BIOLOGIJA

Po završetku prvog razreda učenik će biti u stanju da:

– osmisli postupak istraživanja na zadato istraživačko pitanje, kreira i prati istraživački protokol;

– iznese i vrednuje argumente na osnovu dokaza;

– zaključuje o jedinstvu života i njegovom zajedničkom poreklu na osnovu zajedničkih osobina živih bića;

– dovede u vezu osnovna svojstva živih bića sa prostornim i vremenskim rasporedom činilaca njihovog okruženja;

– razvrsta biološki važne makromolekule prema njihovoj ulozi u ostvarenju životnih funkcija;

– primerima ilustruje primenu biološki važnih makromolekula u biotehnologiji;

– upoređuje prokariotsku i eukariotsku ćeliju na osnovu biohemijskih, anatomskih i morfoloških karakteristika;

– dovede u vezu uticaj činilaca iz spoljašnje i unutrašnje sredine sa dinamikom ćelijskih procesa;

– tumači šeme ćelijskog ciklusa i ćelijskih deoba eukariota u kontekstu rasta i razmnožavanja;

– postavi šest ključnih događaja u istoriji života na vremenskoj skali;

– tumači filogenetske odnose i raznovrsnost živog sveta na Zemlji oslanjajući se na model „drvo života”;

– primeni ili izradi jednostavne ključeve za identifikaciju živog sveta.

Pojam naučnih teorija.

Naučna metodologija.

Uticaj biologije na razvoj tehnologije.

Uticaj biologije na svakodnevni život.

Zajedničke osobine živih bića: ćelijska organizacija, metabolizam, homeostaza, rast, razviće i razmnožavanje (životni ciklus), osetljivost i pokretljivost (odgovor na promenu sredine/stimuluse), biološka evolucija.

Nivoi organizacione složenosti i organizacioni stupnjevi živih organizama (molekuli –organele–ćelije–tkiva–organi–organizam).

Hemijski sastav živih bića; značaj vode za održavanje osnovnih životnih funcija; značaj pojave slobodnog kiseonika u Zemljinoj atmosferi; ugljenik kao glavni sastojak bioloških molekula.

Primena bioloških makromolekula u biotehnologiji.

Razlike i sličnosti između prokariotske i eukariotske ćelije; endosimbioza.

Promet kroz ćelijsku membranu.

Energija kao osnova održavanja životnih funkcija–metabolizam: promet i pretvaranje energije, ATP, princip regulacije metabolizma (uloga enzima). Hemoautotrofija, fotoautotrofija, heterotrofija, ćelijsko disanje.

Mitoza. Pojava višećeličnosti i uloga mitoze u povećanju broja ćelija (rastenju) i obnavljanju ćelija višećelijskih organizama.

Mejotičke deobe: biološki smisao i značaj; formiranje haploidnih od diploidnih ćelija. Značaj mejoze kao izvora (genetičke) varijabilnosti organizama.

Promene u toku geološke skale vremena – evolutivne promene.

Koncept porekla živih bića od zajedničkog pretka. Sličnosti organizama na osnovu njihove srodnosti – filogenetski odnosi.

Značaj uspostavljanja kriterijuma klasifikacije i klasifikacija organizama.

Glavne sistematske kategorije (vrsta, rod, familija, red, klasa, tip, carstvo, domen).

Primena modela „drvo života”.

Po završetku razreda učenik će biti u stanju da:

i ključni pojmovi sadržaja

2.BI.2.3.3. Zna kako nastaje varijabilnost genetičkog materijala i osnovne principe populacione genetike (evolucione genetike) i primenjuje ta znanja u rešavanju konkretnih zadataka.

2.BI.1.3.4. Zna osnovne činjenice o teoriji organske evolucije i ume da na jednostavnim primerima prepozna delovanje prirodne selekcije.

2.BI.2.3.4. Zna osnovne evolucione mehanizme, osnovne tipove selekcije razume kako prirodna selekcija nasledne varijabilnosti dovodi do nastanka novih vrsta.

