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 Potenz gilt immer für einen bestimmten Faktor.
- Für die Temperatur ist sie weit, für den Salzgehalt eng.
- Die Potenz gilt immer für einen bestimmten Faktor.
- Für die Temperatur ist sie weit, für den Salzgehalt eng.
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. - ●2Ein Diagramm zeigt die Aktivität einer Art gegen die Temperatur. Welche Kurvenform ist zu erwarten? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Bei Kälte und bei Hitze ist die Aktivität gering.
- Dazwischen liegt ein Gipfel, das Optimum.
Ergebnis:eine Optimumkurve mit einem Gipfel - ★3Steinfliegenlarven leben nur bei mehr als etwa 8 Milligramm Sauerstoff je Liter, rote Zuckmückenlarven auch bei unter 2 Milligramm. Ein Bach enthält nach einer Abwassereinleitung nur noch 4 Milligramm je Liter. Was ist zu erwarten? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- 4 Milligramm liegen unter der Grenze der Steinfliegenlarven.
- Steinfliegenlarven sind für Sauerstoff stenök und fehlen.
- Zuckmückenlarven ertragen wenig Sauerstoff und bleiben.
Ergebnis:Steinfliegenlarven fehlen, Zuckmückenlarven bleiben.
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 2.
- 18 · 2 = 36
- Bei 15 °C sind etwa 36 Mikroliter je Stunde zu erwarten.
- Die Temperatur steigt um 10 °C, also einmal mal 2.
- 18 · 2 = 36
- Bei 15 °C sind etwa 36 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
- ○4Bei 8 °C läuft eine Ameise 48 Zentimeter je Minute. Der Temperaturkoeffizient beträgt 2. Welcher Wert ist bei 18 °C zu erwarten?So fängst du an:Die Temperatur steigt um 10 °C, also einmal mal 2.
Lösung zeigen
- Die Temperatur steigt um 10 °C, also einmal mal 2.
- 48 · 2 = 96
- Bei 18 °C sind etwa 96 Zentimeter je Minute zu erwarten.
Ergebnis:96 Zentimeter je Minute - ●5Was besagt die RGT-Regel?
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. - ★6Bei 18 °C atmet ein Grasfrosch 30-mal je Minute. Der Temperaturkoeffizient beträgt 2. Welcher Wert ist bei 8 °C zu erwarten?
Lösung zeigen
- Bei 10 °C weniger sinkt die Geschwindigkeit auf die Hälfte.
- 30 : 2 = 15
- Bei 8 °C sind etwa 15 Atemzüge je Minute zu erwarten.
Ergebnis:15 Atemzüge je Minute
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
- Der grüne Extrakt ist ein Gemisch.
- Die Chromatografie trennt ihn in einzelne Banden.
- Der grüne Extrakt ist ein Gemisch.
- Die Chromatografie trennt ihn in einzelne Banden.
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 - ●8Welche Aufgabe haben Carotinoide in den Thylakoiden? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Carotinoide absorbieren zwischen 400 und 500 Nanometern.
- Carotinoide geben Energie an Chlorophyll weiter.
- Außerdem schützen sie vor Schäden durch zu viel Licht.
Ergebnis:Carotinoide absorbieren zusätzlich blaugrünes Licht und schützen. - ★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
- Die Fotolyse des Wassers gehört zu den Lichtreaktionen.
- Die Fotolyse findet am Fotosystem II statt.
- Die Fotolyse des Wassers gehört zu den Lichtreaktionen.
- Die Fotolyse findet am Fotosystem II statt.
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
- ○10Wozu dient die Regenerationsphase des Calvin-Zyklus? Begründe die Wahl.So fängst du an:Ohne Akzeptor könnte kein weiteres Kohlenstoffdioxid gebunden werden.
Lösung zeigen
- Ohne Akzeptor könnte kein weiteres Kohlenstoffdioxid gebunden werden.
