Biologie · Klasse 12 · Kapitel
Lebewesen in ihrer Umwelt
EntdeckenDie Frage zum Kapitel
Warum leben Bachforellen nicht in einem warmen Dorfteich?
Schreib eine Vermutung auf, bevor du weiterliest.
Für die Lehrkraft: Bachforellen brauchen kaltes, sauerstoffreiches Wasser. Warmes Wasser löst weniger Sauerstoff, und ihr Toleranzbereich für die Temperatur ist eng. Karpfen ertragen dagegen auch warme Teiche. Quelle: Lehrbuchwissen: Temperaturtoleranz von Salmoniden und Karpfenfischen, Löslichkeit von Sauerstoff in Wasser
- Entdecken Frage, Vorstellung, Bild
- Merken kommt ins Heft
- Beispiel vorgerechnet, Schritt für Schritt
- Üben selbst rechnen
- Achtung typischer Fehler
- Weiterdenken zum Knobeln und Vernetzen
○ mit Starthilfe, ● für alle, ★ zum Weiterdenken. Du wählst mindestens eine ★-Aufgabe. Du rechnest ins Heft.
1Ich kann Ökosystem, Biotop und Biozönose gliedern und Toleranzkurven mit ökologischer Potenz auswerten.
EntdeckenFrage
Warum leben Bachforellen nicht in einem warmen Dorfteich?
Was meinst du? Schreib deine Vermutung auf, bevor du weiterliest.
Auflösung
Bachforellen brauchen kaltes, sauerstoffreiches Wasser. Warmes Wasser löst weniger Sauerstoff, und ihr Toleranzbereich für die Temperatur ist eng. Karpfen ertragen dagegen auch warme Teiche.
MerkenÖkosystem und Toleranz
Ein Ökosystem ist das Wirkungsgefüge aus Biotop und Biozönose.
Die Toleranzkurve zeigt die ökologische Potenz einer Art. Stenöke Arten haben eine enge Potenz.
BeispielToleranzkurven und ökologische Potenz
Schritt für Schritt
- Die Grenzen der Kurve sind die Grenzen des Überlebens.
- Außerhalb davon stirbt die Art auf Dauer.
- Die Grenzen der Kurve sind die Grenzen des Überlebens.
- Außerhalb davon stirbt die Art auf Dauer.
AchtungBegriffe der Toleranzkurve verwechselt
Die ökologische Potenz ist der Wert, bei dem die Art am besten wächst.
Das ist das Optimum. Die ökologische Potenz ist der ganze Bereich, in dem die Art leben kann.
Optimum ist ein Punkt, Potenz ist ein Bereich. Stenök heißt enger Bereich, euryök heißt weiter Bereich.
ÜbenJetzt du
- ○1Eine Art kommt in einem Gebiet nur dort vor, wo die Temperatur zwischen 10 °C und 14 °C liegt. Welcher Schluss ist zulässig? Begründe die Wahl.So fängst du an:Der Bereich ist eng.
Lösung zeigen
- Der Bereich ist eng.
- Die Art ist wahrscheinlich stenök.
- Wo genau ihr Optimum ohne Konkurrenz liegt, zeigt erst ein Laborversuch.
Ergebnis:Die Art ist für die Temperatur wahrscheinlich stenök. - ●2Bei 18 °C wächst eine Wasserlinse am schnellsten. Wie heißt dieser Wert auf der Toleranzkurve? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Der Wert mit der größten Vitalität ist das Optimum.
- Die Potenz ist der ganze Bereich, das Pessimum sein Rand.
Ergebnis:Optimum - ★3Zwei Grasarten haben allein dieselbe Toleranzkurve für Bodenfeuchte. In Mischkultur wächst Art A nur noch im feuchten, Art B nur im trockenen Bereich. Was zeigt das? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Allein zeigen beide ihre physiologische Kurve.
- In Mischkultur verdrängen sie sich gegenseitig.
- Die Verteilung im Freiland zeigt die ökologischen Optima.
Ergebnis:Konkurrenz verschiebt die ökologischen Optima auseinander.
2Ich kann den Einfluss von Temperatur und Licht auf Organismen erklären (RGT-Regel, homoiotherm, poikilotherm).
EntdeckenFrage
Wie viel weniger Nahrung braucht eine Eidechse als eine gleich schwere Maus?
Was meinst du? Schreib deine Vermutung auf, bevor du weiterliest.
Auflösung
Nur einen kleinen Bruchteil, oft weniger als ein Zehntel. Die Maus heizt ihren Körper ständig mit Stoffwechselwärme. Die Eidechse wärmt sich in der Sonne und spart diese Energie.
MerkenTemperatur und Licht
Je 10 °C mehr laufen Stoffwechselreaktionen etwa zwei- bis dreimal so schnell.
Das gilt nur im Toleranzbereich. Poikilotherme Tiere folgen der Umgebungstemperatur.
