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Klasse 12 Biologie der Oberstufe: Von den Molekülen zur Biosphäre
Dieser Kurs vertieft das Verständnis komplexer biologischer Systeme und bereitet auf das Abitur vor. Im Fokus stehen die molekularen Grundlagen der Vererbung, die Dynamik von Ökosystemen sowie die Mechanismen der Evolution und Neurobiologie.
01Genetik und Molekularbiologie
Untersuchung der DNA Struktur, Replikation und Proteinbiosynthese sowie die Anwendung gentechnischer Verfahren in Medizin und Forschung.
Die Schülerinnen und Schüler analysieren die Doppelhelix-Struktur der DNA und erklären, wie diese die Speicherung genetischer Information ermöglicht.
Die Schülerinnen und Schüler untersuchen den semikonservativen Mechanismus der DNA-Replikation und identifizieren beteiligte Enzyme.
Die Schülerinnen und Schüler beschreiben den Prozess der Transkription und die Umwandlung von DNA in mRNA.
Die Schülerinnen und Schüler entschlüsseln den genetischen Code und verfolgen den Prozess der Translation an den Ribosomen.
Die Schülerinnen und Schüler untersuchen das Operon-Modell als Mechanismus der Genregulation bei Bakterien.
Die Schülerinnen und Schüler analysieren die vielfältigen Ebenen der Genregulation bei Eukaryoten, von der Chromatin-Struktur bis zur posttranslationalen Modifikation.
Die Schülerinnen und Schüler lernen grundlegende Methoden der Gentechnik kennen, wie Restriktionsenzyme, Ligation und Transformation.
Die Schülerinnen und Schüler untersuchen die Funktionsweise der CRISPR/Cas-Technologie und diskutieren ihre Anwendungsmöglichkeiten und ethischen Dilemmata.
Die Schülerinnen und Schüler setzen sich kritisch mit aktuellen bioethischen Fragestellungen auseinander, die sich aus der Gentechnik ergeben.
Die Schülerinnen und Schüler analysieren Vererbungsmuster von Erbkrankheiten und wenden Stammbaumanalysen an, um Risiken zu bewerten.
02Ökologie und Nachhaltigkeit
Analyse von Wechselwirkungen zwischen Organismen und ihrer Umwelt sowie die Untersuchung von Stoffkreisläufen und Energiefluss.
Die Schülerinnen und Schüler definieren die ökologische Nische und untersuchen die Bedeutung von Toleranzbereichen für die Verbreitung von Arten.
Die Schülerinnen und Schüler untersuchen morphologische, physiologische und verhaltensbezogene Anpassungen von Lebewesen an extreme Umweltbedingungen.
Die Schülerinnen und Schüler analysieren Modelle des Populationswachstums und die Faktoren, die es begrenzen.
Die Schülerinnen und Schüler untersuchen die Dynamik von Räuber-Beute-Beziehungen und wenden die Lotka-Volterra-Regeln an.
Die Schülerinnen und Schüler analysieren inter- und intraspezifische Konkurrenz und die Mechanismen der Koexistenz von Arten.
Die Schülerinnen und Schüler untersuchen die globalen Stoffkreisläufe von Kohlenstoff und Stickstoff und ihre Bedeutung für das Leben auf der Erde.
Die Schülerinnen und Schüler analysieren den Energiefluss in Ökosystemen und die Struktur von Nahrungsketten und -netzen.
Die Schülerinnen und Schüler untersuchen die Bedeutung der Biodiversität und die Ursachen ihres Verlustes.
Die Schülerinnen und Schüler entwickeln und bewerten Konzepte für eine nachhaltige Nutzung natürlicher Ressourcen und den Schutz der Biodiversität.
Die Schülerinnen und Schüler analysieren Prozesse der Sukzession und die Auswirkungen natürlicher und anthropogener Störungen auf Ökosysteme.
03Evolution und Biodiversität
Erforschung der Mechanismen des Artenwandels, der Belege für die Evolution und der Stammesgeschichte des Menschen.
Die Schülerinnen und Schüler vergleichen die Evolutionstheorien von Lamarck und Darwin und identifizieren deren Kernunterschiede.
Die Schülerinnen und Schüler untersuchen die Entstehung genetischer Variation durch Mutation und Rekombination.
Die Schülerinnen und Schüler analysieren die Mechanismen der natürlichen Selektion und die Entstehung von Anpassungen.
Die Schülerinnen und Schüler untersuchen die Mechanismen der Artbildung, insbesondere die Rolle der Isolation.
Die Schülerinnen und Schüler analysieren Fossilien als Belege für die Evolution und rekonstruieren die Erdgeschichte.
Die Schülerinnen und Schüler differenzieren zwischen Homologie und Analogie als Kriterien für Verwandtschaft und Anpassung.
Die Schülerinnen und Schüler untersuchen molekularbiologische Methoden zur Rekonstruktion von Stammbäumen, wie DNA-Sequenzvergleiche.
Die Schülerinnen und Schüler rekonstruieren die wichtigsten Schritte der Hominisation, wie den aufrechten Gang und die Gehirnentwicklung.
