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 Breite ist der Toleranzbereich.
- Die Höhe zeigt die Vitalität.
- Die Breite ist der Toleranzbereich.
- Die Höhe zeigt die Vitalität.
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 ist eine Zeigerart? Begründe die Wahl.So fängst du an:Eine Zeigerart hat einen engen Toleranzbereich.
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 - ●2Was gibt die ökologische Potenz einer Art für einen Umweltfaktor an? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Die Potenz ist ein Bereich auf der Achse des Umweltfaktors.
- Der Wert mit der größten Vitalität ist das Optimum.
Ergebnis:den Bereich, in dem die Art leben und sich fortpflanzen kann - ★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
- 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
- ○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 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 8 °C atmet ein Grasfrosch 24-mal je Minute. Der Temperaturkoeffizient beträgt 3. Welcher Wert ist bei 28 °C zu erwarten?
Lösung zeigen
- 8 °C auf 18 °C: 24 · 3 = 72
- 18 °C auf 28 °C: 72 · 3 = 216
- Bei 28 °C etwa 216 Atemzüge je Minute, solange das Optimum nicht erreicht ist.
Ergebnis:216 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
- Dunkel erscheinen die Farben, die absorbiert wurden.
- Chlorophyll absorbiert Blau und Rot.
- Dunkel erscheinen die Farben, die absorbiert wurden.
- Chlorophyll absorbiert Blau und Rot.
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
- ○7Was zeigt das Wirkungsspektrum der Fotosynthese? Begründe die Wahl.So fängst du an:Gemessen wird die Wirkung des Lichts, zum Beispiel die Sauerstoffbildung.
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 - ●8In welchem Bereich liegt das sichtbare Licht, das Pflanzen für die Fotosynthese nutzen? Begründe die Wahl.
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 - ★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
- Ohne Akzeptor könnte kein weiteres Kohlenstoffdioxid gebunden werden.
- Aus Glycerinaldehydphosphat wird mit ATP Ribulose-1,5-bisphosphat zurückgebildet.
- Ohne Akzeptor könnte kein weiteres Kohlenstoffdioxid gebunden werden.
- Aus Glycerinaldehydphosphat wird mit ATP Ribulose-1,5-bisphosphat zurückgebildet.
AchtungÖkologische Gegenbegriffe vertauscht
Die Biozönose ist der See mit Wasser, Licht und Temperatur.
Der See mit seinen abiotischen Faktoren ist das Biotop, seine Lebensgemeinschaft die Biozönose.
Die Begriffe kommen paarweise: Biotop und Biozönose, autotroph und heterotroph, Assimilation und Dissimilation, intra- und interspezifisch. Prüf, welche Hälfte des Paares gemeint ist.
ÜbenJetzt du
- ○10Welche Produkte der Primärreaktionen werden im Calvin-Zyklus gebraucht? Begründe die Wahl.So fängst du an:Die Primärreaktionen liefern ATP und NADPH.
Lösung zeigen
- Die Primärreaktionen liefern ATP und NADPH.
- Der Calvin-Zyklus braucht beide für Reduktion und Regeneration.
Ergebnis:ATP und NADPH - ●11Wie lautet die Gesamtgleichung der Fotosynthese in Worten? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Ausgangsstoffe sind Kohlenstoffdioxid und Wasser.
- Der Sauerstoff stammt aus dem Wasser, deshalb stehen links 12 Wasser.
- Die umgekehrte Gleichung beschreibt die Zellatmung.
Ergebnis:6 Kohlenstoffdioxid + 12 Wasser → Glucose + 6 Sauerstoff + 6 Wasser - ★12Nach dem Abschalten des Lichts steigt die Menge an 3-Phosphoglycerat kurz an. Wie lässt sich das erklären? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Rubisco braucht kein ATP und fixiert weiter.
- Die Reduktion braucht ATP und NADPH, die nun fehlen.
- Phosphoglycerat staut sich.
Ergebnis:Die Fixierung läuft weiter, die Reduktion stoppt ohne ATP und NADPH.
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
- Zwei verschiedene Arten nutzen dieselbe Nahrung.
- Das ist interspezifische Konkurrenz.
- Zwei verschiedene Arten nutzen dieselbe Nahrung.
- Das ist interspezifische Konkurrenz.
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
- ○13Rehe und Rinder fressen auf derselben Weide Gras. Was gilt für ihre Beziehung? Begründe die Wahl.So fängst du an:Zwei Arten nutzen dieselbe Nahrung.
Lösung zeigen
- Zwei Arten nutzen dieselbe Nahrung.
- Ist das Gras knapp, schaden sie sich gegenseitig.