BeispielTemperatur und RGT-Regel
Schritt für Schritt
- Die Temperatur steigt um 10 °C, also einmal mal 3.
- 48 · 3 = 144
- Bei 18 °C sind etwa 144 Mikroliter je Stunde zu erwarten.
- Die Temperatur steigt um 10 °C, also einmal mal 3.
- 48 · 3 = 144
- Bei 18 °C sind etwa 144 Mikroliter je Stunde zu erwarten.
AchtungRGT-Faktor addiert statt multipliziert
12 Einheiten bei 10 °C, Faktor 2: bei 20 °C sind es 14.
12 · 2 = 24 Einheiten bei 20 °C, bei 30 °C 24 · 2 = 48.
Die RGT-Regel vervielfacht. Je 10 °C nimmst du den Wert einmal mal den Faktor, bei 20 °C also zweimal.
ÜbenJetzt du
- ○4Warum gilt die RGT-Regel nur in einem begrenzten Temperaturbereich?So fängst du an:Enzyme sind Proteine.
Lösung zeigen
- Enzyme sind Proteine.
- Bei zu hoher Temperatur verlieren sie ihre Raumstruktur.
- Die Reaktion wird dann langsamer statt schneller.
Ergebnis:Oberhalb des Optimums werden Enzyme denaturiert. - ●5Warum fallen Zauneidechsen im Winter in Kältestarre und nicht in einen Winterschlaf?
Lösung zeigen
- Im Winterschlaf regelt ein Säugetier seine Temperatur auf niedrigerem Wert.
- Eine Eidechse kann das nicht.
- Die Eidechse wird starr, wenn die Umgebung kalt ist.
Ergebnis:Als Poikilotherme können sie ihre Temperatur nicht selbst regeln. - ★6Eine Eidechse hat in der Sonne 38 °C Körpertemperatur. Ist sie damit homoiotherm?
Lösung zeigen
- Homoiotherm heißt: Wärme aus dem eigenen Stoffwechsel hält die Temperatur konstant.
- Die Eidechse wärmt sich in der Sonne auf.
- Die Eidechse regelt über Verhalten und bleibt poikilotherm.
Ergebnis:Nein, sie regelt ihre Temperatur nur über ihr Verhalten.
3Ich kann Blattaufbau und Feinbau des Chloroplasten als Angepasstheit erläutern und Absorptions- und Wirkungsspektrum deuten (Chromatografie).
EntdeckenFrage
Warum werden Blätter im Herbst gelb?
Was meinst du? Schreib deine Vermutung auf, bevor du weiterliest.
Auflösung
Der Baum baut das grüne Chlorophyll ab und holt wertvolle Stoffe zurück. Die gelben und orangen Carotinoide waren schon den ganzen Sommer im Blatt. Ohne das Grün werden sie sichtbar.
MerkenBlatt und Chloroplast
Chlorophyll absorbiert vor allem blaues und rotes Licht.
Das Wirkungsspektrum folgt weitgehend dem Absorptionsspektrum. Die Lichtreaktionen laufen an den Thylakoiden.
BeispielAbsorptionsspektrum, Wirkungsspektrum, Chromatografie
Schritt für Schritt
- Das Laufmittel nimmt die Farbstoffe mit.
- Gut lösliche Farbstoffe, die wenig haften, wandern weit.
- Stark haftende bleiben zurück.
- Das Laufmittel nimmt die Farbstoffe mit.
- Gut lösliche Farbstoffe, die wenig haften, wandern weit.
- Stark haftende bleiben zurück.
AchtungGrünes Licht als bestes Licht für die Fotosynthese
Das Blatt ist grün, weil es grünes Licht aufnimmt.
Das Blatt ist grün, weil es grünes Licht kaum aufnimmt und zurückwirft.
Die Farbe, die du siehst, ist das Licht, das NICHT absorbiert wird. Chlorophyll absorbiert vor allem Blau und Rot.
ÜbenJetzt du
- ○7In welchem Bereich liegt das sichtbare Licht, das Pflanzen für die Fotosynthese nutzen? Begründe die Wahl.So fängst du an:Das sichtbare Licht reicht etwa von 400 bis 700 Nanometern.
Lösung zeigen
- Das sichtbare Licht reicht etwa von 400 bis 700 Nanometern.
- Dieser Bereich heißt auch fotosynthetisch aktive Strahlung.
Ergebnis:etwa zwischen 400 und 700 Nanometern - ●8Was zeigt das Wirkungsspektrum der Fotosynthese? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Gemessen wird die Wirkung des Lichts, zum Beispiel die Sauerstoffbildung.
- Auf der y-Achse steht die Fotosyntheserate.
Ergebnis:die Fotosyntheserate bei Licht verschiedener Wellenlängen - ★9Warum wird die Startlinie bei der Chromatografie mit Bleistift und nicht mit Filzstift gezogen? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Filzstiftfarbe ist selbst ein Farbstoffgemisch.
