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
- Der Wert mit der größten Vitalität ist das Optimum.
- Die Potenz ist der ganze Bereich, das Pessimum sein Rand.
- Der Wert mit der größten Vitalität ist das Optimum.
- Die Potenz ist der ganze Bereich, das Pessimum sein Rand.
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
- ○1Was gibt das Optimum einer Toleranzkurve an? Begründe die Wahl.So fängst du an:Das Optimum ist der Gipfel der Kurve.
Lösung zeigen
- Das Optimum ist der Gipfel der Kurve.
- Der ganze Bereich ist die Potenz, die Grenzen sind die Toleranzgrenzen.
Ergebnis:den Wert des Faktors mit der größten Vitalität - ●2Was zeigt die Breite einer Toleranzkurve? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Die Breite ist der Toleranzbereich.
- Die Höhe zeigt die Vitalität.
Ergebnis:wie stark ein Faktor schwanken darf, ohne dass die Art stirbt - ★3Warum ist eine stenöke Art ein besserer Bioindikator als eine euryöke? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Eine stenöke Art lebt nur in einem engen Bereich.
- Findet man sie, liegt der Faktor in diesem Bereich.
Ergebnis:Das Vorkommen der stenöken Art grenzt die Bedingungen eng ein.
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
- Homoios heißt gleich.
- Die Körpertemperatur bleibt gleich: homoiotherm.
- Homoios heißt gleich.
- Die Körpertemperatur bleibt gleich: homoiotherm.
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
- ○4Was besagt die RGT-Regel?So fängst du an:RGT steht für Reaktionsgeschwindigkeit und Temperatur.
Lösung zeigen
- RGT steht für Reaktionsgeschwindigkeit und Temperatur.
- Je 10 °C wird die Geschwindigkeit mit 2 bis 3 multipliziert.
- Das gilt nur bis zum Optimum.
Ergebnis:Bei 10 °C mehr steigt die Reaktionsgeschwindigkeit auf das Zwei- bis Dreifache. - ●5Bei 12 °C frisst eine Raupe 18 Milligramm Blatt je Stunde. Der Temperaturkoeffizient beträgt 2. Welcher Wert ist bei 22 °C zu erwarten?
Lösung zeigen
- Die Temperatur steigt um 10 °C, also einmal mal 2.
- 18 · 2 = 36
- Bei 22 °C sind etwa 36 Milligramm je Stunde zu erwarten.
Ergebnis:36 Milligramm je Stunde - ★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
- Carotinoide absorbieren zwischen 400 und 500 Nanometern.
- Carotinoide geben Energie an Chlorophyll weiter.
- Außerdem schützen sie vor Schäden durch zu viel Licht.
- Carotinoide absorbieren zwischen 400 und 500 Nanometern.
- Carotinoide geben Energie an Chlorophyll weiter.
- Außerdem schützen sie vor Schäden durch zu viel Licht.
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 welchen Bereichen des sichtbaren Lichts absorbiert Chlorophyll a am stärksten? Begründe die Wahl.So fängst du an:Das Absorptionsspektrum von Chlorophyll a hat zwei Gipfel.
Lösung zeigen
- Das Absorptionsspektrum von Chlorophyll a hat zwei Gipfel.
- Die Gipfel liegen bei etwa 430 und 660 Nanometern.
- Dazwischen liegt die Grünlücke.
Ergebnis:im blauvioletten und im roten Bereich - ●8Warum 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. - ★9Engelmann beleuchtete einen Algenfaden mit Licht, das ein Prisma zerlegt hatte. Sauerstoffliebende Bakterien sammelten sich vor allem im roten und blauen Licht. Was zeigt der Versuch? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Die Bakterien zeigen an, wo Sauerstoff entsteht.
- Viel Sauerstoff heißt hohe Fotosyntheserate.
- Der Versuch zeigt ein Wirkungsspektrum.
Ergebnis:Im roten und blauen Licht wird am meisten Sauerstoff gebildet.
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
- Kohlenstoffdioxid wird an einen Akzeptor gebunden.
- Das ist die Fixierung.
- Kohlenstoffdioxid wird an einen Akzeptor gebunden.
- Das ist die Fixierung.
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.
ÜbenJetzt du
- ○10Welche Aussage über Pflanzen trifft zu? Begründe die Wahl.So fängst du an:Pflanzenzellen haben Mitochondrien.
Lösung zeigen
- Pflanzenzellen haben Mitochondrien.
- Die Zellatmung läuft immer.
