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johanna

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11/12/13

Klausur

Ökologie

 GK Q1.2 Biologie (HOR)
Name:
Klausur Nr. 2
Aufgabe 1 - Stoff- und Energiefluss in Ökosystemen
Wenn im Frühjahr die ersten Blätter sprießen,
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Aufgabe 1 - Stoff- und Energiefluss in Ökosystemen
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Klausur zum Thema Ökologie -Aufgabenstellung -Erwartungshorizont

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GK Q1.2 Biologie (HOR) Name: Klausur Nr. 2 Aufgabe 1 - Stoff- und Energiefluss in Ökosystemen Wenn im Frühjahr die ersten Blätter sprießen, sieht man bald schon Raupen, die das frische Grün fressen. Dabei nehmen sie in Form von pflanzlicher Nahrung energiereiche Stoffe auf, die sie zum Leben benötigen. In den Pflanzen ist Kohlenstoff aus dem Kohlenstoffdioxid (CO₂) der Atmosphäre in Form von organischem Material gespeichert. Die Raupe stellt wiederum für andere Tiere eine Nahrungsquelle dar. Der Transport von Stoffen über Nahrungsketten findet auch in anderen Ökosystemen statt. In den Ozeanen stehen makroskopisch unsichtbare Planktonalgen am Beginn der Nahrungskette und bilden die Grundlage der Kreisläufe im Meer. 28.05.2021 Fressende Raupe an einem Blatt X. Benennen Sie die in Material 1 mit den Ziffern 1 bis 8 gekennzeichneten Bestandteile des Energieflussdiagramms. 2. Erläutern Sie anhand von Material 2 die Energieverwertung bei der Raupe. . Erklären Sie den allgemeinen Aufbau einer Biomassepyramide über den Energiefluss. Skizzieren Sie jeweils eine Biomassepyramide und begründen Sie den Aufbau: a) für den Fall, dass die Primär- und Sekundärkonsumenten poikilotherme Tiere sind (z. B. Pflanze - Raupe - Eidechse - ...); Einfluss durch den Menschen für den Fall, dass die Primär- und Sekundärkonsumenten homoiotherme Tiere sind (z. B. Pflanze - Hase - Fuchs). 4. Beschreiben Sie anhand von Material 3 den natürlichen Kohlenstoffkreislauf. Stellen Sie den anthropogenen¹ Einfluss und die sich daraus ergebenden Konsequenzen...

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dar. (8 Pkt.) (8 Pkt.) (18 Pkt.) (25 Pkt.) 5. Erklären Sie die Bedeutung natürlicher CO₂-Senken. Analysieren Sie, welchen Effekt die Erhöhung der CO2-Konzentration auf die im Meer lebenden Kalkalgen, das Ökosystem Ozean und die gesamte Biosphäre zukünftig haben könnte (Material 4). (14 Pkt.) Material 1: Energiefluss in Ökosystemen Energiefluss am Beispiel des Ökosystems Wald Material 2: Energieverwertung bei der Raupe von der Raupe aufgenommenes Pflanzenmaterial 100% Name: Verwertung des von einer Raupe vertilgten Pflanzenmaterials Material 3: Kohlenstoffkreislauf Der Weg, den der Kohlenstoff auf globaler Ebene nimmt, wird als Kohlenstoffkreislauf bezeichnet. Innerhalb dieses Kreislaufs durchläuft der Kohlenstoff verschiedene Stationen auf dem Land, im Wasser, in der Luft und in der Biosphäre. Land und Ozeane fungieren als Kohlenstoffspeicher, d. h., hier wird der Kohlenstoff eine gewisse Zeit gespeichert und dann wieder in die Atmosphäre abgegeben. Die Abgabe und Aufnahme von CO2 durch Ozeane wird als Diffusion bezeichnet. Vom Menschen verursachte Emissionen von Treibhausgasen verändern den natürlichen Kohlenstoffkreislauf tiefgreifend. 