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Be­ruf­li­che Schu­len

Bil­dungs­pla­n­ar­beit für die Be­ruf­li­chen Gym­na­si­en 2021

Bio­lo­gie

Ein­gangs­klas­se, Jahr­gangs­stu­fen 1 und 2

Vor­be­mer­kun­gen

Fach­be­zo­ge­ne Vor­be­mer­kun­gen

1. Fach­spe­zi­fi­scher Bil­dungs­auf­trag (Bil­dungs­wert des Fa­ches)
Die Na­tur­wis­sen­schaft Bio­lo­gie hat den Auf­trag, den Schü­le­rin­nen und Schü­lern die le­ben­di­ge Natur zu er­schlie­ßen und Ver­ständ­nis für ihre Ge­setz­mä­ßig­kei­ten und Ein­zig­ar­tig­keit zu we­cken. Dies setzt vor­aus, dass Grund­la­gen der Zy­to­lo­gie, Mo­le­ku­lar­bio­lo­gie, Ge­ne­tik, Evo­lu­ti­ons­bio­lo­gie, Phy­sio­lo­gie und Öko­lo­gie ver­mit­telt wer­den, die es den Schü­le­rin­nen und Schü­lern er­mög­li­chen, sich mit sich selbst und mit der Um­welt aus­ein­an­der­zu­set­zen. Dabei wird ihnen die Viel­schich­tig­keit bio­lo­gi­scher Vor­gän­ge be­wusst. Diese Aus­ein­an­der­set­zung führt sie auch zu ethi­schen und er­kennt­nis­theo­re­ti­schen Fra­ge­stel­lun­gen.
Das Fach Bio­lo­gie der gym­na­sia­len Ober­stu­fe des Be­ruf­li­chen Gym­na­si­ums bie­tet viele An­satz­punk­te für fä­cher­über­grei­fen­de The­men und in­te­griert in be­son­de­rer Weise Teil­ge­bie­te der an­de­ren na­tur­wis­sen­schaft­li­chen Dis­zi­pli­nen. Die Leis­tungs­an­for­de­run­gen im heu­ti­gen Be­rufs­le­ben ma­chen die­ses fä­cher­ver­net­zen­de Wis­sen, Den­ken und Han­deln er­for­der­lich. Im Bio­lo­gie­un­ter­richt ge­hö­ren daher Be­ob­ach­tung, Ver­gleich und Ex­pe­ri­ment zu den we­sent­li­chen Grund­la­gen na­tur­wis­sen­schaft­li­cher Er­kennt­nis­fin­dung. Auf der Basis pro­blem­ori­en­tier­ter Un­ter­richts­kon­zep­tio­nen ent­wi­ckeln die Schü­le­rin­nen und Schü­ler eine grund­le­gen­de Vor­stel­lung des Weges der wis­sen­schaft­li­chen Er­kennt­nis­ge­win­nung und fach­spe­zi­fi­scher Pro­blem­lö­se­stra­te­gi­en. Hy­po­the­sen­bil­dung, Pla­nung, Durch­füh­rung und Aus­wer­tung von Ex­pe­ri­men­ten sind wich­ti­ge Bau­stei­ne um die Bio­lo­gie als Ex­pe­ri­men­tal­wis­sen­schaft er­leb­bar zu ma­chen. Die An­wen­dung und die Ent­wick­lung von Mo­del­len sind dabei wich­ti­ge Mit­tel im Un­ter­richt sowie im For­schungs­pro­zess, um Er­kennt­nis­se dar­zu­stel­len oder zu er­klä­ren. Dabei wird vor allem das lo­gi­sche Denk- und Abs­trak­ti­ons­ver­mö­gen der Schü­le­rin­nen und Schü­ler ge­för­dert.
Das Fach Bio­lo­gie er­laubt es den Schü­le­rin­nen und Schü­lern, sich als Mensch und damit als Teil bio­lo­gi­scher Sys­te­me wahr­zu­neh­men. Dabei set­zen sie sich kri­tisch mit den Aus­wir­kun­gen ihrer Le­bens­wei­se auf die Um­welt aus­ein­an­der und ver­ste­hen die Be­deu­tung öko­lo­gisch nach­hal­ti­gen Han­delns für den Er­halt der Bio­sphä­re.

2. Er­gän­zen­de Hin­wei­se zur Um­set­zung des kom­pe­tenz­ori­en­tier­ten Bil­dungs­plans
Kom­pe­tenz­ori­en­tier­ter Un­ter­richt bie­tet die Mög­lich­keit, Wis­sen, Fä­hig­kei­ten und Fer­tig­kei­ten selbst­stän­dig und nach­hal­tig auf­zu­bau­en, zu re­flek­tie­ren und in ver­schie­de­nen Si­tua­tio­nen ver­ant­wor­tungs­voll ein­zu­set­zen.
Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler ent­wi­ckeln im ak­ti­ven Um­gang mit spe­zi­fi­schen In­hal­ten die Kom­pe­ten­zen, die für die Na­tur­wis­sen­schaf­ten von zen­tra­ler Be­deu­tung sind. Er­kennt­nis­se ge­win­nen, Kom­mu­ni­zie­ren und Be­wer­ten ste­hen für Fä­hig­kei­ten und Fer­tig­kei­ten, die dafür cha­rak­te­ris­tisch sind. Na­tur­wis­sen­schaft­lich fach­kom­pe­ten­te Schü­le­rin­nen und Schü­ler ver­fü­gen über Sach‑, Er­kennt­nis­ge­win­nungs‑, Kom­mu­ni­ka­ti­ons- und Be­wer­tungs­kom­pe­tenz. Diese vier Kom­pe­tenz­be­rei­che durch­drin­gen ein­an­der und bil­den ge­mein­sam die Fach­kom­pe­tenz.
Die Sach­kom­pe­tenz der Schü­le­rin­nen und Schü­ler zeigt sich in der Kennt­nis na­tur­wis­sen­schaft­li­cher Kon­zep­te, Theo­ri­en und Ver­fah­ren und der Fä­hig­keit, diese zu be­schrei­ben und zu er­klä­ren sowie ge­eig­net aus­zu­wäh­len und zu nut­zen, um Sach­ver­hal­te aus fach- und all­tags­be­zo­ge­nen An­wen­dungs­be­rei­chen zu ver­ar­bei­ten.
Die Er­kennt­nis­ge­win­nungs­kom­pe­tenz der Schü­le­rin­nen und Schü­ler zeigt sich in der Kennt­nis von na­tur­wis­sen­schaft­li­chen Denk- und Ar­beits­wei­sen und in der Fä­hig­keit, diese Fach­kom­pe­tenz zu be­schrei­ben, zu er­klä­ren und zu ver­knüp­fen, um Er­kennt­nis­pro­zes­se nach­voll­zie­hen oder ge­stal­ten zu kön­nen und deren Mög­lich­kei­ten und Gren­zen zu re­flek­tie­ren.
Die Kom­mu­ni­ka­ti­ons­kom­pe­tenz der Schü­le­rin­nen und Schü­ler zeigt sich in der Kennt­nis von Fach­spra­che, fach­ty­pi­schen Dar­stel­lun­gen und Ar­gu­men­ta­ti­ons­struk­tu­ren und in der Fä­hig­keit, diese Fach­kom­pe­tenz zu nut­zen, um fach­be­zo­ge­ne In­for­ma­tio­nen zu er­schlie­ßen, adres­sa­ten- und si­tua­ti­ons­ge­recht dar­zu­stel­len und aus­zu­tau­schen.
Die Be­wer­tungs­kom­pe­tenz der Schü­le­rin­nen und Schü­ler zeigt sich in der Kennt­nis von fach­li­chen und über­fach­li­chen Per­spek­ti­ven und Be­wer­tungs­ver­fah­ren und in der Fä­hig­keit, diese Fach­kom­pe­tenz zu nut­zen, um Aus­sa­gen bzw. Daten an­hand ver­schie­de­ner Kri­te­ri­en zu be­ur­tei­len, sich dazu Mei­nun­gen zu bil­den, Ent­schei­dun­gen zu tref­fen und Ent­schei­dungs­pro­zes­se und deren Fol­gen zu re­flek­tie­ren.
Für nach­hal­tig ge­winn­brin­gen­des Ler­nen ist es von gro­ßer Be­deu­tung, dass alle Kom­pe­tenz­be­rei­che im Un­ter­richt be­wusst und aus­ge­wo­gen ge­för­dert wer­den. Die Kom­pe­ten­zen ent­wi­ckeln sich bei den Schü­le­rin­nen und Schü­lern über die Jahr­gangs­stu­fen hin­weg und wer­den im Bil­dungs­plan viel­fäl­tig in­halts­be­zo­gen kon­kre­ti­siert.
Der Viel­falt na­tur­wis­sen­schaft­li­cher Phä­no­me­ne lie­gen im Fach Bio­lo­gie ge­mein­sa­me Prin­zi­pi­en zu­grun­de, die sich als Ba­sis­kon­zep­te be­schrei­ben las­sen. Die Ba­sis­kon­zep­te für die All­ge­mei­ne Hoch­schul­rei­fe im Fach Bio­lo­gie
  • Struk­tur und Funk­ti­on,
  • Stoff- und En­er­gie­um­wand­lung,
  • In­for­ma­ti­on und Kom­mu­ni­ka­ti­on,
  • Steue­rung und Re­ge­lung,
  • in­di­vi­du­el­le und evo­lu­ti­ve Ent­wick­lung

