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 Grenzen der Kurve sind die Grenzen des Überlebens.
- Außerhalb davon stirbt die Art auf Dauer.
- Die Grenzen der Kurve sind die Grenzen des Überlebens.
- Außerhalb davon stirbt die Art auf Dauer.
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 zeigt die Breite einer Toleranzkurve? Begründe die Wahl.So fängst du an:Die Breite ist der Toleranzbereich.
Lösung zeigen
- Die Breite ist der Toleranzbereich.
- Die Höhe zeigt die Vitalität.
Ergebnis:wie stark ein Faktor schwanken darf, ohne dass die Art stirbt - ●2Art 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
- Eine Zeigerart grenzt die Bedingungen eng ein.
- Art A erträgt nur einen engen Bereich.
- Das Vorkommen von Art A verrät den pH-Wert genauer.
Ergebnis:Art A, weil sie stenök ist - ★3In 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)
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
- Nur Vögel und Säugetiere halten ihre Körpertemperatur mit Stoffwechselwärme konstant.
- Fische, Amphibien und Reptilien sind poikilotherm.
- Nur Vögel und Säugetiere halten ihre Körpertemperatur mit Stoffwechselwärme konstant.
- Fische, Amphibien und Reptilien sind poikilotherm.
AchtungRGT-Faktor addiert statt multipliziert
12 Einheiten bei 10 °C, Faktor 2: bei 20 °C sind es 14.
12 · 2 = 24 Einheiten bei 20 °C, bei 30 °C 24 · 2 = 48.
Die RGT-Regel vervielfacht. Je 10 °C nimmst du den Wert einmal mal den Faktor, bei 20 °C also zweimal.
ÜbenJetzt du
- ○4Bei 15 °C frisst eine Raupe 48 Milligramm Blatt je Stunde. Der Temperaturkoeffizient beträgt 3. Welcher Wert ist bei 25 °C zu erwarten?So fängst du an:Die Temperatur steigt um 10 °C, also einmal mal 3.
Lösung zeigen
- Die Temperatur steigt um 10 °C, also einmal mal 3.
- 48 · 3 = 144
- Bei 25 °C sind etwa 144 Milligramm je Stunde zu erwarten.
Ergebnis:144 Milligramm je Stunde - ●5Eine Eidechse ist morgens bei 12 °C träge, mittags bei 30 °C flink. Wie lässt sich das erklären?
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. - ★6Bei 22 °C läuft eine Ameise 18 Zentimeter je Minute. Der Temperaturkoeffizient beträgt 2. Welcher Wert ist bei 12 °C zu erwarten?
Lösung zeigen
- Bei 10 °C weniger sinkt die Geschwindigkeit auf die Hälfte.
- 18 : 2 = 9
- Bei 12 °C sind etwa 9 Zentimeter je Minute zu erwarten.
Ergebnis:9 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
- Filzstiftfarbe ist selbst ein Farbstoffgemisch.
- Die Farbe würde mitwandern und eigene Banden bilden.
- Filzstiftfarbe ist selbst ein Farbstoffgemisch.
- Die Farbe würde mitwandern und eigene Banden bilden.
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
- ○7Wozu dient die Chromatografie der Blattfarbstoffe? Begründe die Wahl.So fängst du an:Der grüne Extrakt ist ein Gemisch.
Lösung zeigen
- Der grüne Extrakt ist ein Gemisch.
- Die Chromatografie trennt ihn in einzelne Banden.
Ergebnis:Die Chromatografie trennt das Farbstoffgemisch auf. - ●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 - ★9Was zeigt das Absorptionsspektrum eines Blattfarbstoffs? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Auf der x-Achse steht die Wellenlänge.
- Auf der y-Achse steht die Absorption des Farbstoffs.
Ergebnis:wie stark der Farbstoff Licht jeder Wellenlänge aufnimmt
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
- Ausgangsstoffe sind Kohlenstoffdioxid und Wasser.