- Die Farbe würde mitwandern und eigene Banden bilden.
Ergebnis:Graphit löst sich nicht im Laufmittel und verfälscht nichts.
4Ich kann Primär- und Sekundärreaktionen der Fotosynthese mit dem Calvin-Zyklus (Fixierung, Reduktion, Regeneration) erläutern und die Abhängigkeit der Fotosyntheserate von abiotischen Faktoren ableiten.
EntdeckenFrage
Woher stammt der Sauerstoff, den wir einatmen?
Was meinst du? Schreib deine Vermutung auf, bevor du weiterliest.
Auflösung
Aus Wasser, nicht aus Kohlenstoffdioxid. Forschende gaben Algen 1941 Wasser mit schwerem Sauerstoff. Der schwere Sauerstoff tauchte im abgegebenen Gas wieder auf.
MerkenFotosynthese
Die Lichtreaktionen liefern ATP und NADPH, aus Wasser entsteht Sauerstoff.
Der Calvin-Zyklus fixiert damit Kohlenstoffdioxid zu Zucker. Der Faktor im Minimum begrenzt.
BeispielPrimärreaktionen und Calvin-Zyklus
Schritt für Schritt
- Aus der Fixierung stammt 3-Phosphoglycerat.
- Mit ATP und NADPH wird es zu Glycerinaldehyd-3-phosphat reduziert.
- Aus der Fixierung stammt 3-Phosphoglycerat.
- Mit ATP und NADPH wird es zu Glycerinaldehyd-3-phosphat reduziert.
AchtungÖkologische Gegenbegriffe vertauscht
Die Biozönose ist der See mit Wasser, Licht und Temperatur.
Der See mit seinen abiotischen Faktoren ist das Biotop, seine Lebensgemeinschaft die Biozönose.
Die Begriffe kommen paarweise: Biotop und Biozönose, autotroph und heterotroph, Assimilation und Dissimilation, intra- und interspezifisch. Prüf, welche Hälfte des Paares gemeint ist.
ÜbenJetzt du
- ○10Welche Produkte der Primärreaktionen werden im Calvin-Zyklus gebraucht? Begründe die Wahl.So fängst du an:Die Primärreaktionen liefern ATP und NADPH.
Lösung zeigen
- Die Primärreaktionen liefern ATP und NADPH.
- Der Calvin-Zyklus braucht beide für Reduktion und Regeneration.
Ergebnis:ATP und NADPH - ●11Wie lautet die Gesamtgleichung der Fotosynthese in Worten? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Ausgangsstoffe sind Kohlenstoffdioxid und Wasser.
- Der Sauerstoff stammt aus dem Wasser, deshalb stehen links 12 Wasser.
- Die umgekehrte Gleichung beschreibt die Zellatmung.
Ergebnis:6 Kohlenstoffdioxid + 12 Wasser → Glucose + 6 Sauerstoff + 6 Wasser - ★12Wie hängen Fotosynthese und Zellatmung in einer Pflanzenzelle zusammen? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Die Fotosynthese bildet Glucose und Sauerstoff.
- Die Zellatmung in den Mitochondrien nutzt beide.
- Die Zellatmung gibt Kohlenstoffdioxid und Wasser zurück.
Ergebnis:Produkte der einen sind Ausgangsstoffe der anderen.
5Ich kann intra- und interspezifische Beziehungen vergleichen: Konkurrenz, Parasitismus, Symbiose, Räuber-Beute.
EntdeckenFrage
Warum füttert ein kleiner Teichrohrsänger ein Kuckucksküken, das viel größer ist als er selbst?
Was meinst du? Schreib deine Vermutung auf, bevor du weiterliest.
Auflösung
Das Küken sperrt seinen Schnabel weit auf und bettelt sehr laut. Das löst bei den Eltern Fütterung aus. Die eigenen Jungen hat das Kuckucksküken vorher aus dem Nest geschoben.
MerkenBeziehungen zwischen Lebewesen
Konkurrenz schadet beiden Partnern, Parasitismus und Räuber-Beute nützen nur einem.
Bei der Symbiose haben beide Partner einen Vorteil. Intraspezifisch heißt innerhalb einer Art, interspezifisch zwischen verschiedenen Arten.
BeispielBeziehungen zwischen Lebewesen
Schritt für Schritt
- Beide haben einen Vorteil auf Kosten des anderen.
- Der Räuber tötet, der Parasit lebt meist länger vom lebenden Wirt.
- Beide haben einen Vorteil auf Kosten des anderen.
- Der Räuber tötet, der Parasit lebt meist länger vom lebenden Wirt.
AchtungNutzen und Schaden der Partner falsch eingeordnet
Die Mistel betreibt Fotosynthese, also ist sie ein Symbiont.
Die Mistel entzieht dem Baum Wasser und Mineralstoffe, ohne ihm zu nützen. Sie ist ein Halbparasit.
