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Klasse 13 Biologie der Oberstufe: Von der Molekulargenetik zur globalen Ökologie
Dieser Kurs bereitet Lernende auf das Abitur vor, indem er komplexe biologische Systeme von der molekularen Ebene bis hin zu globalen Ökosystemen vernetzt. Der Fokus liegt auf der Analyse aktueller Forschungsergebnisse, ethischen Debatten in der Biotechnologie und der Anwendung evolutionärer Prinzipien auf den Menschen.
01Molekulargenetik und Genomik
Vertiefte Analyse der Erbinformation, ihrer Regulation und moderner Modifikationsverfahren.
Die Schülerinnen und Schüler analysieren die molekulare Struktur der DNA und die enzymatischen Schritte der Replikation.
Die Schülerinnen und Schüler erklären den Prozess der Transkription und die Bedeutung des Spleißens bei Eukaryoten.
Die Schülerinnen und Schüler untersuchen die Mechanismen der Proteinbiosynthese an den Ribosomen und die Eigenschaften des genetischen Codes.
Die Schülerinnen und Schüler analysieren das Operon-Modell am Beispiel von E. coli (lac und trp) und dessen Regulationsmechanismen.
Die Schülerinnen und Schüler untersuchen Mechanismen der eukaryotischen Genregulation, einschließlich Histon-Modifikationen und DNA-Methylierung.
Die Schülerinnen und Schüler wenden grundlegende Methoden der DNA-Analyse wie PCR, Gelelektrophorese und Sequenzierung an.
Die Schülerinnen und Schüler bewerten die Werkzeuge der Genom-Editierung und ihre Anwendungen in Medizin und Landwirtschaft.
Die Schülerinnen und Schüler analysieren Vererbungsmuster monogenetischer Krankheiten und diskutieren diagnostische Verfahren.
02Stoffwechselphysiologie
Energetische Kopplung und biochemische Prozesse der Energieumwandlung.
Die Schülerinnen und Schüler untersuchen die Wirkungsweise von Enzymen, ihre Kinetik und Regulationsmechanismen.
Die Schülerinnen und Schüler erklären die Absorption von Licht, den Elektronentransport und die ATP-Bildung in Chloroplasten.
Die Schülerinnen und Schüler analysieren die CO2-Fixierung durch Rubisco und die Problematik der Photorespiration.
Die Schülerinnen und Schüler vergleichen Strategien zur CO2-Konzentrierung in ariden und heißen Regionen bei C4- und CAM-Pflanzen.
Die Schülerinnen und Schüler erklären den anaeroben Abbau von Glucose und die Regeneration von NAD+.
Die Schülerinnen und Schüler analysieren die vollständige Oxidation von Substraten und die oxidative Phosphorylierung.
Die Schülerinnen und Schüler untersuchen hormonelle und allosterische Regulationsmechanismen des Stoffwechsels.
Die Schülerinnen und Schüler erklären die Prinzipien der Signaltransduktion und die Rolle von Rezeptoren.
03Ökologie und globale Vernetzung
Wechselwirkungen zwischen Organismen und ihrer Umwelt sowie nachhaltige Entwicklung.
Die Schülerinnen und Schüler analysieren den Einfluss von Temperatur, Licht und Wasser auf die Verbreitung von Arten.
Die Schülerinnen und Schüler untersuchen Wachstumsmodelle, Kapazität und dichteabhängige Faktoren in Populationen.
Die Schülerinnen und Schüler analysieren den Kohlenstoff- und Stickstoffkreislauf in Ökosystemen und den Energiefluss.
Die Schülerinnen und Schüler untersuchen Struktur, Sukzession und Bedeutung heimischer Wälder.
Die Schülerinnen und Schüler diskutieren die Gefährdung der Artenvielfalt und den Einfluss von Neobiota.
Die Schülerinnen und Schüler analysieren anthropogene Einflüsse auf das Erdsystem und Kipppunkte.
Die Schülerinnen und Schüler erarbeiten Konzepte der Kreislaufwirtschaft und des ökologischen Fußabdrucks.
Die Schülerinnen und Schüler analysieren die Anreicherung von Schadstoffen in Nahrungsketten und deren Auswirkungen.
04Evolutionsbiologie
Theorien, Mechanismen und Belege der biologischen Evolution.
Die Schülerinnen und Schüler vergleichen die Ansätze von Lamarck und Darwin und die Synthetische Theorie der Evolution.
Die Schülerinnen und Schüler identifizieren Mutation und Rekombination als Quellen genetischer Variabilität.
