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 Potenz gilt immer für einen bestimmten Faktor.
- Für die Temperatur ist sie weit, für den Salzgehalt eng.
- Die Potenz gilt immer für einen bestimmten Faktor.
- Für die Temperatur ist sie weit, für den Salzgehalt eng.
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 - ●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 - ★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
- Im Winterschlaf regelt ein Säugetier seine Temperatur auf niedrigerem Wert.
- Eine Eidechse kann das nicht.
- Die Eidechse wird starr, wenn die Umgebung kalt ist.
- Im Winterschlaf regelt ein Säugetier seine Temperatur auf niedrigerem Wert.
- Eine Eidechse kann das nicht.
- Die Eidechse wird starr, wenn die Umgebung kalt ist.
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 12 °C verbraucht ein Regenwurm 18 Mikroliter Sauerstoff je Stunde. Der Temperaturkoeffizient beträgt 2. Welcher Wert ist bei 22 °C zu erwarten?So fängst du an:Die Temperatur steigt um 10 °C, also einmal mal 2.
Lösung zeigen
- Die Temperatur steigt um 10 °C, also einmal mal 2.
- 18 · 2 = 36
- Bei 22 °C sind etwa 36 Mikroliter je Stunde zu erwarten.
Ergebnis:36 Mikroliter je Stunde - ●5Bei 5 °C atmet ein Grasfrosch 48-mal 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.
- 48 · 2 = 96
- Bei 15 °C sind etwa 96 Atemzüge je Minute zu erwarten.
Ergebnis:96 Atemzüge je Minute - ★6Bei 30 °C läuft eine enzymatische Reaktion viermal so schnell wie bei 10 °C. Bei 60 °C läuft sie fast nicht mehr. Wie passt das zur RGT-Regel?
Lösung zeigen
- Von 10 °C auf 30 °C: zweimal mal 2, also viermal so schnell.
- Bei 60 °C sind die Enzyme denaturiert.
- Die RGT-Regel gilt nur unterhalb des Optimums.
Ergebnis:Die Regel gilt nur bis zum Optimum, danach denaturieren die Enzyme.
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
- Auf der x-Achse steht die Wellenlänge.
- Auf der y-Achse steht die Absorption des Farbstoffs.
- Auf der x-Achse steht die Wellenlänge.
- Auf der y-Achse steht die Absorption des Farbstoffs.
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
- ○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. - ●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 - ★9Engelmann beleuchtete einen Algenfaden mit Licht, das ein Prisma zerlegt hatte. Sauerstoffliebende Bakterien sammelten sich vor allem im roten und blauen Licht. Was zeigt der Versuch? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Die Bakterien zeigen an, wo Sauerstoff entsteht.
- Viel Sauerstoff heißt hohe Fotosyntheserate.
- Der Versuch zeigt ein Wirkungsspektrum.
Ergebnis:Im roten und blauen Licht wird am meisten Sauerstoff gebildet.
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
- Aus der Fixierung stammt 3-Phosphoglycerat.
- Mit ATP und NADPH wird es zu Glycerinaldehyd-3-phosphat reduziert.
- Aus der Fixierung stammt 3-Phosphoglycerat.
- Mit ATP und NADPH wird es zu Glycerinaldehyd-3-phosphat reduziert.
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 - ●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
- Die Zecke hat einen Vorteil, das Reh einen Nachteil.
- Das Reh überlebt.
- Die Zecke ist ein Ektoparasit.
- Die Zecke hat einen Vorteil, das Reh einen Nachteil.
- Das Reh überlebt.
- Die Zecke ist ein Ektoparasit.
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
- ○13Der Wolf in Brandenburg frisst vor allem Rehe, Rothirsche und Wildschweine. Welche Rolle hat er in dieser Beziehung? Begründe die Wahl.So fängst du an:Der Wolf tötet seine Beutetiere und frisst sie.
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 - ●14Ein Bandwurm lebt im Darm eines Menschen und nimmt Nährstoffe auf. Welche Beziehung liegt vor? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Der Bandwurm hat einen Vorteil, der Mensch einen Nachteil.
- Der Wirt wird nicht getötet.
