Biologie · Klasse 12 · Kapitel
Lebewesen in ihrer Umwelt
EntdeckenDie Frage zum Kapitel
Warum leben Bachforellen nicht in einem warmen Dorfteich?
Schreib eine Vermutung auf, bevor du weiterliest.
Für die Lehrkraft: Bachforellen brauchen kaltes, sauerstoffreiches Wasser. Warmes Wasser löst weniger Sauerstoff, und ihr Toleranzbereich für die Temperatur ist eng. Karpfen ertragen dagegen auch warme Teiche. Quelle: Lehrbuchwissen: Temperaturtoleranz von Salmoniden und Karpfenfischen, Löslichkeit von Sauerstoff in Wasser
- Entdecken Frage, Vorstellung, Bild
- Merken kommt ins Heft
- Beispiel vorgerechnet, Schritt für Schritt
- Üben selbst rechnen
- Achtung typischer Fehler
- Weiterdenken zum Knobeln und Vernetzen
○ mit Starthilfe, ● für alle, ★ zum Weiterdenken. Du wählst mindestens eine ★-Aufgabe. Du rechnest ins Heft.
1Ich kann Ökosystem, Biotop und Biozönose gliedern und Toleranzkurven mit ökologischer Potenz auswerten.
EntdeckenFrage
Warum leben Bachforellen nicht in einem warmen Dorfteich?
Was meinst du? Schreib deine Vermutung auf, bevor du weiterliest.
Auflösung
Bachforellen brauchen kaltes, sauerstoffreiches Wasser. Warmes Wasser löst weniger Sauerstoff, und ihr Toleranzbereich für die Temperatur ist eng. Karpfen ertragen dagegen auch warme Teiche.
MerkenÖkosystem und Toleranz
Ein Ökosystem ist das Wirkungsgefüge aus Biotop und Biozönose.
Die Toleranzkurve zeigt die ökologische Potenz einer Art. Stenöke Arten haben eine enge Potenz.
BeispielToleranzkurven und ökologische Potenz
Schritt für Schritt
- Der Wert mit der größten Vitalität ist das Optimum.
- Die Potenz ist der ganze Bereich, das Pessimum sein Rand.
- Der Wert mit der größten Vitalität ist das Optimum.
- Die Potenz ist der ganze Bereich, das Pessimum sein Rand.
AchtungBegriffe der Toleranzkurve verwechselt
Die ökologische Potenz ist der Wert, bei dem die Art am besten wächst.
Das ist das Optimum. Die ökologische Potenz ist der ganze Bereich, in dem die Art leben kann.
Optimum ist ein Punkt, Potenz ist ein Bereich. Stenök heißt enger Bereich, euryök heißt weiter Bereich.
ÜbenJetzt du
- ○1Eine Toleranzkurve reicht von 0 °C bis 40 °C. Was gilt außerhalb dieses Bereichs? Begründe die Wahl.So fängst du an:Die Grenzen der Kurve sind die Grenzen des Überlebens.
Lösung zeigen
- Die Grenzen der Kurve sind die Grenzen des Überlebens.
- Außerhalb davon stirbt die Art auf Dauer.
Ergebnis:Die Art kann dort auf Dauer nicht überleben. - ●2In 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) - ★3Im Labor wächst die Waldkiefer auf mittelfeuchten Böden am besten. Im Freiland findet man sie vor allem auf trockenem Sand und im Moor. Wie lässt sich das erklären? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Ohne Konkurrenz wächst die Kiefer auf mittleren Böden am besten: physiologisches Optimum.
- Im Freiland sind dort Buchen und andere Arten überlegen.
- Das ökologische Optimum der Kiefer liegt deshalb auf Sand und im Moor.
Ergebnis:Konkurrenzstärkere Arten verdrängen sie von den mittleren Böden.
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 3.
- 30 · 3 = 90
- Bei 18 °C sind etwa 90 Milligramm je Stunde zu erwarten.
- Die Temperatur steigt um 10 °C, also einmal mal 3.
- 30 · 3 = 90
- Bei 18 °C sind etwa 90 Milligramm 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
- ○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 atmet ein Grasfrosch 12-mal je Minute. Der Temperaturkoeffizient beträgt 3. Welcher Wert ist bei 25 °C zu erwarten?
Lösung zeigen
- Die Temperatur steigt um 10 °C, also einmal mal 3.
- 12 · 3 = 36
- Bei 25 °C sind etwa 36 Atemzüge je Minute zu erwarten.