Die Schülerinnen und Schüler analysieren verschiedene Formen der Selektion und deren Auswirkungen auf Populationen.
Die Schülerinnen und Schüler erklären zufallsbedingte Änderungen der Allelfrequenzen in kleinen Populationen.
Die Schülerinnen und Schüler untersuchen prä- und postzygotische Isolationsmechanismen sowie allopatrische/sympatrische Speziation.
Die Schülerinnen und Schüler identifizieren Homologie, Analogie, Rudimente und Atavismen als Belege der Evolution.
Die Schülerinnen und Schüler wenden Methoden wie DNA-Hybridisierung und Aminosäuresequenzvergleich zur Stammbaumerstellung an.
Die Schülerinnen und Schüler analysieren fossile Belege und Trends in der Entwicklung der Hominini.
05Neurobiologie
Struktur und Funktion des Nervensystems sowie neuronale Plastizität.
Die Schülerinnen und Schüler beschreiben die Zelltypen des Nervengewebes und die Aufrechterhaltung des Ruhepotenzials.
Die Schülerinnen und Schüler erklären die Phasen der Depolarisation, Repolarisation und Hyperpolarisation eines Aktionspotenzials.
Die Schülerinnen und Schüler analysieren die chemische Signalweiterleitung an Synapsen, Neurotransmitter und Rezeptortypen.
Die Schülerinnen und Schüler erklären die Prinzipien von EPSP, IPSP sowie zeitlicher und räumlicher Summation.
Die Schülerinnen und Schüler untersuchen Eingriffe in die synaptische Funktion durch Fremdstoffe und deren Folgen.
Die Schülerinnen und Schüler erklären die Phototransduktion und Bildverarbeitung in der Retina.
Die Schülerinnen und Schüler analysieren Langzeitpotenzierung (LTP) als Grundlage des Lernens und Gedächtnisses.
Die Schülerinnen und Schüler identifizieren die Hauptregionen des Gehirns und ordnen ihnen grundlegende Funktionen zu.
06Verhaltensbiologie
Analyse von Verhaltensweisen unter proximalen und ultimalen Aspekten.
Die Schülerinnen und Schüler erklären Instinktverhalten, Schlüsselreize und angeborene Auslösemechanismen.
Die Schülerinnen und Schüler vergleichen klassische und operante Konditionierung, Prägung und Lernen durch Einsicht.
Die Schülerinnen und Schüler analysieren das Leben in Gruppen, Rangordnungen und Signalsysteme im Tierreich.
Die Schülerinnen und Schüler untersuchen sexuelle Selektion, Elterninvestment und Paarungssysteme.
Die Schülerinnen und Schüler diskutieren Verwandtenselektion und die Theorie des egoistischen Gens.
Die Schülerinnen und Schüler analysieren den Einfluss von Hormonen auf Verhaltensweisen wie Aggression und Brutpflege.
07Immunbiologie
Abwehrmechanismen des Körpers und medizinische Anwendungen.
Die Schülerinnen und Schüler erklären die Mechanismen der angeborenen Immunität, wie Hautbarrieren und Entzündungsreaktionen.
Die Schülerinnen und Schüler analysieren die B- und T-Zell-Antwort, klonale Selektion und Gedächtniszellen.
Die Schülerinnen und Schüler vergleichen aktive und passive Immunisierung und diskutieren moderne Krebsbehandlungsmethoden.
Die Schülerinnen und Schüler untersuchen Überreaktionen des Immunsystems und den Verlust der Selbsttoleranz.
Die Schülerinnen und Schüler analysieren die immunologischen Herausforderungen bei Organtransplantationen und Abstoßungsreaktionen.
08Angewandte Biologie und Ethik
Zukunftsfragen der Biowissenschaften und gesellschaftliche Verantwortung.
Die Schülerinnen und Schüler diskutieren Verfahren wie IVF, PID und das Embryonenschutzgesetz.
Die Schülerinnen und Schüler vergleichen Totipotenz, Pluripotenz und induzierte pluripotente Stammzellen (iPS).
Die Schülerinnen und Schüler analysieren die Würde des Menschen im Spannungsfeld biologischer Machbarkeit und rechtlicher Rahmenbedingungen.
Die Schülerinnen und Schüler untersuchen die Anwendung biologischer Methoden in der Kriminalistik, z.B. DNA-Fingerprinting.
Die Schülerinnen und Schüler analysieren Anwendungen der Biotechnologie in der Produktion von Medikamenten, Lebensmitteln und Biomaterialien.