er­mög­li­chen die Ver­net­zung von In­hal­ten und deren Be­trach­tung aus ver­schie­de­nen Per­spek­ti­ven. Damit er­leich­tern sie ku­mu­la­ti­ves Ler­nen, den Auf­bau von struk­tu­rier­tem Wis­sen und die Er­schlie­ßung neuer In­hal­te.
Da die Kom­pe­ten­zen in allen vier Be­rei­chen nur an Fach­in­hal­ten er­wor­ben wer­den kön­nen, stel­len die Ba­sis­kon­zep­te eine Grund­la­ge für die Ent­wick­lung der Fach­kom­pe­tenz dar (vgl. Bil­dungs­stan­dards im Fach Bio­lo­gie für die All­ge­mei­ne Hoch­schul­rei­fe der KMK i. d. F. vom 18.06.2020).

3. Er­gän­zen­de fach­li­che Hin­wei­se
Für den nach­hal­ti­gen Er­werb bio­lo­gi­scher Fach­kom­pe­ten­zen wer­den die Sach­in­hal­te mit le­bens­welt­be­zo­ge­nen Kon­tex­ten ver­knüpft. Bei der Be­hand­lung ver­schie­de­ner In­hal­te sind die über­grei­fen­den Ba­sis­kon­zep­te der Bio­lo­gie zu be­rück­sich­ti­gen. Hier­durch kann den Schü­le­rin­nen und Schü­lern die sys­te­ma­ti­sche Wis­sen­san­eig­nung er­leich­tert wer­den, die sich nicht vor­der­grün­dig an den bio­lo­gi­schen In­hal­ten, son­dern an den we­sent­li­chen Kon­zep­ten der Bio­lo­gie ori­en­tiert.
Der Bio­lo­gie­un­ter­richt ver­tieft unter Nut­zung die­ser Ba­sis­kon­zep­te das Ver­ständ­nis vom Auf­bau der Zel­len und ihren spe­zi­el­len Leis­tun­gen in ver­schie­de­nen Or­ga­nis­men und Or­gan­sys­te­men, bis hin zur An­wen­dung mo­le­ku­la­rer Pro­zes­se in ak­tu­el­len For­schungs­be­rei­chen und Tech­nik sowie der Wech­sel­wir­kun­gen zwi­schen be­leb­ter und un­be­leb­ter Natur – auch unter dem As­pekt der Nach­hal­tig­keit – und leis­tet durch die Ge­stal­tung ver­schie­de­ner Lehr- und Ler­nar­ran­ge­ments sei­nen Bei­trag dazu,
  • bei den Schü­le­rin­nen und Schü­lern In­ter­es­se zu we­cken und sie zu mo­ti­vie­ren, Phä­no­me­ne der Natur, der Tech­nik und des All­tags aus bio­lo­gi­scher Per­spek­ti­ve – zu­neh­mend abs­trak­ter und kom­ple­xer – zu be­trach­ten,
  • le­bens­welt­be­zo­ge­ne As­pek­te ein­zu­be­zie­hen, z. B. durch die Aus­wahl von „Lern­ge­gen­stän­den“, die für die Schü­le­rin­nen und Schü­ler jetzt und im spä­te­ren Leben re­le­vant sind,
  • durch De­mons­tra­ti­ons- und Schü­ler­ex­pe­ri­men­te in ex­em­pla­ri­scher Weise den em­pi­ri­schen Cha­rak­ter der Na­tur­wis­sen­schaft Bio­lo­gie zu ver­deut­li­chen,
  • durch die Nut­zung di­gi­ta­ler Me­di­en und Werk­zeu­ge Kom­pe­ten­zen für das Ler­nen und Leben in einer di­gi­ta­len Welt zu ent­wi­ckeln,
  • die Me­tho­den der Er­kennt­nis­ge­win­nung mit Mo­del­len zu re­flek­tie­ren und die Vor- und Nach­tei­le sowie die Gren­zen die­ser Mo­del­le zu be­wer­ten,
  • na­tur­wis­sen­schaft­li­che Sach­ver­hal­te fach­sprach­lich dar­zu­stel­len, zu dis­ku­tie­ren und zu ar­gu­men­tie­ren und damit eine kor­rek­te Fach­spra­che zu nut­zen und ein­zu­for­dern,
  • Schü­le­rin­nen und Schü­ler zu einem si­che­ren, zeit­ge­mä­ßen und nach­hal­ti­gen Um­gang mit Res­sour­cen (Stof­fen und En­er­gie) im Sinne einer Bil­dung für nach­hal­ti­ge Ent­wick­lung zu er­zie­hen,
  • na­tur­wis­sen­schaft­li­che Fra­ge­stel­lun­gen auch in fä­cher­über­grei­fen­den Kon­tex­ten zu be­trach­ten und zu be­wer­ten.

Ziel eines zeit­ge­mä­ßen Bio­lo­gie­un­ter­rich­tes ist es, jeden Ein­zel­nen zu be­fä­hi­gen, sei­ner Ver­ant­wor­tung in der durch die Na­tur­wis­sen­schaft Bio­lo­gie ge­präg­ten Le­bens­welt be­wusst nach­zu­kom­men.