- Der Sauerstoff stammt aus dem Wasser, deshalb stehen links 12 Wasser.
- Die umgekehrte Gleichung beschreibt die Zellatmung.
- Ausgangsstoffe sind Kohlenstoffdioxid und Wasser.
- Der Sauerstoff stammt aus dem Wasser, deshalb stehen links 12 Wasser.
- Die umgekehrte Gleichung beschreibt die Zellatmung.
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.
ÜbenJetzt du
- ○10Was geschieht in der Reduktionsphase des Calvin-Zyklus? Begründe die Wahl.So fängst du an:Aus der Fixierung stammt 3-Phosphoglycerat.
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. - ●11Was liefern die Primärreaktionen insgesamt? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Licht treibt Elektronen vom Wasser zum NADP⁺.
- Dabei entstehen NADPH, ATP und als Nebenprodukt Sauerstoff.
- Glucose entsteht erst im Calvin-Zyklus.
Ergebnis:ATP, NADPH und Sauerstoff - ★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
- Beide gehören zur selben Art.
- Die Amseln konkurrieren um dieselbe Ressource.
- Das ist intraspezifische Konkurrenz.
- Beide gehören zur selben Art.
- Die Amseln konkurrieren um dieselbe Ressource.
- Das ist intraspezifische 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
- ○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 - ●14Knöllchenbakterien an Lupinenwurzeln binden Luftstickstoff und erhalten von der Pflanze Kohlenhydrate. Welche Beziehung ist das? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Die Pflanze erhält Stickstoffverbindungen.
- Die Bakterien erhalten Kohlenhydrate.
- Beide profitieren.
Ergebnis:Symbiose - ★15Wolf und Fuchs jagen dieselben Mäuse, und Wölfe töten manchmal auch Füchse. Welche Beziehungen bestehen gleichzeitig? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Um die Mäuse konkurrieren beide.
- Tötet der Wolf den Fuchs, ist das eine Räuber-Beute-Beziehung.
- Zwei Arten können mehrere Beziehungen zugleich haben.
Ergebnis:Konkurrenz und Räuber-Beute-Beziehung
6Ich kann ökologische Nische, Konkurrenzvermeidung und Konkurrenzausschluss erläutern und Räuber-Beute-Daten mit den Lotka-Volterra-Regeln deuten.
EntdeckenFrage
Schwanken Luchse und Schneehasen in Kanada wirklich im Takt?
Was meinst du? Schreib deine Vermutung auf, bevor du weiterliest.
Auflösung
Fellzahlen der Hudson's Bay Company zeigen einen Zyklus von etwa zehn Jahren, die Luchse folgen den Hasen. Freilandversuche zeigten später: Auch das Futter der Hasen spielt mit.
MerkenNische und Lotka-Volterra
Die ökologische Nische ist ein Wirkungsgefüge, kein Ort.
Arten mit gleicher Nische schließen sich aus. Räuber und Beute schwanken phasenverschoben um Mittelwerte.
BeispielLotka-Volterra-Regeln
Schritt für Schritt
- Nach einer Dezimierung findet die Beute weniger Räuber vor.
- Die Räuber finden weniger Beute.
- Die Beute nimmt schneller wieder zu.
- Nach einer Dezimierung findet die Beute weniger Räuber vor.
- Die Räuber finden weniger Beute.
- Die Beute nimmt schneller wieder zu.
AchtungRäuber und Beute ohne Verzögerung gedacht
Räuber und Beute werden immer gleichzeitig mehr und weniger.
Die Räuber folgen der Beute mit Verzögerung, ihre Gipfel liegen später.
Räuber vermehren sich erst, wenn genug Beute da ist. Deshalb kommen ihre Gipfel später.
ÜbenJetzt du
- ○16Welche Beziehung beschreiben die Lotka-Volterra-Regeln? Begründe die Wahl.So fängst du an:Die Regeln beschreiben, wie Räuber und Beute ihre Zahlen gegenseitig beeinflussen.
