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 Toleranzbereich ist sehr weit.
- Eine Art mit weitem Bereich ist euryök.
- Der Toleranzbereich ist sehr weit.
- Eine Art mit weitem Bereich ist euryök.
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 - ●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 - ★3Eine 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.
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.
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 18 °C sind etwa 36 Mikroliter je Stunde zu erwarten.
- Die Temperatur steigt um 10 °C, also einmal mal 2.
- 18 · 2 = 36
- Bei 18 °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
- ○4Warum fallen Zauneidechsen im Winter in Kältestarre und nicht in einen Winterschlaf?So fängst du an:Im Winterschlaf regelt ein Säugetier seine Temperatur auf niedrigerem Wert.
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. - ●5Bei 15 °C frisst eine Raupe 42 Milligramm Blatt je Stunde. Der Temperaturkoeffizient beträgt 3. Welcher Wert ist bei 25 °C zu erwarten?
Lösung zeigen
- Die Temperatur steigt um 10 °C, also einmal mal 3.
- 42 · 3 = 126
- Bei 25 °C sind etwa 126 Milligramm je Stunde zu erwarten.
Ergebnis:126 Milligramm je Stunde - ★6Bei 18 °C läuft eine Ameise 60 Zentimeter 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.
- 60 : 2 = 30
- Bei 8 °C sind etwa 30 Zentimeter je Minute zu erwarten.
Ergebnis:30 Zentimeter 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
- Chlorophyll a erscheint blaugrün.
- Chlorophyll b erscheint gelbgrün.
- Chlorophyll a erscheint blaugrün.
- Chlorophyll b erscheint gelbgrün.
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
- ○7Warum wird die Startlinie bei der Chromatografie mit Bleistift und nicht mit Filzstift gezogen? Begründe die Wahl.So fängst du an:Filzstiftfarbe ist selbst ein Farbstoffgemisch.
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. - ●8Wie 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 - ★9In einem Chromatogramm hat ein Farbstoff einen Rf-Wert von 0,9, ein anderer von 0,3. Was lässt sich daraus schließen? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Der Rf-Wert ist die Laufstrecke des Farbstoffs geteilt durch die des Laufmittels.
- Ein hoher Wert heißt: Der Farbstoff wandert weit.
- Er ist gut löslich und haftet wenig.
Ergebnis:Der erste löst sich besser im Laufmittel und haftet weniger.
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.
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
- ○10Was liefern die Primärreaktionen insgesamt? Begründe die Wahl.So fängst du an:Licht treibt Elektronen vom Wasser zum NADP⁺.
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 - ●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. - ★12Ruben und Kamen gaben Algen Wasser mit schwerem Sauerstoff. Wo fand sich der markierte Sauerstoff wieder? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Markiert war nur der Sauerstoff im Wasser.
- Er tauchte im abgegebenen Sauerstoffgas auf.
- Der Sauerstoff der Fotosynthese stammt aus dem Wasser.
Ergebnis:im abgegebenen Sauerstoff
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 seine Beutetiere und frisst sie.
- Er ist der Räuber, die Huftiere sind die Beute.
- Der Wolf tötet seine Beutetiere und frisst sie.
- Er ist der Räuber, die Huftiere sind die Beute.
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
- ○13Knöllchenbakterien an Lupinenwurzeln binden Luftstickstoff und erhalten von der Pflanze Kohlenhydrate. Welche Beziehung ist das? Begründe die Wahl.So fängst du an:Die Pflanze erhält Stickstoffverbindungen.
Lösung zeigen
- Die Pflanze erhält Stickstoffverbindungen.
- Die Bakterien erhalten Kohlenhydrate.
- Beide profitieren.
Ergebnis:Symbiose - ●14Mykorrhizapilze versorgen Bäume mit Wasser und Mineralstoffen und erhalten Kohlenhydrate. Welche Beziehung liegt vor? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Der Baum erhält Wasser und Mineralstoffe.
- Der Pilz erhält Kohlenhydrate.
- Beide haben einen Vorteil: Symbiose.
Ergebnis:Symbiose - ★15Junge Kiefern stehen dicht, und viele sterben ab. Welche Beziehung wirkt hier, und welche Folge hat sie? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Alle Bäume gehören zur selben Art.
- Die Kiefern konkurrieren um Licht, Wasser und Mineralstoffe.
- Die schwächeren sterben, die Dichte sinkt.
Ergebnis:intraspezifische Konkurrenz, sie verringert die Dichte
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
- Viel Beute heißt viel Nahrung.