2 60 120 Zellatmung 33,5% Wachstum 16,5% Kot 50% Atmosphäre 750 fossile Boden und Energieträger tote Biomasse 3300 1600 60 lebende Biomasse 90 90 Ozeane 38000 Vereinfachter Kohlenstoffkreislauf, Angaben in Mrd. Tonnen Kohlenstoff/Jahr; weiße Schrift: Depotzahlen, schwarze Schrift: Austauschzahlen Material 4: CO2-Senken Große Mengen an Kohlenstoff werden in sogenannten Kohlenstoffsenken vorübergehend oder auch langfristig gespeichert. Gerade im Zusammenhang mit der globalen Erderwärmung sind diese Senken von besonderer Bedeutung, weil sie bis zu einem gewissen Grad CO₂ binden und damit einer Zunahme der Treibhausgaskonzentration in der Atmosphäre entgegenwirken. Den größten Kohlenstoffspeicher bildet der Wasserkörper der Ozeane. Die Speicherung von CO₂ hat jedoch in der Versauerung der Meere" einen Paralleleffekt. Name: Informationen zum Kohlensäure-Gleichgewicht An der Grenzfläche zwischen Luft und Wasser kann CO₂ im Wasser gelöst werden oder aus dem Wasser in die Luft entweichen. Im Wasser gelöstes CO₂ reagiert mit Wasser zu Kohlensäure, welche den pH-Wert des Wassers senkt. Die Kohlensäure reagiert wiederum zu Hydrogencarbonat-, Carbonat- und Wasserstoff-lonen, zwischen denen sich ein vom pH-Wert abhängiges Gleichgewicht einstellt. Die Tabelle zeigt den Zusammenhang zwischen pH-Wert und Carbonat-lonenkonzentration. Die im Meer lebenden Kalkalgen, wie z.B. Emiliania huxleyi, sind von kalkhaltigen Plättchen umhüllt. Zur Bildung dieser Plättchen benötigen die Kalkalgen Carbonat-lonen. Die Darstellungen rechts geben die Ergebnisse elektronenmikroskopischer Untersuchungen der Kalkalge Emiliania huxleyi bei verschiedenen CO2- Konzentrationen in ppm (μl CO2 pro Liter Wasser) wieder. Eine Konzentration von 300 ppm entspricht einer CO₂-Konzentration, die knapp über dem vor- industriellen durchschnittlichen CO2-Gehalt des Meerwassers liegt. Heute beträgt die CO2-Konzen- tration des Meerwassers ca. 400 ppm. pH-Wert 3 Carbonat-lonen- konzentration in mol/l 8 7,5 7 0,002 0,001 0,0002 Carbonat-lonenkonzentration bei Grundlage des gesamten Nahrungsnetzes im Ozean sind die mikroskopisch kleinen Vertreter des marinen Phytoplanktons. Dazu gehören die Kieselalgen (Diatomeen), die Kalkalgen (Coccolithophoriden) oder auch die Cyanobakterien. Durch ihre Fotosyntheseaktivität sind sie für etwa die Hälfte der globalen Primärproduk- tion verantwortlich. Da für diese Prozesse auch Licht notwendig ist, kommt das Phytoplakton ausschließlich in den oberflächennahen Wasserschichten der Weltmeere vor und ist damit von der Ozeanversauerung direkt betroffen. Einfluss der CO2-Konzentration auf Kalkalgen Um die möglichen Auswirkungen besser zu verstehen, werden weltweit von verschiedenen Forschungs- einrichtungen Untersuchungen vorgenommen. Auch Untersuchungen zu den Auswirkungen des CO₂-Gehalts im Wasser auf die Kalkalgen sind dazu von Interesse. bei CO₂-Konzentration von 300 ppm verschiedenen pH-Werten bei CO₂-Konzentration von 780-850ppm Kalkalge Emiliania huxleyi bei verschiedenen CO> Konzentrationen im Wasser. Links: gesamte Kalkalge, rechts: einzelne Kalkplättchen Aufgabe 2- Anpassungen von Pflanzen an biotische Umweltfaktoren Seerosen wachsen in Teichen. Mit ihren ausdauernden Wurzeln sind die Pflanzen im Teichboden verankert. Im Frühjahr treiben sie neue Blätter bis an die Wasseroberfläche aus. Dabei können die Blattstiele eine Länge von bis zu drei Metern erreichen. Die Blätter als wichtige Fotosynthese-Organe haben Auftrieb und schwimmen auf der Wasseroberfläche. Im Blattquerschnitt zeigen sich Zellen mit verdickten Wänden (im Querschnitt in Abb.1 