Ergebnis:36 Atemzüge je Minute - ★6Warum brauchen Säugetiere viel mehr Nahrung als gleich schwere Reptilien?
Lösung zeigen
- Homoiotherme erzeugen ständig Wärme.
- Dafür bauen sie viel Nahrung in der Zellatmung ab.
- Poikilotherme sparen diese Energie.
Ergebnis:Säugetiere halten die Körpertemperatur mit Stoffwechselwärme konstant.
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
- Wir sehen das Licht, das ein Gegenstand zurückwirft.
- Chlorophyll absorbiert Blau und Rot.
- Grün bleibt übrig und gelangt ins Auge.
- Wir sehen das Licht, das ein Gegenstand zurückwirft.
- Chlorophyll absorbiert Blau und Rot.
- Grün bleibt übrig und gelangt ins Auge.
AchtungGrünes Licht als bestes Licht für die Fotosynthese
Das Blatt ist grün, weil es grünes Licht aufnimmt.
Das Blatt ist grün, weil es grünes Licht kaum aufnimmt und zurückwirft.
Die Farbe, die du siehst, ist das Licht, das NICHT absorbiert wird. Chlorophyll absorbiert vor allem Blau und Rot.
ÜbenJetzt du
- ○7In welchen Bereichen des sichtbaren Lichts absorbiert Chlorophyll a am stärksten? Begründe die Wahl.So fängst du an:Das Absorptionsspektrum von Chlorophyll a hat zwei Gipfel.
Lösung zeigen
- Das Absorptionsspektrum von Chlorophyll a hat zwei Gipfel.
- Die Gipfel liegen bei etwa 430 und 660 Nanometern.
- Dazwischen liegt die Grünlücke.
Ergebnis:im blauvioletten und im roten Bereich - ●8Herbstlaub wird gelb und orange. Was passiert dabei mit den Blattfarbstoffen? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Der Baum baut das Chlorophyll ab und holt Stickstoff zurück.
- Die gelben Carotinoide waren schon vorher da.
- Ohne Grün werden sie sichtbar.
Ergebnis:Chlorophyll wird abgebaut, Carotinoide werden sichtbar. - ★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
- 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
- ○10Wie lautet die Gesamtgleichung der Fotosynthese in Worten? Begründe die Wahl.So fängst du an:Ausgangsstoffe sind Kohlenstoffdioxid und Wasser.
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 - ●11Wozu nutzt eine Pflanze die in der Fotosynthese gebildete Glucose? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Glucose ist Energieträger und Baustein.
- Die Pflanze baut sie in der Zellatmung ab, baut daraus Cellulose oder speichert Stärke.
Ergebnis:für Zellatmung, Baustoffe wie Cellulose und Stärke als Speicher - ★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
- Zwei Arten nutzen dieselbe Nahrung.
- Ist das Gras knapp, schaden sie sich gegenseitig.
- Zwei Arten nutzen dieselbe Nahrung.
- Ist das Gras knapp, schaden sie sich gegenseitig.
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
- ○13Flechten bestehen aus einem Pilz und einer Alge. Die Alge liefert Zucker, der Pilz Wasser und Halt. Welche Beziehung ist das? Begründe die Wahl.So fängst du an:Beide Partner haben einen Vorteil.
Lösung zeigen
- Beide Partner haben einen Vorteil.
- Das ist eine Symbiose.
Ergebnis:Symbiose - ●14Fuchs und Mäusebussard jagen beide Feldmäuse. Welche Beziehung besteht zwischen Fuchs und Bussard? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Zwei verschiedene Arten nutzen dieselbe Nahrung.
- Das ist interspezifische Konkurrenz.
Ergebnis:interspezifische Konkurrenz - ★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
- 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 geschieht nach Lotka-Volterra, wenn die Beute selten wird? Begründe die Wahl.So fängst du an:Wenig Beute heißt wenig Nahrung.
Lösung zeigen
- Wenig Beute heißt wenig Nahrung.
- Mit Verzögerung sinkt die Zahl der Räuber.
Ergebnis:Die Räuber werden mit Verzögerung ebenfalls seltener. - ●17In 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. - ★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
- Wirkungsgrad = Energie der oberen Stufe : Energie der unteren Stufe · 100 %
- 2500 kJ : 50.000 kJ = 0,05
- Das sind 5 %.
- Wirkungsgrad = Energie der oberen Stufe : Energie der unteren Stufe · 100 %
- 2500 kJ : 50.000 kJ = 0,05
- Das sind 5 %.
