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Aufgabenbeispiele und Korrektur

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<strong>Aufgabenbeispiele</strong> <strong>und</strong><br />

<strong>Korrektur</strong>- <strong>und</strong> Bewertungshinweise<br />

für zentrale schriftliche Abiturprüfungen<br />

Biologie<br />

Stand: 30.06.2003


Impressum<br />

<strong>Aufgabenbeispiele</strong> <strong>und</strong> <strong>Korrektur</strong>- <strong>und</strong> Bewertungshinweise für zentrale schriftliche<br />

Abiturprüfungen<br />

Biologie<br />

(Juni 2003, Pädagogisches Landesinstitut Brandenburg, 14974 Ludwigsfelde-Struveshof)<br />

Herausgeber:<br />

Pädagogisches Landesinstitut Brandenburg (PLIB), 14974 Ludwigsfelde-Struveshof<br />

Tel.: 03378 209-105<br />

E-Mail: poststelle@plib.brandenburg.de<br />

Dieses Werk einschließlich aller seiner Teile ist urheberrechtlich geschützt.<br />

Alle Rechte einschließlich Übersetzung sind dem Herausgeber vorbehalten. Die Vervielfältigung<br />

für schulische Zwecke ist gestattet.<br />

Das Pädagogische Landesinstitut Brandenburg (PLIB) ist eine Einrichtung im Geschäftsbereich<br />

des Ministeriums für Bildung, Jugend <strong>und</strong> Sport des Landes Brandenburg (MBJS).<br />

Die <strong>Aufgabenbeispiele</strong> <strong>und</strong> <strong>Korrektur</strong>- <strong>und</strong> Bewertungshinweise für zentrale schriftliche Abiturprüfungen<br />

werden vom Pädagogischen Landesinstitut Brandenburg im Auftrag des MBJS<br />

herausgegeben.<br />

© Ludwigsfelde, Juni 2003<br />

Die <strong>Aufgabenbeispiele</strong> <strong>und</strong> <strong>Korrektur</strong>- <strong>und</strong> Bewertungshinweise werden vom PLIB im Internet<br />

auf der PLIB-homepage unter: www.plib.brandenburg.de veröffentlicht. Sie werden nicht<br />

als Druckfassung herausgegeben. Schulen, die keinen Internetzugang haben, wenden sich<br />

bitte an das PLIB, Tel. 03378 209-173. Sie erhalten eine CD-ROM oder bei Bedarf eine Kopierfassung.


Inhalt<br />

0 Funktion des Materials 4<br />

1 <strong>Aufgabenbeispiele</strong> für das schriftliche Zentralabitur 5<br />

1.1 Allgemeine Hinweise 5<br />

1.2 <strong>Aufgabenbeispiele</strong> für den Gr<strong>und</strong>kurs 6<br />

1.3 <strong>Aufgabenbeispiele</strong> für den Leistungskurs 16<br />

2 <strong>Korrektur</strong>- <strong>und</strong> Bewertungshinweise 31


<strong>Aufgabenbeispiele</strong> <strong>und</strong> <strong>Korrektur</strong>- <strong>und</strong> Bewertungshinweise für zentrale schriftliche Abiturprüfungen<br />

Biologie<br />

0 Funktion des Materials<br />

Die <strong>Aufgabenbeispiele</strong> <strong>und</strong> <strong>Korrektur</strong>- <strong>und</strong> Bewertungshinweise für zentrale schriftliche Abiturprüfungen<br />

ergänzen die verbindlichen curricularen Vorgaben für die Qualifikationsphase<br />

der gymnasialen Oberstufe.<br />

Die hier enthaltenen <strong>Aufgabenbeispiele</strong> beziehen sich auf Inhalte, die in den verbindlichen<br />

curricularen Vorgaben festgelegt sind. Sie entsprechen in den Aufgabenformaten den Vorgaben<br />

der für das Fach gültigen Einheitlichen Prüfungsanforderungen (EPA). Neben der<br />

Aufgabenstellung <strong>und</strong> ggf. dem dazugehörigen Material enthalten sie einen Erwartungshorizont<br />

<strong>und</strong> Hinweise zur Gewichtung der Aufgaben bei der Gesamtbewertung.<br />

Die <strong>Aufgabenbeispiele</strong> verdeutlichen die Struktur <strong>und</strong> das Anspruchsniveau der zentralen<br />

Abituraufgaben <strong>und</strong> geben so auch eine Orientierung für die unterrichtliche Arbeit in der<br />

Qualifikationsphase. Vergleichbare Aufgabenstellungen können auch an anderen Inhalten<br />

bearbeitet werden.<br />

Die <strong>Korrektur</strong>- <strong>und</strong> Bewertungshinweise enthalten detaillierte Angaben für die Beurteilung<br />

von Teilleistungen <strong>und</strong> die Ermittlung der Gesamtnote. Sie orientieren sich an den Vorgaben<br />

der EPA <strong>und</strong> der GOSTV. Ausführungen zu einer guten <strong>und</strong>/oder einer ausreichenden Leistung<br />

sind fachbezogen unterschiedlich zugeordnet.<br />

4


<strong>Aufgabenbeispiele</strong> <strong>und</strong> <strong>Korrektur</strong>- <strong>und</strong> Bewertungshinweise für zentrale schriftliche Abiturprüfungen<br />

Biologie<br />

1 <strong>Aufgabenbeispiele</strong> für das schriftliche Zentralabitur<br />

1.1 Allgemeine Hinweise<br />

Die Abituraufgaben setzen sich aus Teil A <strong>und</strong> Teil B zusammen. In der Abiturprüfung sind<br />

durch den Prüfling die Aufgaben aus Teil A zu bearbeiten. Aus dem Teil B wählt der Prüfling<br />

eine der beiden Aufgaben aus <strong>und</strong> bearbeitet diese vollständig.<br />

Übersicht zu den <strong>Aufgabenbeispiele</strong>n mit zeitlichem Bezug zu den Lerninhalten:<br />

Gr<strong>und</strong>kurs<br />

Leistungskurs<br />

Genetik<br />

Aufgabe A Aufgabe B I Aufgabe B II<br />

Verhaltensbiologie Genetik<br />

3. Schulhalbjahr der<br />

Qualifikationsphase<br />

1. Schulhalbjahr der<br />

Qualifikationsphase<br />

1. Schulhalbjahr der<br />

Qualifikationsphase<br />

5<br />

Ökologie<br />

Evolution Ökologie<br />

4. Schulhalbjahr der<br />

Qualifikationsphase<br />

2. Schulhalbjahr der<br />

Qualifikationsphase<br />

2. Schulhalbjahr der<br />

Qualifikationsphase<br />

Der Aufgabenteil A, der den Schwerpunkt eines Aufgabenvorschlages enthält, umfasst 60 %<br />

der Gesamtanforderungen der Prüfung hinsichtlich der Bewertungseinheiten <strong>und</strong> der Bearbeitungszeit.<br />

In jeder Aufgabe sind alle Anforderungsbereiche berücksichtigt.<br />

Folgende Aufgabenarten sind für das Fach Biologie laut EPA gr<strong>und</strong>sätzlich möglich:<br />

- Aufgabe, die fachspezifisches Material enthält. Dieses Material kann sein: Naturobjekte,<br />

mikroskopische Präparate, Abbildungen, Filme, Texte - z. B. wissenschaftliche Abhandlungen<br />

(Beschreibung eines nicht vorgeführten Experimentes), Tabellen, Messreihen,<br />

Graphen u. a.,<br />

- Bearbeitung eines Demonstrationsexperimentes,<br />

- Durchführung <strong>und</strong> Bearbeitung eines Schülerexperimentes.<br />

Mischformen der genannten Aufgabenarten sind möglich.<br />

Im Folgenden ist je ein Beispiel für einen Aufgabenvorschlag für den Leistungskurs <strong>und</strong> den<br />

Gr<strong>und</strong>kurs dargestellt. Der Erwartungshorizont legt das Niveau <strong>und</strong> den Umfang der zu<br />

erbringenden Schülerleistung fest.