Lösung zeigen
- Die Regeln beschreiben, wie Räuber und Beute ihre Zahlen gegenseitig beeinflussen.
- Konkurrenz und Symbiose kommen im Modell nicht vor.
Ergebnis:die Räuber-Beute-Beziehung - ●17Die 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
- Die Gipfel der Luchse liegen hinter denen der Hasen.
- Das passt zur ersten Lotka-Volterra-Regel.
Ergebnis:als Räuber-Beute-Zyklus, die Luchse folgen den Hasen - ★18Was geschieht nach Lotka-Volterra, wenn die Beute selten wird? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Wenig Beute heißt wenig Nahrung.
- Mit Verzögerung sinkt die Zahl der Räuber.
Ergebnis:Die Räuber werden mit Verzögerung ebenfalls seltener.
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.
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 kann dieselbe Ackerfläche mehr Menschen ernähren, wenn sie Getreide statt Tierfutter liefert?So fängst du an:Isst der Mensch Getreide, ist er Konsument erster Ordnung.
Lösung zeigen
- Isst der Mensch Getreide, ist er Konsument erster Ordnung.
- Über das Tier geht eine Stufe mit etwa 90 % Verlust dazwischen.
Ergebnis:Eine Trophiestufe weniger bedeutet viel weniger Energieverlust. - ●20In einem Buchenwald enthalten die Produzenten 40.000 kJ je Quadratmeter und Jahr. Die Pflanzenfresser bauen davon 4800 kJ in ihre Körpermasse ein. Wie groß ist der ökologische Wirkungsgrad?
Lösung zeigen
- Wirkungsgrad = Energie der oberen Stufe : Energie der unteren Stufe · 100 %
- 4800 kJ : 40.000 kJ = 0,12
- Das sind 12 %.
Ergebnis:12 % - ★21Die Produzenten einer Berliner Brachfläche enthalten 50.000 kJ je Quadratmeter und Jahr. Je Trophiestufe gelangen etwa 10 % weiter. Wie viel Energie erreicht die Konsumenten zweiter Ordnung?
Lösung zeigen
- Konsumenten erster Ordnung: 50.000 kJ · 0,1 = 5000 kJ
- Konsumenten zweiter Ordnung: 5000 kJ · 0,1 = 500 kJ
- Insgesamt kommt etwa 1 % an.
Ergebnis:etwa 500 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
- „Sollte“ zeigt eine Forderung an.
- Die anderen Aussagen lassen sich durch Zählen prüfen.
- „Sollte“ zeigt eine Forderung an.
- Die anderen Aussagen lassen sich durch Zählen prüfen.
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 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 - ●23Welche Folge der Erwärmung lässt sich an Pflanzen in Mitteleuropa beobachten? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Die Blühzeit vieler Pflanzen hängt von der Temperatur ab.
- Wärmere Frühjahre lassen sie früher blühen.
Ergebnis:Viele Arten blühen früher im Jahr als vor 50 Jahren. - ★24Wölfe reißen in Brandenburg Schafe. Welche Maßnahme verbindet Artenschutz und Nutzung? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Wölfe sind streng geschützt.
- Gute Zäune und Herdenschutzhunde senken die Zahl der Risse.
- So bleiben Weidetierhaltung und Wolf möglich.
Ergebnis:Herdenschutz mit Elektrozäunen und Hütehunden
Vermischte Übungen
Alles durcheinander – wie in der Arbeit. Überleg bei jeder Aufgabe zuerst: Welches Ziel ist das?
Üben
- ●25Wie heißt der Bereich einer Toleranzkurve, in dem eine Art gerade noch überlebt, aber kaum wächst und sich nicht fortpflanzt? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Am Rand der Kurve ist die Vitalität gering.
- Dieser Bereich heißt Pessimum.
Ergebnis:Pessimum - ●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 15 °C verbraucht ein Regenwurm 12 Mikroliter Sauerstoff je Stunde. Der Temperaturkoeffizient beträgt 2. Welcher Wert ist bei 25 °C zu erwarten?