in M5 rötlich angefärbt). Diese häufig verzweigten Sternhaarzellen dienen der Stabilität. Für ihr Wachstum benötigen Pflanzen Mineralstoffe, die sie in der Regel über die Wurzeln aus dem Boden aufnehmen und in Leitbündeln nach oben transportieren. Seerosen haben zur Mineralstoffaufnahme aber noch eine weitere Möglichkeit. Sie verfügen über drüsenartige Zellen auf der Blattunterseite, die Hydropoten, über die sie Wasser und Mineralsalze aufnehmen können. Beschreiben Sie die Funktion von Spaltöffnungen für Pflanzen. (6 Pkt.) Benennen Sie die Strukturen 1-5 in Material 5 und erläutern Sie anhand der Abbildungen, welche Merkmale die Angepasstheit des Seerosenblattes an den Lebensraum Wasser zeigen. Name: (17 Pkt.) 3. Für ihren Stoffwechsel in den Wurzeln benötigen die Pflanzen auch Sauerstoff. Am Grund von Seen herrscht allerdings oft ein Sauerstoffmangel. Entwickeln Sie mit Hilfe der Abb.2 in M5 eine Hypothese, wie der Stoffwechsel in den Wurzeln der Seerosen vermutlich ermöglicht wird. (4 Pkt.) Material 5: Bau eines Seerosenblattes 1 1 Der Aufbau von Seerosenblättern zeigt die Ange- passtheit an den Lebensraum Wasser. Blattoberseite (Aufsicht), Blattquerschnitt, Blattunterseite (Aufsicht) Epidermis Leitbündel Mark- parenchym Rindenparenchym 2 Der Stängel einer Landpflanze und einer Wasser- pflanze unterscheiden sich in ihrem Aufbau. Querschnitt Hahnenfußstängel, Querschnitt Seerosenstängel Bio Q1.2 GK Aufgabe 1 Der Schüler/ Die Schülerin... 2. Klausur 1.1... benennt die Bestandteile des Energieflussdiagramms: Lichtenergie (1), Produzenten (2), Wärme (3), Primärkonsumenten (4), Sekundärkonsumenten (5), Tertiärkonsumenten (6), Destruenten (7), Ausscheidungen/ tote Biomasse (8) Name: 1.2... erläutern die Energieverwertung der Raupe: Raupe frisst Pflanzen - - Erwartungshorizont ca. 50 % der darin enthaltenen Energie werden über Kot ausgeschieden 33,5% fallen auf die Zellatmung (eigener Stoffwechsel, Wärmeabgabe) nur 16,5 % der Energie kann für Aufbau eigener Körpermasse genutzt werden 1.3... erklärt den allgemeinen Aufbau einer Biomasseypramide über den Energiefluss: Primärproduzenten bilden breite Stufe, Primär- und Tertiärkonsumenten zunehmend kleinere Stufen Pflanzen wandeln als Primärproduzenten energiearme Stoffe mit Hilfe von Sonnenenergie in energiereiche organische Stoffe um. (✓) Nahrungsgrundlage der Primärkonsumenten Konsumenten verwerten Biomasse der jew. unteren Trophiestufen, Verluste durch Dissimilation und Ausscheidung beim Übergang von einer Stufe zur nächsten (Stufen werden schmaler) (v) skizziert und begründet Biomassepyramide für (a) Poikilotherme und (b) Homoiotherme. Aus der Skizze sollte hervorgehen, dass die Biomassepyramide a) mit poikilothermen Primär- und Sekundärkonsumenten sich nicht so stark verjüngt wie b) mit homoiothermen Primär- und Sekundärkonsumenten; (bei Pyramide a) gibt es zudem eine 4. Stufe (Tertiärkonsumenten)) 1.4... beschreibt den natürlichen Kohlenstoffkreislauf: Produzenten in unterschiedlichen Ökosystemen fixieren mit der Fotosynthese Kohlenstoff (CO2) aus der Atmosphäre und bauen pflanzliches Material auf (Biomasse) (V) Biomasse aus abgestorbenen Tieren und Pflanzen wird im Boden gespeichert von (Konsumenten (Aasfressern) und) Destruenten wird die Biomasse wieder vollständig abgebaut und als CO2 an die Atmosphäre abgegeben CO2 aus der Atmosphäre wird von den Ozeanen gebunden und wieder abgegeben (Diffusion), Ozeane sind Kohlenstoffspeicher Fossile