<strong>Aufgabenbeispiele</strong> <strong>und</strong> <strong>Korrektur</strong>- <strong>und</strong> Bewertungshinweise für zentrale schriftliche Abiturprüfungen<br />

Biologie<br />

1.2 <strong>Aufgabenbeispiele</strong> für den Gr<strong>und</strong>kurs<br />

Aufgabenbeispiel für den Teil A<br />

Die folgende Aufgabe ist dem in den EPA festgelegten Themenbereich Informationsverarbeitung<br />

<strong>und</strong> Verhalten zuzuordnen. Dieser ist in den verbindlichen curricularen Vorgaben für<br />

das 3. Schulhalbjahr der Qualifikationsphase beschrieben.<br />

Thema: Verhaltensbiologie<br />

Kegelschnecken - Indianer im Korallenriff<br />

Kegelschnecken gehören zu den besten Jägern unter den Mollusken. Sie haben 5 - 15 cm<br />

große, schön gezeichnete Gehäuse. Die Gattung Conus ist mit r<strong>und</strong> 500 verschiedenen Arten<br />

im gesamten indo-pazifischen Raum verbreitet, wo sie warme, flache Meeresbereiche,<br />

insbesondere Korallenriffe, besiedeln. Sie produzieren Toxine, die auf das Nervensystem<br />

anderer Organismen wirken.<br />

1. Fertigen Sie eine beschriftete schematische Skizze einer erregenden<br />

Synapse an <strong>und</strong> beschreiben Sie deren Funktionsweise. 14 BE<br />

2. Markieren Sie in Ihrer Skizze die Angriffsorte der verschiedenen Conotoxine<br />

aus der Anlage 1 des Materials <strong>und</strong> beschreiben Sie die Wirkungsweise <strong>und</strong><br />

die Folgen der Wirkung der einzelnen Conotoxine (s. Anlage 2).<br />

3. Das Neurotoxin E 605 wirkt über die Blockade der Cholinesterasen.<br />

Erklären Sie die Wirkung der Beimischung dieses Giftes zu den jeweiligen<br />

Conotoxinen.<br />

4. Begründen Sie die Möglichkeit sowie die Voraussetzungen des Einsatzes<br />

von ω-Conotoxin zur Schmerztherapie beim Menschen.<br />

5. Definieren Sie den Begriff „Handlungskette“.<br />

Stellen Sie die im Text beschriebene Handlungskette zum Beutefang-<br />

verhalten der Kegelschnecke schematisch dar.<br />

6<br />

11 BE<br />

6 BE<br />

7 BE<br />

10 BE


<strong>Aufgabenbeispiele</strong> <strong>und</strong> <strong>Korrektur</strong>- <strong>und</strong> Bewertungshinweise für zentrale schriftliche Abiturprüfungen<br />

Biologie<br />

Material<br />

Anlage 1<br />

Kegelschnecken sind Raubtiere. Sie erlegen ihre Beute durch Injektion eines hochwirksamen<br />

Giftes. Die bei allen Schnecken typischen Raspelzähne sind zu injektionsnadelartigen Giftpfeilen<br />

umfunktioniert. Einer dieser Pfeile ist immer funktionsbereit. Trotz ihrer Langsamkeit<br />

sind diese Tiere aktive Jäger.<br />

Da die sehr schönen Gehäuse der Kegelschnecken z. T. sehr beliebte <strong>und</strong> oft auch teure<br />

Sammlerobjekte sind, ist sogar der Mensch bei der Muschelsuche stark gefährdet. Der<br />

Sammler am Strand erkennt oft nicht, dass das<br />

Tier noch lebt. Schnell ist ein Gehäuse in die<br />

Hosentasche gesteckt <strong>und</strong> plötzlich fühlt man<br />

einen stechenden Schmerz. Anschließend<br />

zeigen sich Taubheitsgefühl um die Einstichstelle,<br />

Mattheit, unkoordinierte Bewegungen,<br />

die schließlich bis zur Bewusstlosigkeit <strong>und</strong><br />

zum Tod führen. Eines der charakteristischen<br />

Toxine ist ω-Conotoxin. Kegelschnecke beim Beutefang<br />

Es wird seit 1996 als Schmerzmittel eingesetzt.<br />

Beim Beutefang lauert die Schnecke im Boden eingegraben auf vorbeischwimmende Fische<br />

<strong>und</strong> lockt ihr Opfer durch Präsentation ihres rötlichen Schl<strong>und</strong>rohres an. Schnappt der Fisch<br />

nach diesem Köder, fährt die Schnecke ihr Schl<strong>und</strong>rohr aus <strong>und</strong> schießt durch das Schl<strong>und</strong>rohr<br />

dem Fisch einen vergifteten Pfeil in das Maul. Die Injektion des Giftes bewirkt einen sofortigen<br />

krampfartigen Schock. Innerhalb von 1 - 2 Sek<strong>und</strong>en verkrampft die Flossenmuskulatur,<br />

zu erkennen an den weit aufgefächerten Brustflossen. In der zweiten Phase der Vergiftung<br />

setzt eine vollständige Paralyse (Auflösung) der Muskulatur ein. Der gelähmte Fisch<br />

bleibt hilflos liegen <strong>und</strong> wird von der Schnecke verschlungen.<br />

Anlage 2<br />

Wirkung verschiedener Conotoxine im Körper der Beute<br />

Conotoxin Wirkung<br />

ω blockiert die Freisetzung von Acetylcholin<br />

α blockiert die Rezeptoren für Acetylcholin<br />

µ blockiert die Na + -Kanäle der Muskelfasermembran<br />

7


<strong>Aufgabenbeispiele</strong> <strong>und</strong> <strong>Korrektur</strong>- <strong>und</strong> Bewertungshinweise für zentrale schriftliche Abiturprüfungen<br />

Biologie<br />

Erwartungshorizont<br />

Aufgabe Erwartete Teilleistungen AFB BE<br />

1.<br />

2.<br />

3.<br />

4.<br />

Skizze mit Beschriftung:<br />

8<br />

1 Synapsenendknöpfchen, 2 synaptischer Spalt,<br />

3 postsynaptische Membran, 4 Bläschen mit Transmitter,<br />

5 Pore mit Rezeptor, 6 Pore geöffnet, 7 Acetylcholinesterase,<br />

8 Natriumionen<br />

ankommendes Aktionspotenzial, Bläschen an den Rand –<br />

öffnen sich, Freisetzen von Acetylcholin, Ansetzen an Rezeptor,<br />

Öffnen der Na + -Poren, Na + -Einstrom, Abspaltung mittels<br />

Spaltung durch Acetylcholinesterase, Rückführung,<br />

Neusynthese<br />

ω−Conotoxin: Markierung des synaptischen Bläschens,<br />

keine Freisetzung des Acetylcholins, keine Öffnung der<br />

Na + -Poren, keine Muskelkontraktion,<br />

α−Conotoxin: Markierung der postsynaptischen Membran,<br />

Acetylcholin– Freisetzung, keine Anlagerung möglich, keine<br />

Muskelkontraktion<br />

µ−Conotoxin: Markierung der Na + -Kanäle der postsynaptischen<br />

Membran<br />

Acetylcholin-Freisetzung, Anlagerung möglich, aber kein<br />

Na + -Einstrom, keine Kontraktion<br />

Blockierung der Acetylcholinesterase erhöht tendenziell die<br />

Acetylcholinkonzentration, damit Wahrscheinlichkeit höher,<br />

dass Acetylcholin statt Gift auf Rezeptoren trifft, teilweise<br />

Aufhebung der Wirkung des α –Conotoxins, Wirkung weniger<br />

stark, auf andere Conotoxine keine Wirkung<br />

Da Freisetzung von Acetylcholin verhindert, keine Weiterleitung<br />

von Aktionspotenzialen, keine Schmerzen,<br />

entsprechende Dosis beachten, örtlich einsetzen, da sonst<br />

Ausfall lebenswichtiger Funktionen.<br />

8<br />

I<br />

II<br />

III<br />

II<br />

II<br />

III<br />

14<br />

11<br />

4<br />

2<br />

4<br />

3


<strong>Aufgabenbeispiele</strong> <strong>und</strong> <strong>Korrektur</strong>- <strong>und</strong> Bewertungshinweise für zentrale schriftliche Abiturprüfungen<br />

Biologie<br />

Aufgabe Erwartete Teilleistungen AFB BE<br />

5.<br />

Als Handlungsketten bezeichnet man die Abfolge aufeinander<br />

bezogener Instinkthandlungen, die ausgeführte Endhandlung<br />

wirkt als Auslöser für eine neue Instinkthandlung.<br />

Darstellung einer Handlungskette<br />

Schnecke Fisch (Beute)<br />

Schnecke lauert im Boden Bewegung des Beutetiers<br />

Präsentation des rötlichen<br />

Schl<strong>und</strong>rohres<br />

Schnecke fährt Schl<strong>und</strong>rohr<br />

aus, Abschießen eines Pfeiles<br />

Fisch wird verschlungen<br />

9<br />

schnappt nach dem Köder<br />

Liegenbleiben des Fisches<br />

(Auffächerung der Brustflossen)<br />

Gesamt: AFB I AFB II AFB III<br />

48 17 24 7<br />

Quellenangabe:<br />

1. www. kfa-juelich.de, 12.05.2002<br />

2. www. zoologie-skript.de, 12.05.2002<br />

3. Unterricht Biologie, Klausur <strong>und</strong> Abitur, 2. Auflage, Friedrich-Verlag, Seelze, CD-Rom<br />

I<br />

II<br />

3<br />

7


<strong>Aufgabenbeispiele</strong> <strong>und</strong> <strong>Korrektur</strong>- <strong>und</strong> Bewertungshinweise für zentrale schriftliche Abiturprüfungen<br />