- Im Licht kommt die Fotosynthese hinzu.
Ergebnis:Pflanzen betreiben Tag und Nacht Zellatmung. - ●11Was geschieht in der Reduktionsphase des Calvin-Zyklus? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Aus der Fixierung stammt 3-Phosphoglycerat.
- Mit ATP und NADPH wird es zu Glycerinaldehyd-3-phosphat reduziert.
Ergebnis:Phosphoglycerat wird mit ATP und NADPH zu Glycerinaldehydphosphat. - ★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
- Der Bandwurm hat einen Vorteil, der Mensch einen Nachteil.
- Der Wirt wird nicht getötet.
- Das ist Parasitismus.
- Der Bandwurm hat einen Vorteil, der Mensch einen Nachteil.
- Der Wirt wird nicht getötet.
- Das ist Parasitismus.
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
- ○13Welche Wirkung hat Konkurrenz auf beide beteiligten Arten? Begründe die Wahl.So fängst du an:Konkurrenz entsteht um knappe Ressourcen.
Lösung zeigen
- Konkurrenz entsteht um knappe Ressourcen.
- Jeder Partner bekommt weniger, als er allein bekäme.
- Für beide ein Minus.
Ergebnis:Beide haben einen Nachteil, weil die Ressource knapp ist. - ●14Flechten bestehen aus einem Pilz und einer Alge. Die Alge liefert Zucker, der Pilz Wasser und Halt. Welche Beziehung ist das? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Beide Partner haben einen Vorteil.
- Das ist eine Symbiose.
Ergebnis:Symbiose - ★15Die Mistel wächst auf Bäumen und betreibt selbst Fotosynthese, entzieht dem Baum aber Wasser und Mineralstoffe. Wie lässt sie sich einordnen? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Die Mistel nimmt Wasser und Mineralstoffe vom Baum.
- Der Baum hat keinen Vorteil.
- Weil sie selbst Fotosynthese betreibt, ist sie ein Halbparasit.
Ergebnis:als Halbparasit
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
- Die Räuber reagieren mit Verzögerung.
- Die Gipfel der Räuber liegen später.
- Räuber sind meist weniger zahlreich.
- Die Räuber reagieren mit Verzögerung.
- Die Gipfel der Räuber liegen später.
- Räuber sind meist weniger zahlreich.
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
- ○16Welche Beziehung beschreiben die Lotka-Volterra-Regeln? Begründe die Wahl.So fängst du an:Die Regeln beschreiben, wie Räuber und Beute ihre Zahlen gegenseitig beeinflussen.
Lösung zeigen
- Die Regeln beschreiben, wie Räuber und Beute ihre Zahlen gegenseitig beeinflussen.
- Konkurrenz und Symbiose kommen im Modell nicht vor.
Ergebnis:die Räuber-Beute-Beziehung - ●17Welche Population ist nach Lotka-Volterra im Mittel meist größer? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Ein Räuber braucht viele Beutetiere zum Leben.
- Deshalb ist die Beute im Mittel zahlreicher.
Ergebnis:die der Beute - ★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
- Lebewesen bauen Nahrung in der Zellatmung ab.
- Ein großer Teil der Energie wird dabei als Wärme frei.
- Nur etwa 10 % stecken danach in neuer Körpermasse.
- Lebewesen bauen Nahrung in der Zellatmung ab.
- Ein großer Teil der Energie wird dabei als Wärme frei.
- Nur etwa 10 % stecken danach in neuer Körpermasse.
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 eines Sees enthalten 36.000 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.
- 36.000 kJ · 0,1 = 3600 kJ
- Der Rest wird vor allem als Wärme abgegeben.
Ergebnis:etwa 3600 kJ - ●20In einem Buchenwald enthalten die Produzenten 10.000 kJ je Quadratmeter und Jahr. Die Pflanzenfresser bauen davon 500 kJ in ihre Körpermasse ein. Wie groß ist der ökologische Wirkungsgrad?
Lösung zeigen
- Wirkungsgrad = Energie der oberen Stufe : Energie der unteren Stufe · 100 %
- 500 kJ : 10.000 kJ = 0,05
- Das sind 5 %.
Ergebnis:5 % - ★21Die Produzenten einer Berliner Brachfläche enthalten 12.000 kJ je Quadratmeter und Jahr. Je Trophiestufe gelangen etwa 10 % weiter. Wie viel Energie erreicht die Konsumenten zweiter Ordnung?