Energieträger speichern im Boden Kohlenstoff (stammt von abgestorbenen Lebewesen aus geologischer Vorzeit); werden diese Stoffe verbrannt, gelangt zusätzlicher Kohlenstoff in Form von CO2 in die Atmosphäre, der nicht wieder gebunden wird. stellt anthropogenen Einfluss und Konsequenzen dar: Mensch stört natürliches Gleichgewicht von CO2-Abgabe und -Aufnahme (in unterschiedlichen Ökosystemen) anthropogene Einflüsse hauptsächlich durch Verbrennen fossiler Energieträger; Anstieg der CO2-Konzentration in Atmosphäre und Ozeanen, da der CO2-Abgabe keine CO2-Bindung gegenübersteht; Folgen: Treibhauseffekt; (Versauerung der Ozeane) 1.5... erklärt die Bedeutung natürlicher CO2-Senken: Natürliche CO2-Senken binden einen Teil des CO2 der Atmosphäre, können bis zu einem gewissen Grad weltweiten CO2-Anstieg abpuffern. AFB/ Pkt. 11 8 = 8 1-11 3 3 2 4 6 1-11 4 3 LO 5 2 4 ||-||| 3 Bio Q1.2 GK analysiert den Effekt von der Erhöhung der CO2-Konzentration auf im Meer lebende Kalkalgen, das Ökosystem Ozean, die gesamte Biosphäre - 2. Klausur Erfüllt ein weiteres aufgabenbezogenes Kriterium (2). Summe 1 Aufgabe 2 Der Schüler/ Die Schülerin... - - Wertes - Höhere CO2-Konzentrationen in der Luft führen durch Diffusionsprozesse zu höheren CO₂-Konzentrationen im Wasser →Absenken des pH- (✓) Abnahme der Carbonat-lonenkonzentration im Meerwasser Da Kalkalgen Carbonat-lonen zum Aufbau des Kalkgerüstes benötigen, ist Kalkausbildung des Gerüstes eingeschränkt (→ Abb.) → könnte auf das Überleben der Kalkalgen Einfluss haben, Bestände könnten (✓) - 2.1... beschreibt die Funktion von Spaltöffnungen: - zurückgehen. Da die Kalkalgen zu den Primärproduzenten der Ozeane gehören, sind weitreichende Auswirkungen auf die Nahrungskette im Ozean denkbar./ Erwartungshorizont Spaltöffnungen sind Poren in der Epidermis von Pflanzen, die häufig auf der Blattunterseite der Blätter zu finden sind. Die sie umgebenden Schließzellen können je nach Wasserverfügbarkeit den Spalt öffnen oder schließen und so die Transpiration regulieren. Durch die Spaltöffnungen findet auch der Gasaustausch statt. 2.2... benennt die Strukturen: Spaltöffnung an Blattoberseite (1), große Luftkammer im Schwammgewebe (2), Sternhaarzellen (3), Zellen der unteren Epidermis (4), Hydropoten (5) erläutert Anpassungen der Seerose: Die Spaltöffnungen liegen bei den Seerosen auf der Blattoberseite, weil nur hier der Kontakt zur Luft besteht und somit der Gasaustausch stattfinden kann. Die großen Luftkammern werden durch die Sternhaarzellen stabilisiert. Sie erzeugen einen Auftrieb, sodass die Seerosenblätter immer wieder an die Oberfläche kommen, auch wenn sie durch Wellen untergetaucht werden. Die Hydropoten liegen auf der Blattunterseite und ermöglichen die Aufnahme von Mineralstoffen aus dem Wasser. Hier liegt die Vermutung nahe, dass dies eine Verkürzung des Transportweges von den Wurzeln über die langen Stiele zu den Blättern darstellt. 2.3... entwickelt Hypothesen: Die großen Hohlräume in den Stängeln ermöglichen eine Diffusion von Luft zu den Wurzeln. Daher könnte dies der Weg sein, über den die Wurzeln ausreichend Sauerstoff für die Dissimilation bekommen. Erfüllt ein weiteres aufgabenbezogenes Kriterium (2). Summe 2 2 4 3 12 173 AFB/ Pkt. 1-11 127 Bio Q1.2 GK Darstellungsleistung Führt den Gedanken schlüssig, stringent und klar aus. Strukturiert die Darstellung sachgerecht. (V) Verwendet eine differenzierte und präzise Sprache. Veranschaulicht die Ausführungen