Biologie<br />

Aufgabenbeispiel für den Teil B I 1<br />

Thema: Genetik<br />

Die folgende Aufgabe ist dem in den EPA festgelegten Themenbereich Genetik <strong>und</strong> Entwicklung<br />

zuzuordnen. Dieser ist in den verbindlichen curricularen Vorgaben für das 1. Schulhalbjahr<br />

der Qualifikationsphase beschrieben.<br />

Als Träger für die Erbinformation eignen sich nur Makromoleküle, die variabel zusammengesetzt<br />

sind. Lange Zeit glaubte man, dass die Eiweiße dazu besonders geeignet seien.<br />

AVERY konnte 1944 nachweisen, dass die DNA die Erbsubstanz <strong>und</strong> damit Träger der genetischen<br />

Information ist.<br />

1. Vergleichen Sie den Bau der DNA mit dem der RNA. 6 BE<br />

2. Beschreiben Sie den Vorgang der Transkription.<br />

3. Ein hergestelltes Eiweiß ist das Hämoglobin. Voraussetzung für die Funktion<br />

des Hämoglobins, Sauerstoff reversibel zu binden, ist eine bestimmte<br />

räumliche Struktur. Diese hängt von der Aminosäuresequenz ab. Die<br />

Analyse eines für die Hämoglobinsynthese verantwortlichen Genabschnittes<br />

ergab die folgende Basensequenz:<br />

3.1<br />

Base C A A G T A G A C T G A G G G C T T C T C<br />

Nr. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21<br />

Ermitteln Sie die entsprechende m-RNA <strong>und</strong> die Aminosäuresequenz mithilfe<br />

der Code- Sonne.<br />

3.2 Bei Untersuchungen hat man folgende Veränderungen festgestellt:<br />

a) Austausch der Base Nr.12 gegen Thymin,<br />

b) Austausch der Base Nr. 10 gegen Adenin,<br />

c) Einschub der Base Guanin zwischen die Basen Nr. 9 <strong>und</strong> 10,<br />

d) Verlust der Base Nr. 10.<br />

Begründen Sie die jeweils möglichen Auswirkungen, die diese Mutationen<br />

auf die Funktion des Hämoglobins haben könnten.<br />

4. Die künstliche Synthese von m-RNA kann auf folgende Weise durchgeführt<br />

werden:<br />

Man pipettiert in ein Reagenzglas Wasser <strong>und</strong> folgende Stoffe: RNA-<br />

Polymerase, DNA als erbinformationstragendes Molekül, RNA-Bausteine<br />

<strong>und</strong> ein energieregenerierendes System. Nach etwa 15 Minuten Reaktionszeit<br />

bei 37 °C fällt man alle hochmolekularen Nukleinsäuren aus. Steigert<br />

man in verschiedenen Ansätzen des Versuches die Konzentration der RNA-<br />

Polymerase, so nimmt die RNA-Ausbeute zunächst zu <strong>und</strong> erreicht dann<br />

ein Plateau.<br />

Erklären Sie das Ergebnis.<br />

1 Von den nachfolgenden Aufgaben B I <strong>und</strong> B II muss eine durch die Prüflinge bearbeitet werden.<br />

10<br />

5 BE<br />

6 BE<br />

10 BE<br />

5 BE


<strong>Aufgabenbeispiele</strong> <strong>und</strong> <strong>Korrektur</strong>- <strong>und</strong> Bewertungshinweise für zentrale schriftliche Abiturprüfungen<br />

Biologie<br />

Material<br />

11


<strong>Aufgabenbeispiele</strong> <strong>und</strong> <strong>Korrektur</strong>- <strong>und</strong> Bewertungshinweise für zentrale schriftliche Abiturprüfungen<br />

Biologie<br />

Erwartungshorizont<br />

Aufgabe Erwartete Teilleistungen AFB BE<br />

1.<br />

2.<br />

3.1<br />

3.2<br />

4.<br />

RNA DNA<br />

Nukleotide<br />

A, G, C<br />

Phosphat<br />

Ribose Desoxiribose<br />

Urazil Thymin<br />

überwiegend<br />

einsträngig doppelsträngig<br />

Schlussfolgerung: ähnliche, verwandte Moleküle<br />

Ablauf der Transkription:<br />

Ansetzen der RNA-Polymerase,<br />

Lösen der H-Brücken, Ablesen des codogenen Stranges,<br />

Anlagerung komplementärer Nukleotide bis zum Stoppzeichen,<br />

Ablösen der Polymerase<br />

m-RNA: G-U-U-C-A-U-C-U-G-A-C-U-C-C-C-G-A-A-G-A-G<br />

AS-Kette: Val - His - Leu – Thr - Pro – Glu – Glu<br />

Zu a) Thr bleibt, keine Veränderung<br />

Zu b) Ser statt Thr, könnte, muss aber keine Veränderung<br />

hervorrufen, da nur eine Aminosäure verändert ist<br />

Zu c) Verschiebung des Leserahmens ab 4. Triplett, andere<br />

Aminosäuresequenz, wahrscheinlich Funktionsverlust<br />

Zu d) Leserahmenverschiebung wie c.)<br />

Solange freie Startstellen für Ansetzen der RNA-Polymerase<br />

vorhanden sind, steigt m-RNA-Produktion in begrenzter Zeit,<br />

wenn Steigerung der m-RNA-Produktion soweit, dass alle Startstellen<br />

besetzt sind, keine Steigerung der Synthese mehr möglich,<br />

Plateauphase<br />

Gesamt: AFB I AFB II AFB III<br />

32 11 16 5<br />

Quellenangabe:<br />

1. Abiturprüfungen Biologie Gr<strong>und</strong>kurs, Baden-Württemberg, Abiturprüfung 1987, Aufg. B 2<br />

Molekulargenetik, S. 87 - 12<br />

2. Daumer, Genetik, BSV, München, 1997, S. 90<br />

3. Bresch, C. u. Hausmann, R., Klassische <strong>und</strong> molekulare Genetik, Springer-Verlag, Berlin,<br />

1972, S. 254<br />

4. Wolf, K.,Genetik, Westermann-Schulbuchverlag, Braunschweig 1993<br />

12<br />

I<br />

I<br />

II<br />

II<br />

III<br />

6<br />

5<br />

6<br />

10<br />

5


<strong>Aufgabenbeispiele</strong> <strong>und</strong> <strong>Korrektur</strong>- <strong>und</strong> Bewertungshinweise für zentrale schriftliche Abiturprüfungen<br />

Biologie<br />

Aufgabenbeispiel für den Teil B II 1<br />

Die folgende Aufgabe ist dem in den EPA festgelegten Themenbereich Ökologie <strong>und</strong> Umweltschutz<br />

zuzuordnen. Dieser ist in den verbindlichen curricularen Vorgaben für das 2.<br />

Schulhalbjahr der Qualifikationsphase beschrieben.<br />

Thema: Ökologie<br />

Waldkalkungen<br />

Saurer Regen führt in weiten Teilen des B<strong>und</strong>esgebietes zu dauerhaften direkten <strong>und</strong> indirekten<br />

Waldschäden. In Thüringen, dem B<strong>und</strong>esland mit dem größten Waldbestand<br />

Deutschlands, versucht man, die sauren Böden mit Dolomitenkalk zu neutralisieren. Dolomitenkalk<br />

ist ein Gemisch aus Calciumcarbonat mit etwa 15% Magnesiumcarbonat. Die enthaltenen<br />

Calcium-Ionen binden an Bodenkolloide <strong>und</strong> tragen zur Verbesserung der Krümelstruktur<br />

des Bodens bei. Magnesium-Ionen benötigen die Pflanzen zur Chlorophyllsynthese.<br />

Carbonat-Ionen reagieren in sauren Böden mit den vorhandenen Hydronium-Ionen zu Kohlendioxid<br />

<strong>und</strong> Wasser. Somit werden die Böden neutralisiert.<br />

1. Beschreiben Sie anhand einer schematischen Übersicht die Schichtung des<br />

Ökosystems Wald.<br />

2. Nennen Sie Einflüsse des sauren Regens auf die einzelnen Schichten eines<br />

Waldökosystems.<br />

3. Ermitteln Sie entsprechend der Anlage 1 experimentell den Kalkgehalt von<br />

drei unterschiedlichen Bodenproben aus der Umgebung Ihres Schulortes.<br />

Notieren Sie Ihre Beobachtungen <strong>und</strong> leiten Sie Aussagen zur Bodenversauerung<br />

in den entsprechenden Waldgebieten ab.<br />

4. Zur Wirksamkeit von Waldkalkungen wurden die in Anlage 2 zusammengestellten<br />

Ergebnisse ermittelt.<br />

Diskutieren Sie zusammenfassend den Einsatz einer solchen Maßnahme.<br />

Material<br />

Anlage 1<br />

Versuchsanleitung zur Bestimmung des Kalkgehaltes verschiedener Bodenproben<br />

