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Evolution

Evolution

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Biologie J2
Name: Tanja
Klausur
Punkte: 22/30
Notenpunkte:
mündlich: .......... Su 21.03.2021
schriftlich: 11.
Aufgabe 1
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Tanja

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O Biologie J2 Name: Tanja Klausur Punkte: 22/30 Notenpunkte: mündlich: .......... Su 21.03.2021 schriftlich: 11. Aufgabe 1 In den versteinerten Ablagerungen eines Sees in Wyoming (USA) wurde vor einiger Zeit das Fossil Onychonycteris finneyi entdeckt (Abbildung 1). Die amerikanische Wissenschaftlerin Nancy B. Simmons hat diesen Fund folgendermaßen beschrieben: März 2021 (2/10 Punkten) Onychonycteris hat an allen fünf Fingern Krallen; die langen Finger sind in Flughäute eingebettet; die Vordergliedmaßen sind durch stabile Schlüsselbeine und Schulter-blätter, die deutliche Muskelansatzstellen aufweisen, am Brustkorb verankert. Der Brustkorb ist versteift und besitzt ein keilförmig vergrößertes Brustbein. Die Unterarme von Onychonycteris sind kürzer, die Beine länger als bei den meisten rezenten (heute lebenden) Fledertieren. Onychonycteris ist das älteste bisher entdeckte Fledertier. a) Definiere den biologischen Artbegriff. (1 Punkt) b) Wissenschaftler vermuten, dass Onychonycteris kein Gleitflieger, sondern ein aktiver Flieger war. Belege dies anhand von zwei der oben genannten Merkmale. (2 Punkte) wwwww Abbildung 1: Rekonstruktion von Onychonycteris c) Nenne jeweils ein Beispiel für eine homologe und eine analoge Struktur der in Abbildung 2 dargestellten Flügel und begründe deine Antwort. (2 Punkte) Abbildung 2: Flügel von Vogel und Fledermaus d) Alle Fledertiere lassen sich auf eine Stammform zurückführen. Die heute lebenden Fledertiere unterscheiden sich unter anderem in ihrer Ernährungs-weise. Viele Arten fressen Insekten, andere ernähren sich von Früchten, Nektar, Pollen, Fleisch, Fisch oder lecken sogar Blut. Erkläre im Sinne der synthetischen Evolutionstheorie, wie aus einer Stammform verschiedene Fledertier-Arten mit unterschiedlichen Ernährungsweisen entstanden sein könnten. (5 Punkte) Biologie...

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J2 Aufgabe 2 extrazellulär Membran 00000 intrazellulär Position des Basentripletts (nicht codogener Strang der DNA) Normal-Allel (Ausschnitt) Achromatopsie-Allel (Ausschnitt) 5'... 434 435 436 TTC TCC AGT ...3' Klausur 5'... TTC TTC AGT ...3' März 2021 a) Analysiere die genetische Ursache der Achromatopsie anhand der Tabelle und erkläre mögliche Folgen für den Natriumionen-Kanal. (2 Punkte) Aufgabe 3 Leguane im White Sands Nationalpark (+18 Punkten) Von der totalen Farbenblindheit (Fachbegriff: Achromatopsie) betroffene Menschen besitzen aufgrund eines genetischen Defekts keine funktionsfähigen Zapfen. Sie können daher keine Farben, sondern nur Hell-Dunkel-Kontraste erkennen. Im Jahr 2000 wurde ein für Achromatopsie verantwortliches Gen auf Chromosom Nr. 8 entdeckt. Das intakte Gen codiert für die B-Einheiten des aus vier Untereinheiten bestehenden cGMP-abhängigen Natriumionen-Kanals in Zapfen. Die Abbildung links zeigt eine schematische Darstellung des genannten Kanals sowie einen Ausschnitt der DNA-Sequenz beim Normal-Allel sowie beim Achromatopsie-Allel. b) Formuliere eine begründete Hypothese, wie sich die Häufigkeit der Achromatopsie in evolutiven Zeiträumen betrachtet entwickeln wird. (3 Punkte) Dunkle Farbvariante des Taubleguans (Holbrookia maculata) c) Die im Pazifik zwischen Hawaii und den Philippinen gelegene Pingelap-Atoll wurde vor rund 1000 Jahren besiedelt. 