durch geeignete Skizzen, Schemata etc. Gestaltet seine Arbeit formal ansprechend. Summe Darstellungsleistung Summe inhaltliche Leistung Summe Gesamt Die Klausur wird abschließend mit der Note Gesamtnote: Notenpunkte) ggf. Absenkung der Note um ein bis zwei Notenpunkte gemäß § 13 Abs. 2 APO-GOST (grobe Verstöße gegen die deutsche Sprache) Note Grundsätze für die Bewertung (Notenfindung) Für die Zuordnung der Notenstufen zu den Punktzahlen ist die folgende Tabelle zu verwenden: sehr gut plus sehr gut sehr gut minus gut plus gut gut minus befriedigend plus befriedigend befriedigend minus ausreichend plus ausreichend ausreichend minus mangelhaft plus mangelhaft mangelhaft minus ungenügend Punkte 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 2. Klausur 4 3 2 1 0 Erreichte Punktzahl 120114 113-108 107-102 101-96 95-90 89-84 83-78 77-72 71-66 65-60 59-54 53-47 46-39 38-31 Erwartungshorizont 31-24 23-0 Pkt. Notenpunkte) bewertet. /20 / 100 /120 Datum, Unterschrift

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Cool, mit dem Lernzettel konnte ich mich richtig gut auf meine Klassenarbeit vorbereiten. Danke 👍👍

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dar. (8 Pkt.) (8 Pkt.) (18 Pkt.) (25 Pkt.) 5. Erklären Sie die Bedeutung natürlicher CO₂-Senken. Analysieren Sie, welchen Effekt die Erhöhung der CO2-Konzentration auf die im Meer lebenden Kalkalgen, das Ökosystem Ozean und die gesamte Biosphäre zukünftig haben könnte (Material 4). (14 Pkt.) Material 1: Energiefluss in Ökosystemen Energiefluss am Beispiel des Ökosystems Wald Material 2: Energieverwertung bei der Raupe von der Raupe aufgenommenes Pflanzenmaterial 100% Name: Verwertung des von einer Raupe vertilgten Pflanzenmaterials Material 3: Kohlenstoffkreislauf Der Weg, den der Kohlenstoff auf globaler Ebene nimmt, wird als Kohlenstoffkreislauf bezeichnet. Innerhalb dieses Kreislaufs durchläuft der Kohlenstoff verschiedene Stationen auf dem Land, im Wasser, in der Luft und in der Biosphäre. Land und Ozeane fungieren als Kohlenstoffspeicher, d. h., hier wird der Kohlenstoff eine gewisse Zeit gespeichert und dann wieder in die Atmosphäre abgegeben. Die Abgabe und Aufnahme von CO2 durch Ozeane wird als Diffusion bezeichnet. Vom Menschen verursachte Emissionen von Treibhausgasen verändern den natürlichen Kohlenstoffkreislauf tiefgreifend. 2 60 120 Zellatmung 33,5% Wachstum 16,5% Kot 50% Atmosphäre 750 fossile Boden und Energieträger tote Biomasse 3300 1600 60 lebende Biomasse 90 90 Ozeane 38000 Vereinfachter Kohlenstoffkreislauf, Angaben in Mrd. Tonnen Kohlenstoff/Jahr; weiße Schrift: Depotzahlen, schwarze Schrift: Austauschzahlen Material 4: CO2-Senken Große Mengen an Kohlenstoff werden in sogenannten Kohlenstoffsenken vorübergehend oder auch langfristig gespeichert. Gerade im Zusammenhang mit der globalen Erderwärmung sind diese Senken von besonderer Bedeutung, weil sie bis zu einem gewissen Grad CO₂ binden und damit einer Zunahme der Treibhausgaskonzentration in der Atmosphäre entgegenwirken. Den größten Kohlenstoffspeicher bildet der Wasserkörper der Ozeane. Die Speicherung von CO₂ hat jedoch in der Versauerung der Meere" einen Paralleleffekt. Name: Informationen zum Kohlensäure-Gleichgewicht An der Grenzfläche zwischen Luft und Wasser kann CO₂ im Wasser gelöst werden oder aus dem Wasser in die Luft entweichen. Im Wasser gelöstes CO₂ reagiert mit Wasser zu Kohlensäure, welche den pH-Wert des Wassers senkt. Die Kohlensäure