BiologieLeistungsfach

Inhaltsbereich: Leben und Energie

Stoffwechselbiologie: wie Pflanzen und Zellen Energie gewinnen, umwandeln und speichern, von der Fotosynthese bis zur Zellatmung.

• ·Grundlegende Zusammenhänge bei Stoffwechselwegen: Zusammenhang von aufbauendem und abbauendem Stoffwechsel, Stoffwechselregulation auf Enzymebene, Stofftransport zwischen Kompartimenten, chemiosmotische ATP-Bildung, Redoxreaktionen, Energieumwandlung, Energieentwertung, ATP-/ADP-System
• ·Aufbauender Stoffwechsel: funktionale Angepasstheiten (Blattaufbau, Feinbau Chloroplast, Absorptionsspektrum von Chlorophyll, Wirkungsspektrum), Abhängigkeit der Fotosyntheserate von abiotischen Faktoren, Calvin-Zyklus (Fixierung, Reduktion, Regeneration), Zusammenhang von Primär- und Sekundärreaktionen, Lichtsammelkomplex, energetisches Modell der Lichtreaktionen, C4-Pflanzen
• ·Abbauender Stoffwechsel: Feinbau Mitochondrium, Stoff- und Energiebilanz von Glykolyse, oxidativer Decarboxylierung, Tricarbonsäurezyklus und Atmungskette, energetisches Modell der Atmungskette, alkoholische Gärung und Milchsäuregärung
• ·Fachliche Verfahren: Chromatografie, Tracer-Methode

Inhaltsbereich: Informationsverarbeitung in Lebewesen

Neurobiologie und Hormonsystem: wie Nervenzellen Reize aufnehmen und weiterleiten und wie Nerven- und Hormonsteuerung zusammenwirken.

• ·Grundlagen der Informationsverarbeitung: Bau und Funktionen von Nervenzellen (Ruhepotenzial, Aktionspotenzial, Erregungsleitung), Synapse (Funktion der erregenden chemischen Synapse, Stoffeinwirkung an Synapsen, neuromuskuläre Synapse), Rezeptorpotenzial, primäre und sekundäre Sinneszelle, Hormone (Hormonwirkung, Verschränkung hormoneller und neuronaler Steuerung)
• ·Neuronale Plastizität: Verrechnung (Funktion einer hemmenden Synapse, räumliche und zeitliche Summation), zelluläre Prozesse des Lernens, Störungen des neuronalen Systems
• ·Fachliche Verfahren: Potenzialmessungen, neurophysiologische Verfahren

Inhaltsbereich: Lebewesen in ihrer Umwelt

Ökologie: Aufbau und Zusammenspiel von Ökosystemen sowie der Einfluss des Menschen auf sie, einschließlich Nachhaltigkeit und Biodiversität.

• ·Strukturen und Zusammenhänge in Ökosystemen: Biotop und Biozönose (biotische und abiotische Faktoren), Einfluss abiotischer Faktoren auf Organismen (Toleranzkurven, ökologische Potenz), Stoffkreislauf und Energiefluss in einem Ökosystem (Kohlenstoffkreislauf, Nahrungsnetz), intra- und interspezifische Beziehungen (Konkurrenz, Parasitismus, Symbiose, Räuber-Beute-Beziehungen), ökologische Nische, Fortpflanzungsstrategien (R- und K-Strategien), Stickstoffkreislauf, idealisierte Populationsentwicklung (exponentielles und logistisches Wachstum)
• ·Einfluss des Menschen auf Ökosysteme, Nachhaltigkeit, Biodiversität: Folgen des anthropogen bedingten Treibhauseffekts, Ökosystemmanagement (Ursache-Wirkungszusammenhänge, Erhaltungs- und Renaturierungsmaßnahmen, nachhaltige Nutzung, Bedeutung und Erhalt der Biodiversität), hormonartig wirkende Substanzen in der Umwelt, ökologischer Fußabdruck
• ·Fachliche Verfahren: Erfassung ökologischer Faktoren und qualitative Erfassung von Arten in einem Areal, quantitative Erfassung von Arten in einem Areal

Inhaltsbereich: Vielfalt des Lebens

Genetik und Evolution: von der Speicherung genetischer Information über Erbkrankheiten und Krebs bis zu den Mechanismen der Evolution und der Stammesgeschichte des Menschen.

• ·Molekulargenetische Grundlagen des Lebens: Speicherung und Realisierung genetischer Information (Bau der DNA, Transkription und Translation, semikonservative Replikation), Genmutationen, Regulation der Genaktivität bei Eukaryoten (Transkriptionsfaktoren, Modifikationen des Epigenoms durch Methylierung, Zusammenhänge zwischen genetischem Material, Genprodukten und Merkmal), Genetik menschlicher Erkrankungen (Familienstammbäume, Gentest und Beratung, Gentherapie), Krebs (Krebszellen, Onkogene und Anti-Onkogene, personalisierte Medizin), Modifikationen des Epigenoms (Histonmodifikation), RNA-Interferenz
• ·Entstehung und Entwicklung des Lebens: Stammbäume (ursprüngliche und abgeleitete Merkmale), Belege für die Evolution (molekularbiologische Homologien), grundlegende Prinzipien der Evolution (Rekombination, Mutation, Selektion, Verwandtschaft, Variation, Fitness, Isolation, Drift, Artbildung, Biodiversität, Koevolution, populationsgenetischer Artbegriff), adaptiver Wert von Verhalten (reproduktive Fitness, Kosten-Nutzen-Analyse), synthetische Evolutionstheorie (Abgrenzung von nicht-naturwissenschaftlichen Vorstellungen), Evolution des Menschen (Ursprung, Fossilgeschichte, Stammbäume und Verbreitung des heutigen Menschen), kulturelle Evolution (Werkzeuggebrauch, Sprachentwicklung), Sozialverhalten bei Primaten (exogene und endogene Ursachen, Fortpflanzungsverhalten, reproduktive Fitness)
• ·Fachliche Verfahren: PCR, Gelelektrophorese, Gentechnik (Veränderung und Einbau von DNA, gentechnisch veränderte Organismen, gentherapeutische Verfahren)