­nen
  • Re­zep­tor­ty­pen
Che­mo‑, Me­cha­no- und Fo­to-Re­zep­tor­zel­len, elek­tri­sche und ma­gne­ti­sche Re­zep­to­ren
Bau und Funk­ti­on von Netz­haut­zel­len
Ver­gleich Au­ge und Ka­me­ra
  • Bau und Funk­ti­on von Stäb­chen und Zap­fen
Licht­wahr­neh­mung, En­er­gie­ver­sor­gung, In­for­ma­ti­ons­wei­ter­ga­be
  • mo­le­ku­la­re Pho­to­re­zep­ti­on im Zap­fen
Mo­le­kü­le in Mem­bran­discs, En­er­gie­ver­stär­kung, Glut­ama­t-Aus­schüt­tung im Dun­keln
  • Ver­schal­tung von Zel­len der Netz­haut und la­te­ra­le In­hi­bi­ti­on
Ama­krin- und Ho­ri­zon­tal­zel­len, Kon­trast­ver­stär­kung, Bi­po­lar- und Gan­gli­en­zel­len

BPE 6

Mus­kel­phy­sio­lo­gie

10
Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler er­klä­ren Bau und Funk­ti­on ei­nes quer ge­streif­ten Ske­lett­mus­kels. Sie er­klä­ren die elek­tro­me­cha­ni­sche Kopp­lung ei­ner Mus­kel­fa­ser mit ei­nem Neu­ron. Sie ver­glei­chen den Ske­lett­mus­kel mit der glat­ten Mus­ku­la­tur und dem Herz­mus­kel.

BPE 6.1

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler er­klä­ren Bau, Funk­ti­on und Ar­beits­wei­se der Ske­lett­mus­kel.
Vom Mus­kel bis zur ma­kro­mo­le­ku­la­ren Struk­tur
Mus­kel­zel­le, Sar­ko­mer, Trans­ver­sal- und Lon­gi­tu­di­nal­sys­tem, Ak­tin, Myo­sin
Funk­ti­on und Gleit­fil­ament­theo­rie
Kon­trak­ti­ons­ab­lauf, AT­Pa­se Wir­kung
Steue­rung und Er­re­gung der quer ge­streif­ten Mus­ku­la­tur
Cal­ci­umio­nen­flüs­se in Kom­par­ti­men­te
Me­cha­ni­sche Ei­gen­schaf­ten
Ar­beits­dia­gramm, Elas­ti­zi­tät, Plas­ti­zi­tät, iso­to­ni­sche und iso­me­tri­sche Kon­trak­ti­on, To­nus und Te­ta­nus
Mus­kel­ener­ge­tik
Stoff­wech­sel­vor­gän­ge, En­er­gie­vor­rä­te, Er­mü­dung

BPE 6.2

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler ver­glei­chen den Ske­lett­mus­kel mit der glat­ten Mus­ku­la­tur und dem Herz­mus­kel.
Bau und Funk­ti­on der glat­ten Mus­ku­la­tur
Vor­kom­men, neu­ro­ge­ne und myo­ge­ne Steue­rung, Ma­kro­mo­le­kü­le der Er­re­gung und Kon­trak­ti­on
Bau und Funk­ti­on des Herz­mus­kels
cha­rak­te­ris­ti­sche Ele­men­te des quer ge­streif­ten und des glat­ten Mus­kels, Glanz­strei­fen, Au­to­ma­tie­zen­tren
Ver­gleich der Struk­tu­ren und Auf­ga­ben drei­er Ar­ten von Mus­ku­la­tur
Grö­ße, Struk­tu­ren, To­nus und Leis­tung, Ener­vie­rung

BPE 7

Herz, Kreis­lauf und Blut

15
Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler er­klä­ren den Bau und Funk­tio­nen des Her­zens, die da­mit ver­bun­de­nen Funk­tio­nen des Blut­kreis­lau­fes und des Blu­tes wie Blut­druck, Gas­trans­port, Im­mun­sys­tem und Blut­ge­rin­nung.

