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
- ○1In 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.So fängst du an:Die Tiere wählen den Bereich selbst aus.
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) - ●2Bei 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
- Art A erträgt 25 °C Spanne, Art B nur 4 °C.
- Der enge Bereich gehört zu Art B.
- Art B ist stenotherm.
Ergebnis:Art B - ★3Eine Fischart lebt bei 15 °C am besten. Ein Gewässer erwärmt sich dauerhaft auf 24 °C, das liegt in ihrem Pessimum. Was folgt für die Population? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Im Pessimum ist Überleben möglich.
- Wachstum und Fortpflanzung sind dort stark eingeschränkt.
- Die Population schrumpft auf Dauer.
Ergebnis:Die Fische überleben, wachsen aber kaum und vermehren sich kaum.
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
- ○4Bei 8 °C verbraucht ein Regenwurm 30 Mikroliter Sauerstoff je Stunde. Der Temperaturkoeffizient beträgt 2. Welcher Wert ist bei 18 °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.
- 30 · 2 = 60
- Bei 18 °C sind etwa 60 Mikroliter je Stunde zu erwarten.
Ergebnis:60 Mikroliter je Stunde - ●5Bei 10 °C atmet ein Grasfrosch 48-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.
- 48 · 3 = 144
- Bei 20 °C sind etwa 144 Atemzüge je Minute zu erwarten.
Ergebnis:144 Atemzüge je Minute - ★6Bei 18 °C frisst eine Raupe 60 Milligramm Blatt je Stunde. Der Temperaturkoeffizient beträgt 2. Welcher Wert ist bei 8 °C zu erwarten?
Lösung zeigen
- Bei 10 °C weniger sinkt die Geschwindigkeit auf die Hälfte.
- 60 : 2 = 30
- Bei 8 °C sind etwa 30 Milligramm je Stunde zu erwarten.
Ergebnis:30 Milligramm je Stunde
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
- Das Absorptionsspektrum von Chlorophyll a hat zwei Gipfel.
- Die Gipfel liegen bei etwa 430 und 660 Nanometern.
- Dazwischen liegt die Grünlücke.
- Das Absorptionsspektrum von Chlorophyll a hat zwei Gipfel.
- Die Gipfel liegen bei etwa 430 und 660 Nanometern.
- Dazwischen liegt die Grünlücke.
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
- ○7Welche Farbstoffe wandern bei der Chromatografie der Blattfarbstoffe meist am weitesten? Begründe die Wahl.So fängst du an:Carotine lösen sich sehr gut im unpolaren Laufmittel.
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 - ●8Wozu dient die Chromatografie der Blattfarbstoffe? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Der grüne Extrakt ist ein Gemisch.
- Die Chromatografie trennt ihn in einzelne Banden.
Ergebnis:Die Chromatografie trennt das Farbstoffgemisch auf. - ★9Bei etwa 480 bis 500 Nanometern ist das Wirkungsspektrum höher, als die Absorption von Chlorophyll a erwarten lässt. Wie lässt sich das erklären? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Nur absorbiertes Licht kann wirken.
- Carotinoide und Chlorophyll b absorbieren in diesem Bereich.
- Beide leiten die Energie an Chlorophyll a weiter.
Ergebnis:Carotinoide und Chlorophyll b absorbieren dort und geben Energie weiter.
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
- Der Akzeptor hat fünf Kohlenstoffatome.
- Es ist Ribulose-1,5-bisphosphat.
- Der Akzeptor hat fünf Kohlenstoffatome.
- Es ist Ribulose-1,5-bisphosphat.
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
- ○10Warum heißen die Sekundärreaktionen auch lichtunabhängige Reaktionen? Begründe die Wahl.So fängst du an:Die Enzyme des Calvin-Zyklus absorbieren kein Licht.
Lösung zeigen
- Die Enzyme des Calvin-Zyklus absorbieren kein Licht.
- Die Enzyme brauchen aber ATP und NADPH aus den Lichtreaktionen.
- Am Tag laufen beide zusammen.
Ergebnis:Die Enzyme brauchen kein Licht, wohl aber ATP und NADPH aus dem Licht. - ●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 - ★12Algen wurden kurz mit radioaktiv markiertem Kohlenstoffdioxid begast. Nach wenigen Sekunden steckte der markierte Kohlenstoff vor allem in einem Molekül mit drei Kohlenstoffatomen. Welches war es? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Bei der Fixierung ergeben Kohlenstoffdioxid und der Akzeptor 3-Phosphoglycerat.
- Es ist das erste stabile Produkt.
- Glucose entsteht erst später.