AchtungStoffkreislauf und Energiefluss verwechselt
Die Zersetzer geben die Energie an die Pflanzen zurück.
Die Zersetzer geben Mineralstoffe und Kohlenstoffdioxid zurück. Die Energie geht als Wärme verloren.
Stoffe kreisen, Energie nicht. Pflanzen bekommen ihre Energie immer neu aus dem Licht.
ÜbenJetzt du
- ○19Die Produzenten eines Sees enthalten 15.000 kJ je Quadratmeter und Jahr. Etwa 10 % gelangen zur nächsten Trophiestufe. Wie viel Energie erreicht die Konsumenten erster Ordnung?So fängst du an:Etwa 10 % gelangen zur nächsten Stufe.
Lösung zeigen
- Etwa 10 % gelangen zur nächsten Stufe.
- 15.000 kJ · 0,1 = 1500 kJ
- Der Rest wird vor allem als Wärme abgegeben.
Ergebnis:etwa 1500 kJ - ●20Die Produzenten eines Sees enthalten 36.000 kJ je Quadratmeter und Jahr. Etwa 10 % gelangen zur nächsten Trophiestufe. Wie viel Energie erreicht die Konsumenten erster Ordnung?
Lösung zeigen
- Etwa 10 % gelangen zur nächsten Stufe.
- 36.000 kJ · 0,1 = 3600 kJ
- Der Rest wird vor allem als Wärme abgegeben.
Ergebnis:etwa 3600 kJ - ★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
- Bei der Renaturierung werden Eingriffe rückgängig gemacht.
- Beispiele sind Flussläufe, die wieder mäandern dürfen, oder Moore, die wieder nass werden.
- Bei der Renaturierung werden Eingriffe rückgängig gemacht.
- Beispiele sind Flussläufe, die wieder mäandern dürfen, oder Moore, die wieder nass werden.
AchtungTreibhauseffekt und Ozonloch vermischt
Durch das Ozonloch kommt mehr Wärme auf die Erde.
Ozon schützt vor Ultraviolett. Die Erwärmung entsteht, weil Treibhausgase Wärmestrahlung der Erde zurückhalten.
Das sind zwei Vorgänge: Das Ozonloch betrifft Ultraviolett, der Treibhauseffekt die Wärmestrahlung der Erde.
ÜbenJetzt du
- ○22Welche Aussage ist eine Sachaussage? Begründe die Wahl.So fängst du an:Eine Sachaussage lässt sich mit Daten prüfen.
Lösung zeigen
- Eine Sachaussage lässt sich mit Daten prüfen.
- Werturteile sagen, was sein soll oder was gut ist.
Ergebnis:Seit dem Jahr 2000 ist die Zahl der Wolfsrudel in Brandenburg gestiegen. - ●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. - ★24Welche Maßnahme fördert die Biodiversität in einer Stadt wie Berlin? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Vielfältige Lebensräume bieten vielen Arten Nahrung und Unterschlupf.
- Vernetzte Flächen erlauben Austausch zwischen Populationen.
Ergebnis:Blühflächen und vernetzte Grünflächen anlegen
Vermischte Übungen
Alles durcheinander – wie in der Arbeit. Überleg bei jeder Aufgabe zuerst: Welches Ziel ist das?
Üben
- ●25Was zeigt die Breite einer Toleranzkurve? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Die Breite ist der Toleranzbereich.
- Die Höhe zeigt die Vitalität.
Ergebnis:wie stark ein Faktor schwanken darf, ohne dass die Art stirbt - ●26Wie heißen Tiere, deren Körpertemperatur weitgehend der Umgebungstemperatur folgt? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Poikilos heißt wechselnd.
- Die Körpertemperatur wechselt mit der Umgebung, die Tiere sind poikilotherm.
Ergebnis:poikilotherm - ●27Bei 10 °C atmet ein Grasfrosch 24-mal je Minute. Der Temperaturkoeffizient beträgt 3. Welcher Wert ist bei 20 °C zu erwarten?
Lösung zeigen
- Die Temperatur steigt um 10 °C, also einmal mal 3.
- 24 · 3 = 72
- Bei 20 °C sind etwa 72 Atemzüge je Minute zu erwarten.
Ergebnis:72 Atemzüge je Minute - ●28Welche Farbstoffe wandern bei der Chromatografie der Blattfarbstoffe meist am weitesten? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Carotine lösen sich sehr gut im unpolaren Laufmittel.
- Carotine haften kaum am Trägermaterial.
- Carotine laufen fast mit der Laufmittelfront.