2.BI.1.1.2. Zna osnovne činjenice o poreklu i razvoju života na planeti i shvata značaj života na Zemlji u kontekstu njegovog dugotrajnog razvoja.

2.BI.2.1.2. Razume postupnost u razvoju živih bića i razume pojam predačkih formi.

2.BI.3.1.2. Razume osnovne principe filogenije i razliku između sličnosti i srodnosti živih bića.

BI.3.1.3. Poznaje principe filogenetske klasifikacije¹² i razume njen značaj u drugim oblastima biologije.

2.BI.1.1.4. Zna osnovne činjenice o načinu života i rasprostranjenju karakterističnih predstavnika najvažnijih grupa živih bića.

2.BI.2.1.4. Zna osnovne činioce koji opredeljuju način života i rasprostranjenje važnih predstavnika glavnih grupa živih bića.

2.BI.3.1.4. Razume vezu između načina života i rasprostranjenja živih bića i osnovnih karakteristika njihove životne forme.

2.BI.1.2.2. Zna osnovne karakteristike spoljašnje i unutrašnje građe metodski odabranih predstavnika živih bića (a posebno spoljašnju i unutrašnju građu čoveka).¹³

2.BI.2.3.2. Ume da opiše morfofiziološke promene biljaka, životinja tokom razvića (od formiranja polnih ćelija preko oplodnje, (embriogeneze i organogeneze)¹⁴ do sazrevanja i starenja).

2.BI.2.4.1. Razume na koji način pojedini faktori nežive i žive prirode utiču na organizme (mehanizmi dejstva abiotičkih i biotičkih faktora).

– razlikuje genetičku i fenotipsku varijabilnost;

– grafički prikaže i analizira odabrane primere fenotipske varijabilnosti;

– prikupi, prikaže i tumači podatke dobijene istraživanjem;

– iznese i vrednuje argumente na osnovu dokaza;

– identifikuje način na koji osnovni evolucioni mehanizmi utiču na genetičku strukturu populacije;

– identifikuje sled događaja tokom procesa adaptacija na odabranim primerima;

– poveže delovanje prirodne selekcije sa nastankom novih vrsta;

– konstruiše drvo života u okviru carstva biljaka na osnovu ključnih filogenetskih razlika u građi, funkciji i životnim ciklusima;

– konstruiše drvo života u okviru carstva životinja na osnovu ključnih filogenetskih razlika u građi, funkciji i razviću;

– dovede u vezu ključne filogenetske promene (promene građe i funkcije) živih bića sa ekološkim faktorima(uticaj na preživljavanje, razmnožavanje i rasporostranjenje);

– identifikuje ulogu organizama u procesu prenosa energije i supstance u ekosistemu;

Teorija mešanog nasleđivanja. Osobina i varijanta osobine. Nasledni faktor i gen. Teorija partikularnog nasleđivanja. Alel. Genotip. Fenotip – genetički uzroci varijabilnosti osobina.

Sredinski uzroci varijabilnosti osobina. Kvalitativne i kvantitativne osobine. Kompleksne osobine i fenotipska plastičnost. Hromozomska teorija nasleđivanja i hromozomske mutacije.

UVOD U EVOLUCIONU BIOLOGIJU

Promenljivost vrsta.

Lamarkova teorija evolucije Darvinova teorija evolucije. Hardi − Vajnbergova ravnoteža. Populacija. Genski fond. Genetička struktura populacije. Evolucioni mehanizami (faktori evolucije). Neslučajno ukrštanje i učestalost genotipova. Adaptacija. Specijacija. Biološki koncept vrste. Veštačka selekcija.

GRAĐA, FUNKCIJA I RAZNOVRSNOST ORGANIZAMA

Ekološki faktori kao selekcioni agensi adaptacija i nastanka raznovrsnosti organizama. Evoluciona novina. Carstvo biljaka. Poreklo biljaka od zelenih algi. Trendovi u evoluciji životnih ciklusa biljaka. Carstvo životinja. Poreklo životinja od kolonijalnih protista. Trendovi u evoluciji životinja.

Koevolucija cvetnica sa insektima, pticama i sisarima.

