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
- Bei Kälte und bei Hitze ist die Aktivität gering.
- Dazwischen liegt ein Gipfel, das Optimum.
- Bei Kälte und bei Hitze ist die Aktivität gering.
- Dazwischen liegt ein Gipfel, das Optimum.
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 hat für die Temperatur einen weiten, für den Salzgehalt einen engen Toleranzbereich. Wie ist sie einzuordnen? Begründe die Wahl.So fängst du an:Die Potenz gilt immer für einen bestimmten Faktor.
Lösung zeigen
- Die Potenz gilt immer für einen bestimmten Faktor.
- Für die Temperatur ist sie weit, für den Salzgehalt eng.
Ergebnis:eurytherm, aber stenohalin - ●2Was gibt das Optimum einer Toleranzkurve an? Begründe die Wahl.
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 - ★3Was ist eine Zeigerart? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Eine Zeigerart hat einen engen Toleranzbereich.
- Wo sie lebt, müssen die Bedingungen in diesem Bereich liegen.
Ergebnis:eine stenöke Art, deren Vorkommen auf bestimmte Bedingungen schließen lässt
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
- Enzyme sind Proteine.
- Bei zu hoher Temperatur verlieren sie ihre Raumstruktur.
- Die Reaktion wird dann langsamer statt schneller.
- Enzyme sind Proteine.
- Bei zu hoher Temperatur verlieren sie ihre Raumstruktur.
- Die Reaktion wird dann langsamer statt schneller.
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
- ○4Eine Eidechse ist morgens bei 12 °C träge, mittags bei 30 °C flink. Wie lässt sich das erklären?So fängst du an:Eidechsen sind poikilotherm.
Lösung zeigen
- Eidechsen sind poikilotherm.
- Mit der Körpertemperatur steigt die Geschwindigkeit der Stoffwechselreaktionen.
- Mittags ist sie deshalb schneller.
Ergebnis:Die Körpertemperatur der Eidechse folgt der Umgebung, ihre Enzyme arbeiten bei Wärme schneller. - ●5Bei 5 °C frisst eine Raupe 36 Milligramm Blatt je Stunde. Der Temperaturkoeffizient beträgt 3. Welcher Wert ist bei 15 °C zu erwarten?
Lösung zeigen
- Die Temperatur steigt um 10 °C, also einmal mal 3.
- 36 · 3 = 108
- Bei 15 °C sind etwa 108 Milligramm je Stunde zu erwarten.
Ergebnis:108 Milligramm je Stunde - ★6Bei 10 °C verbraucht ein Regenwurm 18 Mikroliter Sauerstoff je Stunde. Der Temperaturkoeffizient beträgt 3. Welcher Wert ist bei 30 °C zu erwarten?
Lösung zeigen
- 10 °C auf 20 °C: 18 · 3 = 54
- 20 °C auf 30 °C: 54 · 3 = 162
- Bei 30 °C etwa 162 Mikroliter je Stunde, solange das Optimum nicht erreicht ist.
Ergebnis:162 Mikroliter je Stunde
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.
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
- ○7Ein Blattfarbstoff-Extrakt wird mit weißem Licht durchstrahlt, danach zerlegt ein Prisma das Licht. Welche Bereiche erscheinen dunkel? Begründe die Wahl.So fängst du an:Dunkel erscheinen die Farben, die absorbiert wurden.
Lösung zeigen
- Dunkel erscheinen die Farben, die absorbiert wurden.
- Chlorophyll absorbiert Blau und Rot.
Ergebnis:Blau und Rot - ●8Welche Farbe hat Chlorophyll b im Chromatogramm im Vergleich zu Chlorophyll a? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Chlorophyll a erscheint blaugrün.
- Chlorophyll b erscheint gelbgrün.
Ergebnis:gelbgrün, Chlorophyll a ist blaugrün - ★9Bei etwa 480 bis 500 Nanometern ist das Wirkungsspektrum höher, als die Absorption von Chlorophyll a erwarten lässt. Wie lässt sich das erklären? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Nur absorbiertes Licht kann wirken.
- Carotinoide und Chlorophyll b absorbieren in diesem Bereich.
- Beide leiten die Energie an Chlorophyll a weiter.
Ergebnis:Carotinoide und Chlorophyll b absorbieren dort und geben Energie weiter.
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
- Rubisco ist die Ribulose-1,5-bisphosphat-Carboxylase.
- Rubisco bindet Kohlenstoffdioxid an Ribulose-1,5-bisphosphat.
- Rubisco ist die Ribulose-1,5-bisphosphat-Carboxylase.
- Rubisco bindet Kohlenstoffdioxid an Ribulose-1,5-bisphosphat.
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.
ÜbenJetzt du
- ○10Welches Molekül wird bei den Primärreaktionen mit Elektronen aus dem Wasser reduziert? Begründe die Wahl.So fängst du an:Licht treibt Elektronen vom Wasser über die Fotosysteme.
Lösung zeigen
- Licht treibt Elektronen vom Wasser über die Fotosysteme.
- Am Ende nimmt NADP⁺ die Elektronen auf und wird zu NADPH.
