במסגרת לימוד  החומר העיוני  העיוני המהווה 55% מהציון
נלמדים  שלושה נושאי ליבה (חובה) המייצגים שלוש רמות ארגון ונושא העמקה  נבחר אחד 

1.רמת ארגון – התא
הפרק עוסק במבנה ובתפקוד של התאים כיחידות חיים של כל היצורים החיים וכולל את הבסיס להבנת היבטים מולקולריים של מנגנוני התורשה

2.רמת ארגון  – היצור (האורגניזם) השלם: מבוא לביולוגיה של האדם (בהדגשת ההומאוסטזיס)

רק זה נועד להציג את האדם   כדוגמה לאורגניזם שלם, המתפקד כיחידה שלמה אחת על כל המערכות שבה, המקיימות תקשורת ביניהן. הלימוד ייעשה תוך הדגשת תפקיד ההומאוסטזיס: היכולת לשמור על סביבה פנימית יציבה, בגבולות מוגדרים, השונה מתנאי הסביבה החיצונית.
         

3. רמת ארגון   – החברה והמערכת האקולוגית

הפרק עוסק בהכרת בתי גידול, בגורמים הביוטיים והאביוטיים, המשפיעים על מידת הפיזור והשפע של יצורים החיים בסביבות שונות, וביחסי הגומלין בין היצורים ובינם לבין סביבתם.

הפרק עוסק גם בהתערבות האדם בטבע ובאחריותו לסביבה.

נושאי הלימוד מאפשרים לתלמידים לפתח הבנה אודות תהליכים ותופעות בעולם החי, כפי שהם באים לידי ביטוי במבנה ובתפקוד של יצורים שונים (מיקרואורגניזמים, פטריות, צמחים, בעלי חיים ובכללם האדם)

4. נושא העמקה- בחירה : מיקרוביולוגיה – חיידקים ונגיפים בגוף האדם

גוף האדם מהווה בית גידול לחברה מיקרוביוטית עשירה. שכבות העור והרקמות הריריות במערכות שונות כמו: מערכת הנשימה, מערכת ההפרשה ומערכת העיכול, מאוכלסות במגוון גדול של חברת חיידקים המונה יותר תאים מסך כל תאי גוף האדם. באדם הבריא מתחרה אוכלוסייה זו במיני חיידקים גורמי מחלה וכך מונעת פגיעה שלהם בגוף האדם. בנוסף, מיני חיידקים מסוימים מסייעים בעיכול רכיבי מזון, בייצור חומרים נחוצים לגוף ועוד, ובכך מסייעים לבריאות האדם. פרויקט המיקרוביום האנושי עוסק בזיהוי ואפיון מגוון המיקרואורגניזמים החיים במערכות שונות בגוף האדם באמצעות שיטות חדשניות של קביעת רצפי DNA, ומנסה למצוא קשרים בינם לבין מצבים פיזיולוגים שונים של הגוף. 

רעיונות מרכזיים ומושגי יסוד בביולוגיה הנלמדים במגמה

• ארגון במערכות ביולוגיות
• ויסות והומאוסטזיס
• יחסי גומלין וקיום שיווי משקל דינמי
• אחידות בעקרונות המבנה והתפקוד ושוני בצורה
• התאמה בין מבנה לתפקוד
• המשכיות תורשתית ורבייה, העברת מידע מדור לדור
• גדילה והתפתחות
• תאוריית האבולוציה

יחידת ביוחקר-שילוב פעילויות חקר אמפירי וחקר עיוני במהלך הלמידה 30%
עבודת חקר מעשית

התלמידים המתמחים מחויבים במהלך התמחותם בביצוע עבודת חקר מעשית בביולוגיה. עבודה זו נועדה לאפשר לתלמיד ללמוד, לחקור ולהבין נושא ביולוגי בדרך של עבודה עצמית   מלווה בהנחיה של המורה. במהלך העבודה מתחקה התלמיד בצורה מעשית אחר דרכי עבודתו של המדען: שואל שאלות על תופעות, מעלה השערות אפשריות, מתכנן ניסויים/תצפיות לצורך מתן מענה לשאלת/שאלות החקר אוסף נתונים, מנהל רישום ממצאים, מעבד ממצאים ומסיק מסקנות. על התלמיד  להציג את תהליך החקר העצמאי  שביצע  בעבודה כתובה על פי ההנחיות תוך שימוש במקורות, כמקובל במחקר מדעי.

סביבות למידה חוץ-כיתתיות
הכרת הטבע בשדה
היא אחת המטרות החשובות של תכנית הלימודים בביולוגיה. המפגש הבלתי אמצעי עם תופעות הטבע בשדה, מאפשר הכרת טבע הארץ, צמחייתה ובעלי החיים שבה, תוך טיפוח עמדות חיוביות כלפיהם ונטילת חלק בשמירת טבע הארץ.
בתמונה: תלמידי מגמת ביולוגיה וביוטכנולוגיה  בסיור לימודי  בחוף שקמונהב מסגרת יחידת הביוחקר. התלמידים חקרו את התנאים היחודיים  בחוף סלעי. למדו את האורגניזמים המיוחדים והתאמותיהם היחודיות לתנאי המחיה הקשים בחוף.

ביום ב 10/2 יצאה כל מגמת הביולוגיה והביוטכנולוגיה – יא לסיור  בחוף שקמונההסיור הלימודי הינו חלק מעבודת הביוחקר שבו התלמידים מחוייבים ללמוד על בית גידול טבעי.במסגרת הסיור התלמידים חולקו לקבוצות קטנות וכל קבוצה בהנחיית מדריך מקצועי למדה על התנאים היחודיים  של בית גידול מייוחד זה.התלמידים הכירו אורגניזמים ימיים החיים באיזור זה.  למדו על התנאים המאוד קשים ויחודיים שאיתם האורניזמים הללו נאלצים להתמודד כדי לשרוד וההתאמות המאוד מיוחדות שיש להם שבלעדיהן הם לא ישרדו באיזור זה.
ובסוף היום הגישו  סיכום סיור שמהווה חלק מעבודת הביוחקר  שערכה 30% מציון 5 יחל שלהם
.

יחידת לימוד- מעבדה חוקרת- 15%  הפעילות במעבדה כחלק מתהליך הלמידה, היא אבן יסוד בהוראת המדעים, ולפיכך תשולב באופן שוטף וקבוע בתהליכי הוראה-למידה ותהיה חלק בלתי נפרד ממנה. הפעילויות במעבדה כוללת תצפיות, הכרת שיטות עבודה מעשיות וביצוע ניסויים על ידי התלמידים, ונשענות על תשתית הידע הנדרש כפי שהוגדר בנושאי החובה (ליבה). הלמידה במעבדה מאפשרת "למידה מעשית" (Hands on activities) המזמנת למידה של תכנים בצד פיתוח מיומנויות חשיבה ועשייה ובכך תורמות לחוויית הלמידה ולמעורבות פיזית וקוגניטיבית של התלמידים