- Daraus entstehen erst nach einer Fortpflanzungszeit mehr Räuber.
- Viel Beute heißt viel Nahrung.
- Daraus entstehen erst nach einer Fortpflanzungszeit mehr Räuber.
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 Beziehung beschreiben die Lotka-Volterra-Regeln? Begründe die Wahl.
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 - ★18In einem Jahr gibt es sehr viele Schneehasen. Was ist nach Lotka-Volterra für die folgenden Jahre zu erwarten? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Viele Hasen bieten viel Nahrung.
- Die Luchse vermehren sich.
- Mehr Luchse fressen mehr Hasen, die Hasen werden weniger.
Ergebnis:Die Zahl der Luchse steigt, danach sinkt die der Hasen.
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
- Isst der Mensch Getreide, ist er Konsument erster Ordnung.
- Über das Tier geht eine Stufe mit etwa 90 % Verlust dazwischen.
- Isst der Mensch Getreide, ist er Konsument erster Ordnung.
- Über das Tier geht eine Stufe mit etwa 90 % Verlust dazwischen.
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
- ○19Warum haben Nahrungsketten selten mehr als vier oder fünf Trophiestufen?So fängst du an:Je Stufe gehen etwa 90 % verloren.
Lösung zeigen
- Je Stufe gehen etwa 90 % verloren.
- Nach vier Übergängen bleibt etwa ein Zehntausendstel.
- Das reicht nicht für eine weitere Stufe.
Ergebnis:Oben kommt zu wenig Energie an, um weitere Stufen zu ernähren. - ●20Die 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?
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 - ★21Die Produzenten eines Sees enthalten 40.000 kJ je Quadratmeter und Jahr. Je Trophiestufe gelangen etwa 10 % weiter. Wie viel Energie erreicht die Konsumenten zweiter Ordnung?
Lösung zeigen
- Konsumenten erster Ordnung: 40.000 kJ · 0,1 = 4000 kJ
- Konsumenten zweiter Ordnung: 4000 kJ · 0,1 = 400 kJ
- Insgesamt kommt etwa 1 % an.
Ergebnis:etwa 400 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
- Vielfältige Lebensräume bieten vielen Arten Nahrung und Unterschlupf.
- Vernetzte Flächen erlauben Austausch zwischen Populationen.
- Vielfältige Lebensräume bieten vielen Arten Nahrung und Unterschlupf.
- Vernetzte Flächen erlauben Austausch zwischen Populationen.
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
- ○22Was versteht man unter Biodiversität? Begründe die Wahl.So fängst du an:Biodiversität hat drei Ebenen.
Lösung zeigen
- Biodiversität hat drei Ebenen.
- Genetische Vielfalt, Artenvielfalt und Vielfalt der Ökosysteme.
Ergebnis:die Vielfalt der Gene, der Arten und der Ökosysteme - ●23Welches Gas trägt neben Kohlenstoffdioxid stark zum anthropogenen Treibhauseffekt bei, zum Beispiel aus der Rinderhaltung? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Rinder bilden bei der Verdauung Methan.
- Methan ist ein starkes Treibhausgas.
Ergebnis:Methan - ★24Die Kohlenstoffdioxidkonzentration stieg von etwa 280 Millionstel vor der Industrialisierung auf etwa 420 Millionstel. Welche Aussage ist eine richtige Sachaussage? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Anstieg: 420 − 280 = 140.
- Bezogen auf den Ausgangswert: 140 : 280 = 0,5.
- Das sind 50 %. Ob das zu viel ist, ist ein Werturteil.
Ergebnis:Der Anstieg beträgt rund 50 Prozent.
Vermischte Übungen
Alles durcheinander – wie in der Arbeit. Überleg bei jeder Aufgabe zuerst: Welches Ziel ist das?
Üben
- ●25Was 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 - ●26Welche Angabe beschreibt das Biotop eines Kiefernwalds und nicht seine Biozönose? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Zum Biotop gehören die abiotischen Faktoren.
- Boden, Säuregrad und Wasser sind abiotisch.
- Pflanzen und Tiere gehören zur Biozönose.
Ergebnis:sandiger, saurer Boden mit wenig Wasser - ●27Bei 5 °C läuft eine Ameise 24 Zentimeter je Minute. Der Temperaturkoeffizient beträgt 2. Welcher Wert ist bei 15 °C zu erwarten?
Lösung zeigen
- Die Temperatur steigt um 10 °C, also einmal mal 2.
- 24 · 2 = 48
- Bei 15 °C sind etwa 48 Zentimeter je Minute zu erwarten.