BPE 7.1

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler skiz­zie­ren und ver­glei­chen Struk­tur und Funk­ti­on ver­schie­de­ner Kreis­lauf­sys­te­me im Tier­reich.
Vom of­fe­nen Kreis­lauf­sys­tem zum ge­schlos­se­nen zwei­fa­chen Kreis­lauf­sys­tem
In­sek­ten, Fi­sche, Am­phi­bi­en, Säu­ge­tie­re, vgl. „Bio­lo­gi­sches und bio­tech­no­lo­gi­sches Prak­ti­kum“ In­sek­ten­kreis­lauf

BPE 7.2

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler er­klä­ren den Bau und die Funk­ti­on des Säu­ge­tier­her­zens.
Blut­ge­fä­ße am Her­zen
Ve­nen, Ar­te­ri­en, Ka­pil­la­ren, Herz­kranz­ge­fä­ße
Kam­mern und Klap­pen­sys­tem
Herz­tö­ne
Di­as­to­le und Sys­to­le
Druck-Saug­pum­pe
Er­re­gungs­bil­dung und Lei­tung
Au­to­ma­tie­zen­tren, His­s-Bün­del, Pur­kin­je­fa­sern, Herz­schritt­ma­cher
Ak­ti­ons­po­ten­zia­le an Au­to­ma­tie­zen­tren und Ar­beits­myo­kard
Ur­sa­che und Sinn des Cal­ci­umio­nen­ein­stroms im Ar­beits­myo­kard

BPE 7.3

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler er­klä­ren den Bau und die Funk­ti­on des Kreis­lauf­sys­tems der Säu­ge­tie­re.
Ge­fäß­sys­tem
Wind­kes­sel­funk­ti­on in der Aor­ta, Puls, Blut­druck, Blut­ver­tei­lung, Stoff­aus­tausch in Ka­pil­la­ren
Blut­druck­re­gu­la­ti­on
Kon­trol­le und Steue­rung des Blut­drucks, Ver­gleich mit tech­ni­schem Re­gel­kreis

BPE 7.4

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler er­läu­tern die Zu­sam­men­set­zung des Blu­tes und die Be­deu­tung für die Blut­ge­rin­nung, Puf­fe­rung und Gas­trans­port.
Zel­lu­lä­re und an­de­re Be­stand­tei­le des Blu­tes
Io­nen, Pro­te­ine, Hema­to­krit­wert, Dif­fe­ren­zie­rung im Kno­chen­mark, Ery­thro­zy­ten, Throm­bo­zy­ten, Leu­ko­zy­ten; vgl. „Bio­lo­gi­sches und bio­tech­no­lo­gi­sches Prak­ti­kum“
Gas­trans­port
Auf­bau von Ery­thro­zy­ten
  • Hä­mo­glo­bin
Ver­gleich zu Myo­glo­bin
  • O2-Bin­dungs­kur­ven
Bohr-Ef­fekt, Hä­mo­glo­bin O2-Ab­ga­be an Myo­glo­bin
  • CO2-Trans­port und Car­boan­hy­dra­se
CO2-Bin­dung an Hä­mo­glo­bin, Puf­fer­wir­kung
  • Be­deu­tung der At­mung
Tau­chen, Hö­hen­at­mung
Blut­ge­rin­nung
Hä­mo­stase
  • pri­mä­re Hä­mo­stase
Throm­bo­zy­ten, Wir­kung von Ace­tyl­sa­li­cyl­säu­re
  • se­kun­dä­re Hä­mo­stase
in­trin­si­scher und ex­trin­si­scher Weg, Blut­ge­rin­nungs­fak­to­ren
  • Hem­mung der Blut­ge­rin­nung und Fib­ro­ly­se
Wir­kung von He­pa­rin, Akut­be­hand­lung bei In­fark­ten und Em­bo­li­en

BPE 8

Phar­ma­ko­lo­gie

8
Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler lei­ten die Be­ein­flus­sung von Or­gan­sys­te­men auf der Ba­sis der mo­le­ku­la­ren In­ter­ak­ti­on von Phar­ma­ka vor al­lem auf syn­ap­ti­sche Re­zep­to­ren des ve­ge­ta­ti­ven und zen­tra­len Ner­ven­sys­tems ab.

BPE 8.1

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler be­schrei­ben phar­ma­ko­dy­na­mi­sche Pro­zes­se, be­stim­men the­ra­peu­ti­sche In­di­zes und cha­rak­te­ri­sie­ren Bin­dung und Wir­kung an Re­zep­to­ren.
Phar­ma­ko­dy­na­mik
De­fi­ni­ti­on und Un­ter­schied zu Phar­ma­ko­ki­ne­tik
  • quan­ti­ta­ti­ve Be­schrei­bung der Af­fi­ni­tät
Mas­sen­wir­kungs­ge­setz, Kon­zen­tra­ti­on und Ge­schwin­dig­keits­kon­stan­ten
  • the­ra­peu­ti­scher In­dex, Brei­te
Wir­kung und Ne­ben­wir­kung
  • Bin­dung und Wir­kung
In­du­ced fit-Theo­rie, Ago­nist, Ant­ago­nist, Mime­ti­ka, nicht kom­pe­ti­ti­ve Ant­ago­nis­ten

