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Ökologie

Ökologie

 Übung zur Klausur LK Biologie 2021
Anpassungen von Tieren und Pflanzen an verschiedene abiotische Faktoren
1. Verschiedene Landlebensräume
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Übungsklausur zu den abiotischen Faktoren + Lösungen

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Übung zur Klausur LK Biologie 2021 Anpassungen von Tieren und Pflanzen an verschiedene abiotische Faktoren 1. Verschiedene Landlebensräume - Ökosystem Wüste Material 1: Abiotische Faktoren in verschiedenen Landlebensräumen Hitzewüsten gelten als „lebensfeindlich". Die hier lebenden Pflanzen und Tiere zeigen eine Reihe von Anpassungserscheinungen, die es ihnen ermöglichen, diesen extremen Lebensraum zu nutzen. MATERIAL 1 290...330 <250-280 -9° -6° Tundra Waldtundra Frost Abb. 1 Blattquerschnitt des Oleanders 450 410 Taiga Mischwald Laubwald Grundwasser A Abiotische Bedingungen in verschiedenen Landlebensräumen .600 +2° Waldsteppe 7 850 A 2 3- Steppe 1500 Wüste Bt potenzielle Evaporation in mm +11° mittlere Jahrestemperatur in °C Aufgaben 1 1.1 Nennen Sie die abiotischen Faktoren in der Wüste. (Hinweis: Evaporation = Verdunstung). Ergänzen Sie die in der Abbildung dargestellten Faktoren durch die abiotischen Faktoren Licht, Wind und Mineralstoffgehalt des Bodens. 1.2 Nennen Sie für die Landlebensräume Tundra (Kaltsteppe), Taiga (borealer Nadelwald), (sommergrüner) Laubwald und Wüste die begrenzenden Faktoren (Minimumfaktoren), die das Pflanzenwachstum (Vegetation) in diesen Regionen begrenzen. Niederschläge in mm 1.3 Nennen Sie drei typische pflanzliche Vertreter und erklären Sie anhand jeweils eines Beispiels die Anpassungen an den entsprechenden Lebensraum. (z.B. hinsichtlich der Pflanzenhöhe, der Wuchsform und der Blattform). 2. Anpassungen von Pflanzen an Licht- und Wasserverfügbarkeit in Bezug auf den Blattquerschnitt Material 2: Blattquerschnitt des Oleanders Der Oleander (Nerium oleander) ist ein Strauch oder kleiner Baum, der in seiner Heimat den ganzen Sommer über blüht. Im Sommer gibt es dort kaum Niederschlag und die Temperaturen liegen über 20° C. Seine Blätter sind lanzettförmig, spitz und relativ...

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hart. Abb. 2 Blattquerschnitt vom Sonnenblatt einer Buche Aufgaben 2 2.1 Benennen Sie die Ziffern 1-8 der Abbildung und verbinden Sie sie mit den entsprechenden Strukturen im Oleanderblatt. (Alternativ: Farbliche Markierung der sich entsprechenden Blattstrukturen) 2.2 Nennen und erklären Sie die Anpassungen des Oleanderblattes an die Standortbedingungen. 3. Anpassungen von Tieren an den abiotischen Faktor Temperatur Material 3: Der Wüstenfuchs (Fennek) Mehr als nur Ohren Das Leben in der Wüste stellt auch für Tiere eine besondere Herausforderung dar. Und dabei geht es nicht nur um den Mangel an Wasser. Polarfuchs Rotfuchs Wüstenfuchs Sand, soweit das Auge reicht. Hier, in der Mitte der Sahara, rechnet man kaum mit Leben zwischen den Dünen. Und doch taucht es auf - zum Beispiel in Form zweier riesiger Ohren, die in einem Tunneleingang erscheinen. Ohren, von denen man glauben könnte, sie gehören einem Hasen