Schreib für beide Partner Plus oder Minus auf. Plus und Plus ist Symbiose, Minus und Minus Konkurrenz, Plus und Minus Parasitismus oder Räuber-Beute.
ÜbenJetzt du
- ○13Zwei Amseln streiten im Park um dasselbe Revier. Welche Beziehung liegt vor? Begründe die Wahl.So fängst du an:Beide gehören zur selben Art.
Lösung zeigen
- Beide gehören zur selben Art.
- Die Amseln konkurrieren um dieselbe Ressource.
- Das ist intraspezifische Konkurrenz.
Ergebnis:intraspezifische Konkurrenz - ●14Ein Bandwurm lebt im Darm eines Menschen und nimmt Nährstoffe auf. Welche Beziehung liegt vor? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Der Bandwurm hat einen Vorteil, der Mensch einen Nachteil.
- Der Wirt wird nicht getötet.
- Das ist Parasitismus.
Ergebnis:Parasitismus - ★15Nach der Rückkehr der Wölfe meiden Hirsche offene Flächen an Flüssen. Welche Folge ist möglich? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Die Wölfe ändern das Verhalten der Hirsche.
- An den Ufern wird weniger gefressen.
- Junge Bäume und Sträucher wachsen nach.
Ergebnis:Ufergehölze wachsen nach, weil weniger verbissen wird.
6Ich kann ökologische Nische, Konkurrenzvermeidung und Konkurrenzausschluss erläutern und Räuber-Beute-Daten mit den Lotka-Volterra-Regeln deuten.
EntdeckenFrage
Schwanken Luchse und Schneehasen in Kanada wirklich im Takt?
Was meinst du? Schreib deine Vermutung auf, bevor du weiterliest.
Auflösung
Fellzahlen der Hudson's Bay Company zeigen einen Zyklus von etwa zehn Jahren, die Luchse folgen den Hasen. Freilandversuche zeigten später: Auch das Futter der Hasen spielt mit.
MerkenNische und Lotka-Volterra
Die ökologische Nische ist ein Wirkungsgefüge, kein Ort.
Arten mit gleicher Nische schließen sich aus. Räuber und Beute schwanken phasenverschoben um Mittelwerte.
BeispielLotka-Volterra-Regeln
Schritt für Schritt
- Beide werden gleich stark dezimiert.
- Nach der dritten Regel erholt sich die Beute schneller.
- Die Blattläuse nehmen zu.
- Beide werden gleich stark dezimiert.
- Nach der dritten Regel erholt sich die Beute schneller.
- Die Blattläuse nehmen zu.
AchtungRäuber und Beute ohne Verzögerung gedacht
Räuber und Beute werden immer gleichzeitig mehr und weniger.
Die Räuber folgen der Beute mit Verzögerung, ihre Gipfel liegen später.
Räuber vermehren sich erst, wenn genug Beute da ist. Deshalb kommen ihre Gipfel später.
ÜbenJetzt du
- ○16Was besagt die erste Lotka-Volterra-Regel? Begründe die Wahl.So fängst du an:Beide Populationen schwanken periodisch.
Lösung zeigen
- Beide Populationen schwanken periodisch.
- Die Gipfel der Räuber folgen denen der Beute.
Ergebnis:Räuber- und Beutezahl schwanken periodisch, die Räuber phasenverschoben. - ●17Die Fellzahlen von Luchs und Schneehase in Kanada schwanken in einem Takt von etwa zehn Jahren. Wie wird das häufig gedeutet? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Die Gipfel der Luchse liegen hinter denen der Hasen.
- Das passt zur ersten Lotka-Volterra-Regel.
Ergebnis:als Räuber-Beute-Zyklus, die Luchse folgen den Hasen - ★18In einem Modell leben im Mittel 100 Beutetiere und 10 Räuber. Ein gutes Jahr bringt 160 Beutetiere. Was gilt langfristig für den Mittelwert der Beute? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Nach der zweiten Regel bleiben die Mittelwerte konstant.
- Ein gutes Jahr ist eine Schwankung um den Mittelwert.
Ergebnis:Er bleibt bei etwa 100.
7Ich kann Kohlenstoffkreislauf und Energiefluss im Nahrungsnetz erklären und Energieflüsse berechnen.
EntdeckenFrage
Wohin geht das Kohlenstoffdioxid, das die Menschheit ausstößt?
Was meinst du? Schreib deine Vermutung auf, bevor du weiterliest.
Auflösung
Etwa die Hälfte bleibt in der Luft. Ungefähr ein Viertel nehmen die Ozeane auf, knapp ein Drittel Pflanzen und Böden an Land. Der Rest der Rechnung ist noch unsicher.
MerkenKohlenstoff und Energie
Kohlenstoff kreist, Energie fließt nur in eine Richtung und geht als Wärme verloren.
Von Trophiestufe zu Trophiestufe gelangen nur etwa 10 Prozent weiter.