BPE 8.2

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler er­läu­tern die phar­ma­ko­lo­gi­sche Be­ein­flus­sung von Or­gan­sys­te­men durch Wir­kung auf Re­zep­to­ren des ve­ge­ta­ti­ven und zen­tra­len Ner­ven­sys­tems.
Sy­nap­sen­gif­te
Atro­pin, Cura­re, Ni­ko­tin, E605
Ni­ko­ti­ni­sche und mus­ka­ri­ni­sche Re­zep­to­ren an Ace­tyl­cho­lin­syn­ap­sen
Wir­kung auf Ske­lett­mus­kel und glat­te Mus­ku­la­tur über Pa­ra­sym­pa­thi­kus
Phar­ma­ko­lo­gi­sche Be­ein­flus­sung von Ad­re­no­zep­to­ren
Wir­kung über Sym­pa­thi­kus auf Herz und glat­te Mus­ku­la­tur ver­schie­de­ner Or­ga­ne
Phar­ma­ko­lo­gi­sche Wir­kung auf Axo­ne und das zen­tra­le Ner­ver­sys­tem
Lo­kal­a­na­es­te­ti­ka, Nar­ko­ti­ka, An­alge­ti­ka, Opi­ate, Al­ko­hol

Ope­ra­to­ren­lis­te

In den Ziel­for­mu­lie­run­gen der Bil­dungs­plan­ein­hei­ten wer­den Ope­ra­to­ren (= hand­lungs­lei­ten­de Ver­ben) ver­wen­det. Die­se Ziel­for­mu­lie­run­gen le­gen fest, wel­che An­for­de­run­gen die Schü­le­rin­nen und Schü­ler in der Re­gel er­fül­len. Zu­sam­men mit der Zu­ord­nung zu ei­nem der drei An­for­de­rungs­be­rei­che (AFB; I: Re­pro­duk­ti­on, II: Re­or­ga­ni­sa­ti­on, III: Trans­fer/Be­wer­tung) die­nen Ope­ra­to­ren ei­ner Prä­zi­sie­rung der Ziel­for­mu­lie­run­gen. Dies si­chert das Er­rei­chen des vor­ge­se­he­nen Ni­veaus und die an­ge­mes­se­ne In­ter­pre­ta­ti­on der Stan­dards.