Lösung zeigen
- Die Temperatur steigt um 10 °C, also einmal mal 2.
- 12 · 2 = 24
- Bei 25 °C sind etwa 24 Mikroliter je Stunde zu erwarten.
Ergebnis:24 Mikroliter je Stunde - ●28In 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 - ●29Was transportiert das Xylem im Leitbündel des Blatts? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Das Xylem leitet von der Wurzel nach oben.
- Es transportiert Wasser und darin gelöste Mineralstoffe.
Ergebnis:Wasser und Mineralstoffe - ●30Wie heißt der Schritt des Calvin-Zyklus, in dem Kohlenstoffdioxid an Ribulose-1,5-bisphosphat gebunden wird? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Kohlenstoffdioxid wird an einen Akzeptor gebunden.
- Das ist die Fixierung.
Ergebnis:Fixierung
Auf einen Blick
MerkenDas Wichtigste
- Ökosystem und Toleranz
- Ein Ökosystem ist das Wirkungsgefüge aus Biotop und Biozönose.
- Temperatur und Licht
- Je 10 °C mehr laufen Stoffwechselreaktionen etwa zwei- bis dreimal so schnell.
- Blatt und Chloroplast
- Chlorophyll absorbiert vor allem blaues und rotes Licht.
- Fotosynthese
- Die Lichtreaktionen liefern ATP und NADPH, aus Wasser entsteht Sauerstoff.
- Beziehungen zwischen Lebewesen
- Konkurrenz schadet beiden Partnern, Parasitismus und Räuber-Beute nützen nur einem.
- Nische und Lotka-Volterra
- Die ökologische Nische ist ein Wirkungsgefüge, kein Ort.
- Kohlenstoff und Energie
- Kohlenstoff kreist, Energie fließt nur in eine Richtung und geht als Wärme verloren.
- Mensch und Ökosystem
- Zusätzliche Treibhausgase verstärken den natürlichen Treibhauseffekt.
AchtungCO₂ verschwindet bei Verbrennung oder Atmung
Das Kohlenstoffdioxid aus der Kerze verschwindet im Glas.
Das Kohlenstoffdioxid aus der Kerze und aus der Atmung gelangt in die Luft. Pflanzen binden es bei der Fotosynthese wieder.
Kohlenstoff verschwindet nicht. Er wechselt seine Form: Aus Kohlenstoffdioxid wird Zucker, und bei Verbrennung oder Atmung wird er wieder zu Kohlenstoffdioxid.
AchtungPhysiologisches und ökologisches Optimum gleichgesetzt
Die Kiefer wächst im Moor, also liegt dort ihr Optimum.
Ohne Konkurrenz wächst die Kiefer auf mittleren Böden am besten. Ins Moor wird sie von konkurrenzstärkeren Arten gedrängt.
Wo eine Art im Freiland lebt, hängt auch von Konkurrenten ab. Das Optimum ohne Konkurrenz kann woanders liegen.
AchtungRGT-Regel ohne Grenze angewandt
Bei 60 °C ist die Reaktion 32-mal so schnell wie bei 10 °C.
Oberhalb des Optimums denaturieren Enzyme. Die Geschwindigkeit fällt steil ab.
Die RGT-Regel gilt nur bis zum Temperaturoptimum. Darüber werden Enzyme zerstört, und die Kurve fällt.
AchtungWechselwarm heißt kalt
Eidechsen sind wechselwarm, also immer kalt.
Ihre Körpertemperatur folgt der Umgebung. In der Sonne kann sie höher sein als bei einem Säugetier.
Poikilotherm heißt: Die Körpertemperatur folgt der Umgebung. Homoiotherm heißt: Der Körper hält sie mit Stoffwechselwärme konstant.
AchtungBauteil und Funktion falsch zugeordnet
Im Stroma laufen die Lichtreaktionen.
Die Lichtreaktionen laufen an den Thylakoidmembranen, der Calvin-Zyklus im Stroma.