- Aus Glycerinaldehydphosphat wird mit ATP Ribulose-1,5-bisphosphat zurückgebildet.
Ergebnis:Der Akzeptor Ribulose-1,5-bisphosphat wird neu gebildet. - ●11Wie heißt der Schritt des Calvin-Zyklus, in dem Kohlenstoffdioxid an Ribulose-1,5-bisphosphat gebunden wird? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Kohlenstoffdioxid wird an einen Akzeptor gebunden.
- Das ist die Fixierung.
Ergebnis:Fixierung - ★12Eine Pflanze wird belichtet und dann plötzlich verdunkelt. Was geschieht kurz danach mit der Menge an Ribulose-1,5-bisphosphat im Stroma? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Die Fixierung verbraucht weiter Ribulose-1,5-bisphosphat.
- Für die Regeneration fehlt ATP aus den Lichtreaktionen.
- Die Menge sinkt.
Ergebnis:Die Menge sinkt, weil für die Regeneration ATP fehlt.
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 Baum erhält Wasser und Mineralstoffe.
- Der Pilz erhält Kohlenhydrate.
- Beide haben einen Vorteil: Symbiose.
- Der Baum erhält Wasser und Mineralstoffe.
- Der Pilz erhält Kohlenhydrate.
- Beide haben einen Vorteil: Symbiose.
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
- ○13Ein Wolf in Brandenburg jagt und frisst ein Reh. Welche Beziehung liegt vor? Begründe die Wahl.So fängst du an:Der Wolf tötet das Reh und frisst es.
Lösung zeigen
- Der Wolf tötet das Reh und frisst es.
- Das ist eine Räuber-Beute-Beziehung.
Ergebnis:Räuber-Beute-Beziehung - ●14Eine Zecke saugt Blut an einem Reh. Welche Beziehung liegt vor? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Die Zecke hat einen Vorteil, das Reh einen Nachteil.
- Das Reh überlebt.
- Die Zecke ist ein Ektoparasit.
Ergebnis:Parasitismus - ★15Wolf und Fuchs jagen dieselben Mäuse, und Wölfe töten manchmal auch Füchse. Welche Beziehungen bestehen gleichzeitig? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Um die Mäuse konkurrieren beide.
- Tötet der Wolf den Fuchs, ist das eine Räuber-Beute-Beziehung.
- Zwei Arten können mehrere Beziehungen zugleich haben.
Ergebnis:Konkurrenz und Räuber-Beute-Beziehung
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
- Nach einer Dezimierung findet die Beute weniger Räuber vor.
- Die Räuber finden weniger Beute.
- Die Beute nimmt schneller wieder zu.
- Nach einer Dezimierung findet die Beute weniger Räuber vor.
- Die Räuber finden weniger Beute.
- Die Beute nimmt schneller wieder 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
- ○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 - ★18Warum ist es oft ungünstig, gegen Schädlinge mit Insektiziden zu spritzen, wenn zugleich Nützlinge sie fressen? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Beide werden dezimiert.
- Nach der dritten Regel erholt sich die Beute schneller.
- Die Schädlinge nehmen zu, bevor die Nützlinge nachkommen.
Ergebnis:Die Nützlinge erholen sich langsamer, die Schädlinge vermehren sich rasch.
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
- Etwa 10 % gelangen zur nächsten Stufe.
- 30.000 kJ · 0,1 = 3000 kJ
- Der Rest wird vor allem als Wärme abgegeben.
- Etwa 10 % gelangen zur nächsten Stufe.
- 30.000 kJ · 0,1 = 3000 kJ
- Der Rest wird vor allem als Wärme abgegeben.
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
- ○19Auf einer Wiese enthalten die Produzenten 50.000 kJ je Quadratmeter und Jahr. Die Pflanzenfresser bauen davon 5000 kJ in ihre Körpermasse ein. Wie groß ist der ökologische Wirkungsgrad?So fängst du an:Wirkungsgrad = Energie der oberen Stufe : Energie der unteren Stufe · 100 %
Lösung zeigen
- Wirkungsgrad = Energie der oberen Stufe : Energie der unteren Stufe · 100 %
- 5000 kJ : 50.000 kJ = 0,1
- Das sind 10 %.