13<br />

5 BE<br />

6 BE<br />

8 BE<br />

13 BE<br />

Geben Sie etwa 5 ml Löffel der Bodenprobe auf eine Glasunterlage <strong>und</strong> fügen Sie fünf Tropfen<br />

5%ige Salzsäure hinzu.<br />

Zur Beurteilung des Kalkgehaltes gelten folgende Kriterien:<br />

anhaltendes Aufschäumen > 5 % Kalk<br />

deutliches Aufschäumen 3 – 5 % Kalk<br />

schwaches Aufschäumen 1 – 3 % Kalk<br />

kein Aufschäumen < 1 % Kalk.<br />

1 Von den nachfolgenden Aufgaben B I <strong>und</strong> B II muss eine durch die Prüflinge bearbeitet werden.


<strong>Aufgabenbeispiele</strong> <strong>und</strong> <strong>Korrektur</strong>- <strong>und</strong> Bewertungshinweise für zentrale schriftliche Abiturprüfungen<br />

Biologie<br />

Material<br />

Anlage 2<br />

Untersuchungsergebnisse zu Auswirkungen von Waldkalkungen auf Versuchsparzellen<br />

im Höglwald /Berlin<br />

Abb. 1: Deckungsgrad von Sauerklee Abb. 2: Ab<strong>und</strong>anz geschlechtsreifer<br />

(Oxalis acetosella) Regenwürmer 1987, Kalkung 1984<br />

Abb. 3: Vergleich der Laufaktivitäten von Abb. 4: Bodenacidität in verschiedenen<br />

Ameisen (Nest 1: gekalkt mit staubendem Bodentiefen ( L – Oh : Auflagehumus)<br />

Dolomit, Nest 2 unbekalkt, normale Laufaktivität)<br />

Begriffserklärung:<br />

14<br />

Tab.: Anzahl von Sämlingen bzw.<br />

Jungpflanzen<br />

Ab<strong>und</strong>anz: Anzahl der Individuen einer Art bezogen auf die Fläche ihres Lebensraumes<br />

Deckungsgrad: prozentualer Flächenanteil, den Individuen einer Pflanzenart bedecken


<strong>Aufgabenbeispiele</strong> <strong>und</strong> <strong>Korrektur</strong>- <strong>und</strong> Bewertungshinweise für zentrale schriftliche Abiturprüfungen<br />

Biologie<br />

Erwartungshorizont<br />

Aufgabe Erwartete Teilleistungen AFB BE<br />

1.<br />

2.<br />

3.<br />

4.<br />

Schichtung des Waldes: Baumschicht (Kronen- <strong>und</strong> Stammschicht),<br />

Strauchschicht, Krautschicht, Moosschicht, Wurzelschicht<br />

entsprechende schematische Übersicht<br />

Schadstoffe reagieren mit Wasser zu Säuren, diese schädigen<br />

in allen Schichten bis zum Waldboden die Blätter, Säuren reichern<br />

sich im Boden an <strong>und</strong> zerstören hier Bodenmineralien,<br />

mobilisieren Schwermetalle <strong>und</strong> waschen Mineralien aus, diese<br />

gelangen ins Gr<strong>und</strong>wasser, Schädigung der Bodenorganismen<br />

<strong>und</strong> Wurzeln, Waldsterben als Folge<br />

Durchführung des Experimentes<br />

Formulierung der Beobachtungen <strong>und</strong> Ergebnisse: Angabe des<br />

Kalkgehaltes <strong>und</strong> Einschätzung der Bodenversauerung entsprechend<br />

der zur Verfügung stehenden Bodenproben<br />

Positive Ergebnisse:<br />

Zunahme der Artendichte <strong>und</strong> des Deckungsgrades z. B. Regenwürmer,<br />

verschiedene Kräuter wie Sauerklee,<br />

Ausbildung von Kraut- bzw. Strauchschicht durch Ansiedlung<br />

von Sämlingen, pH-Wert im Auflagehumus des Bodens steigt<br />

stark an, in tieferen Bodenschichten nur sehr geringer Anstieg.<br />

Negative Ergebnisse: Aktivität von Insekten z. B. Ameisen stark<br />

beeinträchtigt, wahrscheinlich auch Beeinflussung anderer Tiere.<br />

Bewertung:<br />

Waldkalkung ist sinnvoll z. B. bei extremer Bodenversauerung,<br />

wenn Sofortmaßnahmen aufgr<strong>und</strong> extremer Belastung erforderlich<br />

sind, z. B. um Neuanpflanzungen überhaupt zu ermöglichen.<br />

Waldkalkung ist nicht sinnvoll in Waldgebieten mit seltenen<br />

Insektenarten, bei naturnahem Waldanbau Zweckmäßigkeit der<br />

Mittel.<br />

Gesamt: AFB I AFB II AFB III<br />

32 11 16 5<br />

Quellenangabe:<br />

1 Unterricht Biologie, Erhard Friedrich Verlag, Seelze, 18. Jahrgang/ September 1994,<br />

S. 45<br />

2. Hrsg.: Prof. H. Bayrhuber, Prof. Kall u. a.: Linder Biologie Lehrermaterialien Teil 1, Herausgeber<br />

Feldermann, Schroedel Verlag GmbH, Hannover 1999, S. 59<br />

15<br />

I<br />

I<br />

II<br />

II<br />

III<br />

5<br />

6<br />

8<br />

8<br />

5


<strong>Aufgabenbeispiele</strong> <strong>und</strong> <strong>Korrektur</strong>- <strong>und</strong> Bewertungshinweise für zentrale schriftliche Abiturprüfungen<br />

Biologie<br />

1.3 <strong>Aufgabenbeispiele</strong> für den Leistungskurs<br />

Aufgabenbeispiel für den Teil A<br />

Die folgende Aufgabe ist dem in den EPA festgelegten Themenbereich Genetik <strong>und</strong> Entwicklung<br />

zuzuordnen. Dieser ist in den verbindlichen curricularen Vorgaben für das 1. Schulhalbjahr<br />

der Qualifikationsphase beschrieben.<br />

Thema: Genetik<br />

Weitergabe der Erbinformation <strong>und</strong> deren Beeinflussbarkeit<br />

1. Aufgabe<br />

Der Chemie-Nobelpreis ging 1993 zu gleichen Teilen an Kary B. Mullis - für die Entwicklung<br />

der PCR zur Vervielfältigung von DNA-Abschnitten - <strong>und</strong> an Michael Smith, dem die Genetik<br />

die Methode zur gezielten Veränderung eines Gens verdankt. Diese Technik ist zwar nicht<br />

so spektakulär in der Öffentlichkeit gefeiert worden wie die PCR, sie findet aber seit 1977<br />

ebenfalls vielfältige Anwendung in der Molekularbiologie <strong>und</strong> Gentechnik. Die gezielte Mutagenese<br />

mit synthetischen Oligonukleotiden wird eingesetzt, um ein bestimmtes Nukleotid in<br />

einem Gen auszutauschen <strong>und</strong> damit ein kontrolliert verändertes Genprodukt zu erzeugen.<br />

Allerdings muss hierzu die Umgebung der zu verändernden Stelle in ihrer Basensequenz<br />

bekannt sein, damit ein passendes kurzes DNA-Stück aus 15 bis 20 Nukleotiden hergestellt<br />

werden kann, das sich nur in der Base an der gewünschten Stelle unterscheidet. Den Gesamtablauf<br />

der gezielten Mutagenese zeigt die Anlage 1.<br />

1.1 Beschreiben Sie den Ablauf der dargestellten Mutagenese <strong>und</strong> erklären Sie<br />

die bei A <strong>und</strong> B ablaufenden Prozesse.<br />

16<br />

12 BE<br />

1.2 Erläutern Sie die Auswirkungen der Mutagenese für den vorliegenden Fall.<br />

Nutzen Sie dabei die «Code-Sonne» als Hilfsmittel. 7 BE<br />

1.3 Stellen Sie Hypothesen über die zu erwartende Häufigkeit der Kolonien<br />

mutierter Bakterien auf. 6 BE<br />

1.4 Begründen Sie zwei Anwendungsmöglichkeiten für die gezielte<br />

Mutagenese. 4 BE<br />

2. Aufgabe<br />

Antibiotika sind Stoffe, die von Mikroorganismen, vor allem Schimmelpilzen, gebildet oder<br />

auf chemischem Wege hergestellt werden <strong>und</strong> sich durch antibakterielle Wirkungen auszeichnen.<br />

Bei der Aufklärung der Proteinbiosynthese waren einige Antibiotika wichtige Hilfsmittel,<br />

da bestimmte Teilprozesse von ihnen ganz spezifisch beeinflusst werden. Diese Aussage<br />

trifft auch auf Streptomycin zu. In den Anlagen 2 <strong>und</strong> 3 sind solche Untersuchungsverfahren<br />

