Genehmigter Lehrplan – gültig für das auslaufende achtjährige Gymnasium

1 Grundlagen

• Biologie eine Naturwissenschaft, Fachgebiete der Biologie
• Merkmale von Lebewesen
• anorganische Bestandteile von Zellen: Wasser, Ionen, Mineralsalze
• organische Baustoffe von Zellen: Kohlenhydrate, Fette, Proteine, Nukleinsäuren
• Diffusion und Osmose

2 Prokaryoten und Eukaryoten

• Bau einer prokaryotischen Zelle: Zellwand, Membran, Organisation der genetischen Information,
• Vermehrung der Bakterien durch Zweiteilung, Vermehrungsdynamik
• Ernährungsformen und Stoffwechseltypen im evolutionären und ökologischen Zusammenhang: heterotroph, autotroph, anaerob, aerob
• Organelle einer Eukaryotenzelle: Prinzip der Kompartimentierung; Mitochondrien, Chloroplasten, Zellkern mit Chromosomen, Organelle mit einer Biomembran, Ribosomen; Endosymbiotentherorie

3 Grundlagen der Genetik und Gentechnik

• Rolle der Proteine bei der Merkmalsausbildung, z. B. als Enzyme, Baustoffe
• DNA als Informationsträger: einfaches DNA-Modell
• vom Gen zum Merkmal: einfache Modellvorstellung der Proteinbiosynthese
• Karyogramm eines Menschen: Autosomen, Gonosomen, homologe Chromosomen
• vereinfachter Ablauf der Mitose, biologische Bedeutung, Zellzyklus, Prinzip der Replikation
• Bildung von Keimzellen: vereinfachter Ablauf der Meiose, biologische Bedeutung; Meiosefehler, z. B. Down-Syndrom; pränatale Diagnostik; soziale und ethische Aspekte
• gentechnische Veränderung von Bakterienzellen: Restriktionsemzyme, Vektoren; medizinische, wirtschaftliche und ethische Aspekte

4 Stoffwechsel

• Ernährung: Versorgung des Körpers mit den Hauptnährstoffen als Grundlage des Energie- und Baustoffwechsels sowie mit weiteren essentiellen Nahrungsbestandteilen
• Enzyme als Biokatalysatoren mit spezifischer Wirkung
• aerober Abbau von Glucose: Oxidation in den Mitochondrien
• ATP als mobiler und universeller Energieträger; weitere Energieträger: Blutzucker, Glykogen, Fett
• Stoffaufbau: Synthese zelleigener Proteine aus Aminosäuren

5 Ökologie

• abiotische Umweltfaktoren, z. B. Temperatur, Licht, Wasser, Boden; ökologische Potenz, limitierende Faktoren
• Kennzeichen eines ausgewählten Biotops, z. B. Süßwassersee, Wald
• Biozönose: Auswahl typischer Lebewesen
• Stoffkreislauf: Produzenten, Konsumenten, Destruenten
• Photosynthese und Atmung; Energiefluss
• dynamische Prozesse in Ökosystemen: Räuber-Beute-Zyklus, Sukzession, ökologische und wirtschaftliche Bedeutung, Gefährdung durch direkte und indirekte Eingriffe des Menschen

6 Evolution

• Belege des evolutionären Wandels; Fossilien, Brückenlebewesen (Tiere und Pflanzen)
• Methoden zur Beurteilung von Ähnlichkeiten und zur Rekonstruktion der Stammgeschichte: Homologie und Analogie
• Evolutionstheorie: Variabilität durch Bildung genetisch verschiedener Nachkommen; Selektion: Vorteile durch Tarnen, Warnen und Schrecken

7 Neuro- und Immunbiologie

Informationsaufnahme und Informationsverarbeitung:

• Informationsaufnahme und Reizumwandlung durch Sinnesorgane
• Bau und grundlegende Funktionsweise von Nervenzelle und Synapse
• Nervensysteme: Optimierung der Informationsverarbeitung, z. B. Zentralisation
• Reflexe als einfache Reaktion auf Reize

Immunsystem und Abwehr von Krankheitserregern:

• Viren und Bakterien als Krankheitserreger, Verlauf einer Infektionskrankheit
• Erkennung und Bekämpfung körperfremder Stoffe, Antigen und Antikörper
• Reaktionen des Immunsystems bei Infektionskrankheiten: unspezifische und spezifische Antwort
• unterstützende Therapiemaßnahmen, z. B. Antibiotika
• aktive und passive Immunisierung, Schutzimpfungen
• weitere Themen zur Auswahl: Immunschwächeerkrankung AIDS, Allergien, Autoimmunerkrankungen, Organtransplantation, Bluttransfusion

8 Grundlagen der Chemie

• Chemie und Physik: wesentliche Eigenschaften chemischer Reaktionen und Unterschiede zu physikalischen Vorgängen an Beispielen; Gemische: homogen, heterogen; Unterschiede Verbindung- Gemisch; Stoffumwandlung
• chemische Reaktionen: Synthese, Analyse, Umsetzung; Energiebeteiligung bei chemischen Reaktionen: exotherme und endotherme Reaktionen, katalysierte Reaktionen, Hinweise auf Biokatalysatoren; Aufstellen von Reaktionsgleichungen (ohne genauere quantitative Aspekte)
• Atombau: Bausteine der Atome: Protonen, Neutronen, Elektronen; Massenzahl, Atommasse, Isotope; Hinweise auf radiochemische Methoden zur Altersbestimmung (Bezug zur Paläontologie); Atommodelle: Schalen- oder Energiestufenmodell, Hinweis auf Orbitalmodell
• gekürztes Periodensystem der Elemente (PSE): Einteilung der Elemente im PSE, Hauptgruppen, Perioden, Hinweise auf Nebengruppenelemente
• Salze: Ionenbindung, Ionengitter; Salze mit komplexen Anionen; ausgewählte Ionennachweise; Eigenschaften von Salzen; Hinweise auf Elektrophoresemethoden in der Gentechnik
• molekular aufgebaute Stoffe: Atombindung; Valenzstrichschreibweise; räumlicher Bau einfacher Molküle; polare Atombindung, Dipol-Dipol-Wechselwirkungen, Van-der-Waals-Kräfte, Wasserstoffbrückenbindung; Bedeutung von Wasser für die Biologie
• Redoxreaktionen: Elektronenübergangsreaktion (Donator-Akzeptor-Prinzip); Oxidationszahl; Aufstellen von Redoxgleichungen, auch an Beispielen aus der organischen Chemie
• Säure-Base-Reaktionen: Protonenübergansreaktionen (Donator-Akzeptor-Prinzip), Indikatoren, pH-Wert und dessen Bedeutung in der Biologie
• organische Chemie: Stoffeigenschaften und Reaktionsverhalten organischer Verbindungen; Einteilung von organischen Verbindungen; Beispiele für biologisch wichtige Stoffgruppen