BeispielEnergiefluss berechnen
Schritt für Schritt
- Wirkungsgrad = Energie der oberen Stufe : Energie der unteren Stufe · 100 %
- 1000 kJ : 10.000 kJ = 0,1
- Das sind 10 %.
- Wirkungsgrad = Energie der oberen Stufe : Energie der unteren Stufe · 100 %
- 1000 kJ : 10.000 kJ = 0,1
- Das sind 10 %.
AchtungStoffkreislauf und Energiefluss verwechselt
Die Zersetzer geben die Energie an die Pflanzen zurück.
Die Zersetzer geben Mineralstoffe und Kohlenstoffdioxid zurück. Die Energie geht als Wärme verloren.
Stoffe kreisen, Energie nicht. Pflanzen bekommen ihre Energie immer neu aus dem Licht.
ÜbenJetzt du
- ○19Die Produzenten einer Berliner Brachfläche enthalten 20.000 kJ je Quadratmeter und Jahr. Etwa 10 % gelangen zur nächsten Trophiestufe. Wie viel Energie erreicht die Konsumenten erster Ordnung?So fängst du an:Etwa 10 % gelangen zur nächsten Stufe.
Lösung zeigen
- Etwa 10 % gelangen zur nächsten Stufe.
- 20.000 kJ · 0,1 = 2000 kJ
- Der Rest wird vor allem als Wärme abgegeben.
Ergebnis:etwa 2000 kJ - ●20Die Produzenten einer Wiese enthalten 36.000 kJ je Quadratmeter und Jahr. Etwa 10 % gelangen zur nächsten Trophiestufe. Wie viel Energie erreicht die Konsumenten erster Ordnung?
Lösung zeigen
- Etwa 10 % gelangen zur nächsten Stufe.
- 36.000 kJ · 0,1 = 3600 kJ
- Der Rest wird vor allem als Wärme abgegeben.
Ergebnis:etwa 3600 kJ - ★21Ein Ökosystem erhält kein Sonnenlicht mehr. Was geschieht mit dem Energiefluss?
Lösung zeigen
- Energie verlässt das Ökosystem ständig als Wärme.
- Ohne Licht wird keine neue Energie gebunden.
- Die Vorräte werden aufgebraucht.
Ergebnis:Er bricht zusammen, weil keine neue Energie nachkommt.
8Ich kann Folgen des anthropogenen Treibhauseffekts und Maßnahmen des Ökosystemmanagements beurteilen (Nachhaltigkeit, Biodiversität).
EntdeckenFrage
Warum setzt man in Brandenburg trockengelegte Moore wieder unter Wasser?
Was meinst du? Schreib deine Vermutung auf, bevor du weiterliest.
Auflösung
Entwässerte Moore zersetzen ihren Torf und geben dabei Kohlenstoffdioxid ab. In Deutschland stammen rund 7 Prozent aller Treibhausgase aus solchen Mooren. Nasse Moore speichern den Kohlenstoff dagegen.
MerkenMensch und Ökosystem
Zusätzliche Treibhausgase verstärken den natürlichen Treibhauseffekt.
Ökosystemmanagement prüft Ursache und Wirkung, erhält Biodiversität und nutzt nachhaltig. Ein Urteil trennt Sachaussagen von Werturteilen und wägt beide offen ab.
BeispielMensch, Klima und Ökosystemmanagement
Schritt für Schritt
- Rinder bilden bei der Verdauung Methan.
- Methan ist ein starkes Treibhausgas.
- Rinder bilden bei der Verdauung Methan.
- Methan ist ein starkes Treibhausgas.
AchtungTreibhauseffekt und Ozonloch vermischt
Durch das Ozonloch kommt mehr Wärme auf die Erde.
Ozon schützt vor Ultraviolett. Die Erwärmung entsteht, weil Treibhausgase Wärmestrahlung der Erde zurückhalten.
Das sind zwei Vorgänge: Das Ozonloch betrifft Ultraviolett, der Treibhauseffekt die Wärmestrahlung der Erde.
ÜbenJetzt du
- ○22Warum werden trockengelegte Moore in Brandenburg wiedervernässt? Begründe die Wahl.So fängst du an:Im nassen Moor wird Torf kaum abgebaut.
Lösung zeigen
- Im nassen Moor wird Torf kaum abgebaut.
- Im trockenen Moor zersetzen Mikroorganismen den Torf.
- Dabei wird Kohlenstoffdioxid frei.
Ergebnis:Nasse Moore speichern Kohlenstoff, trockene setzen ihn frei. - ●23Was verstärkt den anthropogenen Treibhauseffekt? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Der Mensch setzt zusätzliche Treibhausgase frei.
- Diese Gase halten mehr Wärmestrahlung in der Atmosphäre zurück.
Ergebnis:zusätzliche Treibhausgase wie Kohlenstoffdioxid und Methan - ★24Eine Umgehungsstraße würde den Lebensraum von Kröten zerschneiden, aber das Dorf vom Verkehr entlasten. Wie lässt sich fachlich begründet urteilen? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Zuerst die Sachaussagen klären: Zahl der Kröten, Entlastung, mögliche Krötentunnel.
