Ze n t r a l a b i t u r u n d in Nordrhein-Westfalen in Biologie

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1 Ze n t r a l a b i t u r u n d in Nordrhein-Westfalen in Biologie Vergleich der verbindlichen Unterrichtsinhalte mit BIOskop SII

2 Genetische und entwicklungsbiologische Grundlagen von Lebensprozessen Molekulare Grundlagen der Vererbung und Entwicklungssteuerung o Replikation, Proteinbiosynthese bei Pro- und Eukaryoten, Mutagene und Mutationen o Regulation der Genaktivität am Beispiel der Prokaryoten (Operonmodell im Zusammenhang mit Stoffwechselaktivitäten bei Bakterien) Aspekte der Cytogenetik mit humanbiologischem Bezug o Stammbaumanalyse und Erbgänge in der humangenetischen Beratung Angewandte Genetik o Werkzeuge und Verfahrensschritte der Gentechnik am Beispiel der PCR und des genetischen Fingerabdrucks o Methoden der Bakteriengenetik (nur Leistungskurs): Stempeltechnik, Verdünnungsreihen 2.1 Bedeutung des Zellkerns Chromosomen als Träger der Erbinformation DNA als Erbsubstanz Bau der DNA Identische Verdoppelung der DNA Replikation Proteinbiosynthese-Transkription Proteinbiosynthese- Translation Der Informationsfluss bei der Proteinbiosynthese Der genetische Code und Genmutationen Regulation der Proteinbiosynthese bei Eukaryoten Regulation der Genaktivität bei Eukaryoten Kontrolle des Zellzyklus Tumorwachstum durch Fehlregulation der Zellteilungskontrolle Sichelzellanämie: Molekulare Ursachen einer Erkrankung Regulation der Genaktivität bei Prokaryoten Trisomie Stammbaumuntersuchungen von genetisch bedingten Krankheiten Biologische Arbeitstechnik: PCR Die Bedeutung von Präadaptation für die Evolution 318

3 Ökologische Verflechtungen und nachhaltige Nutzung Umweltfaktoren, ökologische Nische Untersuchungen in einem Lebensraum Die Aufgaben beziehen sich entweder auf ein aquatisches Ökosystem (I) oder alternativ ein terrestrisches Ökosystem (II). o Aquatisches System Stehende Gewässer und Aspekte des Fließgewässers (I): Zonierung, Eutrophie und Oligotrophie, Methoden der Bestandsaufnahme, Gewässergüte und Selbstreinigung Nur Leistungskurs: Anwenden des Saprobienindex, Erfassen physikalischer und chemischer Faktoren (Licht, Temperatur, ph-wert) oder o Terrestrisches System Wald oder naturnaher Park (II): Schichtung und Aufbau, Einfluss von Standortfaktoren und Bewirtschaftung, Estellen von Vegetationsaufnahmen, Charakterisierung von Waldgesellschaften nur Leistungskurs: Standortbeurteilung mit Zeigerwerten, Erfassen physikalischer und chemischer Faktoren (Licht, Temperatur, ph-wert) Einfache Beziehungen zwischen Organismengruppen und abiotischen Habitatfaktoren o Anpassungen an Temperatur und Feuchtigkeit bei Tieren und Pflanzen 8.1 Homöostase: Stabilität in biologischen Systemen durch Regelungsvorgänge Abiotische und biotische Umweltfaktoren wirken auf Lebewesen Das Konzept der ökologischen Nische Ökosystem See Ökosystem Wald Ökosystem Hochmoor Funktionen des Bodens Biologische Aktivität im Boden Bioindikatoren für Bodeneigenschaften Angepasstheiten von Tieren an extreme Temperaturen Angepasstheiten von Pflanzen an Wassermangel Angepasstheiten von Lebewesen an Sauerstoffmangel Angepasstheiten an abiotischen und biotischen Stress CAM-Pflanzen angepasst an extreme Trockenheit 148

4 Wechselbeziehungen, Populationsdynamik o Beziehungen zwischen Populationen: LOTKA- VOLTERRA-Regeln, Konkurrenz, Koexistenz 9.1 Konkurrenz, Parasitismus, Symbiose Auswirkung von interspezifischer Konkurrenz auf das Vorkommen von Lebewesen Regulation der Individuendichte in Populationen Das Konzept der ökologischen Nische 176 Verflechtungen in Lebensgemeinschaften o Biomasseproduktion, Trophieebenen, Energiefluss 10.1 Stoffkreisläufe in Ökosystemen Energiefluss in Ökosystemen Übersicht: Stoffkreisläufe und Energiefluss in einem Ökosystem Produktivität von Ökosystemen im Vergleich 200 o Biogeochemischer Kreislauf am Beispiel des Stickstoffkreislaufs Nachhaltige Nutzung und Erhaltung von Ökosystemen o nachhaltige Bewirtschaftung (Chemische Schädlingsbekämpfung, biologischer Pflanzenschutz) 10.3 Stickstoffkreislauf und Überdüngung Der Kohlenstoffkreislauf in der Biosphäre Der Treibhauseffekt Kohlenstoffdioxid-Bilanzen und Nachhaltigkeit Ökologisches Bewerten: Beispiel Kursfahrt Ökologisches Bewerten: Beispiel Streuobstwiese Bedeutung der Biodiversität Grüne Gentechnik Bewertung 216