An­for­de­rungs­be­rei­che:
An­for­de­rungs­be­reich I um­fasst die Re­pro­duk­ti­on und die An­wen­dung ein­fa­cher Sach­ver­hal­te und Fach­me­tho­den, das Dar­stel­len von Sach­ver­hal­ten in vor­ge­ge­be­ner Form so­wie die Dar­stel­lung ein­fa­cher Be­zü­ge.
An­for­de­rungs­be­reich II um­fasst die Re­or­ga­ni­sa­ti­on und das Über­tra­gen kom­ple­xe­rer Sach­ver­hal­te und Fach­me­tho­den, die si­tua­ti­ons­ge­rech­te An­wen­dung von tech­ni­schen Kom­mu­ni­ka­ti­ons­for­men, die Wie­der­ga­be von Be­wer­tungs­an­sät­zen so­wie das Her­stel­len von Be­zü­gen, um tech­ni­sche Pro­blem­stel­lun­gen ent­spre­chend den all­ge­mei­nen Re­geln der Tech­nik zu lö­sen.
An­for­de­rungs­be­reich III um­fasst das pro­blem­be­zo­ge­ne An­wen­den und Über­tra­gen kom­ple­xer Sach­ver­hal­te und Fach­me­tho­den, die si­tua­ti­ons­ge­rech­te Aus­wahl von Kom­mu­ni­ka­ti­ons­for­men, das Her­stel­len von Be­zü­gen und das Be­wer­ten von Sach­ver­hal­ten.
Ope­ra­tor Er­läu­te­rung Zu­ord­nung
An­for­de­rungs­be­rei­che
ab­lei­ten
auf der Grund­la­ge re­le­van­ter Merk­ma­le sach­ge­rech­te Schlüs­se zie­hen
 II
ab­schät­zen
auf der Grund­la­ge von be­grün­de­ten Über­le­gun­gen Grö­ßen­ord­nun­gen an­ge­ben
 II
ana­ly­sie­ren, un­ter­su­chen
für ei­ne ge­ge­be­ne Pro­blem- oder Fra­ge­stel­lung sys­te­ma­tisch bzw. kri­te­ri­en­ge­lei­tet wich­ti­ge Be­stand­tei­le, Merk­ma­le oder Ei­gen­schaf­ten ei­nes Sach­ver­hal­tes oder ei­nes Ob­jek­tes er­schlie­ßen und de­ren Be­zie­hun­gen zu­ein­an­der dar­stel­len
 II
an­wen­den, über­tra­gen
ei­nen be­kann­ten Zu­sam­men­hang oder ei­ne be­kann­te Me­tho­de zur Lö­sungs­fin­dung bzw. Ziel­er­rei­chung auf ei­nen an­de­ren, ggf. un­be­kann­ten Sach­ver­halt be­zie­hen
 II, III
auf­bau­en
Ob­jek­te und Ge­rä­te ziel­ge­rich­tet an­ord­nen und kom­bi­nie­ren
 II
auf­stel­len
fach­spe­zi­fi­sche For­meln, Glei­chun­gen, Glei­chungs­sys­te­me, Re­ak­ti­ons­glei­chun­gen oder Re­ak­ti­ons­me­cha­nis­men ent­wi­ckeln
 II
aus­wer­ten
In­for­ma­tio­nen (Da­ten, Ein­zel­er­geb­nis­se o. a.) er­fas­sen, in ei­nen Zu­sam­men­hang stel­len und dar­aus ziel­ge­rich­te­te Schluss­fol­ge­run­gen zie­hen
 II, III
be­grün­den
Sach­ver­hal­te oder Aus­sa­gen auf Re­geln, Ge­setz­mä­ßig­kei­ten bzw. kau­sa­le Zu­sam­men­hän­ge oder wei­te­re nach­voll­zieh­ba­re Ar­gu­men­te zu­rück­füh­ren
II
be­nen­nen, nen­nen, an­ge­ben
Ele­men­te, Sach­ver­hal­te, Be­grif­fe, Da­ten oder Fak­ten oh­ne Er­läu­te­rung und Wer­tung auf­zäh­len
 I
be­ra­ten
ei­ne Ent­schei­dungs­fin­dung fach­kom­pe­tent und ziel­grup­pen­ge­recht un­ter­stüt­zen
 III
be­rech­nen
Er­geb­nis­se aus ge­ge­be­nen Wer­ten/Da­ten durch Re­chen­ope­ra­tio­nen oder gra­fi­sche Lö­sungs­me­tho­den ge­win­nen
 II
be­schrei­ben
Struk­tu­ren, Si­tua­tio­nen, Zu­sam­men­hän­ge, Pro­zes­se und Ei­gen­schaf­ten ge­nau, sach­lich, struk­tu­riert und fach­sprach­lich rich­tig mit ei­ge­nen Wor­ten dar­stel­len, da­bei wird auf Er­klä­run­gen oder Wer­tun­gen ver­zich­tet
 I, II
be­stim­men
Sach­ver­hal­te und In­hal­te prä­gnant und kri­te­ri­en­ge­lei­tet dar­stel­len
 I
be­stä­ti­gen, be­wei­sen, nach­wei­sen, über­prü­fen, prü­fen