Ergebnis:10 % - ●20Wohin geht der größte Teil der Energie, die eine Trophiestufe aufnimmt?
Lösung zeigen
- 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.
Ergebnis:Die Energie wird bei der Zellatmung als Wärme abgegeben. - ★21Die Produzenten einer Berliner Brachfläche enthalten 24.000 kJ je Quadratmeter und Jahr. Je Trophiestufe gelangen etwa 10 % weiter. Wie viel Energie erreicht die Konsumenten zweiter Ordnung?
Lösung zeigen
- Konsumenten erster Ordnung: 24.000 kJ · 0,1 = 2400 kJ
- Konsumenten zweiter Ordnung: 2400 kJ · 0,1 = 240 kJ
- Insgesamt kommt etwa 1 % an.
Ergebnis:etwa 240 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
- Die Erde strahlt Wärme ab.
- Treibhausgase absorbieren diese Strahlung.
- Einen Teil geben sie zur Erde zurück.
- Die Erde strahlt Wärme ab.
- Treibhausgase absorbieren diese Strahlung.
- Einen Teil geben sie zur Erde zurück.
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 bedeutet Nachhaltigkeit in der Forstwirtschaft? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Der Begriff stammt aus der Forstwirtschaft des 18. Jahrhunderts.
- Nachhaltig ist eine Nutzung, die den Bestand dauerhaft erhält.
Ergebnis:Es wird nicht mehr Holz geschlagen, als nachwächst. - ★24Ohne natürlichen Treibhauseffekt läge die mittlere Temperatur der Erde bei etwa −18 °C statt bei etwa 15 °C. Was folgt daraus? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Der natürliche Treibhauseffekt hält die Erde etwa 33 °C wärmer.
- Problematisch ist die zusätzliche Verstärkung durch den Menschen.
Ergebnis:Der natürliche Treibhauseffekt ist für das Leben nötig.
Vermischte Übungen
Alles durcheinander – wie in der Arbeit. Überleg bei jeder Aufgabe zuerst: Welches Ziel ist das?
Üben
- ●25In einer Temperaturorgel sammeln sich Asseln bei etwa 18 °C, überleben aber von 2 °C bis 30 °C. Wie heißt der Bereich um 18 °C? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Die Tiere wählen den Bereich selbst aus.
- Der bevorzugte Bereich heißt Präferendum.
- 2 °C bis 30 °C ist der Toleranzbereich.
Ergebnis:Präferendum (Vorzugsbereich) - ●26Ein Biologiekurs zählt auf einer Berliner Brachfläche alle Zauneidechsen. Was wird erfasst? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Gezählt wird nur eine Art.
- Die Individuen einer Art in einem Gebiet bilden eine Population.
Ergebnis:die Größe einer Population - ●27Bei 15 °C läuft eine Ameise 42 Zentimeter je Minute. Der Temperaturkoeffizient beträgt 2. Welcher Wert ist bei 25 °C zu erwarten?
Lösung zeigen
- Die Temperatur steigt um 10 °C, also einmal mal 2.
- 42 · 2 = 84
- Bei 25 °C sind etwa 84 Zentimeter je Minute zu erwarten.
Ergebnis:84 Zentimeter 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 - ●29Wie heißen die Stapel aus Thylakoiden im Chloroplasten? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Thylakoide liegen wie Münzen gestapelt.
- Ein solcher Stapel heißt Granum, mehrere heißen Grana.
- Cristae sind die Falten der Mitochondrien.
Ergebnis:Grana - ●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.
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-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.