Ergebnis:NADP⁺ zu NADPH - ●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. - ★12Woher stammt der Sauerstoff, den Pflanzen bei der Fotosynthese abgeben? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Am Fotosystem II wird Wasser gespalten.
- Dabei entstehen Elektronen, Protonen und Sauerstoff.
Ergebnis:aus der Spaltung von Wasser
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 Wolf tötet das Reh und frisst es.
- Das ist eine Räuber-Beute-Beziehung.
- Der Wolf tötet das Reh und frisst es.
- Das ist eine Räuber-Beute-Beziehung.
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. - ●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 - ★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
- Das Modell betrachtet nur ein Räuber-Beute-Paar.
- Andere Faktoren werden weggelassen.
- Das Modell betrachtet nur ein Räuber-Beute-Paar.
- Andere Faktoren werden weggelassen.
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 zweite Lotka-Volterra-Regel? Begründe die Wahl.So fängst du an:Trotz Schwankungen bleiben die Mittelwerte gleich.
Lösung zeigen
- Trotz Schwankungen bleiben die Mittelwerte gleich.
- Die Beute ist im Mittel zahlreicher als die Räuber.
Ergebnis:Die Mittelwerte beider Populationen bleiben langfristig konstant. - ●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
- Wirkungsgrad = Energie der oberen Stufe : Energie der unteren Stufe · 100 %
- 3750 kJ : 25.000 kJ = 0,15
- Das sind 15 %.
- Wirkungsgrad = Energie der oberen Stufe : Energie der unteren Stufe · 100 %
- 3750 kJ : 25.000 kJ = 0,15
- Das sind 15 %.
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?
ÜbenJetzt du
- ○19In einem See enthalten die Produzenten 40.000 kJ je Quadratmeter und Jahr. Die Pflanzenfresser bauen davon 6000 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 %
- 6000 kJ : 40.000 kJ = 0,15
- Das sind 15 %.
Ergebnis:15 % - ●20Was ist die Nettoprimärproduktion?
Lösung zeigen
- Die Produzenten binden Energie in der Fotosynthese: Bruttoprimärproduktion.
- Einen Teil veratmen sie selbst.
- Der Rest steht den Konsumenten zur Verfügung.
Ergebnis:die Bruttoprimärproduktion abzüglich der Zellatmung der Produzenten - ★21Ein Wolfsrudel in Brandenburg nimmt im Jahr etwa 2000 MJ mit seiner Beute auf. Wie viel Energie müssen die Pflanzen, von denen die Beute lebt, ungefähr enthalten, wenn je Stufe etwa 10 % weitergegeben werden?
Lösung zeigen
- Pflanzen, Pflanzenfresser, Wolf: Der Wolf ist Konsument zweiter Ordnung.
- Die Beutetiere brauchen etwa 2000 MJ · 10 = 20.000 MJ.
- Die Pflanzen brauchen etwa 20.000 MJ · 10 = 200.000 MJ.
Ergebnis:etwa 200.000 MJ
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
- Der Begriff stammt aus der Forstwirtschaft des 18. Jahrhunderts.
- Nachhaltig ist eine Nutzung, die den Bestand dauerhaft erhält.
- Der Begriff stammt aus der Forstwirtschaft des 18. Jahrhunderts.
- Nachhaltig ist eine Nutzung, die den Bestand dauerhaft erhält.
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
- ○22Was ist eine Renaturierung? Begründe die Wahl.So fängst du an:Bei der Renaturierung werden Eingriffe rückgängig gemacht.
Lösung zeigen
- Bei der Renaturierung werden Eingriffe rückgängig gemacht.
- Beispiele sind Flussläufe, die wieder mäandern dürfen, oder Moore, die wieder nass werden.
Ergebnis:ein Ökosystem in einen naturnäheren Zustand zurückführen - ●23Wie wirken Treibhausgase in der Atmosphäre? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Die Erde strahlt Wärme ab.
- Treibhausgase absorbieren diese Strahlung.
- Einen Teil geben sie zur Erde zurück.
Ergebnis:Die Gase absorbieren Wärmestrahlung der Erde und strahlen einen Teil zurück. - ★24Was 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
Vermischte Übungen
Alles durcheinander – wie in der Arbeit. Überleg bei jeder Aufgabe zuerst: Welches Ziel ist das?
Üben
- ●25Eine Muschelart lebt bei Salzgehalten von 1 bis 35 Gramm je Liter. Wie ist sie bezogen auf den Salzgehalt einzuordnen? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Der Toleranzbereich ist sehr weit.
- Eine Art mit weitem Bereich ist euryök.
Ergebnis:euryök - ●26Eine Pflanze baut aus Kohlenstoffdioxid und Wasser mit Lichtenergie Glucose auf. Wie heißt diese Ernährungsweise? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Die Pflanze baut organische Stoffe aus anorganischen auf.
- Wer sich so selbst ernährt, ist autotroph.
Ergebnis:autotroph - ●27Bei 5 °C frisst eine Raupe 12 Milligramm Blatt je Stunde. Der Temperaturkoeffizient beträgt 2. Welcher Wert ist bei 15 °C zu erwarten?