die Gül­tig­keit, Schlüs­sig­keit und Be­rech­ti­gung ei­ner Aus­sa­ge (z. B. Hy­po­the­se, Mo­dell oder Na­tur­ge­setz) durch ein Ex­pe­ri­ment, ei­ne lo­gi­sche Her­lei­tung oder sach­li­che Ar­gu­men­ta­ti­on be­le­gen bzw. wi­der­le­gen
 III
be­ur­tei­len, Stel­lung neh­men
zu ei­nem Sach­ver­halt oder ei­ner Aus­sa­ge ei­ne ei­ge­ne, auf Fach­wis­sen so­wie fach­li­chen Me­tho­den und Maß­stä­ben be­grün­de­te Po­si­ti­on über de­ren Sinn­haf­tig­keit ver­tre­ten
III
be­wer­ten, kri­tisch Stel­lung neh­men
zu ei­nem Sach­ver­halt oder ei­ner Aus­sa­ge ei­ne ei­ge­ne, auf ge­sell­schaft­lich oder per­sön­li­che Wert­vor­stel­lun­gen be­grün­de­te Po­si­ti­on über de­ren An­nehm­bar­keit ver­tre­ten
III
cha­rak­te­ri­sie­ren
spe­zi­fi­schen Ei­gen­hei­ten von Sach­ver­hal­ten, Ob­jek­ten, Vor­gän­gen, Per­so­nen o. a. un­ter lei­ten­den Ge­sichts­punk­ten her­aus­ar­bei­ten und dar­stel­len
 II
dar­stel­len, dar­le­gen
Sach­ver­hal­te, Struk­tu­ren, Zu­sam­men­hän­ge, Me­tho­den oder Er­geb­nis­se etc. un­ter ei­ner be­stimm­ten Fra­ge­stel­lung in ge­eig­ne­ten Kom­mu­ni­ka­ti­ons­for­ma­ten struk­tu­riert und ggf. fach­sprach­lich wie­der­ge­ben
 I, II
dis­ku­tie­ren, er­ör­tern
Pro- und Kon­tra-Ar­gu­men­te zu ei­ner Aus­sa­ge bzw. Be­haup­tung ein­an­der ge­gen­über­stel­len und ab­wä­gen
 III
do­ku­men­tie­ren
Ent­schei­den­de Er­klä­run­gen, Her­lei­tun­gen und Skiz­zen zu ei­nem Sach­ver­halt bzw. Vor­gang an­ge­ben und sys­te­ma­tisch ord­nen
 I, II
durch­füh­ren
ei­ne vor­ge­ge­be­ne oder ei­ge­ne An­lei­tung bzw. An­wei­sung um­set­zen
 I, II
ein­ord­nen, ord­nen, zu­ord­nen, ka­te­go­ri­sie­ren, struk­tu­rie­ren
Be­grif­fe, Ge­gen­stän­de usw. auf der Grund­la­ge be­stimm­ter Merk­ma­le sys­te­ma­tisch ein­tei­len; so wird deut­lich, dass Zu­sam­men­hän­ge un­ter vor­ge­ge­be­nen oder selbst ge­wähl­ten Ge­sichts­punk­ten be­grün­det her­ge­stellt wer­den
 II
emp­feh­len
Pro­duk­te und Ver­hal­tens­wei­sen kun­den- und si­tua­ti­ons­ge­recht vor­schla­gen
 II
ent­wi­ckeln, ent­wer­fen, ge­stal­ten
Wis­sen und Me­tho­den ziel­ge­rich­tet und ggf. krea­tiv mit­ein­an­der ver­knüp­fen, um ei­ne ei­gen­stän­di­ge Ant­wort auf ei­ne An­nah­me oder ei­ne Lö­sung für ei­ne Pro­blem­stel­lung zu er­ar­bei­ten oder wei­ter­zu­ent­wi­ckeln
 III
er­klä­ren
Struk­tu­ren, Pro­zes­se oder Zu­sam­men­hän­ge ei­nes Sach­ver­halts nach­voll­zieh­bar, ver­ständ­lich und fach­lich be­grün­det zum Aus­druck brin­gen
I, II
er­läu­tern
We­sent­li­ches ei­nes Sach­ver­halts, Ge­gen­stands, Vor­gangs etc. mit­hil­fe von an­schau­li­chen Bei­spie­len oder durch zu­sätz­li­che In­for­ma­tio­nen ver­deut­li­chen
 II
er­mit­teln
ei­nen Zu­sam­men­hang oder ei­ne Lö­sung fin­den und das Er­geb­nis for­mu­lie­ren
 I, II
er­schlie­ßen
ge­for­der­te In­for­ma­tio­nen her­aus­ar­bei­ten oder Sach­ver­hal­te her­lei­ten, die nicht ex­pli­zit in dem zu­grun­de lie­gen­den Ma­te­ri­al ge­nannt wer­den
 II
for­mu­lie­ren
Ge­for­der­tes knapp und prä­zi­se zum Aus­druck brin­gen
 I
her­stel­len
nach an­er­kann­ten Re­geln Zu­be­rei­tun­gen aus Stof­fen ge­win­nen, an­fer­ti­gen, zu­be­rei­ten, be- oder ver­ar­bei­ten, um­fül­len, ab­fül­len, ab­pa­cken und kenn­zeich­nen