reagiert wiederum zu Hydrogencarbonat-, Carbonat- und Wasserstoff-lonen, zwischen denen sich ein vom pH-Wert abhängiges Gleichgewicht einstellt. Die Tabelle zeigt den Zusammenhang zwischen pH-Wert und Carbonat-lonenkonzentration. Die im Meer lebenden Kalkalgen, wie z.B. Emiliania huxleyi, sind von kalkhaltigen Plättchen umhüllt. Zur Bildung dieser Plättchen benötigen die Kalkalgen Carbonat-lonen. Die Darstellungen rechts geben die Ergebnisse elektronenmikroskopischer Untersuchungen der Kalkalge Emiliania huxleyi bei verschiedenen CO2- Konzentrationen in ppm (μl CO2 pro Liter Wasser) wieder. Eine Konzentration von 300 ppm entspricht einer CO₂-Konzentration, die knapp über dem vor- industriellen durchschnittlichen CO2-Gehalt des Meerwassers liegt. Heute beträgt die CO2-Konzen- tration des Meerwassers ca. 400 ppm. pH-Wert 3 Carbonat-lonen- konzentration in mol/l 8 7,5 7 0,002 0,001 0,0002 Carbonat-lonenkonzentration bei Grundlage des gesamten Nahrungsnetzes im Ozean sind die mikroskopisch kleinen Vertreter des marinen Phytoplanktons. Dazu gehören die Kieselalgen (Diatomeen), die Kalkalgen (Coccolithophoriden) oder auch die Cyanobakterien. Durch ihre Fotosyntheseaktivität sind sie für etwa die Hälfte der globalen Primärproduk- tion verantwortlich. Da für diese Prozesse auch Licht notwendig ist, kommt das Phytoplakton ausschließlich in den oberflächennahen Wasserschichten der Weltmeere vor und ist damit von der Ozeanversauerung direkt betroffen. Einfluss der CO2-Konzentration auf Kalkalgen Um die möglichen Auswirkungen besser zu verstehen, werden weltweit von verschiedenen Forschungs- einrichtungen Untersuchungen vorgenommen. Auch Untersuchungen zu den Auswirkungen des CO₂-Gehalts im Wasser auf die Kalkalgen sind dazu von Interesse. bei CO₂-Konzentration von 300 ppm verschiedenen pH-Werten bei CO₂-Konzentration von 780-850ppm Kalkalge Emiliania huxleyi bei verschiedenen CO> Konzentrationen im Wasser. Links: gesamte Kalkalge, rechts: einzelne Kalkplättchen Aufgabe 2- Anpassungen von Pflanzen an biotische Umweltfaktoren Seerosen wachsen in Teichen. Mit ihren ausdauernden Wurzeln sind die Pflanzen im Teichboden verankert. Im Frühjahr treiben sie neue Blätter bis an die Wasseroberfläche aus. Dabei können die Blattstiele eine Länge von bis zu drei Metern erreichen. Die Blätter als wichtige Fotosynthese-Organe haben Auftrieb und schwimmen auf der Wasseroberfläche. Im Blattquerschnitt zeigen sich Zellen mit verdickten Wänden (im Querschnitt in Abb.1 in M5 rötlich angefärbt). Diese häufig verzweigten Sternhaarzellen dienen der Stabilität. Für ihr Wachstum benötigen Pflanzen Mineralstoffe, die sie in der Regel über die Wurzeln aus dem Boden aufnehmen und in Leitbündeln nach oben transportieren. Seerosen haben zur Mineralstoffaufnahme aber noch eine weitere Möglichkeit. Sie verfügen über drüsenartige Zellen auf der Blattunterseite, die Hydropoten, über die sie Wasser und Mineralsalze aufnehmen können. Beschreiben Sie die Funktion von Spaltöffnungen für Pflanzen. (6 Pkt.) Benennen Sie die Strukturen 1-5 in Material 5 und erläutern Sie anhand der Abbildungen, welche Merkmale die Angepasstheit des Seerosenblattes an den Lebensraum Wasser zeigen. Name: (17 Pkt.) 3. Für ihren Stoffwechsel in den Wurzeln benötigen die Pflanzen auch Sauerstoff. Am Grund von Seen herrscht allerdings oft ein Sauerstoffmangel. Entwickeln Sie mit Hilfe der Abb.2 in M5 eine Hypothese, wie der Stoffwechsel in den Wurzeln der Seerosen vermutlich ermöglicht wird. (4 Pkt.) Material 5: Bau eines Seerosenblattes 1 1 Der Aufbau von Seerosenblättern zeigt die Ange- passtheit an den Lebensraum Wasser. Blattoberseite (Aufsicht), Blattquerschnitt, Blattunterseite (Aufsicht) Epidermis Leitbündel Mark- parenchym Rindenparenchym 2 Der Stängel einer Landpflanze und einer Wasser- pflanze unterscheiden sich in ihrem Aufbau. Querschnitt Hahnenfußstängel, Querschnitt Seerosenstängel Bio Q1.2 GK Aufgabe 1 Der Schüler/ Die Schülerin... 