- Das ist Parasitismus.
Ergebnis:Parasitismus - ★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
- Trotz Schwankungen bleiben die Mittelwerte gleich.
- Die Beute ist im Mittel zahlreicher als die Räuber.
- Trotz Schwankungen bleiben die Mittelwerte gleich.
- Die Beute ist im Mittel zahlreicher als die 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 dritte Lotka-Volterra-Regel? Begründe die Wahl.So fängst du an:Nach einer Dezimierung findet die Beute weniger Räuber vor.
Lösung zeigen
- Nach einer Dezimierung findet die Beute weniger Räuber vor.
- Die Räuber finden weniger Beute.
- Die Beute nimmt schneller wieder zu.
Ergebnis:Werden beide gleich stark dezimiert, erholt sich die Beute schneller. - ●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. - ★18In einem Modell leben im Mittel 100 Beutetiere und 10 Räuber. Ein gutes Jahr bringt 160 Beutetiere. Was gilt langfristig für den Mittelwert der Beute? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Nach der zweiten Regel bleiben die Mittelwerte konstant.
- Ein gutes Jahr ist eine Schwankung um den Mittelwert.
Ergebnis:Er bleibt bei etwa 100.
7Ich kann Kohlenstoffkreislauf und Energiefluss im Nahrungsnetz erklären und Energieflüsse berechnen.
EntdeckenFrage
Wohin geht das Kohlenstoffdioxid, das die Menschheit ausstößt?
Was meinst du? Schreib deine Vermutung auf, bevor du weiterliest.
Auflösung
Etwa die Hälfte bleibt in der Luft. Ungefähr ein Viertel nehmen die Ozeane auf, knapp ein Drittel Pflanzen und Böden an Land. Der Rest der Rechnung ist noch unsicher.
MerkenKohlenstoff und Energie
Kohlenstoff kreist, Energie fließt nur in eine Richtung und geht als Wärme verloren.
Von Trophiestufe zu Trophiestufe gelangen nur etwa 10 Prozent weiter.
BeispielEnergiefluss berechnen
Schritt für Schritt
- Wirkungsgrad = Energie der oberen Stufe : Energie der unteren Stufe · 100 %
- 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 %.
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
- ○19Auf einer Berliner Brachfläche enthalten die Produzenten 40.000 kJ je Quadratmeter und Jahr. Die Pflanzenfresser bauen davon 8000 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 %
- 8000 kJ : 40.000 kJ = 0,2
- Das sind 20 %.
Ergebnis:20 % - ●20In einem See enthalten die Produzenten 25.000 kJ je Quadratmeter und Jahr. Die Pflanzenfresser bauen davon 1250 kJ in ihre Körpermasse ein. Wie groß ist der ökologische Wirkungsgrad?
Lösung zeigen
- Wirkungsgrad = Energie der oberen Stufe : Energie der unteren Stufe · 100 %
- 1250 kJ : 25.000 kJ = 0,05
- Das sind 5 %.
Ergebnis:5 % - ★21Ein Wolfsrudel in Brandenburg nimmt im Jahr etwa 1500 MJ mit seiner Beute auf. Wie viel Energie müssen die Pflanzen, von denen die Beute lebt, ungefähr enthalten, wenn je Stufe etwa 10 % weitergegeben werden?
Lösung zeigen
- Pflanzen, Pflanzenfresser, Wolf: Der Wolf ist Konsument zweiter Ordnung.
- Die Beutetiere brauchen etwa 1500 MJ · 10 = 15.000 MJ.
- Die Pflanzen brauchen etwa 15.000 MJ · 10 = 150.000 MJ.
Ergebnis:etwa 150.000 MJ
8Ich kann Folgen des anthropogenen Treibhauseffekts und Maßnahmen des Ökosystemmanagements beurteilen (Nachhaltigkeit, Biodiversität).
EntdeckenFrage
Warum setzt man in Brandenburg trockengelegte Moore wieder unter Wasser?
Was meinst du? Schreib deine Vermutung auf, bevor du weiterliest.