 II, III
im­ple­men­tie­ren
Struk­tu­ren un­d/o­der Pro­zes­se mit Blick auf ge­ge­be­ne Rah­men­be­din­gun­gen, Ziel­an­for­de­run­gen so­wie et­wai­ge Re­geln in ei­nem Sys­tem um­set­zen
 II, III
in­for­mie­ren
fach­li­che In­for­ma­tio­nen ziel­grup­pen­ge­recht auf­be­rei­ten und struk­tu­rie­ren
 II
in­ter­pre­tie­ren, deu­ten
auf der Grund­la­ge ei­ner be­schrei­ben­den Ana­ly­se Er­klä­rungs­mög­lich­kei­ten für Zu­sam­men­hän­ge und Wir­kungs­wei­sen mit Blick auf ein schlüs­si­ges Ge­samt­ver­ständ­nis auf­zei­gen
 III
kenn­zeich­nen
Mar­kie­run­gen, Sym­bo­le, Zei­chen oder Eti­ket­ten an­brin­gen, die gel­ten­den Kon­ven­tio­nen un­d/o­der ge­setz­li­chen Vor­schrif­ten ent­spre­chen
 II
op­ti­mie­ren
ei­nen ge­ge­be­nen tech­ni­schen Sach­ver­halt, ei­nen Quell­code oder ei­ne ge­ge­be­ne tech­ni­sche Ein­rich­tung so ver­än­dern, dass die ge­for­der­ten Kri­te­ri­en un­ter ei­nem be­stimm­ten As­pekt er­füllt wer­den
 II, III
pla­nen
die Schrit­te ei­nes Ar­beits­pro­zes­ses an­ti­zi­pie­ren und ei­ne nach­voll­zieh­ba­re er­geb­nis­ori­en­tier­te An­ord­nung der Schrit­te vor­neh­men
 III
prä­sen­tie­ren
Sach­ver­hal­te struk­tu­riert, me­di­en­ge­stützt und adres­sa­ten­ge­recht vor­tra­gen
 II
skiz­zie­ren
Sach­ver­hal­te, Ob­jek­te, Struk­tu­ren oder Er­geb­nis­se auf das We­sent­li­che re­du­zie­ren und über­sicht­lich dar­stel­len
 I
über­set­zen
ei­nen Sach­ver­halt oder ein­zel­ne Wör­ter und Phra­sen wort­ge­treu in ei­ner an­de­ren Spra­che wie­der­ge­ben
 II
va­li­die­ren, tes­ten
Er­brin­gung ei­nes do­ku­men­tier­ten Nach­wei­ses, dass ein be­stimm­ter Pro­zess oder ein Sys­tem kon­ti­nu­ier­lich ei­ne Funk­tio­na­li­tät/Pro­dukt er­zeugt, das die zu­vor de­fi­nier­ten Spe­zi­fi­ka­tio­nen und Qua­li­täts­merk­ma­le er­füllt
 I
ver­all­ge­mei­nern
aus ei­ner Ein­sicht ei­ne Aus­sa­ge for­mu­lie­ren, die für ver­schie­de­ne An­wen­dungs­be­rei­che Gül­tig­keit be­sitzt
 II
ver­drah­ten
Be­triebs­mit­tel nach ei­nem vor­ge­ge­be­nen An­schluss‑/ Strom­lauf­plan sys­te­ma­tisch elek­trisch mit­ein­an­der ver­bin­den
 I, II
ver­glei­chen, ge­gen­über­stel­len, un­ter­schei­den
nach vor­ge­ge­be­nen oder selbst ge­wähl­ten Ge­sichts­punk­ten pro­blem­be­zo­gen Ge­mein­sam­kei­ten, Ähn­lich­kei­ten und Un­ter­schie­de er­mit­teln und ge­gen­über­stel­len so­wie auf die­ser Grund­la­ge ggf. ein ge­wich­te­tes Er­geb­nis for­mu­lie­ren
 II
wie­der­ge­ben
we­sent­li­che In­for­ma­ti­on un­d/o­der de­ren Zu­sam­men­hän­ge struk­tu­riert zu­sam­men­fas­sen
 I
zeich­nen
ei­nen be­ob­acht­ba­ren oder ge­ge­be­nen Sach­ver­halt mit gra­fi­schen Mit­teln und ggf. un­ter Ein­hal­tung von fach­li­chen Kon­ven­tio­nen (z. B. Sym­bo­le, Per­spek­ti­ven etc.) dar­stel­len
 I, II
zei­gen, auf­zei­gen
Sach­ver­hal­te, Pro­zes­se o. a. sach­lich be­schrei­ben und er­läu­tern
 I, II
zu­sam­men­fas­sen
das We­sent­li­che sach­be­zo­gen, kon­zen­triert so­wie in­halt­lich und sprach­lich struk­tu­riert mit ei­ge­nen Wor­ten wie­der­ge­ben
I, II

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