Ergebnis:die orangegelben Carotine - ●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 Produkte der Primärreaktionen werden im Calvin-Zyklus gebraucht? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Die Primärreaktionen liefern ATP und NADPH.
- Der Calvin-Zyklus braucht beide für Reduktion und Regeneration.
Ergebnis:ATP und NADPH
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.
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.
31Art A erträgt pH-Werte von 6,5 bis 7,5, Art B von 4 bis 9. Welche Art eignet sich besser als Zeigerart für den pH-Wert? Begründe die Wahl.Lösung zeigen
Ergebnis:Art A, weil sie stenök istIch kann den Einfluss von Temperatur und Licht auf Organismen erklären (RGT-Regel, homoiotherm, poikilotherm).
32Bei 8 °C läuft eine Ameise 48 Zentimeter je Minute. Der Temperaturkoeffizient beträgt 3. Welcher Wert ist bei 18 °C zu erwarten?Lösung zeigen
Ergebnis:144 Zentimeter je MinuteIch kann Blattaufbau und Feinbau des Chloroplasten als Angepasstheit erläutern und Absorptions- und Wirkungsspektrum deuten (Chromatografie).
33In welchen Bereichen des sichtbaren Lichts absorbiert Chlorophyll a am stärksten? Begründe die Wahl.Lösung zeigen
Ergebnis:im blauvioletten und im roten BereichIch 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.
35Der Wolf in Brandenburg frisst vor allem Rehe, Rothirsche und Wildschweine. Welche Rolle hat er in dieser Beziehung? Begründe die Wahl.Lösung zeigen
Ergebnis:Räuber in einer Räuber-Beute-BeziehungIch 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 10.000 kJ je Quadratmeter und Jahr. Die Pflanzenfresser bauen davon 1000 kJ in ihre Körpermasse ein. Wie groß ist der ökologische Wirkungsgrad?Lösung zeigen
Ergebnis:10 %Ich kann Folgen des anthropogenen Treibhauseffekts und Maßnahmen des Ökosystemmanagements beurteilen (Nachhaltigkeit, Biodiversität).
38Wie wirken Treibhausgase in der Atmosphäre? Begründe die Wahl.Lösung zeigen
Ergebnis:Die Gase absorbieren Wärmestrahlung der Erde und strahlen einen Teil zurück.
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 kann dort auf Dauer nicht überleben.
- Präferendum (Vorzugsbereich)
- Konkurrenzstärkere Arten verdrängen sie von den mittleren Böden.
- Bei 10 °C mehr steigt die Reaktionsgeschwindigkeit auf das Zwei- bis Dreifache.
- 36 Atemzüge je Minute
- Säugetiere halten die Körpertemperatur mit Stoffwechselwärme konstant.
- im blauvioletten und im roten Bereich
- Chlorophyll wird abgebaut, Carotinoide werden sichtbar.
- Graphit löst sich nicht im Laufmittel und verfälscht nichts.
- 6 Kohlenstoffdioxid + 12 Wasser → Glucose + 6 Sauerstoff + 6 Wasser
- für Zellatmung, Baustoffe wie Cellulose und Stärke als Speicher
- Die Menge sinkt, weil für die Regeneration ATP fehlt.
- Symbiose
- interspezifische Konkurrenz
- Konkurrenz und Räuber-Beute-Beziehung
- Die Räuber werden mit Verzögerung ebenfalls seltener.
- Die Zahl der Luchse steigt, danach sinkt die der Hasen.
- Die Nützlinge erholen sich langsamer, die Schädlinge vermehren sich rasch.
- etwa 1500 kJ
- etwa 3600 kJ
- etwa 400 kJ
- Seit dem Jahr 2000 ist die Zahl der Wolfsrudel in Brandenburg gestiegen.
- Die Gase absorbieren Wärmestrahlung der Erde und strahlen einen Teil zurück.
- Blühflächen und vernetzte Grünflächen anlegen
- wie stark ein Faktor schwanken darf, ohne dass die Art stirbt
- poikilotherm
- 72 Atemzüge je Minute
- die orangegelben Carotine
- Grana
- ATP und NADPH
- Art A, weil sie stenök ist
- 144 Zentimeter je Minute
- im blauvioletten und im roten Bereich
- Ribulose-1,5-bisphosphat
- Räuber in einer Räuber-Beute-Beziehung
- als Räuber-Beute-Zyklus, die Luchse folgen den Hasen
- 10 %
- Die Gase absorbieren Wärmestrahlung der Erde und strahlen einen Teil zurück.