Ergebnis:48 Zentimeter je Minute - ●28Was 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 - ●29Welche Aufgabe hat die Kutikula auf der oberen Epidermis? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Die Kutikula ist eine wachsartige Schicht.
- Diese Schicht lässt kaum Wasser durch und schützt so vor Austrocknung.
Ergebnis:Die Kutikula verringert die Verdunstung von Wasser. - ●30Wozu dient die Regenerationsphase des Calvin-Zyklus? Begründe die Wahl.
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.
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.
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.
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 15 °C atmet ein Grasfrosch 12-mal je Minute. Der Temperaturkoeffizient beträgt 3. Welcher Wert ist bei 25 °C zu erwarten?Lösung zeigen
Ergebnis:36 Atemzüge je MinuteIch kann Blattaufbau und Feinbau des Chloroplasten als Angepasstheit erläutern und Absorptions- und Wirkungsspektrum deuten (Chromatografie).
33Welche Aufgabe haben Carotinoide in den Thylakoiden? Begründe die Wahl.Lösung zeigen
Ergebnis:Carotinoide absorbieren zusätzlich blaugrünes Licht und schützen.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 Molekül nimmt im Calvin-Zyklus das Kohlenstoffdioxid auf? Begründe die Wahl.Lösung zeigen
Ergebnis:Ribulose-1,5-bisphosphatIch kann intra- und interspezifische Beziehungen vergleichen: Konkurrenz, Parasitismus, Symbiose, Räuber-Beute.
35Welche Wirkung hat Konkurrenz auf beide beteiligten Arten? Begründe die Wahl.Lösung zeigen
Ergebnis:Beide haben einen Nachteil, weil die Ressource knapp ist.Ich kann ökologische Nische, Konkurrenzvermeidung und Konkurrenzausschluss erläutern und Räuber-Beute-Daten mit den Lotka-Volterra-Regeln deuten.
36Welche Beziehung beschreiben die Lotka-Volterra-Regeln? Begründe die Wahl.Lösung zeigen
Ergebnis:die Räuber-Beute-BeziehungIch kann Kohlenstoffkreislauf und Energiefluss im Nahrungsnetz erklären und Energieflüsse berechnen.
37Auf einer Berliner Brachfläche enthalten die Produzenten 50.000 kJ je Quadratmeter und Jahr. Die Pflanzenfresser bauen davon 4000 kJ in ihre Körpermasse ein. Wie groß ist der ökologische Wirkungsgrad?Lösung zeigen
Ergebnis:8 %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
- eurytherm, aber stenohalin
- eine Optimumkurve mit einem Gipfel
- Die Art ist für die Temperatur wahrscheinlich stenök.
- Als Poikilotherme können sie ihre Temperatur nicht selbst regeln.
- 126 Milligramm je Stunde
- 30 Zentimeter je Minute
- Graphit löst sich nicht im Laufmittel und verfälscht nichts.
- Grünlücke
- Der erste löst sich besser im Laufmittel und haftet weniger.
- ATP, NADPH und Sauerstoff
- Phosphoglycerat wird mit ATP und NADPH zu Glycerinaldehydphosphat.
- im abgegebenen Sauerstoff
- Symbiose
- Symbiose
- intraspezifische Konkurrenz, sie verringert die Dichte
- Die Mittelwerte beider Populationen bleiben langfristig konstant.
- die Räuber-Beute-Beziehung
- Die Zahl der Luchse steigt, danach sinkt die der Hasen.
- Oben kommt zu wenig Energie an, um weitere Stufen zu ernähren.
- etwa 2000 kJ
- etwa 400 kJ
- die Vielfalt der Gene, der Arten und der Ökosysteme
- Methan
- Der Anstieg beträgt rund 50 Prozent.
- eine stenöke Art, deren Vorkommen auf bestimmte Bedingungen schließen lässt
- sandiger, saurer Boden mit wenig Wasser
- 48 Zentimeter je Minute
- die Fotosyntheserate bei Licht verschiedener Wellenlängen
- Die Kutikula verringert die Verdunstung von Wasser.
- Der Akzeptor Ribulose-1,5-bisphosphat wird neu gebildet.
- euryök
- 36 Atemzüge je Minute
- Carotinoide absorbieren zusätzlich blaugrünes Licht und schützen.
- Ribulose-1,5-bisphosphat
- Beide haben einen Nachteil, weil die Ressource knapp ist.
- die Räuber-Beute-Beziehung
- 8 %
- Nasse Moore speichern Kohlenstoff, trockene setzen ihn frei.