- Dann die Werte benennen.
- Das Urteil wägt beides offen ab.
Ergebnis:Die Folgen beider Seiten prüfen und dann die Werte offen abwägen.
Vermischte Übungen
Alles durcheinander – wie in der Arbeit. Überleg bei jeder Aufgabe zuerst: Welches Ziel ist das?
Üben
- ●25Art A erträgt pH-Werte von 6,5 bis 7,5, Art B von 4 bis 9. Welche Art eignet sich besser als Zeigerart für den pH-Wert? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Eine Zeigerart grenzt die Bedingungen eng ein.
- Art A erträgt nur einen engen Bereich.
- Das Vorkommen von Art A verrät den pH-Wert genauer.
Ergebnis:Art A, weil sie stenök ist - ●26Eine Art erträgt große Schwankungen eines Umweltfaktors. Wie wird sie bezeichnet? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Eury heißt weit.
- Eine Art mit weitem Toleranzbereich ist euryök.
Ergebnis:euryök - ●27Bei 8 °C atmet ein Grasfrosch 30-mal je Minute. Der Temperaturkoeffizient beträgt 3. Welcher Wert ist bei 18 °C zu erwarten?
Lösung zeigen
- Die Temperatur steigt um 10 °C, also einmal mal 3.
- 30 · 3 = 90
- Bei 18 °C sind etwa 90 Atemzüge je Minute zu erwarten.
Ergebnis:90 Atemzüge je Minute - ●28Wie heißt der Bereich zwischen etwa 500 und 600 Nanometern, in dem Chlorophyll kaum absorbiert? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Zwischen 500 und 600 Nanometern liegt grünes Licht.
- Chlorophyll absorbiert dort kaum.
- Der Bereich heißt Grünlücke.
Ergebnis:Grünlücke - ●29Was transportiert das Phloem im Leitbündel des Blatts? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Im Phloem fließen die Produkte der Fotosynthese.
- Assimilate gehen vor allem als Saccharose zu Wurzeln, Früchten und Knospen.
Ergebnis:gelöste Assimilate wie Saccharose - ●30Was liefern die Primärreaktionen insgesamt? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Licht treibt Elektronen vom Wasser zum NADP⁺.
- Dabei entstehen NADPH, ATP und als Nebenprodukt Sauerstoff.
- Glucose entsteht erst im Calvin-Zyklus.
Ergebnis:ATP, NADPH und Sauerstoff
Auf einen Blick
MerkenDas Wichtigste
- Ökosystem und Toleranz
- Ein Ökosystem ist das Wirkungsgefüge aus Biotop und Biozönose.
- Temperatur und Licht
- Je 10 °C mehr laufen Stoffwechselreaktionen etwa zwei- bis dreimal so schnell.
- Blatt und Chloroplast
- Chlorophyll absorbiert vor allem blaues und rotes Licht.
- Fotosynthese
- Die Lichtreaktionen liefern ATP und NADPH, aus Wasser entsteht Sauerstoff.
- Beziehungen zwischen Lebewesen
- Konkurrenz schadet beiden Partnern, Parasitismus und Räuber-Beute nützen nur einem.
- Nische und Lotka-Volterra
- Die ökologische Nische ist ein Wirkungsgefüge, kein Ort.
- Kohlenstoff und Energie
- Kohlenstoff kreist, Energie fließt nur in eine Richtung und geht als Wärme verloren.
- Mensch und Ökosystem
- Zusätzliche Treibhausgase verstärken den natürlichen Treibhauseffekt.
AchtungPhysiologisches und ökologisches Optimum gleichgesetzt
Die Kiefer wächst im Moor, also liegt dort ihr Optimum.
Ohne Konkurrenz wächst die Kiefer auf mittleren Böden am besten. Ins Moor wird sie von konkurrenzstärkeren Arten gedrängt.
Wo eine Art im Freiland lebt, hängt auch von Konkurrenten ab. Das Optimum ohne Konkurrenz kann woanders liegen.
AchtungRGT-Regel ohne Grenze angewandt
Bei 60 °C ist die Reaktion 32-mal so schnell wie bei 10 °C.
Oberhalb des Optimums denaturieren Enzyme. Die Geschwindigkeit fällt steil ab.
Die RGT-Regel gilt nur bis zum Temperaturoptimum. Darüber werden Enzyme zerstört, und die Kurve fällt.
AchtungWechselwarm heißt kalt
Eidechsen sind wechselwarm, also immer kalt.
Ihre Körpertemperatur folgt der Umgebung. In der Sonne kann sie höher sein als bei einem Säugetier.
Poikilotherm heißt: Die Körpertemperatur folgt der Umgebung. Homoiotherm heißt: Der Körper hält sie mit Stoffwechselwärme konstant.