1775 wütete der Taifun Lengkieki über der Insel. Nur etwa 20 Inselbewohner überlebten ihn. Sie bildeten die Basis für die heute 3000 Einwohner auf Pingelap, die in hohem Maße miteinander blutsverwandt sind. Während die Achromatopsie in Europa und den USA recht selten ist (Häufigkeit 1:30.000), leiden auf Pingelap rund 10 Prozent der Einwohner an ihr. Erkläre die ungewöhnlich hohe Häufigkeit, mit der Achromatopsie auf Pingelap auftritt, unter evolutionsbiologischen Gesichtspunkten. (3 Punkte) 10 Punkten) Im White Sands Nationalpark in der nördlichen Chihuahua-Wüste (New Mexico) kommen der Streifenleguan (Aspidoscelis inornata), der Taubleguan (Holbrookia maculata) und der Zaunleguan (Sceloporus undulatus) jeweils in einer hellen und einer dunklen Farbvariante vor. Die Färbung beruht auf unterschiedlichen Allelen (Genvarianten), die den Stoffwechsel des Hautpigments Melanin beeinflussen. Namensgebend für den White Sands Nationalpark ist eine Dünenlandschaft aus weißem Gipsgestein, die von Buschland mit vielen niedrigen Sträuchern umgeben ist. Biologie J2 Klausur a) Erkläre folgende Verteilung der Farbvarianten des Streifenleguans an beiden Standorten im White Sands Nationalpark. Gib eine mögliche Erklärung, warum die jeweils seltenere Variante nicht vollständig verschwindet. (4 Punkte) Häufigkeit (%) 100 90 80 70 50 40 30 20 10 0 Streifenleguan Buschland hell gefärbte Tiere Düne März 2021 dunkel gefärbte Tiere b) Erläutere, ob das Auftreten der Farbvarianten der drei Leguan-Arten auf Divergenz oder auf Konvergenz beruht. Definiere dazu zunächst beide Begriffe. (3 Punkte) c) Nimm Stellung zu der gegebenen Aussage zur Evolution der Leguane. Erläutere die evolutionären Prozesse der Leguane im Sinne der Synthetischen Evolutionstheorie. (3 Punkte) Erklärung der Evolution der Leguane nach dem Ansatz von Lamarck Ein erster Erklärungsansatz vor 200 Jahren für die Entstehung von Arten stammte von Jean-Baptiste Lamarck. Er hätte die Entstehung neuer Arten bei den Leguanen der White Sands vermutlich ähnlich wie folgt formuliert: VIEL GLÜCK Durch die Eroberung der weißen Dünen als neuen Lebensraum, in dem zusätzliche Nahrung erbeutet werden kann, hat sich bei einigen Leguanen die Hautfärbung zum besseren Schutz vor Fressfeinden zu einem helleren Hautton verändert. Dieses Körpermerkmal haben die Leguane an ihre Nachkommen vererbt, welche dann wiederum selbst den Drang hatten, sich weiter der Umgebung anzupassen. (2 Punkten) Aufgabe 4 Definiere den Begriff Evolution und beschreibe wie diese Prozesse mithilfe eines Stammbaums dargestellt werden. Bioklausur @ Aufgabe 1: a) Eine Gruppe von Individuen, die sich untereinander fortpflanzen bann und fruchtbare Nachkommen exeugt. b) c) 0 stabile Schulterblätter und Schlüsselbeine mit deutlichen Muskelansatzstellen vasem auf eine activer Fliego, da vor allem arme kürzere Unterne und längere 0 12.03.21 D Beine homolage Struktur, die Unterarme sind länger als die Vorderame, → Ähnlichkeit in der Struktur de deutet auf Verwandschaft der beiden analoge struktur: gleiche die und die Fledermaus haben Flügel Funktion für den Vogel ^ 1 d) Durch die adaptive Radiation entstand aus einer Stammform mehrere verschiedene Arten. Bei der Gstbesiedelung gab es eine unspezialisierte omform Ursprungs- art ohne Fressfeinde und ohne Konkurrenz. Doch dann kam es zur Nahrungsknappheit" und dadurch auch zur Concurrenz. So bam es dazu, dass die Fledertiere auf unterschiedliche Ernährungsweisen aus- weichen mussten, und zum Schluss comen dadurch neue Fledertierarten, die 2 1 3 Tanja л durch Selektion und Mutation eine hohe Angepast- heit auf ihre Ernährungsweisen aufwiesen. Aufgabe 2: a) Die Ursache fan de Achromatopsie ist die Punktmutation da nur eine einzelne Base verändert ist (C zu T), dadurch faverändert sich die Aminosäure und Schlussendlich auch das Protein, dass Capac durch seine Veränderung nicht mehr durch den Natriumionen-Canal durchicann. 