5 Evolution der Vielfalt des Lebens in Struktur und Verhalten Grundlagen evolutiver Veränderung o Genotypische Variabilität von Populationen (keine Modellberechnungen) Verhalten, Fitness und Anpassung (nur Leistungskurs) o Fortpflanzungsstrategien (einschließlich Partnerwahl und Paarungssysteme) 18.3 Ursachen für Variabilität Selektionstypen und Selektionsfaktoren Das Zusammenwirken der Evolutionsfaktoren im Prozess der Artbildung Die Bedeutung von Präadaptation für die Evolution Proximate und ultimate Erklärungsformen in der Biologie Der adaptive Wert von Verhalten: Kosten-Nutzen-Analysen Evolutionsstabile Strategien und Fitnessmaximierung Fortpflanzungsstrategien und Lebensgeschichte Sozialverhalten der Primaten 334 Art und Artbildung 18.3 Ursachen für Variabilität Selektionstypen und Selektionsfaktoren Die Bedeutung von Präadaptation für die Evolution Isolationsmechanismen Das Zusammenwirken der Evolutionsfaktoren im Prozess der Artbildung Adaptive Radiation 324 Evolutionshinweise und Evolutionstheorie o Rezente und paläontologische Hinweise (Homologie der Wirbeltiergliedmaßen) o Systematik und phylogenetischer Stammbaum (Grundlegende Zusammenhänge innerhalb des Wirbeltierstammbaumes, vertiefend: phylogenetische Stellung der Primaten) 17.1 Ähnlichkeiten zwischen Lebewesen: Homologien und Analogien Die Reiche der Lebewesen Verwandtschaftsbelege durch molekularbiologische Homologien Adaptive Radiation Der Stammbaum des Menschen Evolutionäre Geschichte des menschlichen Körpers Molekularbiologische Verwandtschaftsanalyse von Menschen und Menschenaffen 338

6 o Vergleich und Beurteilung der Ergebnisse unterschiedlicher Analysemethoden; bei einer Analyse bzw. Erstellung eines Stammbaumes sind Übereinstimmungen in der DNA- Sequenz und Aminosäure-Sequenz von Proteinen einzubeziehen Verwandtschaftsbelege durch molekularbiologische Homologien Verwandtschaftsbelege aus der molekulargenetischen Entwicklungsbiologie 304 o Präzipitintest (nur Leistungskurs) 20.2 Molekularbiologische Verwandtschaftsanalyse von Menschen und Menschenaffen 338 o Synthetische Evolutionstheorie 18.1 Die Evolutionstheorien von LAMARCK und DARWIN Die Synthetische Evolutionstheorie 312 Transspezifische Evolution der Primaten o Einordnung von fossilen und rezenten Hinweisen zur Evolution des Menschen 20.1 Evolutionäre Geschichte des menschlichen Körpers Molekularbiologische Verwandtschaftsanalyse von Menschen und Menschenaffen Der Stammbaum des Menschen Biologische Arbeitstechnik: PCR Evolution des menschlichen Gehirns Lebensgeschichte und Elterninvestment Evolutionäre Trends in der Menschwerdung 348

7 Steuerungs- und Regulationsmechanismen im Organismus Molekulare und cytologische Grundlagen mit den Schwerpunkten o Bau und Funktion des Neurons 12.1 Nervenzellen und Nervensysteme 240 o Erregungsentstehung, Erregungsleitung, Synapsenvorgänge einschließlich molekularer Grundlagen Vom Reiz zur Reaktion Das Ruhepotenzial Das Aktionspotenzial an Nervenzellen Kontinuierliche und saltatorische Erregungsleitung Informationsübertragung an Synapsen Neuronale Steuerung von Muskelkontraktionen Molekulare Vorgänge der Signaltransduktion an Sinneszellen 266 o Synaptische Verschaltung und Verrechnung 12.7 Neuronale Verrechnung Beeinflussung von Nervenzellen durch neuroaktive Stoffe 254