Auflösung
Entwässerte Moore zersetzen ihren Torf und geben dabei Kohlenstoffdioxid ab. In Deutschland stammen rund 7 Prozent aller Treibhausgase aus solchen Mooren. Nasse Moore speichern den Kohlenstoff dagegen.
MerkenMensch und Ökosystem
Zusätzliche Treibhausgase verstärken den natürlichen Treibhauseffekt.
Ökosystemmanagement prüft Ursache und Wirkung, erhält Biodiversität und nutzt nachhaltig. Ein Urteil trennt Sachaussagen von Werturteilen und wägt beide offen ab.
BeispielMensch, Klima und Ökosystemmanagement
Schritt für Schritt
- Der Begriff stammt aus der Forstwirtschaft des 18. Jahrhunderts.
- Nachhaltig ist eine Nutzung, die den Bestand dauerhaft erhält.
- Der Begriff stammt aus der Forstwirtschaft des 18. Jahrhunderts.
- Nachhaltig ist eine Nutzung, die den Bestand dauerhaft erhält.
AchtungTreibhauseffekt und Ozonloch vermischt
Durch das Ozonloch kommt mehr Wärme auf die Erde.
Ozon schützt vor Ultraviolett. Die Erwärmung entsteht, weil Treibhausgase Wärmestrahlung der Erde zurückhalten.
Das sind zwei Vorgänge: Das Ozonloch betrifft Ultraviolett, der Treibhauseffekt die Wärmestrahlung der Erde.
ÜbenJetzt du
- ○22Warum werden trockengelegte Moore in Brandenburg wiedervernässt? Begründe die Wahl.So fängst du an:Im nassen Moor wird Torf kaum abgebaut.
Lösung zeigen
- Im nassen Moor wird Torf kaum abgebaut.
- Im trockenen Moor zersetzen Mikroorganismen den Torf.
- Dabei wird Kohlenstoffdioxid frei.
Ergebnis:Nasse Moore speichern Kohlenstoff, trockene setzen ihn frei. - ●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. - ★24Eine Umgehungsstraße würde den Lebensraum von Kröten zerschneiden, aber das Dorf vom Verkehr entlasten. Wie lässt sich fachlich begründet urteilen? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Zuerst die Sachaussagen klären: Zahl der Kröten, Entlastung, mögliche Krötentunnel.
- Dann die Werte benennen.
- Das Urteil wägt beides offen ab.
Ergebnis:Die Folgen beider Seiten prüfen und dann die Werte offen abwägen.
Vermischte Übungen
Alles durcheinander – wie in der Arbeit. Überleg bei jeder Aufgabe zuerst: Welches Ziel ist das?
Üben
- ●25In 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) - ●26Wie heißt eine Beziehung zwischen Lebewesen verschiedener Arten, zum Beispiel zwischen Wolf und Reh? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Inter heißt zwischen.
- Wolf und Reh sind verschiedene Arten, die Beziehung ist interspezifisch.
Ergebnis:interspezifische Beziehung - ●27Welche Aufgabe haben Carotinoide in den Thylakoiden? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Carotinoide absorbieren zwischen 400 und 500 Nanometern.
- Carotinoide geben Energie an Chlorophyll weiter.
- Außerdem schützen sie vor Schäden durch zu viel Licht.
Ergebnis:Carotinoide absorbieren zusätzlich blaugrünes Licht und schützen. - ●28Warum ist die Thylakoidmembran stark gefaltet und gestapelt? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Lichtreaktionen laufen an Membranen.
- Viel Membranfläche heißt viele Fotosysteme und viel genutztes Licht.
- Struktur und Funktion: Oberflächenvergrößerung.
Ergebnis:Die große Fläche bietet Platz für viele Fotosysteme. - ●29Welches Molekül nimmt im Calvin-Zyklus das Kohlenstoffdioxid auf? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Der Akzeptor hat fünf Kohlenstoffatome.
- Es ist Ribulose-1,5-bisphosphat.
Ergebnis:Ribulose-1,5-bisphosphat - ●30In einem Diagramm schneidet die Kurve der Netto-Fotosynthese die x-Achse. Was liegt an diesem Punkt vor? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Auf der x-Achse ist die Netto-Fotosynthese 0.