2.BI.1.4.3. Shvata značaj biodiverziteta i svoju ličnu odgovornost za zaštitu prirode i biodiverziteta.

– sarađuje u timu, poštujući razlike u mišljenju i interesima, dajući lični doprinos postizanju dogovora i afirmišući toleranciju i ravnopravnost u dijalogu;

– kritički proceni sopstveni rad i rad saradnika u grupi.

Po završetku razreda učenik će biti u stanju da:

2.2.1. Ume da objasni strukturnu i funkcionalnu povezanost osnovnih ćelijskih procesa i razume razloge ćelijske diferencijacije.

3.2.1 Razume da dinamiku ćelijskih procesa uslovljavaju kako činioci van ćelije (unutar organizma ali i iz spoljašnje sredine) tako i unutarćelijski činioci (genetska regulacija metabolizma).

2.BI.2.2.2. Zna detalje građe čoveka i ume to znanje da koristi u svakodnevnom životu a posebno radi očuvanja sopstvenog zdravlja.

2.BI. 1.2.3. Zna osnovne činjenice o fiziologiji živih bića i aktivno koristi ta znanja u svakodnevnom životu.

2.BI. 2.2.3. Razume fiziološke procese organizama, njihovu povezanost i aktivno primenjuje ta znanja za očuvanje svog zdravlja i neposredne okoline.

2.BI. 3.2.3. Razume da je funkcionalna integracija celog organizma neophodna u ostvarivanju karakterističnog ponašanja organizama.

2.BI. 1.2.4. Ume da prepozna jednostavne homeostatske mehanizme u organizmu; poznaje posledice narušavanja homeostaze i rešava jednostavne problemske situacije narušavanja homeostaze.

2.BI. 2.2.4. Tumači homeostatske mehanizme principima negativne povratne sprege u različitim situacijama u svakodnevnom životu.

2.BI. 3.2.4. Razume interakciju nervnog i endokrinog sistema u održavanju homeostaze i obezbeđivanju adaptivnog ponašanja organizma u promenljivoj okolini

– analizira glavne metaboličke puteve i njihovu ulogu u održavanju ravnoteže proizvodnje i potrošnje energije na nivou ćelije i organizma;

– dovede u vezu mehanizme unutarćelijske i međućelijske komunikacije sa fiziološkim procesima i procesima u razviću složenog višećelijskog organizma;

– poveže osnovne mehanizme pokretljivosti i transporta na ćelijskom nivou sa fiziološkim procesima i procesima u razviću složenog višećelijskog organizma;

– obrazloži funkcionalnu povezanost organa u organizmu sa održavanjem homeostaze u promenljivim uslovima sredine;

– primerima ilustruje značaj morfofizioloških adaptacija organizama za procese razmene supstance sa sredinom;

Promet i transformacija supstance, energije i informacije unutar i između ćelija.

Genom, replikacija, ekspresija gena, sinteza proteina, regulacija aktivnosti gena, regulacija ćelijskog ciklusa.

Metabolizam ćelije, energija u metaboličkim reakcijama, usvajanje i oslobađanje ugljenika, enzimi, koenzimi, regulacija aktivnosti,integracija ključnih biohemijskih procesa, anabolički i katabolički putevi, fotosinteza, disanje, vrenje.

Prenos signala unutar i između ćelija, oblici signala, signalni/regulatorni molekuli, membranski potencijal, receptori, sinapse.

Kretanje i transport na ćelijskom nivou.

METABOLIZAM I REGULACIJA
ŽIVOTNIH PROCESA NA NIVOU
ORGANIZMA

Prenos informacije, supstance i energije na nivou organizma.

3.3.1. Razume molekularne osnove nasleđivanja.

2.3.2. Ume da opiše morfofiziološke promene biljaka, životinja i čoveka tokom razvića (od formiranja polnih ćelija preko oplodnje, embriogeneze i organogeneze do sazrevanja i starenja).

2.BI. 3.3.2. Ume da tumači morfofiziološke promene kod organizama u toku životnog ciklusa (posebno kod čoveka).