2. Klausur 1.1... benennt die Bestandteile des Energieflussdiagramms: Lichtenergie (1), Produzenten (2), Wärme (3), Primärkonsumenten (4), Sekundärkonsumenten (5), Tertiärkonsumenten (6), Destruenten (7), Ausscheidungen/ tote Biomasse (8) Name: 1.2... erläutern die Energieverwertung der Raupe: Raupe frisst Pflanzen - - Erwartungshorizont ca. 50 % der darin enthaltenen Energie werden über Kot ausgeschieden 33,5% fallen auf die Zellatmung (eigener Stoffwechsel, Wärmeabgabe) nur 16,5 % der Energie kann für Aufbau eigener Körpermasse genutzt werden 1.3... erklärt den allgemeinen Aufbau einer Biomasseypramide über den Energiefluss: Primärproduzenten bilden breite Stufe, Primär- und Tertiärkonsumenten zunehmend kleinere Stufen Pflanzen wandeln als Primärproduzenten energiearme Stoffe mit Hilfe von Sonnenenergie in energiereiche organische Stoffe um. (✓) Nahrungsgrundlage der Primärkonsumenten Konsumenten verwerten Biomasse der jew. unteren Trophiestufen, Verluste durch Dissimilation und Ausscheidung beim Übergang von einer Stufe zur nächsten (Stufen werden schmaler) (v) skizziert und begründet Biomassepyramide für (a) Poikilotherme und (b) Homoiotherme. Aus der Skizze sollte hervorgehen, dass die Biomassepyramide a) mit poikilothermen Primär- und Sekundärkonsumenten sich nicht so stark verjüngt wie b) mit homoiothermen Primär- und Sekundärkonsumenten; (bei Pyramide a) gibt es zudem eine 4. Stufe (Tertiärkonsumenten)) 1.4... beschreibt den natürlichen Kohlenstoffkreislauf: Produzenten in unterschiedlichen Ökosystemen fixieren mit der Fotosynthese Kohlenstoff (CO2) aus der Atmosphäre und bauen pflanzliches Material auf (Biomasse) (V) Biomasse aus abgestorbenen Tieren und Pflanzen wird im Boden gespeichert von (Konsumenten (Aasfressern) und) Destruenten wird die Biomasse wieder vollständig abgebaut und als CO2 an die Atmosphäre abgegeben CO2 aus der Atmosphäre wird von den Ozeanen gebunden und wieder abgegeben (Diffusion), Ozeane sind Kohlenstoffspeicher Fossile Energieträger speichern im Boden Kohlenstoff (stammt von abgestorbenen Lebewesen aus geologischer Vorzeit); werden diese Stoffe verbrannt, gelangt zusätzlicher Kohlenstoff in Form von CO2 in die Atmosphäre, der nicht wieder gebunden wird. stellt anthropogenen Einfluss und Konsequenzen dar: Mensch stört natürliches Gleichgewicht von CO2-Abgabe und -Aufnahme (in unterschiedlichen Ökosystemen) anthropogene Einflüsse hauptsächlich durch Verbrennen fossiler Energieträger; Anstieg der CO2-Konzentration in Atmosphäre und Ozeanen, da der CO2-Abgabe keine CO2-Bindung gegenübersteht; Folgen: Treibhauseffekt; (Versauerung der Ozeane) 1.5... erklärt die Bedeutung natürlicher CO2-Senken: Natürliche CO2-Senken binden einen Teil des CO2 der Atmosphäre, können bis zu einem gewissen Grad weltweiten CO2-Anstieg abpuffern. AFB/ Pkt. 11 8 = 8 1-11 3 3 2 4 6 1-11 4 3 LO 5 2 4 ||-||| 3 Bio Q1.2 GK analysiert den Effekt von der Erhöhung der CO2-Konzentration auf im Meer lebende