- Fotosynthese und Zellatmung sind gleich groß.
Ergebnis:der Lichtkompensationspunkt
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.
AchtungSpektrum oder Chromatogramm falsch gelesen
Das Absorptionsspektrum zeigt, wie stark die Fotosynthese ist.
Das Absorptionsspektrum zeigt die Lichtaufnahme eines Farbstoffs, das Wirkungsspektrum die Fotosyntheserate.
Lies die Achsen: Lichtaufnahme, Fotosyntheserate oder Laufstrecke? Jedes Diagramm beantwortet eine andere Frage.
AchtungSekundärreaktionen als lichtunabhängig und nächtlich gedacht
Die Dunkelreaktion läuft in der Nacht.
Der Calvin-Zyklus braucht ATP und NADPH aus den Lichtreaktionen. Er läuft am Tag und stoppt im Dunkeln bald.
Der Calvin-Zyklus braucht ATP und NADPH aus dem Licht. Ohne Licht ist der Vorrat nach Sekunden verbraucht.
AchtungSauerstoff aus dem Kohlenstoffdioxid
Die Pflanze spaltet Kohlenstoffdioxid und gibt den Sauerstoff ab.
Der abgegebene Sauerstoff stammt aus der Spaltung von Wasser.
Der Sauerstoff kommt aus dem Wasser. Das zeigte der Versuch mit schwerem Sauerstoff im Wasser.
AchtungPflanzen atmen nicht
Pflanzen machen Fotosynthese statt Zellatmung.
Pflanzen betreiben Tag und Nacht Zellatmung, im Licht zusätzlich Fotosynthese.
Auch Pflanzenzellen haben Mitochondrien und betreiben Zellatmung, Tag und Nacht. Im Licht kommt die Fotosynthese dazu.
AchtungMinimumfaktor übersehen
Mehr Licht steigert die Fotosynthese immer.
Ist Kohlenstoffdioxid knapp, bringt mehr Licht nichts. Der knappste Faktor begrenzt.
Suche den Faktor, der am knappsten ist. Nur wenn sich dieser ändert, ändert sich die Rate.
AchtungNische als Ort gedacht
Die Nische des Waldkauzes ist das Astloch.
Die Nische des Waldkauzes ist sein Beziehungsgefüge: Mäuse als Nahrung, Jagd in der Nacht, Höhle zum Brüten.
Eine Nische ist kein Platz, sondern die Gesamtheit der Ansprüche und Beziehungen einer Art. Zwei Arten können am selben Ort verschiedene Nischen haben.
AchtungStoffkreislauf und Energiefluss verwechselt
Die Zersetzer geben die Energie an die Pflanzen zurück.
Die Zersetzer geben Mineralstoffe und Kohlenstoffdioxid zurück. Die Energie geht als Wärme verloren.
Stoffe kreisen, Energie nicht. Pflanzen bekommen ihre Energie immer neu aus dem Licht.
AchtungSachaussage und Werturteil vermischt
Wölfe gehören nicht in die Kulturlandschaft. Das ist eine Tatsache.
Das ist ein Werturteil. Eine Sachaussage wäre: In Brandenburg leben heute mehr Wolfsrudel als im Jahr 2000.
Eine Sachaussage lässt sich prüfen. Ein Werturteil sagt, was sein soll. Ein gutes Urteil nennt beides getrennt.
Kannst du das?
Je Ziel eine Aufgabe. Rechne sie ins Heft, dann kreuz ehrlich an. Keine Punkte, keine Note – der Test ist für dich.
ÜbenSelbsttest
Ich kann Ökosystem, Biotop und Biozönose gliedern und Toleranzkurven mit ökologischer Potenz auswerten.
31Was gibt das Optimum einer Toleranzkurve an? Begründe die Wahl.Lösung zeigen
Ergebnis:den Wert des Faktors mit der größten VitalitätIch kann den Einfluss von Temperatur und Licht auf Organismen erklären (RGT-Regel, homoiotherm, poikilotherm).