2.BI. 1.5.1. Poznaje osnovne zarazne bolesti, njihove izazivače, odgovarajuće mere prevencije i lične mere higijene; razume osnovne uzročno-posledične odnose u ovoj oblasti.

2.BI. 2.5.1. Zna koje su i kako se primenjuju kolektivne higijenske mere i razume smisao tih mera.

2.BI. 3.5.1. Razume mehanizme imunog odgovora na zarazne bolesti.

2.BI. 1.5.2. Prepoznaje osnovne simptome poremećaja u radu (i bolesti) najvažnijih organa i organskih sistema, osnovne metode dijagnostike i ume da primeni osnovne mere prevencije i pomoći.

2.BI. 2.5.2. Zna koje mere da primeni i na koji način kako bi otklonio ili umanjio dejstvo štetnih činilaca spoljašnje sredine koji su uticali na razvoj bolesti.

3.5.2. Razume mehanizme nastanka (bolesti i) poremećaja u radu najvažnijih organa i organsih sistema.

2.BI. 1.5.3. Ume da identifikuje elemente zdravog načina života i u odnosu na njih ume da proceni sopstvene životne navike.

2.BI. 2.5.3. Kritički analizira pozitivne i negativne uticaje različitih životnih stilova na zdravlje.

2.BI. 3.5.3. Razume potrebe koje stoje u osnovi različitih životnih stilova mladih i mehanizme pomoću kojih mediji utiču na ponašanje mladih.

2.BI. 1.5.4. Ume da opšta znanja o promenama u adolescenciji poveže sa sopstvenim iskustvima (posebno u vezi sa reproduktivnim zdravljem).

2.BI. 2.5.4. Zna koji su kriterijumi rizičnog ponašanja i ume da prepozna situacije koje nose takve rizike.

3.5.4. Razume mehanizme kojima rizični oblici ponašanja, dugotrajna izloženost jakim negativnim emocijama i stres dovode do razvoja bolesti (odnosno poremećaja psihičkog stanja i zdravlja ličnosti).

2.BI. 3.6.2. Ume da osmisli jednostavan protokol prikupljanja podataka i formular za upis rezultata.

2.BI. 3.6.3. Ume samostalno da pravi grafikone i tabele prema dva kriterijuma uz detaljan izveštaj.

2.6.4. Ume, na zadatom primeru, uz pomoć nastavnika, da postavi hipotezu, formira i realizuje jednostavan eksperiment i izvesti o rezultatu.

3.6.4. Razume značaj kontrole i probe u eksperimentu (variranje jednog/više faktora); ume da postavi hipotezu i izvuče zaključak i zna (uz odgovarajuću pomoć nastavnika) samostalno da osmisli, realizuje i izvesti o eksperimentu na primeru koji sam odabere.

– identifikuje faze razvića organizama na slici ili modelu;

– obrazloži adaptivni značaj pojedinih faza u razviću organizama;

– razlikuje načine odbrane organizma od patogena i njihove mehanizme delovanja;

– analizira epidemiološke lance zaraznih bolesti i poveže ih sa merama prevencije

– diskutuje o važnosti odgovornog odnosa prema svom i zdravlju drugih osoba;

– planira i sprovede istraživanje koristeći jednostavne procedure, tehnike, instrumente i literaturu;

– prikupi, prikaže i diskutuje podatke dobijene istraživanjem;

– iznese i vrednuje argumente na osnovu dokaza;

– sarađuje u timu, poštujući razlike u mišljenju i interesima, dajući lični doprinos postizanju dogovora i afirmišući toleranciju i ravnopravnost u dijalogu;

– kritički proceni sopstveni rad i rad saradnika u grupi.

Transport, razmena gasova, izlučivanje, osmoregulacija.

Integracija višećelijskog tela (i interakcija sa sredinom) homeostatski mehanizmi kod biljaka i životinja; recepcija, prenos i obrada signala.

Reakcija na faktore spoljašnje sredine – odgovor biljaka i životinja na abiotičke faktore i stresore, patogene (uključujući imunski odgovor).

Poremećaji u radu organa i organskih sistema kao posledica narušavanja homeostaze.

Reprodukcija i životni ciklus višećelijskih eukariota.