Kalkalgen, das Ökosystem Ozean, die gesamte Biosphäre - 2. Klausur Erfüllt ein weiteres aufgabenbezogenes Kriterium (2). Summe 1 Aufgabe 2 Der Schüler/ Die Schülerin... - - Wertes - Höhere CO2-Konzentrationen in der Luft führen durch Diffusionsprozesse zu höheren CO₂-Konzentrationen im Wasser →Absenken des pH- (✓) Abnahme der Carbonat-lonenkonzentration im Meerwasser Da Kalkalgen Carbonat-lonen zum Aufbau des Kalkgerüstes benötigen, ist Kalkausbildung des Gerüstes eingeschränkt (→ Abb.) → könnte auf das Überleben der Kalkalgen Einfluss haben, Bestände könnten (✓) - 2.1... beschreibt die Funktion von Spaltöffnungen: - zurückgehen. Da die Kalkalgen zu den Primärproduzenten der Ozeane gehören, sind weitreichende Auswirkungen auf die Nahrungskette im Ozean denkbar./ Erwartungshorizont Spaltöffnungen sind Poren in der Epidermis von Pflanzen, die häufig auf der Blattunterseite der Blätter zu finden sind. Die sie umgebenden Schließzellen können je nach Wasserverfügbarkeit den Spalt öffnen oder schließen und so die Transpiration regulieren. Durch die Spaltöffnungen findet auch der Gasaustausch statt. 2.2... benennt die Strukturen: Spaltöffnung an Blattoberseite (1), große Luftkammer im Schwammgewebe (2), Sternhaarzellen (3), Zellen der unteren Epidermis (4), Hydropoten (5) erläutert Anpassungen der Seerose: Die Spaltöffnungen liegen bei den Seerosen auf der Blattoberseite, weil nur hier der Kontakt zur Luft besteht und somit der Gasaustausch stattfinden kann. Die großen Luftkammern werden durch die Sternhaarzellen stabilisiert. Sie erzeugen einen Auftrieb, sodass die Seerosenblätter immer wieder an die Oberfläche kommen, auch wenn sie durch Wellen untergetaucht werden. Die Hydropoten liegen auf der Blattunterseite und ermöglichen die Aufnahme von Mineralstoffen aus dem Wasser. Hier liegt die Vermutung nahe, dass dies eine Verkürzung des Transportweges von den Wurzeln über die langen Stiele zu den Blättern darstellt. 2.3... entwickelt Hypothesen: Die großen Hohlräume in den Stängeln ermöglichen eine Diffusion von Luft zu den Wurzeln. Daher könnte dies der Weg sein, über den die Wurzeln ausreichend Sauerstoff für die Dissimilation bekommen. Erfüllt ein weiteres aufgabenbezogenes Kriterium (2). Summe 2 2 4 3 12 173 AFB/ Pkt. 1-11 127 Bio Q1.2 GK Darstellungsleistung Führt den Gedanken schlüssig, stringent und klar aus. Strukturiert die Darstellung sachgerecht. (V) Verwendet eine differenzierte und präzise Sprache. Veranschaulicht die Ausführungen durch geeignete Skizzen, Schemata etc. Gestaltet seine Arbeit formal ansprechend. Summe Darstellungsleistung Summe inhaltliche Leistung Summe Gesamt Die Klausur wird abschließend mit der Note Gesamtnote: Notenpunkte) ggf. Absenkung der Note um ein bis zwei Notenpunkte gemäß § 13 Abs. 2 APO-GOST (grobe Verstöße gegen die deutsche Sprache) Note Grundsätze für die Bewertung (Notenfindung) Für die Zuordnung der Notenstufen zu den Punktzahlen ist die folgende Tabelle zu verwenden: sehr gut plus sehr gut sehr gut minus gut plus gut gut minus befriedigend plus befriedigend befriedigend minus ausreichend plus ausreichend ausreichend minus mangelhaft plus mangelhaft mangelhaft minus ungenügend Punkte 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 2. Klausur 4 3 2 1 0 Erreichte Punktzahl 120114 113-108 107-102 101-96 95-90 89-84 83-78 77-72 71-66 65-60 59-54 53-47 46-39 38-31 Erwartungshorizont 31-24 23-0 Pkt. Notenpunkte) bewertet. /20 / 100 /120 Datum, Unterschrift