Lösung zeigen
- Die Temperatur steigt um 10 °C, also einmal mal 2.
- 12 · 2 = 24
- Bei 15 °C sind etwa 24 Milligramm je Stunde zu erwarten.
Ergebnis:24 Milligramm je Stunde - ●28Bei der Chromatografie von Blattfarbstoffen wandern die Farbstoffe verschieden weit. Wovon hängt das ab? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Das Laufmittel nimmt die Farbstoffe mit.
- Gut lösliche Farbstoffe, die wenig haften, wandern weit.
- Stark haftende bleiben zurück.
Ergebnis:von Löslichkeit im Laufmittel und Haftung am Trägermaterial - ●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 - ●30Welche Aussage über Pflanzen trifft zu? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Pflanzenzellen haben Mitochondrien.
- Die Zellatmung läuft immer.
- Im Licht kommt die Fotosynthese hinzu.
Ergebnis:Pflanzen betreiben Tag und Nacht Zellatmung.
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.
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.
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.
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.
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.
31Bei Art A reicht die Toleranzkurve für die Temperatur von 5 °C bis 30 °C, bei Art B von 12 °C bis 16 °C. Welche Art ist stenotherm? Begründe die Wahl.Lösung zeigen
Ergebnis:Art BIch kann den Einfluss von Temperatur und Licht auf Organismen erklären (RGT-Regel, homoiotherm, poikilotherm).
32Bei 10 °C frisst eine Raupe 60 Milligramm Blatt je Stunde. Der Temperaturkoeffizient beträgt 2. Welcher Wert ist bei 20 °C zu erwarten?Lösung zeigen
Ergebnis:120 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.
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.
35Mykorrhizapilze versorgen Bäume mit Wasser und Mineralstoffen und erhalten Kohlenhydrate. Welche Beziehung liegt vor? Begründe die Wahl.Lösung zeigen
Ergebnis:SymbioseIch kann ökologische Nische, Konkurrenzvermeidung und Konkurrenzausschluss erläutern und Räuber-Beute-Daten mit den Lotka-Volterra-Regeln deuten.
36Was besagt die dritte Lotka-Volterra-Regel? Begründe die Wahl.Lösung zeigen
Ergebnis:Werden beide gleich stark dezimiert, erholt sich die Beute schneller.Ich kann Kohlenstoffkreislauf und Energiefluss im Nahrungsnetz erklären und Energieflüsse berechnen.
37Warum kann dieselbe Ackerfläche mehr Menschen ernähren, wenn sie Getreide statt Tierfutter liefert?Lösung zeigen
Ergebnis:Eine Trophiestufe weniger bedeutet viel weniger Energieverlust.Ich kann Folgen des anthropogenen Treibhauseffekts und Maßnahmen des Ökosystemmanagements beurteilen (Nachhaltigkeit, Biodiversität).
38Was verstärkt den anthropogenen Treibhauseffekt? Begründe die Wahl.Lösung zeigen
Ergebnis:zusätzliche Treibhausgase wie Kohlenstoffdioxid und Methan
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
- eurytherm, aber stenohalin
- den Wert des Faktors mit der größten Vitalität
- eine stenöke Art, deren Vorkommen auf bestimmte Bedingungen schließen lässt
- Die Körpertemperatur der Eidechse folgt der Umgebung, ihre Enzyme arbeiten bei Wärme schneller.
- 108 Milligramm je Stunde
- 162 Mikroliter je Stunde
- Blau und Rot
- gelbgrün, Chlorophyll a ist blaugrün
- Carotinoide und Chlorophyll b absorbieren dort und geben Energie weiter.
- NADP⁺ zu NADPH
- Phosphoglycerat wird mit ATP und NADPH zu Glycerinaldehydphosphat.
- aus der Spaltung von Wasser
- Beide haben einen Nachteil, weil die Ressource knapp ist.
- Parasitismus
- Konkurrenz und Räuber-Beute-Beziehung
- Die Mittelwerte beider Populationen bleiben langfristig konstant.
- die der Beute
- Er bleibt bei etwa 100.
- 15 %
- die Bruttoprimärproduktion abzüglich der Zellatmung der Produzenten
- etwa 200.000 MJ
- ein Ökosystem in einen naturnäheren Zustand zurückführen
- Die Gase absorbieren Wärmestrahlung der Erde und strahlen einen Teil zurück.
- zusätzliche Treibhausgase wie Kohlenstoffdioxid und Methan
- euryök
- autotroph
- 24 Milligramm je Stunde
- von Löslichkeit im Laufmittel und Haftung am Trägermaterial
- Grana
- Pflanzen betreiben Tag und Nacht Zellatmung.
- Art B
- 120 Milligramm je Stunde
- die orangegelben Carotine
- Die Enzyme brauchen kein Licht, wohl aber ATP und NADPH aus dem Licht.
- Symbiose
- Werden beide gleich stark dezimiert, erholt sich die Beute schneller.
- Eine Trophiestufe weniger bedeutet viel weniger Energieverlust.
- zusätzliche Treibhausgase wie Kohlenstoffdioxid und Methan