31Eine Art hat für die Temperatur einen weiten, für den Salzgehalt einen engen Toleranzbereich. Wie ist sie einzuordnen? Begründe die Wahl.Lösung zeigen
Ergebnis:eurytherm, aber stenohalinIch kann den Einfluss von Temperatur und Licht auf Organismen erklären (RGT-Regel, homoiotherm, poikilotherm).
32Bei 12 °C frisst eine Raupe 18 Milligramm Blatt je Stunde. Der Temperaturkoeffizient beträgt 3. Welcher Wert ist bei 22 °C zu erwarten?Lösung zeigen
Ergebnis:54 Milligramm 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.
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.
35Ein Kuckuck legt sein Ei in das Nest eines Teichrohrsängers, der das Küken aufzieht. Welche Beziehung ist das? Begründe die Wahl.Lösung zeigen
Ergebnis:BrutparasitismusIch kann ökologische Nische, Konkurrenzvermeidung und Konkurrenzausschluss erläutern und Räuber-Beute-Daten mit den Lotka-Volterra-Regeln deuten.
36Ein Insektizid tötet Blattläuse und Marienkäfer im gleichen Anteil. Was ist kurz danach zu erwarten? Begründe die Wahl.Lösung zeigen
Ergebnis:Die Blattläuse nehmen schneller wieder zu als die Marienkäfer.Ich kann Kohlenstoffkreislauf und Energiefluss im Nahrungsnetz erklären und Energieflüsse berechnen.
37Die Produzenten eines Sees enthalten 24.000 kJ je Quadratmeter und Jahr. Etwa 10 % gelangen zur nächsten Trophiestufe. Wie viel Energie erreicht die Konsumenten erster Ordnung?Lösung zeigen
Ergebnis:etwa 2400 kJIch kann Folgen des anthropogenen Treibhauseffekts und Maßnahmen des Ökosystemmanagements beurteilen (Nachhaltigkeit, Biodiversität).
38Ohne natürlichen Treibhauseffekt läge die mittlere Temperatur der Erde bei etwa −18 °C statt bei etwa 15 °C. Was folgt daraus? Begründe die Wahl.Lösung zeigen
Ergebnis:Der natürliche Treibhauseffekt ist für das Leben nötig.
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.
- eine Optimumkurve mit einem Gipfel
- Steinfliegenlarven fehlen, Zuckmückenlarven bleiben.
- 96 Zentimeter je Minute
- Bei 10 °C mehr steigt die Reaktionsgeschwindigkeit auf das Zwei- bis Dreifache.
- 15 Atemzüge je Minute
- etwa zwischen 400 und 700 Nanometern
- Carotinoide absorbieren zusätzlich blaugrünes Licht und schützen.
- Graphit löst sich nicht im Laufmittel und verfälscht nichts.
- Der Akzeptor Ribulose-1,5-bisphosphat wird neu gebildet.
- Fixierung
- Die Menge sinkt, weil für die Regeneration ATP fehlt.
- Räuber-Beute-Beziehung
- Parasitismus
- Konkurrenz und Räuber-Beute-Beziehung
- die Räuber-Beute-Beziehung
- die der Beute
- Die Nützlinge erholen sich langsamer, die Schädlinge vermehren sich rasch.
- 10 %
- Die Energie wird bei der Zellatmung als Wärme abgegeben.
- etwa 240 kJ
- Nasse Moore speichern Kohlenstoff, trockene setzen ihn frei.
- Es wird nicht mehr Holz geschlagen, als nachwächst.
- Der natürliche Treibhauseffekt ist für das Leben nötig.
- Präferendum (Vorzugsbereich)
- die Größe einer Population
- 84 Zentimeter je Minute
- Grünlücke
- Grana
- ATP, NADPH und Sauerstoff
- eurytherm, aber stenohalin
- 54 Milligramm je Stunde
- die orangegelben Carotine
- Rubisco
- Brutparasitismus
- Die Blattläuse nehmen schneller wieder zu als die Marienkäfer.
- etwa 2400 kJ
- Der natürliche Treibhauseffekt ist für das Leben nötig.