Lösung zeigen
- Konsumenten erster Ordnung: 12.000 kJ · 0,1 = 1200 kJ
- Konsumenten zweiter Ordnung: 1200 kJ · 0,1 = 120 kJ
- Insgesamt kommt etwa 1 % an.
Ergebnis:etwa 120 kJ
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
- Bei der Renaturierung werden Eingriffe rückgängig gemacht.
- Beispiele sind Flussläufe, die wieder mäandern dürfen, oder Moore, die wieder nass werden.
- Bei der Renaturierung werden Eingriffe rückgängig gemacht.
- Beispiele sind Flussläufe, die wieder mäandern dürfen, oder Moore, die wieder nass werden.
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
- ○22Welche Folge der Erwärmung lässt sich an Pflanzen in Mitteleuropa beobachten? Begründe die Wahl.So fängst du an:Die Blühzeit vieler Pflanzen hängt von der Temperatur ab.
Lösung zeigen
- Die Blühzeit vieler Pflanzen hängt von der Temperatur ab.
- Wärmere Frühjahre lassen sie früher blühen.
Ergebnis:Viele Arten blühen früher im Jahr als vor 50 Jahren. - ●23Warum werden trockengelegte Moore in Brandenburg wiedervernässt? Begründe die Wahl.
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. - ★24Steigende Wassertemperaturen lassen Korallenriffe ausbleichen. Wie hängt das mit der Ökologie der Korallen zusammen? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Korallen leben in Symbiose mit Algen, die ihnen Zucker liefern.
- Bei zu hoher Temperatur stoßen sie die Algen ab.
- Ohne Algen verhungern sie auf Dauer.
Ergebnis:Die Symbiose mit Algen bricht unter Hitzestress zusammen.
Vermischte Übungen
Alles durcheinander – wie in der Arbeit. Überleg bei jeder Aufgabe zuerst: Welches Ziel ist das?
Üben
- ●25Wie heißt eine Beziehung zwischen Lebewesen verschiedener Arten, zum Beispiel zwischen Wolf und Reh? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Inter heißt zwischen.
- Wolf und Reh sind verschiedene Arten, die Beziehung ist interspezifisch.
Ergebnis:interspezifische Beziehung - ●26Bei 5 °C atmet ein Grasfrosch 24-mal je Minute. Der Temperaturkoeffizient beträgt 3. Welcher Wert ist bei 15 °C zu erwarten?
Lösung zeigen
- Die Temperatur steigt um 10 °C, also einmal mal 3.
- 24 · 3 = 72
- Bei 15 °C sind etwa 72 Atemzüge je Minute zu erwarten.
Ergebnis:72 Atemzüge je Minute - ●27Was 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 - ●28Warum ist die Thylakoidmembran stark gefaltet und gestapelt? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Lichtreaktionen laufen an Membranen.
- Viel Membranfläche heißt viele Fotosysteme und viel genutztes Licht.
- Struktur und Funktion: Oberflächenvergrößerung.
Ergebnis:Die große Fläche bietet Platz für viele Fotosysteme. - ●29Welche Produkte der Primärreaktionen werden im Calvin-Zyklus gebraucht? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Die Primärreaktionen liefern ATP und NADPH.
- Der Calvin-Zyklus braucht beide für Reduktion und Regeneration.
Ergebnis:ATP und NADPH - ●30Eine Pflanze bekommt mehr Licht, die Fotosyntheserate steigt aber nicht. Was ist die wahrscheinlichste Ursache? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Die Rate steigt nicht, obwohl das Licht steigt.
- Also begrenzt ein anderer Faktor.
- Meist ist es Kohlenstoffdioxid oder die Temperatur.
Ergebnis:Ein anderer Faktor wie Kohlenstoffdioxid begrenzt.
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.
AchtungCO₂ verschwindet bei Verbrennung oder Atmung
Das Kohlenstoffdioxid aus der Kerze verschwindet im Glas.
Das Kohlenstoffdioxid aus der Kerze und aus der Atmung gelangt in die Luft. Pflanzen binden es bei der Fotosynthese wieder.
Kohlenstoff verschwindet nicht. Er wechselt seine Form: Aus Kohlenstoffdioxid wird Zucker, und bei Verbrennung oder Atmung wird er wieder zu Kohlenstoffdioxid.
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-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.
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.
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.
31Eine Muschelart lebt bei Salzgehalten von 1 bis 35 Gramm je Liter. Wie ist sie bezogen auf den Salzgehalt einzuordnen? Begründe die Wahl.Lösung zeigen
Ergebnis:euryökIch kann den Einfluss von Temperatur und Licht auf Organismen erklären (RGT-Regel, homoiotherm, poikilotherm).
