Einfach ausgedrückt umfasst die Biologie das Studium lebender Organismen, von einzelligen Organismen bis hin zu mehrzelligen Pflanzen, Tieren und Menschen. Einige grundlegende Themen des Biologieunterrichts könnten Zellstruktur und -funktionen, Evolution und natürliche Selektion, Vererbung sowie Genetik und Ökosysteme umfassen. Das Studium dieser Lebenswissenschaft verändert und entwickelt sich, da die laufende Forschung bis ins kleinste Detail neue Entdeckungen über die Funktionsweise und Interaktion lebender Organismen macht. Da das Thema viel zu breit gefächert ist, um es in nur einer Klasse abzudecken, bieten viele Gymnasien auch fortgeschrittenen Biologieunterricht sowie speziellere Kurse wie Anatomie an.
TL; DR (zu lang; nicht gelesen)
Fortgeschrittene Biologiethemen der High School können solche Fächer umfassen wie:
- Zentralnervensystem und Gehirnfunktionen
- Energie und Chemie des Lebens
- Pflanzensysteme und Ökologie
- Evolution, Ökologie und Vielfalt
- Zellstruktur und Spezialisierung
Zellstruktur und Funktion
Obwohl mikroskopisch klein, bestehen Zellen aus komplizierten Strukturen, die wachsen und sich teilen können. Sie bilden die Grundlage für alles Lebendige. Die Schüler lernen, was eine Zelle ist und wie sich Zellen voneinander unterscheiden. Sie stellen einzellige Organismen dar und lernen die hierarchische Struktur mehrzelliger Organismen kennen. Der Unterricht umfasst den grundlegenden Aufbau und die Funktion von Zellen sowie deren Kombination und Zusammenarbeit. Die Studierenden lernen, wie zelluläre Prozesse Leben ermöglichen, beispielsweise durch Photosynthese, Chemosynthese, Zellatmung und Zellteilung und -differenzierung.
Evolution und natürliche Selektion
Fossile und genetische Beweise stützen die Idee, dass sich die Erde im Laufe der Zeit entwickelt hat, wobei viele Veränderungen an ihrer Oberfläche und den darauf lebenden Organismen aufgetreten sind. Organismen erfahren im Laufe der Zeit häufig physische Veränderungen, um sich an sich ändernde Lebensbedingungen anzupassen. Manchmal treten Mutationen wie ausgeprägte Färbungen auf und verbessern in einigen Fällen die Überlebensfähigkeit einer Art – wie weißes Fell in der Arktis. Bei der natürlichen Selektion wird die Population von Organismen, die diese neuen Eigenschaften nicht besitzen, reduziert, während diejenigen, die besitzen die vorteilhaften Merkmale Zunahme der Zahl, bis wenige bis keine der Arten das Original aufweisen Züge.
Vererbung und Genetik
Erbliche Merkmale sind in Familien in Bereichen wie Augen- und Haarfarbe leicht zu erkennen. Ausreißer, bei denen ein Kind eher einem Großelternteil als einem Elternteil ähnelt, werden auf diese Weise leicht erklärt. Wissenschaftler haben herausgefunden, dass jeder Mensch einen einzigartigen DNA-Code hat. Gene sind Segmente dieser DNA-Moleküle. Jeder Organismus hat ein Genom, das alle Informationen enthält, die benötigt werden, um diesen Organismus zu erschaffen und zu erhalten.
Die Untersuchung der DNA-Sequenzierung ermöglicht es Wissenschaftlern festzustellen, wie körperliche Merkmale und bestimmte Gesundheitsprobleme weitergegeben werden. Jede Veränderung der Sequenz dieser Moleküle führt zu einer Veränderung des Gens. Die Studierenden erfahren etwas über genetische Merkmale, die häufig von den Eltern an das Kind weitergegeben werden, sowie über Genmutationen und Chromosomenanomalien, die sichtbare Veränderungen im Körper verursachen können.
Ökosysteme und Interdependenz
Die Schüler lernen etwas über Ökosysteme und wie sich alle lebenden Organismen gegenseitig unterstützen. Alle lebenden Organismen sind bis zu einem gewissen Grad von anderen abhängig. In den Lektionen wird untersucht, wie Lebensformen niedrigerer Ebenen wie Pflanzen und Algen von komplexeren Organismen verzehrt werden, die dann von noch höheren Lebensformen verzehrt werden können. Letztendlich stirbt die höhere Lebensform und wird zurückgegeben, um die Organismen der niedrigsten Stufe mit Nahrung zu versorgen. Die Lektionen befassen sich mit der Bedeutung der Wartung dieses Systems. Wenn dieser natürliche Kreislauf unterbrochen wird, können Organismen biologische Veränderungen durchmachen, um sich anzupassen, oder in schwerwiegenderen Situationen kann das Überleben der Art bedroht sein.