Ergebnis:interspezifische Konkurrenz um Nahrung - ●14Der Wolf in Brandenburg frisst vor allem Rehe, Rothirsche und Wildschweine. Welche Rolle hat er in dieser Beziehung? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Der Wolf tötet seine Beutetiere und frisst sie.
- Er ist der Räuber, die Huftiere sind die Beute.
Ergebnis:Räuber in einer Räuber-Beute-Beziehung - ★15Ein 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
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
- ○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. - ●17Warum liegt das Maximum der Räuber zeitlich hinter dem Maximum der Beute? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Viel Beute heißt viel Nahrung.
- Daraus entstehen erst nach einer Fortpflanzungszeit mehr Räuber.
Ergebnis:Die Räuber vermehren sich erst, wenn viel Beute da ist. - ★18Im Ersten Weltkrieg wurde im Mittelmeer kaum gefischt. Danach war der Anteil der Raubfische am Fang gestiegen. Welche Regel erklärt das? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Fischerei dezimiert Räuber und Beute gleichermaßen.
- Das begünstigt die Beute.
- Fällt die Fischerei weg, nehmen die Räuber zu.
Ergebnis:die dritte Regel: weniger Befischung begünstigt die Räuber
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
- Die Produzenten binden Energie in der Fotosynthese: Bruttoprimärproduktion.
- Einen Teil veratmen sie selbst.
- Der Rest steht den Konsumenten zur Verfügung.
- Die Produzenten binden Energie in der Fotosynthese: Bruttoprimärproduktion.
- Einen Teil veratmen sie selbst.
- Der Rest steht den Konsumenten zur Verfügung.
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 Buchenwald enthalten die Produzenten 10.000 kJ je Quadratmeter und Jahr. Die Pflanzenfresser bauen davon 2000 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 %
- 2000 kJ : 10.000 kJ = 0,2
- Das sind 20 %.
Ergebnis:20 % - ●20Auf einer Wiese enthalten die Produzenten 25.000 kJ je Quadratmeter und Jahr. Die Pflanzenfresser bauen davon 5000 kJ in ihre Körpermasse ein. Wie groß ist der ökologische Wirkungsgrad?
Lösung zeigen
- Wirkungsgrad = Energie der oberen Stufe : Energie der unteren Stufe · 100 %
- 5000 kJ : 25.000 kJ = 0,2
- Das sind 20 %.
Ergebnis:20 % - ★21Die Produzenten eines Sees enthalten 30.000 kJ je Quadratmeter und Jahr. Je Trophiestufe gelangen etwa 10 % weiter. Wie viel Energie erreicht die Konsumenten zweiter Ordnung?
Lösung zeigen
- Konsumenten erster Ordnung: 30.000 kJ · 0,1 = 3000 kJ
- Konsumenten zweiter Ordnung: 3000 kJ · 0,1 = 300 kJ
- Insgesamt kommt etwa 1 % an.
Ergebnis:etwa 300 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.
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.
ÜbenJetzt du
- ○22Warum ist die Erwärmung von Gewässern für stenotherme Kaltwasserfische besonders gefährlich? Begründe die Wahl.So fängst du an:Stenotherm heißt: enger Temperaturbereich.
Lösung zeigen
- Stenotherm heißt: enger Temperaturbereich.
- Warmes Wasser löst weniger Sauerstoff.
- Beides zusammen gefährdet die Fische.
Ergebnis:Warmes Wasser enthält weniger Sauerstoff, ihr Toleranzbereich ist eng. - ●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. - ★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
- ●25Was 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 - ●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 - ●27Warum fallen Zauneidechsen im Winter in Kältestarre und nicht in einen Winterschlaf?
Lösung zeigen
- Im Winterschlaf regelt ein Säugetier seine Temperatur auf niedrigerem Wert.
- Eine Eidechse kann das nicht.
- Die Eidechse wird starr, wenn die Umgebung kalt ist.
Ergebnis:Als Poikilotherme können sie ihre Temperatur nicht selbst regeln. - ●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 - ●29Welche Zellen öffnen und schließen eine Spaltöffnung? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Zwei bohnenförmige Schließzellen umgeben den Spalt.
- Ändert sich ihr Innendruck, öffnet oder schließt sich der Spalt.
Ergebnis:die Schließzellen - ●30Welches Molekül wird bei den Primärreaktionen mit Elektronen aus dem Wasser reduziert? Begründe die Wahl.
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
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.
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.
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.
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.
31In 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
Ergebnis:Präferendum (Vorzugsbereich)Ich kann den Einfluss von Temperatur und Licht auf Organismen erklären (RGT-Regel, homoiotherm, poikilotherm).