Razviće i morfogenetski procesi kod biljaka i životinja. Razviće čoveka. Fiziološke promene u adolescenciji).

Po završetku razreda učenik će biti u stanju da:

i ključni pojmovi sadržaja

2.BI.2.1.3. Zna hijerarhiju klasifikacionih kategorija i primenjuje jednostavne ključeve za identifikaciju živog sveta.

2.BI.3.1.2. Razume osnovne principe filogenije i razliku između sličnosti i srodnosti živih bića.

2.BI.3.1.4. Razume vezu između načina života i rasprostranjenja živih bića i osnovnih karakteristika njihove životne forme.

2.BI.3.2.2. Ume da interpretira morfoanatomske promene u evolutivno-filogenetskom kontekstu

2.BI.1.3.3. Ume da objasni organizaciju genetičkog materijala u ćeliji (uklj. pojmove gen, alel, hromozom, genom, genotip, fenotip);¹⁷ primenjuje osnovna pravila nasleđivanja u rešavanju jednostavnih zadataka i zna da navede nekoliko naslednih bolesti.

2.BI.2.3.3. Zna kako nastaje varijabilnost genetičkog materijala i osnovne principe populacione genetike i primenjuje ta znanja u rešavanju konkretnih zadataka.

2.BI.2.3.4. Zna osnovne evolucione mehanizme, osnovne tipove selekcije i razume kako prirodna selekcija nasledne varijabilnosti dovodi do nastanka novih vrsta.

2.BI.3.3.3. Primenjuje znanja iz genetike u metodski odabranim problem situacijama, posebno u genetici čoveka i konzervacionoj biologiji.

2.BI.3.3.4. Razume značaj teorije evolucije u formiranju savremenog biološkog načina mišljenja i kritički procenjuje njene domete u drugim oblastima nauke.

– konstruiše filogenetsko stablo u okviru reda Primata, grupe hominida, na osnovu razlika u građi tela, veličine lobanje i načina života;

– ilustruje primerima uticaj sredinskih, genetičkih i kulturnih činilaca na evoluciju ljudi;

– koristi informacije dobijene na osnovu poznatih genetičkih podataka u analizi mogućih pravaca migracija ljudskih populacija;

– diskutuje značaj teorije evolucije za razvoj civilizacije i društva, na osnovu postojećih dokaza;

– poveže prostorni i vremenski raspored ključnih abiotičkih ekoloških faktora sa rasporedom bioma na Zemlji;

– izvede zaključke o dinamici populacionih procesa na osnovu podataka o svojstvima populacije i uslovima sredine;

– dovede u vezu rasprostranjenje, dinamiku i evoluciju populacije sa interspecijskim interakcijama i dejstvom abiotičkih činilaca;

Evolucioni mehanizmi. Specijacija.

Predačke i izvedene osobine Primata. Adaptacije na život u krošnji drveća i složenim društvenim zajednicama. Filogenija Primata. Filogenija Hominoidea. Fosili australopitecina i roda Homo. Evolucija roda Homo. Fosilne vrste ljudi. Evolucija veličine lobanje i mozga bipedalnih hominina i roda Homo.

EKOLOGIJA

Geofizički uslovi biosfere. Gradijenti ekoloških faktora i raspored bioma na Zemlji. Ekološki faktori i uticaj na organizme. Medijumi životne sredine.

Populacija. Populacioni atributi. Populacioni procesi i njihovi parametri.

Modeli rasta populacije.

Intraspecijska kompeticija.

Ekološka valenca i ekološka niša. Stanište. Areal vrste.

Adaptivna vrednost populacije. Abiotički faktori kao agensi selekcije.

2.BI.2.4.1. Razume na koji način pojedini faktori nežive i žive prirode utiču na organizme (mehanizmi dejstva abiotičkih i biotičkih faktora).

2.BI.3.4.1. Razume integrisanost ekoloških nivoa organizacije živog sveta, posebno način na koji se specifičnosti svakog od njih integrišu u više nivoe.

2.BI.1.4.2.Poznaje osnovne zakonitosti i principe u ekologiji i oslanjajući se na te principe ume da objasni osnovne procese u ekosistemu.