<strong>und</strong> deren Ergebnisse dargestellt.<br />

2.1 Beschreiben Sie den Vorgang der Translation.<br />

2.2 Interpretieren Sie die Versuchsergebnisse der Anlage 3, Abb. 1 u. a. im<br />

Hinblick auf die Wirkungsmechanismen des Antibiotikums Streptomycin.<br />

11 BE<br />

14 BE<br />

2.3 Beurteilen Sie die in der Anlage 3, Abb. 2 wiedergegebene Modellvorstellung<br />

über die Wirkungsweise des Streptomycins. 6 BE


<strong>Aufgabenbeispiele</strong> <strong>und</strong> <strong>Korrektur</strong>- <strong>und</strong> Bewertungshinweise für zentrale schriftliche Abiturprüfungen<br />

Biologie<br />

Material<br />

Anlage 1: Verlauf einer gezielten Mutagenese<br />

Anlage 2<br />

A<br />

B<br />

Als Mittel zur Bekämpfung bakterieller Infektionen wird Streptomycin heute nur noch wenig<br />

verwendet; seine Wirkungen im molekularen Bereich sind für viele Wissenschaftler nach wie<br />

vor überaus interessant. Streptomycin beeinflusst die Proteinbiosynthese bestimmter Bakterien,<br />

indem es auf die kleine (30 S)-Untereinheit der Ribosomen einwirkt (s. Abb. 2). Genaueres<br />

über die Wirkungsmechanismen von Streptomycin erbrachten verschiedene Versuche,<br />

die in den 60-er Jahren durchgeführt wurden. Ein Versuch sei hier beschrieben:<br />

Aus aufgebrochenen Escherichia coli-Zellen wurde in mehreren Zentrifugationsschritten ein<br />

zellfreies System erstellt, das die zur Proteinbiosynthese notwendigen Komponenten enthält.<br />

Mittels künstlicher DNA wurde eine m-RNA hergestellt, die aus einer sich ständig wiederholenden<br />

Abfolge von U- <strong>und</strong> C-Ribonucleotiden (Poly-UC) bestand. Zur Überprüfung, ob ein<br />

Einbau in Polypeptide tatsächlich erfolgte, wurden radioaktiv markierte Aminosäuren in jeweils<br />

gleicher Stoffmenge benutzt.<br />

In verschiedenen Versuchsansätzen wurden alle Aminosäuren überprüft, indem man dem<br />

zellfreien System jeweils Poly-UC <strong>und</strong> je eine markierte Aminosäure in definierter Stoffmenge<br />

zugab. Die Radioaktivität der entstandenen Polypeptide gab nun darüber Auskunft, ob<br />

<strong>und</strong> in welchem Maße die jeweils getesteten Aminosäuren eingebaut wurden. In einer weiteren<br />

Versuchsreihe wurde, bei sonst gleicher Anordnung, eine definierte Menge Streptomycin<br />

hinzugegeben. Die Versuchsergebnisse sind in dem Säulendiagramm (Abb. 1) wiedergegeben.<br />

17


<strong>Aufgabenbeispiele</strong> <strong>und</strong> <strong>Korrektur</strong>- <strong>und</strong> Bewertungshinweise für zentrale schriftliche Abiturprüfungen<br />

Biologie<br />

Anlage 3<br />

Abbildung 1: Art <strong>und</strong> Stoffmenge eingebauter Aminosäuren bei Verwendung von Poly-UC im<br />

zellfreien Synthesesystem (links ohne Streptomycin, rechts mit Streptomycin)<br />

Abbildung 2: Modell zur Wirkungsweise von Streptomycin<br />

18


<strong>Aufgabenbeispiele</strong> <strong>und</strong> <strong>Korrektur</strong>- <strong>und</strong> Bewertungshinweise für zentrale schriftliche Abiturprüfungen<br />

Biologie<br />

Abbildung 3:<br />

19


<strong>Aufgabenbeispiele</strong> <strong>und</strong> <strong>Korrektur</strong>- <strong>und</strong> Bewertungshinweise für zentrale schriftliche Abiturprüfungen<br />

Biologie<br />

Erwartungshorizont<br />

Aufgabe Erwartete Teilleistungen AFB BE<br />

1.1<br />

1.2<br />

1.3<br />

1.4<br />

2.1<br />

2.2<br />

Ablauf:<br />

Einfügen eines veränderten Gens<br />

Entstehen von Einzelsträngen durch Erwärmung<br />

Zugabe künstlicher Oligonucleotide mit komplementärer<br />

Basenpaarung (bis auf ein Triplett)<br />

Zugabe von Polymerase, Ligase, Nucleotiden; damit<br />

Strangverlängerung<br />

Einschleusen in Bakterium – Vermehrung<br />

Entstehung von Bakterien mit <strong>und</strong> ohne Mutationen.<br />

Erklärung:<br />

durch Erwärmung - Lösen der Wasserstoffbrückenbindungen,<br />

dadurch Entstehung von Einzelsträngen<br />

durch Abkühlung - Hybridisierung, Anlagerung der<br />

Oligonucleotide entsprechend der Basenpaarung.<br />

Mutante mit AAA – m-RNA UUU − Aminosäure: Phe<br />

Original mit ATA – m-RNA UAU − Aminosäure: Tyr<br />

statt Tyr wird Phe ins Eiweiß eingebaut<br />

theoretisch: 50 : 50<br />

durch Verdopplung der DNA gleichmäßige Weitergabe des mutierten<br />

<strong>und</strong> des originalen Stranges;<br />

da Möglichkeit zur Reparatur der DNA - Erkennen Reparaturenzyme<br />

falsch gepaarte Nukleotide; Austausch dieser; tatsächliche<br />

Anzahl der Mutanten kleiner<br />

gezielter Austausch einer Aminosäure möglich;<br />

Möglichkeit, Eigenschaften von Molekülen zu erforschen<br />

oder Enzyme mit anderen Eigenschaften zu konstruieren;<br />

Gr<strong>und</strong>lagenforschung zur Aufklärung von Struktur <strong>und</strong> Funktion<br />

von Genen, punktgenaue DNA-Veränderung möglich <strong>und</strong> in ihrer<br />

Wirkung überprüfbar<br />

Vorgang der Translation mit Initiation, Elongation, Termination<br />

ohne Streptomycin:<br />

Poly-UC-RNA - je nach Ablesebeginn - Serin- Leucin<br />

mit Streptomycin:<br />

Serin, Leucin + Phenylalanin, Prolin, Histidin<br />

Codone: Phe – UUU<br />

Pro – CCU/CCC/CCA/CCG<br />

His – CAU/CAC<br />

20<br />

I<br />

II<br />

II<br />

II<br />

III<br />

III<br />

I<br />

II<br />

8<br />

4<br />

7<br />

3<br />

3<br />

4<br />

11<br />

10


<strong>Aufgabenbeispiele</strong> <strong>und</strong> <strong>Korrektur</strong>- <strong>und</strong> Bewertungshinweise für zentrale schriftliche Abiturprüfungen<br />

Biologie<br />

Aufgabe Erwartete Teilleistungen AFB BE<br />

2.3<br />

unkorrekte Paarung, unkorrekte Codon - Anticodon –<br />

Wechselwirkung, Ablesefehler, -freiheiten<br />

Stoffmengenproduktion insgesamt geringer mit Streptomycin<br />

möglich: strukturelle Veränderung der Ribosomen<br />

Vorstellung zeigt Veränderung/ Deformation der m-RNA durch<br />

Streptomycin.<br />

Auswirkungen auf Paarung Codon - Anticodon,<br />

damit Erklärung des Einbaus anderer Aminosäuren möglich.<br />

Erklärung der Verminderung der Gesamtzahl der Aminosäuren<br />

mit diesem Modell nicht möglich, Wechselwirkung muss so groß<br />

sein, dass die Synthese ganz behindert wird.<br />

Gesamt: AFB I AFB II AFB III<br />

60 19 30 11<br />

Quellenangabe:<br />

1. CD-Rom Klausur <strong>und</strong> Abitur, Unterricht Biologie 2. Auflage, Friedrich-Verlag, Seelze<br />

2. Jaenicke, Materialienhandbuch Kursunterricht Biologie, Band 5/II Genetik, Aulis-Verlag,<br />

Deubner & Co KG, Köln 1997, S. 422ff.<br />

3. Bresch, C., Klassische <strong>und</strong> molekulare Genetik, Springer-Verlag, Berlin, 1972, S. 254<br />

4. Wolf, K., Genetik, Westermann-Schulbuchverlag, Braunschweig, 1993<br />

21<br />

III<br />

II<br />

4<br />

6


<strong>Aufgabenbeispiele</strong> <strong>und</strong> <strong>Korrektur</strong>- <strong>und</strong> Bewertungshinweise für zentrale schriftliche Abiturprüfungen<br />