oder gar einem Esel, der in eine Grube gefallen ist. Zehn bis fünfzehn Zentimeter lang sind diese Löffel. Dabei ist der Kopf, der ihnen aus der Röhre folgt, selbst kaum länger. Und das ganze Tier kommt auf eine Kopfrumpflänge von vielleicht 40 Zentimetern. Dazu noch der rund 20 Zentimeter messende Schwanz, und der ganze Fennek, auch Wüstenfuchs genannt, ist aus seinem Bau heraus. Die Tiere leben nicht nur in der Sahara, im nördlichen Nigeria und im Tschad. Auch auf der Arabischen Halbinsel sind sie zu Hause. Aber eines haben ihre Verbreitungsgebiete gemeinsam. Der Fennek (Vulpes zerda) ist an trockene Sandgebiete angepasst - also gerade an Regionen, in denen kein Mensch leben möchte. Aufgaben 3 Wozu aber hat nun der kleine Fennek diese riesigen Ohren? Natürlich auch zum Hören. Die Tiere jagen in der Nacht Mäuse, Eidechsen und Insekten, die sie mit dem Gehör lokalisieren. Aber dazu müsste der Kopfschmuck nicht so riesig sein. Die Anhängsel gehören vielmehr zur Wüstenspezialausstattung der Tiere. Über die große Oberfläche der Ohren strahlen sie Wärme ab. Notwendig wird die Methode, weil der Fennek wie andere Hunde nicht schwitzt. Zwar kühlt er seinen Körper wie die anderen Vertreter der Familie der Hunde auch durch Hecheln. Doch in der großen Wüstenhitze werden zusätzlich die Ohren zur Wärmeregulierung eingesetzt. http://www.sueddeutsche.de/wissen/serie-bio-bizarr-mehr-als-nur-ohren-1.573480 3.1 Nennen Sie die beiden Klimaregeln und wenden Sie sie auf das Beispiel der Füchse an. 3.2 Erklären Sie, von welchen Faktoren der Sauerstoffverbrauch eines Tieres abhängig ist. Stellen Sie eine entsprechend begründete Hypothese auf, ob der Polarfuchs oder der Wüstenfuchs einen höheren Sauerstoffverbrauch hat. 3.3. Nennen und erläutern Sie Überwinterungsstrategien von homoiothermen Tieren. Biologie 1.2 Tundra: Temperatur: kalt Wasser: kaum verfügbar (gefroren) Licht: wenig Licht am Boden 1.1 Temperatur: Jahresdurchschnitt 11 C Wasser: 170 mm Niederschläge, Grundwasser nicht vorhanden Verdunstung: 1500 mm Licht: sehr viel Licht Wind: eher Stark Mineralstoffgehalt: Nähhrsalze, Nitrate, Phosphate- kaum vorhanden des Bodens: Il stammen in der Regel aus dem Abbau organischer Substanzen-> Hummus Taiga: Licht: wenig Licht am Boden Wasser: kalt Temperatur: (kaum eingeschränkt) Laubwald: Licht: wenig Licht am Boden/ Stockwerkbau Klausurübung Bearbeitung Wüste: Wasser: Wasser kaum verfügbar Temperatur: Zu hohe Temperaturen / Temperaturschwankungen 2.1 2.2 1.3 Blattform: Wasser sie dürfen kein Wasser verlieren, durch die Transpiration Klein Wuchshöhe: klein Charline 1. Cuticula 2. obere Epidermis 3. Palisadengewebe 4. Schwammgewebe 5. / 6. untere Epidermis 7. untere Cuticula 8. Stomata/Spaltöffnungen + daneben befinden sich die Schließzellen 1 Standortbedingung: geringer Nlederschlag, warme Temperatur Blatt: lanzettförmig -> weniger Wasser geht über die Verdunstung verloren | V eingesenkte Spaltöffnungen mit toten Haaren vor der Atemhülle -> Verdunstungsschutz ausgeprägtes Schwammgewebe: speicherung von Wasserdampf, Optimierung des Gasaustauschs (CO2, 02) Mehrschichtiges Palisadengewebe: grüße Anzahl von Chloroplasten pro Fläche, bei hoher Lichtintensität