Hin­wei­se zum Um­gang mit dem Bil­dungs­plan
Der Bil­dungs­plan zeich­net sich durch eine In­halts- und eine Kom­pe­tenz­ori­en­tie­rung aus. In jeder Bil­dungs­plan­ein­heit (BPE) wer­den in kur­si­ver Schrift die über­ge­ord­ne­ten Ziele be­schrie­ben, die durch Ziel­for­mu­lie­run­gen sowie In­halts- und Hin­weiss­pal­te kon­kre­ti­siert wer­den. In den Ziel­for­mu­lie­run­gen wer­den die je­wei­li­gen fach­spe­zi­fi­schen Ope­ra­to­ren als Ver­ben ver­wen­det. Ope­ra­to­ren sind hand­lungs­in­iti­ie­ren­de Ver­ben, die si­gna­li­sie­ren, wel­che Tä­tig­kei­ten beim Be­ar­bei­ten von Auf­ga­ben er­war­tet wer­den. Die für das je­wei­li­ge Fach re­le­van­ten Ope­ra­to­ren sowie deren fach­spe­zi­fi­sche Be­deu­tung sind jedem Bil­dungs­plan im An­hang bei­ge­fügt. Durch die kom­pe­tenz­ori­en­tier­te Ziel­for­mu­lie­rung mit­tels die­ser Ope­ra­to­ren wird das An­for­de­rungs­ni­veau be­züg­lich der In­hal­te und der zu er­wer­ben­den Kom­pe­ten­zen de­fi­niert. Die for­mu­lier­ten Ziele und In­hal­te sind ver­bind­lich und damit prü­fungs­re­le­vant. Sie stel­len die Re­gel­an­for­de­run­gen im je­wei­li­gen Fach dar. Die In­hal­te der Hin­weiss­pal­te sind un­ver­bind­li­che Er­gän­zun­gen zur In­halts­spal­te und um­fas­sen Bei­spie­le, di­dak­ti­sche Hin­wei­se und Quer­ver­wei­se auf an­de­re Fä­cher bzw. BPE.
Der VIP-Be­reich des Bil­dungs­plans um­fasst die Ver­tie­fung, in­di­vi­dua­li­sier­tes Ler­nen sowie Pro­jekt­un­ter­richt. Im Rah­men der hier zur Ver­fü­gung ste­hen­den Stun­den sol­len die Schü­le­rin­nen und Schü­ler best­mög­lich un­ter­stützt und bei der Wei­ter­ent­wick­lung ihrer per­so­na­len und fach­li­chen Kom­pe­ten­zen ge­för­dert wer­den. Die Fach­leh­re­rin­nen und Fach­leh­rer nut­zen diese Un­ter­richts­zeit nach ei­ge­nen Schwer­punkt­set­zun­gen auf Basis der fä­cher­spe­zi­fi­schen Be­son­der­hei­ten und nach den Lern­vor­aus­set­zun­gen der ein­zel­nen Schü­le­rin­nen und Schü­ler.
Der Teil „Zeit für Leis­tungs­fest­stel­lung“ des Bil­dungs­plans be­rück­sich­tigt die Zeit, die zur Vor­be­rei­tung, Durch­füh­rung und Nach­be­rei­tung von Leis­tungs­fest­stel­lun­gen zur Ver­fü­gung steht. Dies kann auch die not­wen­di­ge Zeit für die gleich­wer­ti­ge Fest­stel­lung von Schü­ler­leis­tun­gen (GFS), Nach­be­spre­chung zu Leis­tungs­fest­stel­lun­gen sowie Feed­back-Ge­sprä­che um­fas­sen.

Ein­gangs­klas­se

Ver­tie­fung – In­di­vi­dua­li­sier­tes Ler­nen – Pro­jekt­un­ter­richt (VIP)

20

Ver­tie­fung

In­di­vi­dua­li­sier­tes Ler­nen

Pro­jekt­un­ter­richt
z. B.
Übun­gen
An­wen­dun­gen
Wie­der­ho­lun­gen
z. B.
Selbst­or­ga­ni­sier­tes Ler­nen
Lern­ver­ein­ba­run­gen
Bin­nen­dif­fe­ren­zie­rung
z. B.
Prak­ti­kum Mi­kro­sko­pie
Os­mo­se bei Zwie­bel­zel­len
An­fär­ben von Mund­schleim­haut­zel­len
Plas­ma­strö­mung bei Elo­dea
Bau eines Zell­mo­dells
Enzym-Ex­pe­ri­men­te
DNA-Iso­lie­rung
En­zy­m­im­mo­bi­li­sie­rung
Die The­men­aus­wahl des Pro­jekt­un­ter­richts hat aus den nach­fol­gen­den Bil­dungs­plan­ein­hei­ten unter Be­ach­tung Fä­cher ver­bin­den­der As­pek­te zu er­fol­gen.

BPE 1

Sys­tem Zelle

10
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. Sie ana­ly­sie­ren elek­tro­nen­mi­kro­sko­pi­sche Bil­der, um ihre Kennt­nis­se über den Fein­bau von pro- und eu­ka­ryo­ti­schen Zel­len zu er­wei­tern.

BPE 1.1

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler er­klä­ren die Struk­tur und Funk­ti­on von Zell­or­ga­nel­len tie­ri­scher und pflanz­li­cher Zel­len, deren Zu­sam­men­wir­ken und ver­glei­chen eu­ka­ryo­ti­sche und pro­ka­ryo­ti­sche Zel­len. Sie be­schrei­ben die Zelle als of­fe­nes Sys­tem und er­läu­tern die Be­deu­tung der Kom­par­ti­men­tie­rung.
Zell­kern, Mi­to­chon­d­ri­um, Chlo­ro­plast, en­d­o­plas­ma­ti­sches Re­ti­cu­lum, Dic­tyo­som, Ly­so­som, Ri­bo­som, Va­kuo­le, Zell­wand
Prak­ti­kum Mi­kro­sko­pie
Zeich­nun­gen
Ana­lo­gie­bei­spie­le, z. B. Fa­brik
Pro­cy­te und Eu­cy­te

Kom­par­ti­men­tie­rung
En­do­sym­bi­on­ten­theo­rie

BPE 1.2

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler wer­ten ex­pe­ri­men­tel­le Er­geb­nis­se zum Auf­bau der Bio­mem­bran aus und be­schrei­ben auf deren Grund­la­ge ein Mem­bran-Mo­dell. Sie wen­den das Struk­tur-Funk­ti­ons-Kon­zept auf Bio­mem­bra­nen an und er­läu­tern damit die Ab­gren­zung der Zelle sowie den Stoff­aus­tausch.

Bau und Ei­gen­schaf­ten der Bio­mem­bran (Flüs­sig-Mo­sa­ik-Mo­dell)
his­to­ri­sche Ent­wick­lung von Gor­ter-Gren­del zu Sin­ger-Ni­col­son
Dif­fu­si­on, Os­mo­se, pas­si­ver und ak­ti­ver Trans­port

BPE 2

Bio­mo­le­kü­le und Bio­ka­ta­ly­se

26
Die bio­lo­gi­sche Be­deu­tung von Pro­te­inen und Nu­kle­in­säu­ren und der Zu­sam­men­hang zwi­schen deren Struk­tur und Funk­ti­on wer­den den Schü­le­rin­nen und Schü­lern unter an­de­rem durch den Ein­satz ge­eig­ne­ter Mo­del­le ver­deut­licht. Sie er­ken­nen die Be­deu­tung der Re­pli­ka­ti­on, der Ge­n­exp­ression und die Re­le­vanz der Gen­pro­duk­te für den Or­ga­nis­mus. Dar­über hin­aus ver­ste­hen die Schü­le­rin­nen und Schü­ler die bio­lo­gi­sche Funk­ti­on von En­zy­men für Or­ga­nis­men und be­schrei­ben Bei­spie­le in der tech­ni­schen An­wen­dung.

BPE 2.1

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler be­schrei­ben die Struk­tur und Funk­ti­on von Pro­te­inen und er­klä­ren die Struk­tur der DNA am Mo­dell. Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler er­klä­ren die Re­pli­ka­ti­on und ihre Be­deu­tung für Mito­se und Zell­zy­klus.
Pro­te­ine: Auf­bau aus Ami­no­säu­ren mit Grund­struk­tur und Pep­tid­bin­dung
Ein­tei­lung der Ami­no­säu­ren nach Ei­gen­schaf­ten
Pri­mär‑, Se­kun­där‑, Ter­ti­är- und Quar­t­är­struk­tur der Pro­te­ine
vgl. BPE 3 (An­ti­kör­per­struk­tur) und BPE 4
De­na­tu­rie­rung (Al­ko­hol, Hitze, Säure)
z. B. Kon­ser­vie­rung
DNA: Auf­bau aus Nu­kleo­ti­den (Des­oxy­ri­bo­se, Base, Phos­phat)

Struk­tur­merk­ma­le (Kom­ple­men­ta­ri­tät, An­ti­par­al­le­li­tät, Dop­pel­strang) der DNA

Re­pli­ka­ti­on, se­mi­kon­ser­va­ti­ve Ver­dopp­lung der DNA als Vor­aus­set­zung für Mito­se und Zell­zy­klus
Me­sel­son-Stahl
im Über­blick