Biologie<br />

Aufgabenbeispiel für den Teil B I 1<br />

Die folgende Aufgabe ist dem in den EPA festgelegten Themenbereich Evolution zuzuordnen.<br />

Dieser ist in den verbindlichen curricularen Vorgaben für das 4. Schulhalbjahr der Qualifikationsphase<br />

beschrieben.<br />

Thema: Evolution<br />

Der Eleonorenfalke - ein Jagdspezialist<br />

Falken sind kleine bis mittelgroße Beutegreifer (siehe Abb. 1) mit großem r<strong>und</strong>em Kopf, großen<br />

dunklen Augen <strong>und</strong> relativ schwachen Fängen. An ihrem Oberschnabel befindet sich ein<br />

zahnartiger Vorsprung, der so genannte „Falkenzahn“. Er dient als Tötungswerkzeug, mit<br />

dem der<br />

Nackenbiss ausgeführt wird. Die meisten Falkenarten sind durch ihren bis zu 200 km/h<br />

schnellen Flug auf das Fangen fliegender Vögel spezialisiert.<br />

1. Stellen Sie die Entstehung des „Falkenzahnes“ nach der Evolutionstheorie<br />

LAMARCKs als Fließschema dar. 8 BE<br />

2. Beschreiben Sie die Angepasstheit des Eleonorenfalken an seine Lebensweise.<br />

5 BE<br />

3. Erläutern Sie auf der Gr<strong>und</strong>lage der synthetischen Evolutionstheorie die<br />

Herausbildung der verhaltensbiologischen Besonderheiten des Eleonorenfalken.<br />

4. Stellen Sie mithilfe der Tabelle die Gemeinsamkeiten <strong>und</strong> Unterschiede im<br />

Verhalten der drei Falkenarten dar. Begründen Sie, inwiefern sich Schlussfolgerungen<br />

auf Verwandtschaft dieser Arten ziehen lassen.<br />

5. Entwickeln Sie zwei Hypothesen zur Entstehung des Zugverhaltens der<br />

Falken.<br />

1 Von den nachfolgenden Aufgaben B I <strong>und</strong> B II muss eine durch die Prüflinge bearbeitet werden.<br />

22<br />

13 BE<br />

8 BE<br />

6 BE


<strong>Aufgabenbeispiele</strong> <strong>und</strong> <strong>Korrektur</strong>- <strong>und</strong> Bewertungshinweise für zentrale schriftliche Abiturprüfungen<br />

Biologie<br />

Material<br />

Der Eleonorenfalke - ein Jagdspezialist<br />

Besondere Spezialisten sind die Eleonorenfalken (Falco eleonorae). Sie sind etwas größer<br />

als die einheimischen Baumfalken <strong>und</strong> häufig dunkel bis schwarz gefärbt. Bewegt sich der<br />

Zug der Singvögel im Spätherbst gen Süden, trifft er im Mittelmeerraum auf eine lebende<br />

Barriere von Beutegreifern. In der hauptsächlichen Zughöhe von 800 bis 1 000 m Höhe fliegen<br />

mitunter Gruppen von über 100 Falken gegen den aus nördlicher Richtung ankommenden<br />

Wind <strong>und</strong> warten auf die mit dem Wind nach Süden ziehenden Zugvögel. An derartigen<br />

Sperrriegeln finden jedes Jahr bis zu 1,5 Millionen Zugvögel aus über 60 verschiedenen<br />

Arten den Tod. Auf den Bestand der bei uns brütenden Singvögel haben die Eleonorenfalken<br />

jedoch keinen Einfluss.<br />

Auch die Brutzeit dieser Falkenart ist dem Vogelzug angepasst. Eleonorenfalken brüten erst<br />

ab Ende Juli bis Anfang August. Sind die Jungen flügge, verlassen die Falken ihr Brutgebiet<br />

<strong>und</strong> ziehen über das Rote Meer nach Madagaskar in ihr Überwinterungsgebiet, wo sie sich<br />

von Insekten ernähren.<br />

Abb. 1: Eleonorenfalke Abb. 2: Brut- <strong>und</strong> Überwinterungsgebiete der<br />

Eleonorenfalken<br />

Tab.: Weitere südlich des Äquators überwinternde Falkenarten<br />

Art Vorkommen in<br />

Mitteleuropa<br />

Rotfußfalke<br />

Falco<br />

vespertinus<br />

Baumfalke<br />

Falco subbuteo<br />

offenes steppenartiges<br />

Tiefland<br />

(Ungarn <strong>und</strong><br />

Slowakei)<br />

Wälder, Moore,<br />

Heiden<br />

Nahrung Brutzeit Winterquartier<br />

Großinsekten,<br />

Kleinsäuger,<br />

Vögel<br />

Kleinvögel,<br />

Insekten<br />

23<br />

Mai – September Südwestafrika<br />

Mai – September Südafrika


<strong>Aufgabenbeispiele</strong> <strong>und</strong> <strong>Korrektur</strong>- <strong>und</strong> Bewertungshinweise für zentrale schriftliche Abiturprüfungen<br />

Biologie<br />

Erwartungshorizont<br />

Aufgabe Erwartete Teilleistungen AFB BE<br />

1.<br />

2.<br />

3.<br />

4.<br />

5.<br />

Lamarck: Umweltveränderung: z. B. größere Konkurrenz –<br />

inneres Bedürfnis: schnelleres <strong>und</strong> sicheres Töten der Beutetiere<br />

- Übung: Strecken des Schnabels - Kräftigung, Verlängerung<br />

<strong>und</strong> Krümmung des Schnabels bis zur Ausbildung des<br />

Falkenzahnes - Vererbung der erworbenen Eigenschaft, wenn<br />

sie beide Elternteile aufweisen<br />

Lebensweise ist gekennzeichnet durch im Schwarm ziehende<br />

Beutevögel über dem offenen Meer,<br />

Angepasstheit durch Körper- <strong>und</strong> Schnabelform, Flugvermögen<br />

im Gegenwind, Jagdverhalten in Flugformation, verlagerte<br />

Brutzeit in die Zeit des Singvogelzuges (auch der Schutz vor<br />

Feinden im Brut-, Zug- <strong>und</strong> Überwinterungsgebiet könnte<br />

genannt werden)<br />

Genpool der „Urfalken“ - Mutationen führen zu Veränderungen<br />

verschiedener Verhaltensweisen, z. B. bevorzugte Brut auf<br />

Inseln in Meeresnähe, Beutefang über dem offenen Meer,<br />

verspätete Brutperiode – Rekombination der Merkmale -<br />

Selektion: später brütende Tiere mit effektiverer Jagdtechnik<br />

zeigten die größte Fitness – jahreszeitliche Isolation durch die<br />

veränderte Brutzeit, auch geografische Isolation – veränderter<br />

Genpool: neue Art: Eleonorenfalke; die Anpassung an das<br />

Jagen auf dem offenen Meer führte im Gegensatz zu anderen<br />

Falken zur Bevorzugung der Flugroute über das Rote Meer<br />

nach Madagaskar.<br />

Es handelt sich um eine Koevolution: Zugvögel-Beutejäger<br />

Gemeinsamkeiten:<br />

Ernährung von Insekten <strong>und</strong> Vögeln, Zugverhalten<br />

Unterschiede:<br />

jede Art besiedelt einen besonderen Lebensraum,<br />

unterschiedliche Brutzeit des Eleonorenfalken, der als einziger<br />

auf Madagaskar überwintert<br />

Begründung:<br />

Die gemeinsame Brutzeit <strong>und</strong> das angrenzende<br />

Überwinterungsgebiet lassen eine nähere Verwandtschaft von<br />

Rotfuß- <strong>und</strong> Baumfalke untereinander vermuten, diese müsste<br />

jedoch mit molekulargenetischen oder zytologischen Methoden<br />

eindeutiger geklärt werden.<br />

1. Die Falken lebten zunächst nur in Mitteleuropa. Durch<br />

Klimaveränderung mussten die Beutetiere durch den<br />

Nahrungsmangel Winterquartiere im Süden aufsuchen;<br />

Greifvögel folgten den Beutetieren.<br />

24<br />

I<br />

II<br />

I<br />

I<br />

II<br />

III<br />

II<br />

III<br />

4<br />

4<br />

5<br />

4<br />

8<br />

1<br />

8<br />

6


<strong>Aufgabenbeispiele</strong> <strong>und</strong> <strong>Korrektur</strong>- <strong>und</strong> Bewertungshinweise für zentrale schriftliche Abiturprüfungen<br />