32Bei 5 °C atmet ein Grasfrosch 36-mal je Minute. Der Temperaturkoeffizient beträgt 2. Welcher Wert ist bei 15 °C zu erwarten?Lösung zeigen
Ergebnis:72 Atemzüge je MinuteIch kann Blattaufbau und Feinbau des Chloroplasten als Angepasstheit erläutern und Absorptions- und Wirkungsspektrum deuten (Chromatografie).
33Herbstlaub wird gelb und orange. Was passiert dabei mit den Blattfarbstoffen? Begründe die Wahl.Lösung zeigen
Ergebnis:Chlorophyll wird abgebaut, Carotinoide werden sichtbar.Ich kann Primär- und Sekundärreaktionen der Fotosynthese mit dem Calvin-Zyklus (Fixierung, Reduktion, Regeneration) erläutern und die Abhängigkeit der Fotosyntheserate von abiotischen Faktoren ableiten.
34Wie lautet die Gesamtgleichung der Fotosynthese in Worten? Begründe die Wahl.Lösung zeigen
Ergebnis:6 Kohlenstoffdioxid + 12 Wasser → Glucose + 6 Sauerstoff + 6 WasserIch 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.
36Die Fellzahlen von Luchs und Schneehase in Kanada schwanken in einem Takt von etwa zehn Jahren. Wie wird das häufig gedeutet? Begründe die Wahl.Lösung zeigen
Ergebnis:als Räuber-Beute-Zyklus, die Luchse folgen den HasenIch kann Kohlenstoffkreislauf und Energiefluss im Nahrungsnetz erklären und Energieflüsse berechnen.
37Auf einer Berliner Brachfläche enthalten die Produzenten 50.000 kJ je Quadratmeter und Jahr. Die Pflanzenfresser bauen davon 10.000 kJ in ihre Körpermasse ein. Wie groß ist der ökologische Wirkungsgrad?Lösung zeigen
Ergebnis:20 %Ich kann Folgen des anthropogenen Treibhauseffekts und Maßnahmen des Ökosystemmanagements beurteilen (Nachhaltigkeit, Biodiversität).
38Was bedeutet Nachhaltigkeit in der Forstwirtschaft? Begründe die Wahl.Lösung zeigen
Ergebnis:Es wird nicht mehr Holz geschlagen, als nachwächst.
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
- eine stenöke Art, deren Vorkommen auf bestimmte Bedingungen schließen lässt
- den Bereich, in dem die Art leben und sich fortpflanzen kann
- Die Art ist für die Temperatur wahrscheinlich stenök.
- Bei 10 °C mehr steigt die Reaktionsgeschwindigkeit auf das Zwei- bis Dreifache.
- 126 Milligramm je Stunde
- 216 Atemzüge je Minute
- die Fotosyntheserate bei Licht verschiedener Wellenlängen
- etwa zwischen 400 und 700 Nanometern
- Der erste löst sich besser im Laufmittel und haftet weniger.
- ATP und NADPH
- 6 Kohlenstoffdioxid + 12 Wasser → Glucose + 6 Sauerstoff + 6 Wasser
- Die Fixierung läuft weiter, die Reduktion stoppt ohne ATP und NADPH.
- interspezifische Konkurrenz um Nahrung
- Räuber in einer Räuber-Beute-Beziehung
- Parasitismus
- Die Mittelwerte beider Populationen bleiben langfristig konstant.
- Die Räuber vermehren sich erst, wenn viel Beute da ist.
- die dritte Regel: weniger Befischung begünstigt die Räuber
- 20 %
- 20 %
- etwa 300 kJ
- Warmes Wasser enthält weniger Sauerstoff, ihr Toleranzbereich ist eng.
- Es wird nicht mehr Holz geschlagen, als nachwächst.
- Die Symbiose mit Algen bricht unter Hitzestress zusammen.
- den Wert des Faktors mit der größten Vitalität
- sandiger, saurer Boden mit wenig Wasser
- Als Poikilotherme können sie ihre Temperatur nicht selbst regeln.
- Grünlücke
- die Schließzellen
- NADP⁺ zu NADPH
- Präferendum (Vorzugsbereich)
- 72 Atemzüge je Minute
- Chlorophyll wird abgebaut, Carotinoide werden sichtbar.
- 6 Kohlenstoffdioxid + 12 Wasser → Glucose + 6 Sauerstoff + 6 Wasser
- Beide haben einen Nachteil, weil die Ressource knapp ist.
- als Räuber-Beute-Zyklus, die Luchse folgen den Hasen
- 20 %
- Es wird nicht mehr Holz geschlagen, als nachwächst.