BPE 2.2

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler be­schrei­ben die Pro­te­in­bio­syn­the­se.
Tran­skrip­ti­on (Zell­kern, mRNA)

Ge­ne­ti­scher Code
Code­son­ne
Trans­la­ti­on (Ri­bo­som, tRNA, Po­ly­pep­tid)

BPE 2.3

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler be­schrei­ben den struk­tu­rel­len Auf­bau eines En­zyms und des­sen Wir­kungs­wei­se als Bio­ka­ta­ly­sa­tor.
Bio­ka­ta­ly­se
En­er­gie-Re­ak­ti­ons­weg-Dia­gramm
Mo­dell­vor­stel­lung zum ak­ti­ven Zen­trum

Sub­strat‑, Wir­kungs­spe­zi­fi­tät
Ex­pe­ri­ment mit Urea­se
Schlüs­sel-Schloss-Prin­zip

Tech­ni­sche An­wen­dung von En­zy­men
z. B. Wasch­mit­tel, Me­di­ka­men­te, Le­bens­mit­tel­pro­duk­ti­on

BPE 2.4

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler wer­ten Daten zur En­zym­ak­ti­vi­tät in Ab­hän­gig­keit von ver­schie­de­nen Fak­to­ren aus.

Tem­pe­ra­tur, pH-Wert, Sub­strat­kon­zen­tra­ti­on

Schü­ler­ex­pe­ri­ment zu einem der Fak­to­ren
di­gi­ta­le Mess­wert-Er­fas­sung und Aus­wer­tung

BPE 2.5

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler er­klä­ren und ver­glei­chen die re­ver­si­ble und ir­re­ver­si­ble En­zym­hem­mung und er­läu­tern die Wir­kun­gen auf den Or­ga­nis­mus.
Kom­pe­ti­ti­ve Hem­mung
z. B. Me­di­ka­men­te vgl. BPE 9, Etha­nol/Me­tha­nol
Ir­re­ver­si­ble Hem­mung durch Schwer­me­tall-Ionen, De­na­tu­rie­rung
z. B. Schwer­me­tall­ver­gif­tung
Ex­pe­ri­ment: Urea­se und Kup­fer­sul­fat

BPE 3

Im­mun­sys­tem

14
Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler be­grei­fen die spe­zi­fi­sche Im­mun­re­ak­ti­on als ko­or­di­nier­tes Zu­sam­men­wir­ken spe­zia­li­sier­ter Im­mun­zel­len im Kör­per. Sie ver­ste­hen die Be­deu­tung der Er­ken­nung kör­per­ei­ge­ner und kör­per­frem­der Struk­tu­ren für die Funk­ti­ons­fä­hig­keit des Im­mun­sys­tems. Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler bil­den sich kri­te­ri­en­ge­lei­tet eine Mei­nung zur Imp­fung.

BPE 3.1

Die Ab­wehr von An­ti­ge­nen durch das Im­mun­sys­tem er­klä­ren die Schü­le­rin­nen und Schü­ler durch das Zu­sam­men­wir­ken ver­schie­de­ner Zel­len und An­ti­kör­per. Dabei er­läu­tern sie die Wech­sel­wir­kun­gen zwi­schen Im­mun­zel­len mit­tels Zell-Zell-Kon­tak­ten und Si­gnal­stof­fen. Sie er­klä­ren, dass An­ti­ge­ne an­hand von Ober­flä­chen­struk­tu­ren er­kannt und diese In­for­ma­ti­on im Im­mun­sys­tem wei­ter­ge­ge­ben und ge­spei­chert wird.
Vi­rus­auf­bau
vgl. BPE 1
Un­spe­zi­fi­sche und spe­zi­fi­sche hu­mo­ra­le und zel­lu­lä­re Im­mun­ant­wort am Bei­spiel einer vi­ra­len In­fek­ti­ons­krank­heit
z. B. In­flu­en­za, AIDS, Ma­sern
  • Ko­ope­ra­ti­on von Im­mun­zel­len: Si­gnal­stof­fe, Zell-Zell-Kon­tak­te
Cy­to­ki­ne
  • Un­ter­schei­dung von kör­per­ei­gen und kör­per­fremd an­hand des MHC-Sys­tems
z. B. All­er­gie, Or­gan­trans­plan­ta­ti­on, Au­to­im­mun­er­kran­kung

BPE 3.2

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler neh­men kri­te­ri­en­ge­lei­tet Stel­lung zum Thema Imp­fung.
Imp­fung
Impf­mü­dig­keit, Impf­pflicht

Zeit für Leis­tungs­fest­stel­lung

10

70

80

Jahr­gangs­stu­fe 1

Ver­tie­fung – In­di­vi­dua­li­sier­tes Ler­nen – Pro­jekt­un­ter­richt (VIP)

30

Ver­tie­fung

In­di­vi­dua­li­sier­tes Ler­nen

Pro­jekt­un­ter­richt
z. B.
Übun­gen
An­wen­dun­gen
Wie­der­ho­lun­gen
z. B.
Selbst­or­ga­ni­sier­tes Ler­nen
Lern­ver­ein­ba­run­gen
Bin­nen­dif­fe­ren­zie­rung
z. B.
mo­le­ku­lar­bio­lo­gi­sche Ex­pe­ri­men­te
The­men­kom­plex: Hä­mo­glo­bin – Si­chel­zel­lan­ämie – Ma­la­ria
Gä­rungs­ex­pe­ri­men­te
Com­pu­ter­si­mu­la­tio­nen
Ex­kur­si­on zum Na­tur­kun­de­mu­se­um
Die The­men­aus­wahl des Pro­jekt­un­ter­richts hat aus den nach­fol­gen­den Bil­dungs­plan­ein­hei­ten unter Be­ach­tung Fä­cher ver­bin­den­der As­pek­te zu er­fol­gen.

BPE 4

Ge­ne­tik

40
Das Wis­sen über die Wei­ter­ga­be ge­ne­ti­scher In­for­ma­ti­on und deren Ver­wirk­li­chung im Stoff­wech­sel der Zel­len bil­det die Grund­la­ge für das Ver­ständ­nis ge­ne­tisch be­ding­ter Krank­hei­ten und deren Ur­sa­chen. Dabei ler­nen die Schü­le­rin­nen und Schü­ler mo­der­ne Dia­gno­se- und The­ra­pie­mög­lich­kei­ten einer Er­kran­kung wie z. B. Cho­rea Hun­ting­ton ken­nen und er­hal­ten einen Ein­blick in gen­tech­ni­sche Ver­fah­ren und deren An­wen­dung in der Pra­xis. Sie set­zen sich mit der Be­deu­tung und den Ri­si­ken in­no­va­ti­ver Tech­no­lo­gi­en aus­ein­an­der und re­flek­tie­ren diese.

BPE 4.1

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler er­klä­ren die Ent­ste­hung ge­ne­ti­scher und phä­no­ty­pi­scher Va­ria­bi­li­tät als Er­geb­nis se­xu­el­ler Fort­pflan­zung.

