Dieses Basiswissen fasst wichtige Inhalte der Jahrgangsstufe 13 auf grundlegendem Anforderungsniveau zusammen. Es bietet einen Überblick und ersetzt weder Unterricht noch den verbindlichen LehrplanPLUS.
Biologisch arbeiten
Biologische Sachverhalte werden mithilfe von Basiskonzepten und Modellen erklärt. Hypothesen müssen überprüfbar sein; Untersuchungen benötigen geeignete Kontrollen. Daten, Darstellungen und Quellen werden kritisch ausgewertet. Bei Bewertungen sind Sachinformationen, Werte, Handlungsoptionen und Folgen zu unterscheiden.
Neuronale Informationsverarbeitung
Nervenzellen nehmen Signale auf und leiten sie weiter. Die Biomembran trennt Zellbereiche; selektive Transportprozesse und ungleiche Ionenverteilung ermöglichen elektrische Potenziale. Wird ein Schwellenwert überschritten, entsteht ein Aktionspotenzial, das am Axon weitergeleitet wird. An chemischen Synapsen beeinflussen ausgeschüttete Neurotransmitter die nachgeschaltete Zelle. Stoffe können diese Übertragung verändern. Depression ist eine multifaktorielle Erkrankung, bei der biologische und psychosoziale Faktoren zusammenwirken.
Fotosynthese und Assimilation
Bei der Fotosynthese wird Lichtenergie genutzt, um aus Kohlenstoffdioxid und Wasser energiereiche organische Stoffe aufzubauen; Sauerstoff wird freigesetzt. Lichtabhängige Reaktionen liefern ATP und NADPH. Im Calvin-Zyklus wird Kohlenstoffdioxid unter Nutzung dieser Stoffe in organische Verbindungen eingebaut. Die Geschwindigkeit hängt unter anderem von Licht, Temperatur und Kohlenstoffdioxidangebot ab.
Stoffumbau und Enzyme
Stoffwechselwege bestehen aus aufeinander abgestimmten Reaktionen. Enzyme senken die Aktivierungsenergie und wirken substrat- und wirkungsspezifisch. Ihre Aktivität hängt von Bedingungen und regulatorischen Einflüssen ab. Aufgebaute Stoffe können umgewandelt, gespeichert oder für den Aufbau körpereigener Stoffe verwendet werden.
Zellatmung und Dissimilation
Bei der Zellatmung werden organische Stoffe schrittweise oxidiert. Glykolyse, Citratzyklus und Atmungskette sind wichtige Abschnitte; bei der aeroben Atmung dient Sauerstoff als endgültiger Elektronenakzeptor. Die freigesetzte Energie wird teilweise zur ATP-Bildung genutzt. Gärung ermöglicht unter bestimmten Bedingungen die Fortsetzung der Glykolyse ohne Atmungskette, liefert aber deutlich weniger ATP pro Glucose.
Ökologie und Biodiversität
Populationen und Arten stehen in Wechselwirkung miteinander und mit ihrer unbelebten Umwelt. Konkurrenz, Räuber-Beute-Beziehungen und weitere Wechselwirkungen beeinflussen Populationsgrößen. Energie fließt durch Nahrungsnetze; Stoffe werden in Kreisläufen umgesetzt. Menschliche Landnutzung, Schadstoffeinträge und Klimaveränderung können Ökosysteme und Biodiversität verändern. Schutz und Renaturierung lassen sich unter ökologischen und gesellschaftlichen Gesichtspunkten bewerten. Ökosystemleistungen beschreiben Beiträge der Natur zum menschlichen Wohlergehen.
Zusammenfassung nach dem LehrplanPLUS für Jahrgangsstufe 13 (grundlegendes Anforderungsniveau). Der Fachlehrplan enthält weitere Inhalte, Kompetenzerwartungen und Beispiele.