Biologie<br />

Aufgabe Erwartete Teilleistungen AFB BE<br />

2. Die Falken lebten nur in Südafrika; die Populationen breiteten<br />

sich dort rasch aus <strong>und</strong> verlagerten ihre Brutplätze unter<br />

dem Konkurrenzdruck immer weiter nach Norden - eventuell<br />

auch wegen der kurzen Tageslänge in den Tropen, sie kehren<br />

lediglich zur Überwinterung in ihre ursprüngliche Heimat zurück.<br />

Gesamt: AFB I AFB II AFB III<br />

40 13 20 7<br />

Quellenangabe:<br />

1. Schröpel, Räuber <strong>und</strong> Beute, Urania-Verlag, Leipzig Jena Berlin, 1985, S.136 f.<br />

2. Singer, Die Vögel Mitteleuropas, Kosmos Naturklassiker, Franckh-Kosmos Verlags-GmbH<br />

& Co, Stuttgart 1988, 4. Auflage 2000<br />

25


<strong>Aufgabenbeispiele</strong> <strong>und</strong> <strong>Korrektur</strong>- <strong>und</strong> Bewertungshinweise für zentrale schriftliche Abiturprüfungen<br />

Biologie<br />

Aufgabenbeispiel für den Teil B II 1<br />

Die folgende Aufgabe ist dem in den EPA festgelegten Themenbereich Ökologie zuzuordnen.<br />

Dieser ist in den verbindlichen curricularen Vorgaben für das 2. Schulhalbjahr der Qualifikationsphase<br />

beschrieben.<br />

Thema: Ökologie<br />

Angepasstheit an Trockenheit <strong>und</strong> Hitze<br />

Alle Landtiere verlieren ständig durch Verdunstung an der Körperoberfläche <strong>und</strong> bei verschiedenen<br />

physiologischen Vorgängen Wasser. Bei wüstenbewohnenden Tieren findet man<br />

besondere Anpassungen an die Lebensweise mit Wasserknappheit.<br />

1. Nennen Sie 5 Beispiele für die Bedeutung des Wassers bei Pflanzen <strong>und</strong><br />

Tieren. Stellen Sie dar, welche Möglichkeiten es bei der Wasseraufnahme<br />

<strong>und</strong> der Wasserabgabe des Menschen gibt.<br />

26<br />

13 BE<br />

2. Beschreiben <strong>und</strong> erklären Sie die in der Anlage 2 dargestellte Angepasstheit<br />

der Känguru-Ratte an den Wasserfaktor. 8 BE<br />

3. Interpretieren Sie die in den Anlagen 3 <strong>und</strong> 4 dargestellten Aussagen zum<br />

Wasserhaushalt <strong>und</strong> zur Körpertemperatur.<br />

4. Leiten Sie aus dem Material der Anlagen zwei gr<strong>und</strong>sätzliche Überlebensstrategien<br />

für wüstenbewohnende Tiere ab.<br />

1 Von den nachfolgenden Aufgaben B I <strong>und</strong> B II muss eine durch die Prüflinge bearbeitet werden.<br />

13 BE<br />

6 BE


<strong>Aufgabenbeispiele</strong> <strong>und</strong> <strong>Korrektur</strong>- <strong>und</strong> Bewertungshinweise für zentrale schriftliche Abiturprüfungen<br />

Biologie<br />

Material<br />

Anlage 1<br />

Angepasst an Trockenheit <strong>und</strong> Hitze<br />

Lebewesen werden in der Wüste vor allem mit zwei Problemen konfrontiert: hohe Umgebungstemperaturen<br />

<strong>und</strong> Wassermangel. Zur Regulation ihres Wasserhaushalts unter diesen<br />

extremen Bedingungen haben Wüstentiere verschiedene Strategien entwickelt. Zum Beispiel<br />

haben Dromedare die erstaunliche Fähigkeit ausgebildet, in der Tageshitze der Wüste lange<br />

Strecken ohne Wasseraufnahme zurückzulegen. Entgegen der gängigen Meinung besitzen<br />

sie keinen Wasserspeicher. Ihr Höcker besteht hauptsächlich aus Fett. Der manchmal als<br />

„Wassersack“ bezeichnete Pansen enthält angedaute Nahrung. Eine anatomische Auffälligkeit<br />

weist die Nase auf. Beim durstenden Dromedar liegt auf der Schleimhaut eine Schicht<br />

aus Zelltrümmern <strong>und</strong> Schleim, die hygroskopisch ist, also Wasser aufnehmen kann. Untersucht<br />

man die Wege, auf denen ein Säugetier Wasser verliert, so trifft man beim Dromedar<br />

auf unterschiedliche Sparmaßnahmen.<br />

Die Känguru-Ratte ist ein kleines nachtaktives Tier, das sich Erdhöhlen gräbt, in denen es<br />

sich Grasnester einrichtet.<br />

Die Erdhörnchen sind kleine, tagaktive Tiere, die in sozialen Verbänden zusammenleben<br />

<strong>und</strong> ebenfalls Erdhöhlen zum Schutz aufsuchen.<br />

Anlage 2<br />

27<br />

Känguru-Ratte


<strong>Aufgabenbeispiele</strong> <strong>und</strong> <strong>Korrektur</strong>- <strong>und</strong> Bewertungshinweise für zentrale schriftliche Abiturprüfungen<br />

Biologie<br />

Anlage 3 Anlage 4<br />

Tagesverlauf der Körpertemperatur<br />

eines Dromedars im Vergleich zum<br />

Antilopen-Erdhörnchen<br />

Anlage 5<br />

Geschätzte Verdunstung, die notwendig<br />

ist, um eine konstante Körpertemperatur<br />

in der Wüstenhitze aufrechtzuerhalten<br />

28<br />

Körpertemperatur eines Dromedars<br />

unter Wasserentzug sowie bei einer<br />

regelmäßigen Wasserversorgung


<strong>Aufgabenbeispiele</strong> <strong>und</strong> <strong>Korrektur</strong>- <strong>und</strong> Bewertungshinweise für zentrale schriftliche Abiturprüfungen<br />

Biologie<br />

Erwartungshorizont<br />

Aufgabe Erwartete Teilleistungen AFB BE<br />

1.<br />

2.<br />

3.<br />

4.<br />

Wasser als<br />

- Lösungs- <strong>und</strong> Transportmittel<br />

- Mittel zur Wärmeregulation<br />

- Lebensmedium<br />

- Quellungsmittel (Samenkeimung)<br />

- Reaktionsteilnehmer an Stoffwechselprozessen etc.<br />

Wasseraufnahme beim Menschen z. B.<br />

- Trinken<br />

- geb<strong>und</strong>enes Wasser in der Nahrung<br />

- geringe Mengen durch biologische Oxidation<br />

Wasserabgabe beim Menschen z. B.<br />

- Kot<br />

- Schweiß<br />

- Urin<br />

- Atemluft<br />

- Bei relativer Luftfeuchte von 0 % ist ein deutlich höherer<br />

Wasserverlust durch Transpiration als bei 50 % Luftfeuchte.<br />

- Verluste durch Kot- bzw. Urinabgabe ist in beiden Fällen<br />

nahezu gleich.<br />

- Bei 50 % Luftfeuchte erfolgt zusätzlicher Wassergewinn<br />

durch Aufnahme wasserhaltiger Samen.<br />

- Der hauptsächliche Wassergewinn erfolgt durch Nutzung<br />

des Oxidationswassers von der Dissimilation.<br />

Antilopen-Erdhörnchen:<br />

- keine konstante Körpertemperatur im Tagesverlauf, Körpertemperatur<br />

nimmt mit geringerer Temperatur der Umgebung<br />

ab, jedoch mit höherer Umgebungstemperatur zu.<br />

Dromedar (durstend):<br />

- Körpertemperatur zeigt Schwankungen zwischen 35 °C <strong>und</strong><br />

41 °C;<br />

Dromedar (getränkt):<br />

- weniger starke Körpertemperaturschwankungen.<br />

Bei Antilopen-Erdhörnchen <strong>und</strong> Dromedar steigt die Körpertemperatur<br />

in der Hitze an.<br />

Die Regulation der Körpertemperatur durch Verdunstung erfolgt<br />

beim Dromedar nur bei ausreichender Wasserversorgung.<br />

Vermutlich sucht das Erdhörnchen bei hoher Umgebungstemperatur<br />

häufig kühle Erdhöhlen auf, um eine Überhitzung zu vermeiden,<br />

was die starken Temperaturschwankungen im Tagesverlauf<br />

erklären könnte.<br />

Da die Wasserverluste im Wesentlichen auf Transpiration zurückzuführen<br />

sind, spielt die Größe der Körperoberfläche eine<br />

entscheidende Rolle. Große Oberfläche bedeutet größere<br />

Schweißabgabe.<br />

29<br />

I<br />

II<br />

II<br />

III<br />

13<br />

8<br />

12<br />

7


<strong>Aufgabenbeispiele</strong> <strong>und</strong> <strong>Korrektur</strong>- <strong>und</strong> Bewertungshinweise für zentrale schriftliche Abiturprüfungen<br />