Chro­mo­so­men­bau, His­to­ne

Chro­mo­so­men­satz und Ka­ryo­gramm des Men­schen

Keim­zel­len­bil­dung und Be­fruch­tung
ohne Be­zeich­nung der ein­zel­nen Pha­sen
Mei­o­se mit inter- und in­trach­ro­mo­so­ma­ler Re­kom­bi­na­ti­on

BPE 4.2

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler ver­glei­chen die Pro­te­in­bio­syn­the­se bei Pro- und Eu­ka­ryo­ten, wen­den den ge­ne­ti­schen Code an, er­mit­teln somit die ent­spre­chen­de Ami­no­säu­re­se­quenz und be­grün­den Ur­sa­chen und Aus­wir­kun­gen von Mu­ta­tio­nen. Sie wer­ten Stamm­bäu­me hin­sicht­lich der zu Grun­de lie­gen­den Erb­gän­ge mo­no­ge­ne­ti­scher Er­kran­kun­gen aus und be­schrei­ben Re­gu­la­ti­ons­me­cha­nis­men der Ge­n­ex­pres­si­on.
Pro­te­in­bio­syn­the­se bei Pro­ka­ryo­ten
vgl. BPE 2
Tran­skrip­ti­on (mRNA, RNA-Po­ly­me­ra­se, Pro­mo­tor, Ter­mi­na­tor, codo­ge­ner/nicht-codo­ge­ner Strang, 5'-3'-Schreib­wei­se)

Ge­ne­ti­scher Code
Code­son­ne
Trans­la­ti­on (Ri­bo­som, tRNA, Codon, An­ti­codon, Po­ly­pep­tid)

Pro­te­in­bio­syn­the­se bei Eu­ka­ryo­ten (Kom­par­ti­men­tie­rung, 5'-Cap, Poly-A-Schwanz, Spli­cing)

Re­gu­la­ti­on der Gen­ak­ti­vi­tät bei Eu­ka­ryo­ten: Tran­skrip­ti­ons­fak­to­ren, Mo­di­fi­ka­tio­nen des Epi­ge­noms durch Me­thy­lie­rung

Mu­ta­tio­nen (Gen‑, Chro­mo­so­men‑, Ge­nom­mu­ta­tio­nen) und deren Aus­wir­kun­gen
z. B. Cho­rea Hun­ting­ton, Mu­ko­vis­zi­do­se, Kat­zen­schrei-Syn­drom, Tri­so­mie 21
Ur­sa­chen von Mu­ta­tio­nen: Mu­ta­ge­ne, Re­pli­ka­ti­ons­feh­ler, Non-Dis­junc­tion

Stamm­baum­ana­ly­sen (au­to­so­ma­le und X-chro­mo­so­ma­le Erb­gän­ge beim Men­schen)
mo­no­ge­ne Merk­ma­le (z. B. Si­chel­zel­lan­ämie, Blu­ter, Rot-Grün-Blind­heit)
vgl. BPE 2

BPE 4.3

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler er­klä­ren die Wir­kungs­wei­se von An­ti­bio­ti­ka und be­schrei­ben einen Re­sis­tenz­me­cha­nis­mus.
Wir­kor­te und Wir­kung von An­ti­bio­ti­ka im Über­blick
vgl. BPE 1
An­ti­bio­tika­re­sis­tenz am Bei­spiel der ß-Lactam-An­ti­bio­ti­ka, Plas­mi­de
Am­pi­cil­lin oder Pe­ni­cil­lin
vgl. BPE 5

BPE 4.4

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler be­schrei­ben die PCR als Ver­fah­ren für einen Gen­test und be­wer­ten Chan­cen und Ri­si­ken eines sol­chen Tests. Sie be­schrei­ben Me­tho­den der Gen­the­ra­pie und stel­len das CRIS­PR/Cas-Ver­fah­ren als mo­le­ku­lar­bio­lo­gi­sche Tech­nik dar, um DNA ge­zielt zu ver­än­dern sowie des­sen Be­deu­tung bei der Pha­gen-Ab­wehr von Bak­te­ri­en.

Po­ly­me­ra­se-Ket­ten­re­ak­ti­on (PCR), Ge­lek­tro­pho­re­se

Gen­test: ge­ne­ti­sche Be­ra­tung, ethi­sche Be­trach­tung
z. B. Brust­krebs, Cho­rea Hun­ting­ton, Tri­so­mie 21
Gen­the­ra­pie
z. B. The­ra­pie vom ADA-SCID
CRIS­PR/Cas

BPE 5

Evo­lu­ti­on

20
Die Schü­le­rinnen und Schü­ler er­ken­nen in der Viel­falt der Le­be­we­sen die An­pas­sung an ver­schie­de­ne Um­welt­be­din­gun­gen. Auf­bau­end auf Dar­win er­mög­licht ihnen die syn­the­ti­sche Evo­lu­ti­ons­theo­rie das Ver­ständ­nis der grund­le­gen­den Evo­lu­ti­onsmecha­nis­men, die zur Ent­ste­hung und Ver­än­de­rung der Arten füh­ren. Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler ler­nen wis­sen­schaft­li­che Be­le­ge und auch Gren­zen der Evo­lu­ti­ons­theo­rie ken­nen.

BPE 5.1

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler nen­nen die wich­tigs­ten Aus­sa­gen der Evo­lu­ti­ons­theo­ri­en von La­marck und Dar­win und ver­glei­chen diese. Sie wen­den die bei­den Theo­ri­en auf ein kon­kre­tes Bei­spiel an.

Evo­lu­ti­ons­theo­ri­en von La­marck und Dar­win
z. B. Theo­rie zur Evo­lu­ti­on der Gi­raf­fe
vgl. BPE 4 Epi­ge­ne­tik

BPE 5.2

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler be­schrei­ben die syn­the­ti­sche Evo­lu­ti­ons­theo­rie als Er­wei­te­rung der klas­si­schen Evo­lu­ti­ons­theo­rie von Dar­win um Er­kennt­nis­se der Ge­ne­tik und Po­pu­la­ti­ons­ge­ne­tik. Sie er­läu­tern den Ein­fluss der Evo­lu­ti­ons­fak­to­ren auf den Gen­pool. Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler ana­ly­sie­ren die Kos­ten und Nut­zen von Ver­hal­ten für die re­pro­duk­ti­ve Fit­ness an einem Bei­spiel.
Syn­the­ti­sche Evo­lu­ti­ons­theo­rie
Ab­gren­zung von nicht-na­tur­wis­sen­schaft­li­chen Vor­stel­lun­gen
Grund­le­gen­de Prin­zi­pi­en der Evo­lu­ti­on

  • ge­ne­ti­sche Va­ria­bi­li­tät durch Mu­ta­ti­on und Re­kom­bi­na­ti­on
vgl. BPE 4
  • abio­ti­sche und bio­ti­sche Se­lek­ti­ons­fak­to­ren

  • ad­ap­ti­ver Wert von Ver­hal­ten: re­pro­duk­ti­ve Fit­ness, Kos­ten-Nut­zen-Ana­ly­se
Nah­rungs­su­che z. B. Flug zu Beu­t­e­grün­den
  • Gendrift

  • Ver­wandt­schaft

  • Koe­vo­lu­ti­on

  • Iso­la­ti­on: Me­cha­nis­men, Art­bil­dung, po­pu­la­ti­ons­ge­ne­ti­scher Art­be­griff

Evo­lu­ti­on als Ver­än­de­rung der Ge­no­typ- und Al­lel­häu­fig­keit im Gen­pool einer Po­pu­la­ti­on

BPE 5.3

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler stel­len Be­le­ge für die Evo­lu­ti­on aus der Pa­lä­on­to­lo­gie, ver­glei­chen­den Ana­to­mie und Mo­le­ku­lar­bio­lo­gie dar.
Be­deu­tung von Fos­si­li­en für die Evo­lu­ti­ons­theo­rie

Mo­sa­ik­for­men
z. B. Ar­chaeo­pte­ryx, Schna­bel­tier
Ho­mo­lo­gie, Ana­lo­gie
Ho­mo­lo­gie­kri­te­ri­en
Ru­di­men­te und Ata­vis­men

Se­quenz-Ana­ly­se, mo­le­ku­lar­bio­lo­gi­sche Ho­mo­lo­gi­en
Stamm­bäu­me mit Ali­gn­ment­pro­gramm z. B. Clustal Omega, Glo­bin-Fa­mi­lie; vgl. BPE 2, BPE 4

BPE 6

Dis­si­mi­la­ti­on

15
Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler er­ken­nen, dass Stoff­wech­selvor­gän­ge und die damit ver­bun­de­ne En­er­gie­be­reit­stel­lung Grund­la­ge des Le­bens sind. Sie er­klä­ren das Zu­sam­men­spiel von or­ga­ni­schen Ver­bin­dun­gen, ATP, Elek­tro­nen- und Was­ser­stoff­über­trä­gern im En­er­gie­stoff­wech­sel der Or­ga­nis­men. Dabei grei­fen sie auf ihr Vor­wis­sen der En­zy­matik und des Auf­baus der Zel­len zu­rück.