Die Schülerinnen und Schüler diskutieren die Wechselwirkungen zwischen biologischer und kultureller Evolution des Menschen und spekulieren über zukünftige Entwicklungen.
Die Schülerinnen und Schüler wenden das Hardy-Weinberg-Gesetz an, um die Allel- und Genotypfrequenzen in Populationen zu berechnen und Mikroevolution zu erkennen.
04Neurobiologie und Verhalten
Untersuchung der Informationsverarbeitung im Nervensystem, von der Reizaufnahme bis zur Reaktion.
Die Schülerinnen und Schüler identifizieren die Bestandteile eines Neurons und erklären ihre spezifischen Funktionen bei der Reizweiterleitung.
Die Schülerinnen und Schüler analysieren die Entstehung und Aufrechterhaltung des Ruhepotenzials sowie die Generierung und Weiterleitung des Aktionspotenzials.
Die Schülerinnen und Schüler untersuchen die Mechanismen der Erregungsleitung, insbesondere die saltatorische Erregungsleitung an myelinisierten Axonen.
Die Schülerinnen und Schüler analysieren die chemische Signalübertragung an Synapsen und die Rolle von Neurotransmittern.
Die Schülerinnen und Schüler untersuchen verschiedene Neurotransmitter und ihre spezifischen Funktionen im Nervensystem.
Die Schülerinnen und Schüler analysieren die Wirkungsweise von psychoaktiven Substanzen und Giften auf die synaptische Übertragung.
Die Schülerinnen und Schüler erforschen die neurobiologischen Grundlagen von Lernprozessen und Gedächtnisbildung, insbesondere die synaptische Plastizität.
Die Schülerinnen und Schüler differenzieren verschiedene Gedächtnisarten und untersuchen Ursachen und Auswirkungen von Gedächtnisstörungen.
Die Schülerinnen und Schüler identifizieren die Hauptstrukturen des menschlichen Gehirns und ordnen ihnen spezifische Funktionen zu.
Die Schülerinnen und Schüler untersuchen die Funktionsweise ausgewählter Sinnesorgane und die Umwandlung von Reizen in elektrische Signale.
05Stoffwechselphysiologie
Analyse der energetischen Kopplung und der zentralen Stoffwechselwege wie Photosynthese und Zellatmung.
Die Schülerinnen und Schüler analysieren die Proteinstruktur von Enzymen und erklären das Schlüssel-Schloss-Prinzip sowie die Induced-Fit-Theorie.
Die Schülerinnen und Schüler untersuchen die Faktoren, die die Enzymaktivität beeinflussen (Temperatur, pH-Wert, Substratkonzentration) und die Mechanismen der Enzymregulation.
Die Schülerinnen und Schüler analysieren die lichtabhängigen Reaktionen der Photosynthese, einschließlich der Rolle von Chlorophyll und der ATP- und NADPH-Bildung.
Die Schülerinnen und Schüler untersuchen die lichtunabhängigen Reaktionen (Calvin-Zyklus) und die Synthese von Glucose aus CO2.
Die Schülerinnen und Schüler analysieren die ersten Schritte der Zellatmung: Glykolyse und den Citratzyklus (Krebs-Zyklus).
Die Schülerinnen und Schüler untersuchen die Atmungskette und die oxidative Phosphorylierung als Hauptquelle der ATP-Gewinnung.
Die Schülerinnen und Schüler vergleichen die alkoholische Gärung und die Milchsäuregärung mit der Zellatmung und diskutieren ihre Anwendungen.
Die Schülerinnen und Schüler analysieren die Abbau- und Synthesewege von Fetten und Proteinen und deren Integration in den Energiestoffwechsel.
06Immunbiologie und Gesundheit
Untersuchung der körpereigenen Abwehrmechanismen und der Bekämpfung von Infektionskrankheiten.
Die Schülerinnen und Schüler analysieren die Komponenten und Mechanismen der unspezifischen (angeborenen) Immunabwehr.
Die Schülerinnen und Schüler untersuchen die zellulären und humoralen Komponenten der spezifischen (erworbenen) Immunabwehr.
Die Schülerinnen und Schüler analysieren die Struktur von Antikörpern und ihre vielfältigen Funktionen bei der Abwehr von Krankheitserregern.
Die Schülerinnen und Schüler vergleichen die Prinzipien der aktiven und passiven Immunisierung und diskutieren ihre Anwendungen.
Die Schülerinnen und Schüler untersuchen moderne Ansätze der Immuntherapie in der Krebstherapie, wie Checkpoint-Inhibitoren und CAR-T-Zell-Therapie.
Die Schülerinnen und Schüler analysieren die Ursachen und Mechanismen von Allergien und Autoimmunerkrankungen.
Die Schülerinnen und Schüler untersuchen die Pathogenese von HIV/AIDS und die Auswirkungen auf das Immunsystem.
Die Schülerinnen und Schüler klassifizieren verschiedene Arten von Krankheitserregern und analysieren deren Übertragungswege und Präventionsstrategien.