AchtungBauteil und Funktion falsch zugeordnet
Im Stroma laufen die Lichtreaktionen.
Die Lichtreaktionen laufen an den Thylakoidmembranen, der Calvin-Zyklus im Stroma.
Frag bei jedem Bauteil: Was passiert hier, und warum ist es dafür so gebaut? Struktur und Funktion gehören zusammen.
AchtungSpektrum oder Chromatogramm falsch gelesen
Das Absorptionsspektrum zeigt, wie stark die Fotosynthese ist.
Das Absorptionsspektrum zeigt die Lichtaufnahme eines Farbstoffs, das Wirkungsspektrum die Fotosyntheserate.
Lies die Achsen: Lichtaufnahme, Fotosyntheserate oder Laufstrecke? Jedes Diagramm beantwortet eine andere Frage.
AchtungSekundärreaktionen als lichtunabhängig und nächtlich gedacht
Die Dunkelreaktion läuft in der Nacht.
Der Calvin-Zyklus braucht ATP und NADPH aus den Lichtreaktionen. Er läuft am Tag und stoppt im Dunkeln bald.
Der Calvin-Zyklus braucht ATP und NADPH aus dem Licht. Ohne Licht ist der Vorrat nach Sekunden verbraucht.
AchtungSauerstoff aus dem Kohlenstoffdioxid
Die Pflanze spaltet Kohlenstoffdioxid und gibt den Sauerstoff ab.
Der abgegebene Sauerstoff stammt aus der Spaltung von Wasser.
Der Sauerstoff kommt aus dem Wasser. Das zeigte der Versuch mit schwerem Sauerstoff im Wasser.
AchtungPflanzen atmen nicht
Pflanzen machen Fotosynthese statt Zellatmung.
Pflanzen betreiben Tag und Nacht Zellatmung, im Licht zusätzlich Fotosynthese.
Auch Pflanzenzellen haben Mitochondrien und betreiben Zellatmung, Tag und Nacht. Im Licht kommt die Fotosynthese dazu.
AchtungMinimumfaktor übersehen
Mehr Licht steigert die Fotosynthese immer.
Ist Kohlenstoffdioxid knapp, bringt mehr Licht nichts. Der knappste Faktor begrenzt.
Suche den Faktor, der am knappsten ist. Nur wenn sich dieser ändert, ändert sich die Rate.
AchtungNische als Ort gedacht
Die Nische des Waldkauzes ist das Astloch.
Die Nische des Waldkauzes ist sein Beziehungsgefüge: Mäuse als Nahrung, Jagd in der Nacht, Höhle zum Brüten.
Eine Nische ist kein Platz, sondern die Gesamtheit der Ansprüche und Beziehungen einer Art. Zwei Arten können am selben Ort verschiedene Nischen haben.
AchtungProzent oder Bezugsgröße falsch gewählt
Von 20.000 kJ kommen 90 % an, also 18.000 kJ.
10 % kommen an, 90 % gehen verloren: 20.000 kJ · 0,1 = 2000 kJ.
Frag zuerst: Wovon ist der Anteil gerechnet, und ist es der Anteil, der ankommt, oder der, der verloren geht?
AchtungSachaussage und Werturteil vermischt
Wölfe gehören nicht in die Kulturlandschaft. Das ist eine Tatsache.
Das ist ein Werturteil. Eine Sachaussage wäre: In Brandenburg leben heute mehr Wolfsrudel als im Jahr 2000.
Eine Sachaussage lässt sich prüfen. Ein Werturteil sagt, was sein soll. Ein gutes Urteil nennt beides getrennt.
Kannst du das?
Je Ziel eine Aufgabe. Rechne sie ins Heft, dann kreuz ehrlich an. Keine Punkte, keine Note – der Test ist für dich.
ÜbenSelbsttest
Ich kann Ökosystem, Biotop und Biozönose gliedern und Toleranzkurven mit ökologischer Potenz auswerten.
31Was gibt das Optimum einer Toleranzkurve an? Begründe die Wahl.Lösung zeigen
Ergebnis:den Wert des Faktors mit der größten VitalitätIch kann den Einfluss von Temperatur und Licht auf Organismen erklären (RGT-Regel, homoiotherm, poikilotherm).
32Bei 15 °C läuft eine Ameise 48 Zentimeter je Minute. Der Temperaturkoeffizient beträgt 3. Welcher Wert ist bei 25 °C zu erwarten?Lösung zeigen
Ergebnis:144 Zentimeter je MinuteIch kann Blattaufbau und Feinbau des Chloroplasten als Angepasstheit erläutern und Absorptions- und Wirkungsspektrum deuten (Chromatografie).
33Wozu dient die Chromatografie der Blattfarbstoffe? Begründe die Wahl.Lösung zeigen
Ergebnis:Die Chromatografie trennt das Farbstoffgemisch auf.Ich kann Primär- und Sekundärreaktionen der Fotosynthese mit dem Calvin-Zyklus (Fixierung, Reduktion, Regeneration) erläutern und die Abhängigkeit der Fotosyntheserate von abiotischen Faktoren ableiten.