BPE 6.1

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler be­schrei­ben die Stoff- und En­er­gie­bi­lan­zen sowie Ab­lauf, Re­gu­la­ti­on und Be­deu­tung des ae­ro­ben Ab­baus von Glu­co­se.
Sum­men­glei­chung der Zel­l­at­mung
Struk­tur­for­mel von Glu­co­se
Teil­schrit­te der Zel­l­at­mung im Über­blick:
Gly­k­o­ly­se, Py­ru­vat-De­c­ar­boxy­lie­rung, Ci­trat­zy­klus, En­d­oxi­da­ti­on; Re­ak­ti­ons­räu­me und Stoff­trans­port in der Zelle, Fein­bau des Mi­to­chon­d­ri­ums
vgl. BPE 1, BPE 2
Re­gu­la­ti­on eines Stoff­wech­sel­vor­gangs auf En­zy­me­be­ne
z. B. Hem­mung von He­xo­ki­nase vgl. BPE 2
Be­deu­tung von NAD als Elek­tro­nen- und Was­ser­stoff­über­trä­ger (Re­dox­re­ak­tio­nen)
ohne Struk­tur­for­mel
Be­deu­tung von ATP als En­er­gie­trä­ger
ATP-Syn­the­se mit­hil­fe eines Pro­to­nen­gra­di­en­ten
ohne Struk­tur­for­mel

Zeit für Leis­tungs­fest­stel­lung

15

105

120

Jahr­gangs­stu­fe 2

Ver­tie­fung – In­di­vi­dua­li­sier­tes Ler­nen – Pro­jekt­un­ter­richt (VIP)

24

Ver­tie­fung

In­di­vi­dua­li­sier­tes Ler­nen

Pro­jekt­un­ter­richt
z. B.
Übun­gen
An­wen­dun­gen
Wie­der­ho­lun­gen
z. B.
Selbst­or­ga­ni­sier­tes Ler­nen
Lern­ver­ein­ba­run­gen
Bin­nen­dif­fe­ren­zie­rung
z. B.
Mi­kro­sko­pie­ren von Blatt­quer­schnit­ten
Ex­pe­ri­men­te zur Fo­to­syn­the­se
Na­tur­schutz­pro­jekt
Die The­men­aus­wahl des Pro­jekt­un­ter­richts hat aus den nach­fol­gen­den Bil­dungs­plan­ein­hei­ten unter Be­ach­tung Fä­cher ver­bin­den­der As­pek­te zu er­fol­gen.

BPE 7

As­si­mi­la­ti­on

20
An­knüp­fend an die Dis­si­mi­la­ti­on ler­nen die Schü­le­rin­nen und Schü­ler die Be­deu­tung der As­si­mi­la­ti­on für das Leben auf der Erde ken­nen. An­hand der Aus­wer­tung ex­pe­ri­men­tel­ler Er­geb­nis­se lei­ten die Schü­le­rin­nen und Schü­ler den Ab­lauf der Fo­to­syn­the­se auf mo­le­ku­la­rer Ebene und die daran be­tei­lig­ten Struk­tu­ren ab und ord­nen die Teil­pro­zes­se ihren Re­ak­ti­ons­räu­men zu. Dabei er­ken­nen sie die Be­deu­tung or­ga­ni­scher Ver­bin­dun­gen als En­er­gie­trä­ger.

BPE 7.1

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler be­schrei­ben den Auf­bau und die Funk­tio­nen von Laub­blät­tern und Chlo­ro­plas­ten als Struk­tu­ren der Fo­to­syn­the­se. Sie er­klä­ren die An­pas­sung von Pflan­zen an Um­welt­fak­to­ren.
Laub­blatt und Chlo­ro­plast
Blatt­quer­schnitt, vgl. BPE 1
An­pas­sung an die Um­welt­fak­to­ren Licht und Was­ser­ver­sor­gung
Son­nen­blatt, Schat­ten­blatt, Xe­ro­phy­ten, Hy­gro­phy­ten

BPE 7.2

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler er­klä­ren den Ab­lauf der Fo­to­syn­the­se und die Ab­hän­gig­keit der Fo­to­syn­the­se­ra­te von abio­ti­schen Fak­to­ren, indem sie dazu klas­si­sche Ex­pe­ri­men­te aus­wer­ten.

Sum­men­glei­chung der Fo­to­syn­the­se
Struk­tur­for­mel von Glu­ko­se
Chro­ma­to­gra­fie von Blatt­farb­stof­fen

Abio­ti­sche Fak­to­ren: Licht­in­ten­si­tät, ‑qua­li­tät, Koh­len­stoff­di­oxid-Kon­zen­tra­ti­on und Tem­pe­ra­tur
Ab­sorp­ti­ons­spek­trum von Chlo­ro­phyll, En­gel­mann-Ver­such, Bläs­chen­zähl­ver­such bei Elo­dea
Licht­ab­hän­gi­ge Re­ak­ti­on: Fo­to­ly­se des Was­sers, Elek­tro­nen­trans­port, Pro­to­nen­gra­di­ent, Be­deu­tung von ADP/ATP und NADP+/NADPH + H+
Hill-Re­ak­ti­on, Nach­weis der Sau­er­stoff-Her­kunft durch Iso­to­pen­mar­kie­rung
vgl. BPE 1
Licht­un­ab­hän­gi­ge Re­ak­ti­on: Cal­vin­zy­klus mit den 3 Pha­sen CO2-Fi­xie­rung, Re­duk­ti­on von Phos­pho­gly­cer­in­säu­re zu Phos­pho­gly­ce­ri­nal­de­hyd und Re­ge­ne­ra­ti­on des CO2-Ak­zep­tors
ohne Struk­tur­for­meln
vgl. BPE 1
Be­deu­tung der Fo­to­syn­the­se
vgl. BPE 8

BPE 8

Öko­lo­gie

26
Die Öko­lo­gie the­ma­ti­siert die Wech­sel­wir­kun­gen zwi­schen Or­ga­nismen und Um­welt. Die Schüler­in­nen und Schü­ler er­ken­nen die Be­zie­hungs­ge­fü­ge sowie Ur­sa­che-Wir­kungs­zu­sam­men­hän­ge in Öko­sys­te­men und set­zen sich kri­tisch mit dem be­son­de­ren Ver­hält­nis Mensch-Um­welt aus­ein­an­der. Sie wer­den in die Lage ver­setzt, tech­ni­sche An­wen­dun­gen und wirt­schaft­li­che Nut­zun­gen na­tur­wis­sen­schaft­li­cher Er­kennt­nis­se unter Ge­sichts­punk­ten der nach­hal­ti­gen Ent­wick­lung zu be­ur­tei­len. Sie er­ken­nen glo­ba­le Her­aus­for­de­run­gen und ver­knüp­fen diese mit lo­ka­lem Han­deln. Sie ver­ste­hen Bio­di­ver­si­tät als ge­ne­ti­sche Viel­falt, Ar­ten­viel­falt und Viel­falt an Öko­sys­te­men und er­ken­nen deren Be­deu­tung.