32Warum gilt die RGT-Regel nur in einem begrenzten Temperaturbereich?Lösung zeigen
Ergebnis:Oberhalb des Optimums werden Enzyme denaturiert.Ich kann Blattaufbau und Feinbau des Chloroplasten als Angepasstheit erläutern und Absorptions- und Wirkungsspektrum deuten (Chromatografie).
33Was zeigt das Wirkungsspektrum der Fotosynthese? Begründe die Wahl.Lösung zeigen
Ergebnis:die Fotosyntheserate bei Licht verschiedener WellenlängenIch kann Primär- und Sekundärreaktionen der Fotosynthese mit dem Calvin-Zyklus (Fixierung, Reduktion, Regeneration) erläutern und die Abhängigkeit der Fotosyntheserate von abiotischen Faktoren ableiten.
34Wozu nutzt eine Pflanze die in der Fotosynthese gebildete Glucose? Begründe die Wahl.Lösung zeigen
Ergebnis:für Zellatmung, Baustoffe wie Cellulose und Stärke als SpeicherIch kann intra- und interspezifische Beziehungen vergleichen: Konkurrenz, Parasitismus, Symbiose, Räuber-Beute.
35Mykorrhizapilze versorgen Bäume mit Wasser und Mineralstoffen und erhalten Kohlenhydrate. Welche Beziehung liegt vor? Begründe die Wahl.Lösung zeigen
Ergebnis:SymbioseIch kann ökologische Nische, Konkurrenzvermeidung und Konkurrenzausschluss erläutern und Räuber-Beute-Daten mit den Lotka-Volterra-Regeln deuten.
36Welche Population ist nach Lotka-Volterra im Mittel meist größer? Begründe die Wahl.Lösung zeigen
Ergebnis:die der BeuteIch kann Kohlenstoffkreislauf und Energiefluss im Nahrungsnetz erklären und Energieflüsse berechnen.
37Auf einer Berliner Brachfläche enthalten die Produzenten 20.000 kJ je Quadratmeter und Jahr. Die Pflanzenfresser bauen davon 1000 kJ in ihre Körpermasse ein. Wie groß ist der ökologische Wirkungsgrad?Lösung zeigen
Ergebnis:5 %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
- Art A, weil sie stenök ist
- Konkurrenzstärkere Arten verdrängen sie von den mittleren Böden.
- 36 Mikroliter je Stunde
- 96 Atemzüge je Minute
- Die Regel gilt nur bis zum Optimum, danach denaturieren die Enzyme.
- Graphit löst sich nicht im Laufmittel und verfälscht nichts.
- etwa zwischen 400 und 700 Nanometern
- Im roten und blauen Licht wird am meisten Sauerstoff gebildet.
- ATP und NADPH
- ATP, NADPH und Sauerstoff
- im abgegebenen Sauerstoff
- Räuber in einer Räuber-Beute-Beziehung
- Parasitismus
- intraspezifische Konkurrenz, sie verringert die Dichte
- Werden beide gleich stark dezimiert, erholt sich die Beute schneller.
- Die Zahl der Luchse steigt, danach sinkt die der Hasen.
- Er bleibt bei etwa 100.
- 20 %
- 5 %
- etwa 150.000 MJ
- Nasse Moore speichern Kohlenstoff, trockene setzen ihn frei.
- Die Gase absorbieren Wärmestrahlung der Erde und strahlen einen Teil zurück.
- Die Folgen beider Seiten prüfen und dann die Werte offen abwägen.
- Präferendum (Vorzugsbereich)
- interspezifische Beziehung
- Carotinoide absorbieren zusätzlich blaugrünes Licht und schützen.
- Die große Fläche bietet Platz für viele Fotosysteme.
- Ribulose-1,5-bisphosphat
- der Lichtkompensationspunkt
- den Wert des Faktors mit der größten Vitalität
- Oberhalb des Optimums werden Enzyme denaturiert.
- die Fotosyntheserate bei Licht verschiedener Wellenlängen
- für Zellatmung, Baustoffe wie Cellulose und Stärke als Speicher
- Symbiose
- die der Beute
- 5 %
- Es wird nicht mehr Holz geschlagen, als nachwächst.