6) Mutationen sind zufällig und ungerichtet, meist durch Starahlung, Chemikalien oder Replications fehler verursachte Veränderungen der Basenabfolge. Borlange die Mutation nicht in den temeller aufbritt sind Sie sind dann vererbbar, wenn sie in den Keimzellen es auftreten. Das hier sich um eine Mutation das OS Chromosomes ben eines kambella handelt werden im evolutiven mehrere Zeitraum auch morello enfällige Menschen davon betroffen sein durch Vererbung. c) Durch den Gendrift kam es zu einer Ändering der Allelen häufigkeit. Fx Genauer handelt es hierbei um den Flaschenhalseffekt, da durch ein Aussterbeereignis (der Taifun) nur ein kleine, zufällige Gruppe an Menschen. überlebte. So sank die Allelen häufigkeit im Vergleich zu der, der am Anfang. C

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O Biologie J2 Name: Tanja Klausur Punkte: 22/30 Notenpunkte: mündlich: .......... Su 21.03.2021 schriftlich: 11. Aufgabe 1 In den versteinerten Ablagerungen eines Sees in Wyoming (USA) wurde vor einiger Zeit das Fossil Onychonycteris finneyi entdeckt (Abbildung 1). Die amerikanische Wissenschaftlerin Nancy B. Simmons hat diesen Fund folgendermaßen beschrieben: März 2021 (2/10 Punkten) Onychonycteris hat an allen fünf Fingern Krallen; die langen Finger sind in Flughäute eingebettet; die Vordergliedmaßen sind durch stabile Schlüsselbeine und Schulter-blätter, die deutliche Muskelansatzstellen aufweisen, am Brustkorb verankert. Der Brustkorb ist versteift und besitzt ein keilförmig vergrößertes Brustbein. Die Unterarme von Onychonycteris sind kürzer, die Beine länger als bei den meisten rezenten (heute lebenden) Fledertieren. Onychonycteris ist das älteste bisher entdeckte Fledertier. a) Definiere den biologischen Artbegriff. (1 Punkt) b) Wissenschaftler vermuten, dass Onychonycteris kein Gleitflieger, sondern ein aktiver Flieger war. Belege dies anhand von zwei der oben genannten Merkmale. (2 Punkte) wwwww Abbildung 1: Rekonstruktion von Onychonycteris c) Nenne jeweils ein Beispiel für eine homologe und eine analoge Struktur der in Abbildung 2 dargestellten Flügel und begründe deine Antwort. (2 Punkte) Abbildung 2: Flügel von Vogel und Fledermaus d) Alle Fledertiere lassen sich auf eine Stammform zurückführen. Die heute lebenden Fledertiere unterscheiden sich unter anderem in ihrer Ernährungs-weise. Viele Arten fressen Insekten, andere ernähren sich von Früchten, Nektar, Pollen, Fleisch, Fisch oder lecken sogar Blut. Erkläre im Sinne der synthetischen Evolutionstheorie, wie aus einer Stammform verschiedene Fledertier-Arten mit unterschiedlichen Ernährungsweisen entstanden sein könnten. (5 Punkte) Biologie...

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Die Abbildung links zeigt eine schematische Darstellung des genannten Kanals sowie einen Ausschnitt der DNA-Sequenz beim Normal-Allel sowie beim Achromatopsie-Allel. b) Formuliere eine begründete Hypothese, wie sich die Häufigkeit der Achromatopsie in evolutiven Zeiträumen betrachtet entwickeln wird. (3 Punkte) Dunkle Farbvariante des Taubleguans (Holbrookia maculata) c) Die im Pazifik zwischen Hawaii und den Philippinen gelegene Pingelap-Atoll wurde vor rund 1000 Jahren besiedelt. 1775 wütete der Taifun Lengkieki über der Insel. Nur etwa 20 Inselbewohner überlebten ihn. Sie bildeten die Basis für die heute 3000 Einwohner auf Pingelap, die in hohem Maße miteinander blutsverwandt sind. Während die Achromatopsie in Europa und den USA recht selten ist (Häufigkeit 1:30.000), leiden auf Pingelap rund 10 Prozent der Einwohner an ihr. Erkläre die ungewöhnlich hohe Häufigkeit, mit der Achromatopsie auf Pingelap auftritt, unter evolutionsbiologischen Gesichtspunkten. (3 Punkte) 10 Punkten) Im White Sands Nationalpark in der nördlichen Chihuahua-Wüste (New Mexico) kommen der Streifenleguan (Aspidoscelis inornata), der Taubleguan (Holbrookia maculata) und der Zaunleguan (Sceloporus undulatus) jeweils in einer hellen und einer dunklen Farbvariante vor. Die Färbung beruht auf unterschiedlichen Allelen (Genvarianten), die den Stoffwechsel des Hautpigments Melanin beeinflussen. Namensgebend für den White Sands Nationalpark ist eine Dünenlandschaft aus weißem Gipsgestein, die von Buschland mit vielen niedrigen Sträuchern umgeben ist. Biologie J2 Klausur a) Erkläre folgende Verteilung der Farbvarianten des Streifenleguans an beiden Standorten im White Sands Nationalpark. Gib eine mögliche Erklärung, warum die jeweils seltenere Variante nicht vollständig verschwindet. (4 Punkte) Häufigkeit (%) 100 90 80 70 50 40 30 20 10 0 Streifenleguan Buschland hell gefärbte Tiere Düne März 2021 dunkel gefärbte Tiere b) Erläutere, ob das Auftreten der Farbvarianten der drei Leguan-Arten auf Divergenz oder auf Konvergenz beruht. Definiere dazu zunächst beide Begriffe. (3 Punkte) c) Nimm Stellung zu der gegebenen Aussage zur Evolution der Leguane. Erläutere die evolutionären Prozesse der Leguane im Sinne der Synthetischen Evolutionstheorie. (3 Punkte) Erklärung der Evolution der Leguane nach dem Ansatz von Lamarck Ein erster Erklärungsansatz vor 200 Jahren für die Entstehung von Arten stammte von Jean-Baptiste Lamarck. Er hätte die Entstehung neuer Arten bei den Leguanen der White Sands vermutlich ähnlich wie folgt formuliert: VIEL GLÜCK Durch die Eroberung der weißen Dünen als neuen Lebensraum, in dem zusätzliche Nahrung erbeutet werden kann, hat sich bei einigen Leguanen die Hautfärbung zum besseren Schutz vor Fressfeinden zu einem helleren Hautton verändert. Dieses Körpermerkmal haben die Leguane an ihre Nachkommen vererbt, welche dann wiederum selbst den Drang hatten, sich weiter der Umgebung anzupassen. (2 Punkten) Aufgabe 4 Definiere den Begriff Evolution und beschreibe wie diese Prozesse mithilfe eines Stammbaums dargestellt werden. Bioklausur @ Aufgabe 1: a) Eine Gruppe von Individuen, die sich untereinander fortpflanzen bann und fruchtbare Nachkommen exeugt. b) c) 0 stabile Schulterblätter und Schlüsselbeine mit deutlichen Muskelansatzstellen vasem auf eine activer Fliego, da vor allem arme kürzere Unterne und längere 0 12.03.21 D Beine homolage Struktur, die Unterarme sind länger als die Vorderame, → Ähnlichkeit in der Struktur de deutet auf Verwandschaft der beiden analoge struktur: gleiche die und die Fledermaus haben Flügel Funktion für den Vogel ^ 1 d) Durch die adaptive Radiation entstand aus einer Stammform mehrere verschiedene Arten. Bei der Gstbesiedelung gab es eine unspezialisierte omform Ursprungs- art ohne Fressfeinde und ohne Konkurrenz. Doch dann kam es zur Nahrungsknappheit" und dadurch auch zur Concurrenz. So bam es dazu, dass die Fledertiere auf unterschiedliche Ernährungsweisen aus- weichen mussten, und zum Schluss comen dadurch neue Fledertierarten, die 2 1 3 Tanja л durch Selektion und Mutation eine hohe Angepast- heit auf ihre Ernährungsweisen aufwiesen. Aufgabe 2: a) Die Ursache fan de Achromatopsie ist die Punktmutation da nur eine einzelne Base verändert ist (C zu T), dadurch faverändert sich die Aminosäure und Schlussendlich auch das Protein, dass Capac durch seine Veränderung nicht mehr durch den Natriumionen-Canal durchicann. 6) Mutationen sind zufällig und ungerichtet, meist durch Starahlung, Chemikalien oder Replications fehler verursachte Veränderungen der Basenabfolge. Borlange die Mutation nicht in den temeller aufbritt sind Sie sind dann vererbbar, wenn sie in den Keimzellen es auftreten. Das hier sich um eine Mutation das OS Chromosomes ben eines kambella handelt werden im evolutiven mehrere Zeitraum auch morello enfällige Menschen davon betroffen sein durch Vererbung. c) Durch den Gendrift kam es zu einer Ändering der Allelen häufigkeit. Fx Genauer handelt es hierbei um den Flaschenhalseffekt, da durch ein Aussterbeereignis (der Taifun) nur ein kleine, zufällige Gruppe an Menschen. überlebte. So sank die Allelen häufigkeit im Vergleich zu der, der am Anfang. C