BPE 8.1

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler stel­len die Bio­sphä­re als Sys­tem un­ter­schied­li­cher Öko­sys­te­me dar. Sie ver­glei­chen Bio­top und Biozö­no­se an einem Bei­spiel. Sie er­läu­tern den Ein­fluss abio­ti­scher Fak­to­ren auf Or­ga­nis­men.
Öko­sys­te­me
z. B. Wald, Meer, Wüste
Er­fas­sung öko­lo­gi­scher Fak­to­ren und qua­li­ta­ti­ve Er­fas­sung von Arten in einem Areal
z. B. Ex­kur­si­on
Bio­top und Biozö­no­se: bio­ti­sche und abio­ti­sche Fak­to­ren, öko­lo­gi­sche Ni­schen
siehe BPE 8.2
To­le­ranz­kur­ven, öko­lo­gi­sche Po­tenz

BPE 8.2

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler er­klä­ren Be­zie­hun­gen zwi­schen Or­ga­nis­men. Sie ver­glei­chen Nah­rungs­ket­te und Nah­rungs­netz und be­grün­den die Rolle der Le­be­we­sen im Öko­sys­tem für eine nach­hal­ti­ge Nah­rungs­be­zie­hung. Sie wer­ten eine Bio­mas­se­py­ra­mi­de aus und er­klä­ren diese mit dem En­er­gie­fluss.

Pro­du­zen­ten, Kon­su­men­ten, De­stru­en­ten

Nah­rungs­ket­te und Nah­rungs­netz, Räu­ber-Beute-Be­zie­hun­gen

Bio­mas­se­py­ra­mi­de, Tro­phie-Ebe­nen, En­er­gie­fluss
vgl. BPE 7
Kon­kur­renz, Pa­ra­si­tis­mus, Sym­bio­se

BPE 8.3

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler stel­len den Koh­len­stoff­kreis­lauf unter Ein­be­zie­hung mensch­li­cher Ein­flüs­se dar. Sie nen­nen As­pek­te von Nach­hal­tig­keit und be­wer­ten diese.

Koh­len­stoff­kreis­lauf
vgl. BPE 6 – 7
Ein­satz fos­si­ler Brenn­stof­fe, Emis­si­ons­re­du­zie­rung, Fol­gen des an­thro­po­ge­nen Treib­haus­ef­fekts
z. B. Auf­fors­tung
Re­ge­ne­ra­ti­ve Brenn­stof­fe, Bio­mas­se
nach­wach­sen­de Roh­stof­fe, Bio­gas
Öko­lo­gi­sche, öko­no­mi­sche und so­zia­le As­pek­te der Nach­hal­tig­keit
z. B. öko­lo­gi­scher Fuß­ab­druck
Lo­ka­le und glo­ba­le Maß­nah­men
z. B. lo­ka­le Na­tur­schutz­pro­jek­te, öko­lo­gi­sche Land­wirt­schaft, Müll­ver­mei­dung
Er­hal­tungs- und Re­na­tu­rie­rungs­maß­nah­men

BPE 8.4

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler be­schrei­ben Bio­di­ver­si­tät als ge­ne­ti­sche Viel­falt, Ar­ten­viel­falt und Viel­falt an Öko­sys­te­men. Sie be­grün­den die Ver­ant­wor­tung des Men­schen für die Er­hal­tung der Bio­di­ver­si­tät und die Not­wen­dig­keit einer nach­hal­ti­gen Ent­wick­lung im Rah­men des Öko­sys­tem­ma­nage­ments.
Ge­ne­ti­sche Viel­falt, Ar­ten­viel­falt, Viel­falt an Öko­sys­te­men

Be­deu­tung und Er­halt der Bio­di­ver­si­tät für die Sta­bi­li­tät der Öko­sys­te­me
z. B. große Hun­gers­not in Ir­land durch Kar­tof­fel­fäu­le, In­sek­tenster­ben
Be­dro­hung der Bio­di­ver­si­tät durch mensch­li­ches Han­deln
z. B. Be­völ­ke­rungs­wachs­tum, in­dus­tria­li­sier­te Land­wirt­schaft
Aus­wir­kun­gen des Di­ver­si­täts­ver­lusts
Mo­no­kul­tu­ren
Lö­sungs­an­sät­ze zum Er­halt der Di­ver­si­tät
z. B. Ar­ten­schutz­ab­kom­men, Bio­sphä­ren­ge­bie­te, Gen­ban­ken (Sval­bard Glo­bal Seed Vault)

BPE 9

Ner­ven­sys­tem

14
Auf­bau­end auf dem Wis­sen der Zell-Zell-Kom­mu­ni­ka­ti­on zwi­schen Im­mun­zel­len er­wei­tern Schü­le­rin­nen und Schü­ler ihr Ver­ständ­nis zel­lu­lä­ren Zusammen­wir­kens im Ner­vensys­tem. Am Bei­spiel neu­ro­na­ler In­for­ma­ti­ons­ver­ar­bei­tung er­ken­nen sie die Be­deu­tung von Re­gu­la­ti­ons­vor­gän­gen auf mo­le­ku­la­rer Ebene im Or­ga­nis­mus.

BPE 9.1

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler be­schrei­ben das Ner­ven­sys­tem als ein Or­gan­sys­tem, das der schnel­len In­for­ma­ti­ons­ver­ar­bei­tung dient, und die Vor­gän­ge von der Rei­z­auf­nah­me über die Wahr­neh­mung bis zur Re­ak­ti­on.
Auf­nah­me, Wei­ter­lei­tung und Ver­ar­bei­tung von In­for­ma­tio­nen (Reiz, Re­zep­tor, sen­so­ri­sche/ mo­to­ri­sche Ner­ven, ZNS, PNS, Ef­fek­tor-Organ, Re­ak­ti­on)
Reiz-Re­ak­ti­ons-Sche­ma
Knie­seh­nen­re­flex

Auf­bau und Funk­ti­on der Mo­to­n­eu­ro­ne
Krank­hei­ten z. B. amyothro­phe La­te­ral­skle­ro­se (ALS); vgl. BPE 1

BPE 9.2

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler er­klä­ren das Ent­ste­hen und die Mes­sung von Mem­bran­po­ten­zia­len und er­läu­tern die Funk­tio­nen des Ner­ven­sys­tems auf zel­lu­lä­rer und mo­le­ku­la­rer Ebene.
Mes­sung von Mem­bran­po­ten­zia­len

Ent­ste­hung des Ru­he­po­ten­zi­als (Na+, K+, Cl-, or­ga­ni­sche Anio­nen, Na+/K+-AT­Pa­se)
vgl. BPE 1, BPE 6
Ab­lauf des Ak­ti­ons­po­ten­zi­als (Schwel­len­po­ten­zi­al, De­po­la­ri­sa­ti­on, Re­po­la­ri­sa­ti­on, Hy­per­po­la­ri­sa­ti­on, Re­frak­t­är­zeit)

Kon­ti­nu­ier­li­che und salta­to­ri­sche Er­re­gungs­wei­ter­lei­tung
Mye­li­ni­sie­rung
Neu­ro­mus­ku­lä­re Syn­ap­se
vgl. BPE 1 – BPE 2
Über­tra­gung der Er­re­gung und Stö­rungs­mög­lich­kei­ten
z. B. Syn­ap­sen­gif­te, Dro­gen, Mul­ti­ple Skle­ro­se