Biologie<br />

Aufgabe Erwartete Teilleistungen AFB BE<br />

- Deshalb könnte eine Strategie darin bestehen, möglichst<br />

große Körper auszubilden, da größere Körper eine kleinere<br />

Oberfläche im Verhältnis zum Körpervolumen aufweisen<br />

<strong>und</strong> somit weniger Wärme aufgenommen wird. Zugleich besteht<br />

ein günstigeres Verhältnis von Oxidationswasser produzierender<br />

Körpermasse zur wasserabgebenden Oberfläche.<br />

- Bei kleineren Tieren ist das Verhältnis von transpirierender<br />

Körperoberfläche <strong>und</strong> Oxidationswasser produzierender<br />

Körpermasse ungünstiger. Daher weisen diese Tiere im<br />

Tagesverlauf größere Temperaturschwankungen auf.<br />

Bei Überhitzungsgefahr suchen sie häufiger die kühlenden<br />

Erdhöhlen auf, um die Transpirationsverluste möglichst<br />

gering zu halten.<br />

- (Eine weitere Strategie kann darin bestehen, dass bei ungünstiger<br />

Relation der Körpergröße zur transpirierenden<br />

Oberfläche diese Tiere ihre Aktivitäten auf die kühleren<br />

Abend- <strong>und</strong> Nachtzeiten verlegen.)<br />

Gesamt: AFB I AFB II AFB III<br />

40 13 20 7<br />

Quellenangabe:<br />

1. Unterricht Biologie, Zeitschrift für alle Schulstufen, Heft 266 Juli 2001, Friedrich-Verlag,<br />

Seite 53<br />

2. Materialien-Handbuch Kursunterricht Biologie, Jaenicke, Bd. 3/I Ökologie (I),<br />

Aulis-Verlag, Ausgabe 1998, Seite 99<br />

30


<strong>Aufgabenbeispiele</strong> <strong>und</strong> <strong>Korrektur</strong>- <strong>und</strong> Bewertungshinweise für zentrale schriftliche Abiturprüfungen<br />

Biologie<br />

2 <strong>Korrektur</strong>- <strong>und</strong> Bewertungshinweise<br />

Die schriftliche Prüfungsarbeit wird korrigiert <strong>und</strong> beurteilt. Die Beurteilung umfasst das Gutachten<br />

sowie die Bewertung mit einer Note, der gegebenenfalls eine Tendenz hinzuzufügen<br />

ist.<br />

Die Bewertung der Abiturprüfungsklausur erfolgt nach fachlichen <strong>und</strong> pädagogischen Gesichtspunkten<br />

auf der Gr<strong>und</strong>lage der im Erwartungshorizont für jede Aufgabe vorgegebenen<br />

Zuordnungstabelle der Bewertungseinheiten (BE). Es werden nur ganze Bewertungseinheiten<br />

erteilt. Bei falschem Lösungsansatz, aber im Weiteren richtig dargestellten Teilschritten<br />

wird die für diese Teilschritte vorgesehene BE-Anzahl erteilt.<br />

Der vorgeschlagene Erwartungshorizont ist als Orientierung zu verstehen. Für gleichwertige<br />

Leistungen ist die Verteilung der BE entsprechend vorzunehmen.<br />

Die pro Aufgabenteil erreichbare BE-Anzahl (Angabe in der Tabelle des Erwartungshorizonts<br />

zu jeder Aufgabe <strong>und</strong> auf dem Aufgabenblatt für die Prüflinge) ist verbindlich.<br />

In die Gesamtbewertung der Prüfungsarbeit gehen nur erreichte BE aus der Aufgabe A <strong>und</strong><br />

B I oder B II ein. Werden beide Aufgaben B bearbeitet, ist die mit der höheren Anzahl der BE<br />

heranzuziehen.<br />

Die Bewertung der Prüfungsarbeit muss sich durch Offenlegung des Bewertungsmaßstabes<br />

<strong>und</strong> der Bewertungskriterien, Randbemerkungen <strong>und</strong> <strong>Korrektur</strong>hinweise nachvollziehen lassen.<br />

Verstöße gegen die sprachliche Richtigkeit <strong>und</strong> gegen die äußere Form sind bei der <strong>Korrektur</strong><br />

zu berücksichtigen. Zu den Anforderungen an die äußere Form gehören übersichtlich<br />

gegliederte <strong>und</strong> eindeutig zugeordnete Lösungen der Teilaufgaben, ein sauberes <strong>und</strong> ordentliches<br />

Schriftbild, exakte grafische Darstellungen, Zeichnungen <strong>und</strong> Skizzen, ein Rand links<br />

<strong>und</strong> rechts auf den Lösungsblättern.<br />

Bei gehäuften Verstößen kann die Gesamtnote um bis zu zwei (Noten)-Punkte gesenkt werden.<br />

Gehäufte Verstöße gegen die sprachliche Richtigkeit <strong>und</strong> gegen die äußere Form liegen<br />

dann vor, wenn die Mängel so zahlreich <strong>und</strong> gravierend sind, dass sie nicht dem Leistungsstand<br />

entsprechen, der im letzten Schulhalbjahr von einem Abiturienten erwartet werden<br />

kann.<br />

Es ist zu beachten, dass ab 01.08.2005 die Neuregelung der deutschen Rechtschreibung<br />

gilt. In der Übergangszeit werden bei der <strong>Korrektur</strong> jene fehlerhaften Schreibweisen, die<br />

nach der alten Rechtschreibung korrekt waren, angestrichen, aber nicht als Fehler gezählt.<br />

Bei der Bewertung der Abiturklausuren können für Gr<strong>und</strong>kursklausuren maximal 80 BE <strong>und</strong><br />

für Leistungskursklausuren maximal 100 BE vergeben werden.<br />

Den Festlegungen zum Notenschlüssel liegen die EPA zugr<strong>und</strong>e. Die Note „ausreichend“<br />

wird erteilt, wenn annähernd die Hälfte der erwarteten Gesamtleistung erbracht worden ist.<br />

Oberhalb <strong>und</strong> unterhalb dieser Schwelle sind die Anteile der erwarteten Gesamtleistung den<br />

einzelnen Notenstufen linear zuzuordnen.<br />

Ein konkreter Notenschlüssel erfolgt jährlich als zentrale Festlegung.<br />

31


<strong>Aufgabenbeispiele</strong> <strong>und</strong> <strong>Korrektur</strong>- <strong>und</strong> Bewertungshinweise für zentrale schriftliche Abiturprüfungen<br />

Biologie<br />

Für die Erstellung der Gesamtnote bzw. der Notenpunkte gilt die folgende Zuordnungstabelle:<br />

Prozent der BE Note mit Tendenz Notenpunkte<br />

100 – 96 1+ 15<br />

95 – 91 1 14<br />

90 – 86 1- 13<br />

85 – 81 2+ 12<br />

80 – 76 2 11<br />

75 – 71 2- 10<br />

70 – 66 3+ 9<br />

65 – 61 3 8<br />

60 – 56 3- 7<br />

55 – 51 4+ 6<br />

50 – 46 4 5<br />

45 – 41 4- 4<br />

40 – 34 5+ 3<br />

33 – 27 5 2<br />

26 – 20 5- 1<br />

19 – 0 6 0<br />

Entsprechend gelten für die Beispielklausuren folgende Notenschlüssel:<br />

Für Gr<strong>und</strong>kursklausur (erreichbar 80 BE):<br />

BE Note mit Tendenz Notenpunkte<br />

80 – 77 1+ 15<br />

76 – 73 1 14<br />

72 – 69 1- 13<br />

68 – 65 2+ 12<br />

64 – 61 2 11<br />

60 – 57 2- 10<br />

56 – 53 3+ 9<br />

52 – 49 3 8<br />

48 – 45 3- 7<br />

44 – 41 4+ 6<br />

40 – 37 4 5<br />

36 – 33 4- 4<br />

32 – 27 5+ 3<br />

26 – 22 5 2<br />

21 – 16 5- 1<br />

15 – 0 6 0<br />

32


<strong>Aufgabenbeispiele</strong> <strong>und</strong> <strong>Korrektur</strong>- <strong>und</strong> Bewertungshinweise für zentrale schriftliche Abiturprüfungen<br />

Biologie<br />

Für Leistungskursklausur (erreichbar 100 BE):<br />

BE Note mit Tendenz Notenpunkte<br />

100 – 96 1+ 15<br />

95 – 91 1 14<br />

90 – 86 1- 13<br />

85 – 81 2+ 12<br />

80 – 76 2 11<br />

75 – 71 2- 10<br />

70 – 66 3+ 9<br />

65 – 61 3 8<br />

60 – 56 3- 7<br />

55 – 51 4+ 6<br />

50 – 46 4 5<br />

45 – 41 4- 4<br />

40 – 34 5+ 3<br />

33 – 27 5 2<br />

26 – 20 5- 1<br />

19 – 0 6 0<br />

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