werden alle Chloroplasten erreicht Lichtpflanzen: hohen Kompensationspunkt, Lichtsättigungspunkt 3.1 Klimaregeln: Bergmannsche Regel: Homoitherme Tiere eines Verwandtschaftskreises sind in kälteren Regionen größer als in wärmeren. Allensche Regel: Die realtive Länge von Körperanhängen (z.B Ohren, Schwanz, Beine) ist bei homoithermen Arten kalter Gebiete meist kleiner ausgebildet als bei verwandten Arten wärmere Zonen Anwendung an die Füchse: Bergmannsche Regel : wüstenfuchs ist erheblich kleiner und leichter als der POlarfuchs die oberfläche ist im Verhältnis zum Volumen größer. Im Körper (Volumen) wird wärme durch den Stoffwechsel produziert über die Oberfläche wird Wärme abgegeben. => Wärmeabgabe des Wüstenfuchs ist größer als die des Polarfuchs Allensche Regel: wüstenfüchse haben längere Körperanhänger (Ohren,Schwanz) ( gut durchblutet, weniger behaart) -> ermöglicht die abgabe überschüssige Wärme 3.2 je kälter -> höhere Stoffwechselrate -> höherer Sauerstoffverbrauch Sauerstoff wird für die Zellatmung gebraucht: sauerstoff + glukose -> kohlenstoffdioxid + wasser (abiot. Faktor= Wasser) + energie (abit. Faktor Temperatur) Je höher der Energieverbrauch ist, desto höher ist der Sauerstoffverbrauch Körperwärme wird durch den Betriebsstoffwechsel (Zellatmung) erzeugt + er braucht mehr Energie, da die Umgebungstemperatur unabhängig von der Körpertemperatur ist -> mehr Wärme geht beim Wüstenfuchs verloren, durch die größere relative Oberfläche -> durchs Hecheln geht auch Sauerstoff verloren 3.3 Überwinterungsstrategien : Winteraktiv: finden auch im Winter Nahrung, Isolation (Winterfell Federkleid), Ortswechsel (z.B Zugvögel) 2 Winterruhe: Körpertemperatur wird leicht gesenkt, wachen nur zur Nahrungsaufnahme auf, Atmung, Kreislauf etwas heruntergefahren Winterschlaf: Körpertemperatur wird stark herabgesetzt,aber reguliert (hormonelle Regulation), Atmung und Kreislauf werden stark heruntergefahren 3

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Zehn bis fünfzehn Zentimeter lang sind diese Löffel. Dabei ist der Kopf, der ihnen aus der Röhre folgt, selbst kaum länger. Und das ganze Tier kommt auf eine Kopfrumpflänge von vielleicht 40 Zentimetern. Dazu noch der rund 20 Zentimeter messende Schwanz, und der ganze Fennek, auch Wüstenfuchs genannt, ist aus seinem Bau heraus. Die Tiere leben nicht nur in der Sahara, im nördlichen Nigeria und im Tschad. Auch auf der Arabischen Halbinsel sind sie zu Hause. Aber eines haben ihre Verbreitungsgebiete gemeinsam. Der Fennek (Vulpes zerda) ist an trockene Sandgebiete angepasst - also gerade an Regionen, in denen kein Mensch leben möchte. Aufgaben 3 Wozu aber hat nun der kleine Fennek diese riesigen Ohren? Natürlich auch zum Hören. Die Tiere jagen in der Nacht Mäuse, Eidechsen und Insekten, die sie mit dem Gehör lokalisieren. Aber dazu müsste der Kopfschmuck nicht so riesig sein. Die Anhängsel gehören vielmehr zur Wüstenspezialausstattung der Tiere. Über die große Oberfläche der Ohren strahlen sie Wärme ab. Notwendig wird die Methode, weil der Fennek wie andere Hunde nicht schwitzt. Zwar kühlt er seinen Körper wie die anderen Vertreter der Familie der Hunde auch durch Hecheln. Doch in der großen