Ergebnis:3-Phosphoglycerat
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
- Konkurrenz entsteht um knappe Ressourcen.
- Jeder Partner bekommt weniger, als er allein bekäme.
- Für beide ein Minus.
- Konkurrenz entsteht um knappe Ressourcen.
- Jeder Partner bekommt weniger, als er allein bekäme.
- Für beide ein Minus.
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
- ○13Mykorrhizapilze versorgen Bäume mit Wasser und Mineralstoffen und erhalten Kohlenhydrate. Welche Beziehung liegt vor? Begründe die Wahl.So fängst du an:Der Baum erhält Wasser und Mineralstoffe.
Lösung zeigen
- Der Baum erhält Wasser und Mineralstoffe.
- Der Pilz erhält Kohlenhydrate.
- Beide haben einen Vorteil: Symbiose.
Ergebnis:Symbiose - ●14Flechten bestehen aus einem Pilz und einer Alge. Die Alge liefert Zucker, der Pilz Wasser und Halt. Welche Beziehung ist das? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Beide Partner haben einen Vorteil.
- Das ist eine Symbiose.
Ergebnis:Symbiose - ★15Fuchs 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
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 erste Lotka-Volterra-Regel? Begründe die Wahl.So fängst du an:Beide Populationen schwanken periodisch.
Lösung zeigen
- Beide Populationen schwanken periodisch.
- Die Gipfel der Räuber folgen denen der Beute.
Ergebnis:Räuber- und Beutezahl schwanken periodisch, die Räuber phasenverschoben. - ●17Wie heißt die Zeitspanne, um die die Räuberkurve der Beutekurve folgt? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Die Gipfel der Räuber kommen später als die der Beute.
- Diese Verschiebung heißt Phasenverschiebung.
Ergebnis:Phasenverschiebung - ★18Welche Beziehung beschreiben die Lotka-Volterra-Regeln? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Die Regeln beschreiben, wie Räuber und Beute ihre Zahlen gegenseitig beeinflussen.
- Konkurrenz und Symbiose kommen im Modell nicht vor.
Ergebnis:die Räuber-Beute-Beziehung
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 %
- 1250 kJ : 25.000 kJ = 0,05
- Das sind 5 %.
- Wirkungsgrad = Energie der oberen Stufe : Energie der unteren Stufe · 100 %
- 1250 kJ : 25.000 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 einer Wiese enthalten 30.000 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.
- 30.000 kJ · 0,1 = 3000 kJ
- Der Rest wird vor allem als Wärme abgegeben.
Ergebnis:etwa 3000 kJ - ●20Die Produzenten einer Berliner Brachfläche 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 - ★21Ein Wolfsrudel in Brandenburg nimmt im Jahr etwa 800 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 800 MJ · 10 = 8000 MJ.
- Die Pflanzen brauchen etwa 8000 MJ · 10 = 80.000 MJ.
Ergebnis:etwa 80.000 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 Mensch setzt zusätzliche Treibhausgase frei.
- Diese Gase halten mehr Wärmestrahlung in der Atmosphäre zurück.
- Der Mensch setzt zusätzliche Treibhausgase frei.
- Diese Gase halten mehr Wärmestrahlung in der Atmosphäre zurück.
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.
ÜbenJetzt du
- ○22Welche Aussage ist ein Werturteil? Begründe die Wahl.So fängst du an:„Sollte“ zeigt eine Forderung an.
Lösung zeigen
- „Sollte“ zeigt eine Forderung an.
- Die anderen Aussagen lassen sich durch Zählen prüfen.
Ergebnis:Die Stadt sollte mehr Flächen für Wildbienen bereitstellen. - ●23Warum ist ein Biotopverbund für Arten wie Wildkatze und Wolf wichtig? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Straßen und Felder zerschneiden Lebensräume.
- Grünbrücken und Korridore verbinden sie.
- So bleibt die genetische Vielfalt erhalten.
Ergebnis:Getrennte Populationen können sich austauschen. - ★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
- ●25Eine 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. - ●26Welche Angabe beschreibt das Biotop eines Kiefernwalds und nicht seine Biozönose? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Zum Biotop gehören die abiotischen Faktoren.
- Boden, Säuregrad und Wasser sind abiotisch.
- Pflanzen und Tiere gehören zur Biozönose.
Ergebnis:sandiger, saurer Boden mit wenig Wasser - ●27Bei 5 °C frisst eine Raupe 24 Milligramm Blatt je Stunde. Der Temperaturkoeffizient beträgt 2. Welcher Wert ist bei 15 °C zu erwarten?