34Welches Enzym bindet im Calvin-Zyklus Kohlenstoffdioxid? Begründe die Wahl.Lösung zeigen
Ergebnis:RubiscoIch kann intra- und interspezifische Beziehungen vergleichen: Konkurrenz, Parasitismus, Symbiose, Räuber-Beute.
35Knöllchenbakterien an Lupinenwurzeln binden Luftstickstoff und erhalten von der Pflanze Kohlenhydrate. Welche Beziehung ist das? Begründe die Wahl.Lösung zeigen
Ergebnis:SymbioseIch kann ökologische Nische, Konkurrenzvermeidung und Konkurrenzausschluss erläutern und Räuber-Beute-Daten mit den Lotka-Volterra-Regeln deuten.
36Die Fellzahlen von Luchs und Schneehase in Kanada schwanken in einem Takt von etwa zehn Jahren. Wie wird das häufig gedeutet? Begründe die Wahl.Lösung zeigen
Ergebnis:als Räuber-Beute-Zyklus, die Luchse folgen den HasenIch kann Kohlenstoffkreislauf und Energiefluss im Nahrungsnetz erklären und Energieflüsse berechnen.
37Was ist die Nettoprimärproduktion?Lösung zeigen
Ergebnis:die Bruttoprimärproduktion abzüglich der Zellatmung der ProduzentenIch kann Folgen des anthropogenen Treibhauseffekts und Maßnahmen des Ökosystemmanagements beurteilen (Nachhaltigkeit, Biodiversität).
38Warum werden trockengelegte Moore in Brandenburg wiedervernässt? Begründe die Wahl.Lösung zeigen
Ergebnis:Nasse Moore speichern Kohlenstoff, trockene setzen ihn frei.
Bei „unsicher“ oder „noch nicht“: Lies den Abschnitt zum Ziel noch einmal und rechne seine drei Aufgaben.
Die Frage vom Anfang
EntdeckenRückschau
Warum leben Bachforellen nicht in einem warmen Dorfteich?
Lies deine Vermutung vom Anfang. Kannst du die Frage jetzt mit dem Kapitel beantworten?
Auflösung
Bachforellen brauchen kaltes, sauerstoffreiches Wasser. Warmes Wasser löst weniger Sauerstoff, und ihr Toleranzbereich für die Temperatur ist eng. Karpfen ertragen dagegen auch warme Teiche.
Wörter
- Mittelwert
- alles zusammen, geteilt durch die Anzahl
- Prozentsatz
- wie viel Prozent es sind
- Prozentwert
- der Teil, um den es geht
Lösungen
- Die Art ist für die Temperatur wahrscheinlich stenök.
- Optimum
- Konkurrenz verschiebt die ökologischen Optima auseinander.
- Oberhalb des Optimums werden Enzyme denaturiert.
- Als Poikilotherme können sie ihre Temperatur nicht selbst regeln.
- Nein, sie regelt ihre Temperatur nur über ihr Verhalten.
- etwa zwischen 400 und 700 Nanometern
- die Fotosyntheserate bei Licht verschiedener Wellenlängen
- Graphit löst sich nicht im Laufmittel und verfälscht nichts.
- ATP und NADPH
- 6 Kohlenstoffdioxid + 12 Wasser → Glucose + 6 Sauerstoff + 6 Wasser
- Produkte der einen sind Ausgangsstoffe der anderen.
- intraspezifische Konkurrenz
- Parasitismus
- Ufergehölze wachsen nach, weil weniger verbissen wird.
- Räuber- und Beutezahl schwanken periodisch, die Räuber phasenverschoben.
- als Räuber-Beute-Zyklus, die Luchse folgen den Hasen
- Er bleibt bei etwa 100.
- etwa 2000 kJ
- etwa 3600 kJ
- Er bricht zusammen, weil keine neue Energie nachkommt.
- Nasse Moore speichern Kohlenstoff, trockene setzen ihn frei.
- zusätzliche Treibhausgase wie Kohlenstoffdioxid und Methan
- Die Folgen beider Seiten prüfen und dann die Werte offen abwägen.
- Art A, weil sie stenök ist
- euryök
- 90 Atemzüge je Minute
- Grünlücke
- gelöste Assimilate wie Saccharose
- ATP, NADPH und Sauerstoff
- den Wert des Faktors mit der größten Vitalität
- 144 Zentimeter je Minute
- Die Chromatografie trennt das Farbstoffgemisch auf.
- Rubisco
- Symbiose
- als Räuber-Beute-Zyklus, die Luchse folgen den Hasen
- die Bruttoprimärproduktion abzüglich der Zellatmung der Produzenten
- Nasse Moore speichern Kohlenstoff, trockene setzen ihn frei.