Zeit für Leis­tungs­fest­stel­lung

12

84

96

Ope­ra­to­ren­lis­te

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

An­for­de­rungs­be­rei­che


An­for­de­rungs­be­rei­che
An­for­de­rungs­be­reich I um­fasst das Wie­der­ge­ben von Sach­ver­hal­ten und Kennt­nis­sen im ge­lern­ten Zu­sam­men­hang sowie das An­wen­den und Be­schrei­ben ge­üb­ter Ar­beits­tech­ni­ken und Ver­fah­ren.
An­for­de­rungs­be­reich II um­fasst das selbst­stän­di­ge Aus­wäh­len, An­ord­nen, Ver­ar­bei­ten, Er­klä­ren und Dar­stel­len be­kann­ter Sach­ver­hal­te unter vor­ge­ge­be­nen Ge­sichts­punk­ten in einem durch Übung be­kann­ten Zu­sam­men­hang und das selbst­stän­di­ge Über­tra­gen und An­wen­den des Ge­lern­ten auf ver­gleich­ba­re neue Zu­sam­men­hän­ge und Sach­ver­hal­te.
An­for­de­rungs­be­reich III um­fasst das Ver­ar­bei­ten kom­ple­xer Sach­ver­hal­te mit dem Ziel, zu selbst­stän­di­gen Lö­sun­gen, Ge­stal­tun­gen oder Deu­tun­gen, Fol­ge­run­gen, Ver­all­ge­mei­ne­run­gen, Be­grün­dun­gen und Wer­tun­gen zu ge­lan­gen. Dabei wäh­len die Schü­le­rin­nen und Schü­ler selbst­stän­dig ge­eig­ne­te Ar­beits­tech­ni­ken und Ver­fah­ren zur Be­wäl­ti­gung der Auf­ga­be, wen­den sie auf eine neue Pro­blem­stel­lung an und re­flek­tie­ren das ei­ge­ne Vor­ge­hen.
Ope­ra­tor Er­läu­te­rung Zu­ord­nung
AFB
ab­lei­ten
auf der Grund­la­ge von Er­kennt­nis­sen oder Daten sach­ge­rech­te Schlüs­se zie­hen
 II
ab­schät­zen
durch be­grün­de­te Über­le­gun­gen Grö­ßen­wer­te an­ge­ben
 II
ana­ly­sie­ren
wich­ti­ge Be­stand­tei­le, Ei­gen­schaf­ten oder Zu­sam­men­hän­ge auf eine be­stimm­te Fra­ge­stel­lung hin her­aus­ar­bei­ten
 II, III
auf­stel­len, for­mu­lie­ren
che­mi­sche For­meln, Glei­chun­gen, Re­ak­ti­ons­glei­chun­gen (Wort- oder For­mel­glei­chun­gen) oder Re­ak­ti­ons­me­cha­nis­men ent­wi­ckeln
 I, II
Hy­po­the­sen auf­stel­len
eine Ver­mu­tung über einen un­be­kann­ten Sach­ver­halt for­mu­lie­ren, die fach­lich fun­diert be­grün­det wird
 II, III
an­ge­ben, nen­nen
For­meln, Re­geln, Sach­ver­hal­te, Be­grif­fe oder Daten ohne Er­läu­te­rung auf­zäh­len bzw. wie­der­ge­ben
 I
aus­wer­ten
Be­ob­ach­tun­gen, Daten, Ein­zel­er­geb­nis­se oder In­for­ma­tio­nen in einen Zu­sam­men­hang stel­len und dar­aus Schluss­fol­ge­run­gen zie­hen
 II, III
be­grün­den
Grün­de oder Ar­gu­men­te für eine Vor­ge­hens­wei­se oder einen Sach­ver­halt nach­voll­zieh­bar dar­stel­len
 II
be­rech­nen
Die Be­rech­nung ist aus­ge­hend von einem An­satz dar­zu­stel­len.
 I, II
be­schrei­ben
Be­ob­ach­tun­gen, Struk­tu­ren, Sach­ver­hal­te, Me­tho­den, Ver­fah­ren oder Zu­sam­men­hän­ge struk­tu­riert und unter Ver­wen­dung der Fach­spra­che for­mu­lie­ren
 I, II
be­ur­tei­len
Das zu fäl­len­de Sa­chur­teil ist mit­hil­fe fach­li­cher Kri­te­ri­en zu be­grün­den.
 II, III
be­wer­ten
Das zu fäl­len­de Wert­ur­teil ist unter Be­rück­sich­ti­gung ge­sell­schaft­li­cher Werte und Nor­men zu be­grün­den.
 II, III
dar­stel­len
Struk­tu­ren, Sach­ver­hal­te oder Zu­sam­men­hän­ge struk­tu­riert und unter Ver­wen­dung der Fach­spra­che for­mu­lie­ren, auch mit­hil­fe von Zeich­nun­gen und Ta­bel­len
 I, II
deu­ten, in­ter­pre­tie­ren
na­tur­wis­sen­schaft­li­che Er­geb­nis­se, Be­schrei­bun­gen und An­nah­men vor dem Hin­ter­grund einer Fra­ge­stel­lung oder Hy­po­the­se in einen nach­voll­zieh­ba­ren Zu­sam­men­hang brin­gen
 II, III
dis­ku­tie­ren
Ar­gu­men­te zu einer Aus­sa­ge oder These ein­an­der ge­gen­über­stel­len und ab­wä­gen
 II, III
er­klä­ren
einen Sach­ver­halt nach­voll­zieh­bar und ver­ständ­lich ma­chen, indem man ihn auf Re­geln und Ge­setz­mä­ßig­kei­ten zu­rück­führt
 II
er­läu­tern
einen Sach­ver­halt ver­an­schau­li­chend dar­stel­len und durch zu­sätz­li­che In­for­ma­tio­nen ver­ständ­lich ma­chen
 II, III
er­mit­teln
ein Er­geb­nis oder einen Zu­sam­men­hang rech­ne­risch, gra­fisch oder ex­pe­ri­men­tell be­stim­men
 II
her­lei­ten
mit­hil­fe be­kann­ter Ge­setz­mä­ßig­kei­ten einen Zu­sam­men­hang zwi­schen che­mi­schen bzw. phy­si­ka­li­schen Grö­ßen her­stel­len
 II, III
ord­nen
Be­grif­fe oder Ge­gen­stän­de auf der Grund­la­ge be­stimm­ter Merk­ma­le sys­te­ma­tisch ein­tei­len
 I, II
pla­nen
zu einem vor­ge­ge­be­nen Pro­blem (auch ex­pe­ri­men­tel­le) Lö­sungs­we­ge ent­wi­ckeln und do­ku­men­tie­ren
 II
skiz­zie­ren
Sach­ver­hal­te, Pro­zes­se, Struk­tu­ren oder Er­geb­nis­se über­sicht­lich gra­fisch dar­stel­len
 II
un­ter­su­chen
Sach­ver­hal­te oder Phä­no­me­ne mit­hil­fe fach­spe­zi­fi­scher Ar­beits­wei­sen er­schlie­ßen
 II
ver­glei­chen
Ge­mein­sam­kei­ten und Un­ter­schie­de kri­te­ri­en­ge­lei­tet her­aus­ar­bei­ten
 II
zeich­nen
Ob­jek­te gra­fisch exakt dar­stel­len
 I, II
vgl. Bil­dungs­stan­dards in den Na­tur­wis­sen­schaf­ten für die All­ge­mei­ne Hoch­schul­rei­fe der KMK i. d. F. vom 18.06.2020

Amts­blatt des Mi­nis­te­ri­ums für Kul­tus, Ju­gend und Sport Baden-Würt­tem­berg

Stutt­gart, 23. Juli 2020
Lehr­plan­heft 1/2020
Bil­dungs­plan für das Be­ruf­li­che Gym­na­si­um;
hier:
Be­ruf­li­ches Gym­na­si­um der sechs- u. dreij. Auf­bau­form
Vom 23. Juli 2020
44 – 6512.- 240/211

I.

II.

Für das Be­ruf­li­che Gym­na­si­um gilt der als An­la­ge bei­ge­füg­te Bil­dungs­plan.
Der Bil­dungs­plan tritt
für die Ein­gangs­klas­se am 1. Au­gust 2021
für die Jahr­gangs­stu­fe 1 am 1. Au­gust 2022
für die Jahr­gangs­stu­fe 2 am 1. Au­gust 2023
in Kraft.

Im Zeit­punkt des je­wei­li­gen In­kraft­tre­tens tritt der im Lehr­plan­heft 1/2007 ver­öf­fent­lich­te Lehr­plan in die­sem Fach vom 3. Sep­tem­ber 2007 (Az. 45-6512-240/109) außer Kraft.

Bio­lo­gie
Be­ruf­li­ches Gym­na­si­um der sechs- u. dreij. Auf­bau­form
K.u.U., LPH Nr. 1/2020 Reihe I Nr. 39
Band 1 vom 23.07.2020

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