Einsatzfertige Klausuraufgabe (30 BE, ca. 70 Min.) für den Biologie-Grundkurs im Inhaltsfeld Neurobiologie (Schwerpunkt Ruhepotenzial und Ionenkanäle). Bei einem sechs Tage alten Mädchen wird ein stark erhöhter Blutzuckerspiegel gemessen; eine genetische Untersuchung findet eine Mutation in einem Kanalprotein. Ausgehend von Messungen an veränderten und unveränderten Kanälen stellen die Lernenden die Signalkette der β-Zelle in einem Fließschema dar, entwickeln eine begründete Hypothese zu den Folgen der Mutation für das Membranpotenzial und analysieren abschließend, warum der erste Behandlungsversuch mit Tabletten scheiterte und der zweite gelang.
Diese Klausuraufgabe orientiert sich an den Vorgaben des Kernlehrplans Biologie (Sekundarstufe II, Gymnasium/Gesamtschule NRW) für den Grundkurs und an den Konstruktionsvorgaben für das Zentralabitur ab 2025. Geprüft werden die Entstehung und Beeinflussung des Ruhepotenzials, die Funktion ATP- und spannungsgesteuerter Ionenkanäle sowie die Wirkung einer exogenen Substanz am Ionenkanal.
Kontext ist ein veröffentlichter Krankheitsfall: Ein Neugeborenes erkrankt in der ersten Lebenswoche an Diabetes. Ursache ist eine Mutation in einem ATP-gesteuerten Kaliumkanal der β-Zellen der Bauchspeicheldrüse. Die Lernenden übertragen ihr Wissen über das Ruhepotenzial einer Nervenzelle auf eine erregbare Zelle der Bauchspeicheldrüse, erschließen aus Messdaten die Folgen der Mutation und beurteilen den Behandlungsverlauf.
Die Aufgabe ist durchgängig operationalisiert und materialgestützt und deckt alle drei Anforderungsbereiche ab (AFB I 23,3 %, AFB II 56,7 %, AFB III 20,0 %). Der Anforderungsbereich III ist als gelenkte Analyse eines Behandlungsverlaufs angelegt und damit dem Grundkurs-Register angemessen.
Paketinhalt:
Aufgabenstellung mit Titel, Einleitungstext und vier Teilaufgaben
3 Materialien: Schema der β-Zelle · Messbefund zur Hemmung durch ATP · Wirkstoff und Behandlungsverlauf mit Tabelle
Stichpunkt-Übersicht mit Anforderungsbereich und Bewertungseinheiten je Teilaufgabe
Ausführlicher Erwartungshorizont im „Der Prüfling …”-Format mit BE-Aufschlüsselung
Übersicht der geprüften Kompetenzerwartungen mit KLP-Codes und Teilaufgaben-Zuordnung
Formate: bearbeitbare Word-Datei und PDF
Hinweise:
Voraussetzungen: Die Aufgabe setzt allein das Ruhepotenzial voraus. Kenntnisse zur Synapse, zu Hormonen oder zum Glucosestoffwechsel sind nicht erforderlich: Spannungsgesteuerte Ionenkanäle und der Abbau der Glucose werden im Material als gegeben gesetzt. Die Aufgabe ist damit bereits nach der Behandlung der Erregungsentstehung einsetzbar.
Die Klausuraufgabe kann mit einer weiteren Aufgabe zu einer vollständigen Klausur kombiniert werden oder als Übungsaufgabe zur gezielten Abiturvorbereitung eingesetzt werden.
Einsatzfertige Klausuraufgaben für den Biologie-Leistungskurs (40 BE, 90 Min.) und den Biologie-Grundkurs (30 BE, 70 Min.) im Inhaltsfeld Neurobiologie (Schwerpunkt Ruhepotenzial und Ionenkanäle). Bei einem sechs Tage alten Mädchen wird ein stark erhöhter Blutzuckerspiegel gemessen; eine genetische Untersuchung findet eine Mutation in einem Kanalprotein. Beide Fassungen nutzen denselben Fall, prüfen ihn aber unterschiedlich: Der Grundkurs stellt die Signalkette der β-Zelle in einem Fließschema dar und analysiert, warum der erste Behandlungsversuch scheiterte; der Leistungskurs vergleicht zusätzlich mit der chemischen Synapse, erschließt den Weg des Hormons und beurteilt, ob sich aus Laborbefunden vorhersagen lässt, welche Kinder von Spritzen auf Tabletten umgestellt werden können.Beide Klausuraufgaben orientieren sich an den Vorgaben des Kernlehrplans Biologie (Sekundarstufe II, Gymnasium/Gesamtschule NRW) und an den Konstruktionsvorgaben für das Zentralabitur ab 2025. Sie sind durchgängig operationalisiert und materialgestützt und decken jeweils alle drei Anforderungsbereiche ab.Leistungskurs: 40 BE, 90 Minuten, sechs Teilaufgaben, vier Materialien. AFB I 22,5 % · II 57,5 % · III 20 %. Der Anforderungsbereich III ist als offenes datenbegründetes Urteil angelegt: Lässt sich aus In-vitro-Messungen am Ionenkanal vorhersagen, ob eine Umstellung auf Tabletten gelingt?Grundkurs: 30 BE, 70 Minuten, vier Teilaufgaben, drei Materialien. AFB I 23,3 % · II 56,7 % · III 20 %. Der Anforderungsbereich III ist als gelenkte Analyse eines Behandlungsverlaufs angelegt und damit dem Grundkurs-Register angemessen.Die beiden Fassungen unterscheiden sich im Aufgabenformat (Fließschema statt Fließtext), im Materialzuschnitt, in der Schlussfrage und in den Voraussetzungen.Paketinhalt:LeistungskursAufgabenstellung mit Titel, Einleitungstext und sechs Teilaufgaben4 Materialien mit drei Abbildungen und einer TabelleStichpunkt-Übersicht, ausführlicher Erwartungshorizont, Kompetenzerwartungen-ÜbersichtGrundkursAufgabenstellung mit Titel, Einleitungstext und vier Teilaufgaben3 Materialien mit zwei Abbildungen und einer TabelleStichpunkt-Übersicht, ausführlicher Erwartungshorizont, Kompetenzerwartungen-ÜbersichtHinweise:Beide Fassungen nutzen denselben Fall und teilweise dieselben Materialien. Das Bundle richtet sich damit an Lehrkräfte, die einen Grundkurs und einen Leistungskurs parallel unterrichten, sowie an alle, die beide Niveaus im Bestand haben möchten. Setzen Sie nicht beide Fassungen nacheinander im selben Kurs ein — der Fall ist den Lernenden dann bereits bekannt.Voraussetzungen unterscheiden sich. Die Grundkurs-Fassung setzt allein das Ruhepotenzial voraus und ist bereits nach der Behandlung der Erregungsentstehung einsetzbar. Die Leistungskurs-Fassung setzt zusätzlich die erregende chemische Synapse und die Grundzüge der Hormonwirkung voraus. Kenntnisse zum Glucosestoffwechsel sind in beiden Fassungen nicht erforderlich.Die Klausuraufgaben können jeweils mit einer weiteren Aufgabe zu einer vollständigen Klausur kombiniert werden. Sie eignen sich außerdem als Übungsaufgaben zur gezielten Abiturvorbereitung
Klassenstufen: Q1 (11./12. Jhg.), Q2 (12./13. Jhg.)
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