Wüstenhitze werden zusätzlich die Ohren zur Wärmeregulierung eingesetzt. http://www.sueddeutsche.de/wissen/serie-bio-bizarr-mehr-als-nur-ohren-1.573480 3.1 Nennen Sie die beiden Klimaregeln und wenden Sie sie auf das Beispiel der Füchse an. 3.2 Erklären Sie, von welchen Faktoren der Sauerstoffverbrauch eines Tieres abhängig ist. Stellen Sie eine entsprechend begründete Hypothese auf, ob der Polarfuchs oder der Wüstenfuchs einen höheren Sauerstoffverbrauch hat. 3.3. Nennen und erläutern Sie Überwinterungsstrategien von homoiothermen Tieren. Biologie 1.2 Tundra: Temperatur: kalt Wasser: kaum verfügbar (gefroren) Licht: wenig Licht am Boden 1.1 Temperatur: Jahresdurchschnitt 11 C Wasser: 170 mm Niederschläge, Grundwasser nicht vorhanden Verdunstung: 1500 mm Licht: sehr viel Licht Wind: eher Stark Mineralstoffgehalt: Nähhrsalze, Nitrate, Phosphate- kaum vorhanden des Bodens: Il stammen in der Regel aus dem Abbau organischer Substanzen-> Hummus Taiga: Licht: wenig Licht am Boden Wasser: kalt Temperatur: (kaum eingeschränkt) Laubwald: Licht: wenig Licht am Boden/ Stockwerkbau Klausurübung Bearbeitung Wüste: Wasser: Wasser kaum verfügbar Temperatur: Zu hohe Temperaturen / Temperaturschwankungen 2.1 2.2 1.3 Blattform: Wasser sie dürfen kein Wasser verlieren, durch die Transpiration Klein Wuchshöhe: klein Charline 1. Cuticula 2. obere Epidermis 3. Palisadengewebe 4. Schwammgewebe 5. / 6. untere Epidermis 7. untere Cuticula 8. 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Allensche Regel: Die realtive Länge von Körperanhängen (z.B Ohren, Schwanz, Beine) ist bei homoithermen Arten kalter Gebiete meist kleiner ausgebildet als bei verwandten Arten wärmere Zonen Anwendung an die Füchse: Bergmannsche Regel : wüstenfuchs ist erheblich kleiner und leichter als der POlarfuchs die oberfläche ist im Verhältnis zum Volumen größer. Im Körper (Volumen) wird wärme durch den Stoffwechsel produziert über die Oberfläche wird Wärme abgegeben. => Wärmeabgabe des Wüstenfuchs ist größer als die des Polarfuchs Allensche Regel: wüstenfüchse haben längere Körperanhänger (Ohren,Schwanz) ( gut durchblutet, weniger behaart) -> ermöglicht die abgabe überschüssige Wärme 3.2 je kälter -> höhere Stoffwechselrate -> höherer Sauerstoffverbrauch Sauerstoff wird für die Zellatmung gebraucht: sauerstoff + glukose -> kohlenstoffdioxid + wasser (abiot. Faktor= Wasser) + energie (abit. Faktor Temperatur) Je höher der Energieverbrauch ist, desto höher ist der Sauerstoffverbrauch Körperwärme wird durch den Betriebsstoffwechsel (Zellatmung) erzeugt + er braucht mehr Energie, da die Umgebungstemperatur unabhängig von der Körpertemperatur ist -> mehr Wärme geht beim Wüstenfuchs verloren, durch die größere relative Oberfläche -> durchs Hecheln geht auch Sauerstoff verloren 3.3 Überwinterungsstrategien : Winteraktiv: finden auch im Winter Nahrung, Isolation (Winterfell Federkleid), Ortswechsel (z.B Zugvögel) 2 Winterruhe: Körpertemperatur wird leicht gesenkt, wachen nur zur Nahrungsaufnahme auf, Atmung, Kreislauf etwas heruntergefahren Winterschlaf: Körpertemperatur wird stark herabgesetzt,aber reguliert (hormonelle Regulation), Atmung und Kreislauf werden stark heruntergefahren 3