Lösung zeigen
- Die Temperatur steigt um 10 °C, also einmal mal 2.
- 24 · 2 = 48
- Bei 15 °C sind etwa 48 Milligramm je Stunde zu erwarten.
Ergebnis:48 Milligramm je Stunde - ●28Wo im Chloroplasten laufen die lichtabhängigen Reaktionen ab? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Die Fotosysteme sitzen in den Thylakoidmembranen.
- Dort wird Licht absorbiert und Wasser gespalten.
Ergebnis:an den Thylakoidmembranen - ●29Eine Pflanze steht in hellem Licht bei niedriger Kohlenstoffdioxidkonzentration. Wie lässt sich die Fotosyntheserate am ehesten steigern? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Licht ist reichlich vorhanden.
- Kohlenstoffdioxid ist knapp und begrenzt.
- Mehr Kohlenstoffdioxid erhöht die Rate.
Ergebnis:durch mehr Kohlenstoffdioxid - ★30Eine Grasart lebt im Freiland nur auf trockenen Böden, im Gewächshaus ohne Konkurrenten wächst sie auf feuchtem Boden besser. Welche Aussage passt? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Ohne Konkurrenz zeigt sie ihr physiologisches Optimum: feucht.
- Im Freiland wird sie auf trockene Böden gedrängt.
- Dort liegt ihr ökologisches Optimum.
Ergebnis:Das ökologische Optimum weicht vom physiologischen ab.
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.
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?
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.
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 8 °C atmet ein Grasfrosch 60-mal je Minute. Der Temperaturkoeffizient beträgt 3. Welcher Wert ist bei 18 °C zu erwarten?Lösung zeigen
Ergebnis:180 Atemzüge je MinuteIch kann Blattaufbau und Feinbau des Chloroplasten als Angepasstheit erläutern und Absorptions- und Wirkungsspektrum deuten (Chromatografie).
33Bei der Chromatografie von Blattfarbstoffen wandern die Farbstoffe verschieden weit. Wovon hängt das ab? Begründe die Wahl.Lösung zeigen
Ergebnis:von Löslichkeit im Laufmittel und Haftung am TrägermaterialIch 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.
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.
36Was besagt die zweite Lotka-Volterra-Regel? Begründe die Wahl.Lösung zeigen
Ergebnis:Die Mittelwerte beider Populationen bleiben langfristig konstant.Ich kann Kohlenstoffkreislauf und Energiefluss im Nahrungsnetz erklären und Energieflüsse berechnen.
37Wohin geht der größte Teil der Energie, die eine Trophiestufe aufnimmt?Lösung zeigen
Ergebnis:Die Energie wird bei der Zellatmung als Wärme abgegeben.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
- Präferendum (Vorzugsbereich)
- Art B
- Die Fische überleben, wachsen aber kaum und vermehren sich kaum.
- 60 Mikroliter je Stunde
- 144 Atemzüge je Minute
- 30 Milligramm je Stunde
- die orangegelben Carotine
- Die Chromatografie trennt das Farbstoffgemisch auf.
- Carotinoide und Chlorophyll b absorbieren dort und geben Energie weiter.
- Die Enzyme brauchen kein Licht, wohl aber ATP und NADPH aus dem Licht.
- ATP, NADPH und Sauerstoff
- 3-Phosphoglycerat
- Symbiose
- Symbiose
- interspezifische Konkurrenz
- Räuber- und Beutezahl schwanken periodisch, die Räuber phasenverschoben.
- Phasenverschiebung
- die Räuber-Beute-Beziehung
- etwa 3000 kJ
- etwa 3600 kJ
- etwa 80.000 MJ
- Die Stadt sollte mehr Flächen für Wildbienen bereitstellen.
- Getrennte Populationen können sich austauschen.
- Blühflächen und vernetzte Grünflächen anlegen
- Die Art ist für die Temperatur wahrscheinlich stenök.
- sandiger, saurer Boden mit wenig Wasser
- 48 Milligramm je Stunde
- an den Thylakoidmembranen
- durch mehr Kohlenstoffdioxid
- Das ökologische Optimum weicht vom physiologischen ab.
- Art B
- 180 Atemzüge je Minute
- von Löslichkeit im Laufmittel und Haftung am Trägermaterial
- für Zellatmung, Baustoffe wie Cellulose und Stärke als Speicher
- Beide haben einen Nachteil, weil die Ressource knapp ist.
- Die Mittelwerte beider Populationen bleiben langfristig konstant.
- Die Energie wird bei der Zellatmung als Wärme abgegeben.
- Es wird nicht mehr Holz geschlagen, als nachwächst.