2.BI.2.4.2. Zna da objasni kako različiti delovi ekosistema utiču jedan na drugi, a posebno u odnosu na cikluse kruženja najvažnijih elemenata.

2.BI.3.4.2. Razume funkcionisanje ekosistema, posebno tokove materije i energije u ekosistemu, kao i razvoj i evoluciju ekosistema

2.BI.1.4.3. Shvata značaj biodiverziteta i svoju ličnu odgovornost za zaštitu prirode i biodiverziteta.

2.BI.2.4.3. Zna koje se mere mogu primeniti i na osnovu kojih kriterijuma, u zaštiti prirode i biodiverziteta.

2.BI.3.4.3. Razume i kritički analizira konflikt između potreba ekonomsko-tehnološkog razvoja ljudskih zajednica i potreba očuvanja prirode i biodiverziteta.

2.BI.1.4.4. Poznaje uticaje ljudskog delovanja na životnu sredinu, osnovne mere zaštite životne sredine i razume značaj tih mera.

2.BI.2.4.4. Zna mehanizme štetnog dejstva zagađujućih materija na medijume životne sredine, posledice zagađivanja po živi svet, kao i mere za njihovo otklanjanje.

2.BI.3.4.4. Razume značaj i potrebu održivog razvoja i kritički analizira situacije u kojima postoje konflikti interesa između potrebe ekonomsko-tehnološkog razvoja i zaštite prirode i životne sredine.

2.BI. 3.6.2. Ume da osmisli jednostavan protokol prikupljanja podataka i formular za upis rezultata.

2.BI. 3.6.3. Ume samostalno da pravi grafikone i tabele prema dva kriterijuma uz detaljan izveštaj.

2.BI. 2.6.4. Ume, na zadatom primeru, uz pomoć nastavnika, da postavi hipotezu, formira i realizuje jednostavan eksperiment i izvesti o rezultatu.

2.BI. 3.6.4. Razume značaj kontrole i probe u eksperimentu (variranje jednog/više faktora); ume da postavi hipotezu i izvuče zaključak i zna (uz odgovarajuću pomoć nastavnika) samostalno da osmisli, realizuje i izvesti o eksperimentu na primeru koji sam odabere.

– na primerima analizira komponente i ključne procese ekosistema; .

– identifikuje ključne ekosistemske usluge na primerima prirodnih ekositema i vrednuje njihov značaj za ljudsku zajednicu;

– obrazloži uticaj klimatskih promena na gubitak biodiverziteta;

– vrednuje svoje obrasce korišćenja resursa shodno svom ekološkom otisku;

– analizira ključne oblike antropogenog narušavanja biogeohemijskih ciklusa;

– u istraživanju koristi jednostavne procedure, tehnike, instrumente i literaturu, odnoseći se odgovorno prema preuzetim obavezama, sopstvenom zdravlju, saradnicima, životnoj sredini i kulturnom nasleđu;

– formuliše istraživačko pitanje i zadatak;

– prikupi, odabere i obradi informacije relevantne za istraživanje, koristeći IKT i pouzdane izvore informacija, poštujući pravila čuvanja privatnosti podataka;

– prikaže, navodeći izvore podataka, i obrazloži rezultate istraživanja, koristeći jezik i stil komunikacije specifičan za biologiju;

– iznese i vrednuje argumente na osnovu dokaza;

– sarađuje u timu, poštujući razlike u mišljenju i interesima, dajući lični doprinos postizanju dogovora i afirmišući toleranciju i ravnopravnost u dijalogu;

– kritički i argumentovano proceni sopstveni rad i rad saradnika u grupi, tako da unapredi rad grupe.

Ekološki sistemi i njihova hijerarhija.

Komponente ekosistema.

Biocenoza – strukturne i funkcionalne karakteristike.

Procesi u ekosistemima.

Ekosistemske usluge.

Biogeohemijski ciklusi.

Antropogena disrupcija biogeohemijskih ciklusa i narušavanje atmosfere. Gubitak zemljišta. Degradacija biodiverziteta.