32Bei 8 °C verbraucht ein Regenwurm 48 Mikroliter Sauerstoff je Stunde. Der Temperaturkoeffizient beträgt 2. Welcher Wert ist bei 18 °C zu erwarten?Lösung zeigen
Ergebnis:96 Mikroliter je StundeIch kann Blattaufbau und Feinbau des Chloroplasten als Angepasstheit erläutern und Absorptions- und Wirkungsspektrum deuten (Chromatografie).
33Welche Farbstoffe wandern bei der Chromatografie der Blattfarbstoffe meist am weitesten? Begründe die Wahl.Lösung zeigen
Ergebnis:die orangegelben CarotineIch kann Primär- und Sekundärreaktionen der Fotosynthese mit dem Calvin-Zyklus (Fixierung, Reduktion, Regeneration) erläutern und die Abhängigkeit der Fotosyntheserate von abiotischen Faktoren ableiten.
34Warum heißen die Sekundärreaktionen auch lichtunabhängige Reaktionen? Begründe die Wahl.Lösung zeigen
Ergebnis:Die Enzyme brauchen kein Licht, wohl aber ATP und NADPH aus dem Licht.Ich kann intra- und interspezifische Beziehungen vergleichen: Konkurrenz, Parasitismus, Symbiose, Räuber-Beute.
35Ein Wolf in Brandenburg jagt und frisst ein Reh. Welche Beziehung liegt vor? Begründe die Wahl.Lösung zeigen
Ergebnis:Räuber-Beute-BeziehungIch kann ökologische Nische, Konkurrenzvermeidung und Konkurrenzausschluss erläutern und Räuber-Beute-Daten mit den Lotka-Volterra-Regeln deuten.
36Was besagt die zweite Lotka-Volterra-Regel? Begründe die Wahl.Lösung zeigen
Ergebnis:Die Mittelwerte beider Populationen bleiben langfristig konstant.Ich kann Kohlenstoffkreislauf und Energiefluss im Nahrungsnetz erklären und Energieflüsse berechnen.
37In einem See enthalten die Produzenten 25.000 kJ je Quadratmeter und Jahr. Die Pflanzenfresser bauen davon 2500 kJ in ihre Körpermasse ein. Wie groß ist der ökologische Wirkungsgrad?Lösung zeigen
Ergebnis:10 %Ich 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
- den Wert des Faktors mit der größten Vitalität
- wie stark ein Faktor schwanken darf, ohne dass die Art stirbt
- Das Vorkommen der stenöken Art grenzt die Bedingungen eng ein.
- Bei 10 °C mehr steigt die Reaktionsgeschwindigkeit auf das Zwei- bis Dreifache.
- 36 Milligramm je Stunde
- Nein, sie regelt ihre Temperatur nur über ihr Verhalten.
- im blauvioletten und im roten Bereich
- Graphit löst sich nicht im Laufmittel und verfälscht nichts.
- Im roten und blauen Licht wird am meisten Sauerstoff gebildet.
- Pflanzen betreiben Tag und Nacht Zellatmung.
- Phosphoglycerat wird mit ATP und NADPH zu Glycerinaldehydphosphat.
- Produkte der einen sind Ausgangsstoffe der anderen.
- Beide haben einen Nachteil, weil die Ressource knapp ist.
- Symbiose
- als Halbparasit
- die Räuber-Beute-Beziehung
- die der Beute
- Er bleibt bei etwa 100.
- etwa 3600 kJ
- 5 %
- etwa 120 kJ
- Viele Arten blühen früher im Jahr als vor 50 Jahren.
- Nasse Moore speichern Kohlenstoff, trockene setzen ihn frei.
- Die Symbiose mit Algen bricht unter Hitzestress zusammen.
- interspezifische Beziehung
- 72 Atemzüge je Minute
- die Fotosyntheserate bei Licht verschiedener Wellenlängen
- Die große Fläche bietet Platz für viele Fotosysteme.
- ATP und NADPH
- Ein anderer Faktor wie Kohlenstoffdioxid begrenzt.
- euryök
- 96 Mikroliter je Stunde
- die orangegelben Carotine
- Die Enzyme brauchen kein Licht, wohl aber ATP und NADPH aus dem Licht.
- Räuber-Beute-Beziehung
- Die Mittelwerte beider Populationen bleiben langfristig konstant.
- 10 %
- Nasse Moore speichern Kohlenstoff, trockene setzen ihn frei.