Frag bei jedem Bauteil: Was passiert hier, und warum ist es dafür so gebaut? Struktur und Funktion gehören zusammen.
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.
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.
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 15 °C frisst eine Raupe 12 Milligramm Blatt je Stunde. Der Temperaturkoeffizient beträgt 3. Welcher Wert ist bei 25 °C zu erwarten?Lösung zeigen
Ergebnis:36 Milligramm je StundeIch kann Blattaufbau und Feinbau des Chloroplasten als Angepasstheit erläutern und Absorptions- und Wirkungsspektrum deuten (Chromatografie).
33Warum erscheinen Laubblätter grün? Begründe die Wahl.Lösung zeigen
Ergebnis:Grünes Licht wird kaum absorbiert und zurückgeworfen.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 wird bei den Primärreaktionen mit Elektronen aus dem Wasser reduziert? Begründe die Wahl.Lösung zeigen
Ergebnis:NADP⁺ zu NADPHIch kann intra- und interspezifische Beziehungen vergleichen: Konkurrenz, Parasitismus, Symbiose, Räuber-Beute.
35Fuchs und Mäusebussard jagen beide Feldmäuse. Welche Beziehung besteht zwischen Fuchs und Bussard? Begründe die Wahl.Lösung zeigen
Ergebnis:interspezifische KonkurrenzIch kann ökologische Nische, Konkurrenzvermeidung und Konkurrenzausschluss erläutern und Räuber-Beute-Daten mit den Lotka-Volterra-Regeln deuten.
36Warum liegt das Maximum der Räuber zeitlich hinter dem Maximum der Beute? Begründe die Wahl.Lösung zeigen
Ergebnis:Die Räuber vermehren sich erst, wenn viel Beute da ist.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).
38Welche Aussage ist ein Werturteil? Begründe die Wahl.Lösung zeigen
Ergebnis:Die Stadt sollte mehr Flächen für Wildbienen bereitstellen.
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
- wie stark ein Faktor schwanken darf, ohne dass die Art stirbt
- Art A, weil sie stenök ist
- Präferendum (Vorzugsbereich)
- 144 Milligramm je Stunde
- Die Körpertemperatur der Eidechse folgt der Umgebung, ihre Enzyme arbeiten bei Wärme schneller.
- 9 Zentimeter je Minute
- Die Chromatografie trennt das Farbstoffgemisch auf.
- gelbgrün, Chlorophyll a ist blaugrün
- wie stark der Farbstoff Licht jeder Wellenlänge aufnimmt
- Phosphoglycerat wird mit ATP und NADPH zu Glycerinaldehydphosphat.
- ATP, NADPH und Sauerstoff
- im abgegebenen Sauerstoff
- Symbiose
- Symbiose
- Konkurrenz und Räuber-Beute-Beziehung
- die Räuber-Beute-Beziehung
- als Räuber-Beute-Zyklus, die Luchse folgen den Hasen
- Die Räuber werden mit Verzögerung ebenfalls seltener.
- Eine Trophiestufe weniger bedeutet viel weniger Energieverlust.
- 12 %
- etwa 500 kJ
- die Vielfalt der Gene, der Arten und der Ökosysteme
- Viele Arten blühen früher im Jahr als vor 50 Jahren.
- Herdenschutz mit Elektrozäunen und Hütehunden
- Pessimum
- sandiger, saurer Boden mit wenig Wasser
- 24 Mikroliter je Stunde
- etwa zwischen 400 und 700 Nanometern
- Wasser und Mineralstoffe
- Fixierung
- Art B
- 36 Milligramm je Stunde
- Grünes Licht wird kaum absorbiert und zurückgeworfen.
- NADP⁺ zu NADPH
- interspezifische Konkurrenz
- Die Räuber vermehren sich erst, wenn viel Beute da ist.
- Eine Trophiestufe weniger bedeutet viel weniger Energieverlust.
- Die Stadt sollte mehr Flächen für Wildbienen bereitstellen.