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
- Eine Zeigerart hat einen engen Toleranzbereich.
- Wo sie lebt, müssen die Bedingungen in diesem Bereich liegen.
- Eine Zeigerart hat einen engen Toleranzbereich.
- Wo sie lebt, müssen die Bedingungen in diesem Bereich liegen.
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 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.So fängst du an:Der Bereich ist eng.
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. - ●2Ein Diagramm zeigt die Aktivität einer Art gegen die Temperatur. Welche Kurvenform ist zu erwarten? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Bei Kälte und bei Hitze ist die Aktivität gering.
- Dazwischen liegt ein Gipfel, das Optimum.
Ergebnis:eine Optimumkurve mit einem Gipfel - ★3Warum ist eine stenöke Art ein besserer Bioindikator als eine euryöke? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Eine stenöke Art lebt nur in einem engen Bereich.
- Findet man sie, liegt der Faktor in diesem Bereich.
Ergebnis:Das Vorkommen der stenöken Art grenzt die Bedingungen eng ein.
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 2.
- 12 · 2 = 24
- Bei 18 °C sind etwa 24 Milligramm je Stunde zu erwarten.
- Die Temperatur steigt um 10 °C, also einmal mal 2.
- 12 · 2 = 24
- Bei 18 °C sind etwa 24 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
- ○4Bei 5 °C frisst eine Raupe 30 Milligramm Blatt je Stunde. Der Temperaturkoeffizient beträgt 3. Welcher Wert ist bei 15 °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.
- 30 · 3 = 90
- Bei 15 °C sind etwa 90 Milligramm je Stunde zu erwarten.
Ergebnis:90 Milligramm je Stunde - ●5Was gilt für ein poikilothermes Tier, wenn die Außentemperatur sinkt?
Lösung zeigen
- Die Körpertemperatur folgt der Umgebung.
- Nach der RGT-Regel wird der Stoffwechsel langsamer.
Ergebnis:Körpertemperatur und Stoffwechsel sinken mit. - ★6Bei 18 °C atmet ein Grasfrosch 30-mal je Minute. Der Temperaturkoeffizient beträgt 2. Welcher Wert ist bei 8 °C zu erwarten?
Lösung zeigen
- Bei 10 °C weniger sinkt die Geschwindigkeit auf die Hälfte.
- 30 : 2 = 15
- Bei 8 °C sind etwa 15 Atemzüge je Minute zu erwarten.
Ergebnis:15 Atemzüge je Minute
3Ich kann Blattaufbau und Feinbau des Chloroplasten als Angepasstheit erläutern und Absorptions- und Wirkungsspektrum deuten (Chromatografie).
EntdeckenFrage
Warum werden Blätter im Herbst gelb?
Was meinst du? Schreib deine Vermutung auf, bevor du weiterliest.
Auflösung
Der Baum baut das grüne Chlorophyll ab und holt wertvolle Stoffe zurück. Die gelben und orangen Carotinoide waren schon den ganzen Sommer im Blatt. Ohne das Grün werden sie sichtbar.
MerkenBlatt und Chloroplast
Chlorophyll absorbiert vor allem blaues und rotes Licht.
Das Wirkungsspektrum folgt weitgehend dem Absorptionsspektrum. Die Lichtreaktionen laufen an den Thylakoiden.
BeispielAbsorptionsspektrum, Wirkungsspektrum, Chromatografie
Schritt für Schritt
- Zwischen 500 und 600 Nanometern liegt grünes Licht.
- Chlorophyll absorbiert dort kaum.
- Der Bereich heißt Grünlücke.
- Zwischen 500 und 600 Nanometern liegt grünes Licht.
- Chlorophyll absorbiert dort kaum.
- Der Bereich heißt 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 - ●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
- Licht treibt Elektronen vom Wasser über die Fotosysteme.
- Am Ende nimmt NADP⁺ die Elektronen auf und wird zu NADPH.
- Licht treibt Elektronen vom Wasser über die Fotosysteme.
- Am Ende nimmt NADP⁺ die Elektronen auf und wird zu NADPH.
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 - ●11Welches 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 - ★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
- 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
- ○13Ein Bandwurm lebt im Darm eines Menschen und nimmt Nährstoffe auf. Welche Beziehung liegt vor? Begründe die Wahl.So fängst du an:Der Bandwurm hat einen Vorteil, der Mensch einen Nachteil.
Lösung zeigen
- Der Bandwurm hat einen Vorteil, der Mensch einen Nachteil.
- Der Wirt wird nicht getötet.
- Das ist Parasitismus.
Ergebnis:Parasitismus - ●14Ein Wolf in Brandenburg jagt und frisst ein Reh. Welche Beziehung liegt vor? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Der Wolf tötet das Reh und frisst es.
- Das ist eine Räuber-Beute-Beziehung.
Ergebnis:Räuber-Beute-Beziehung - ★15Nach der Rückkehr der Wölfe meiden Hirsche offene Flächen an Flüssen. Welche Folge ist möglich? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Die Wölfe ändern das Verhalten der Hirsche.
- An den Ufern wird weniger gefressen.
- Junge Bäume und Sträucher wachsen nach.
Ergebnis:Ufergehölze wachsen nach, weil weniger verbissen wird.
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
- ○16Nach Lotka-Volterra steigt die Zahl der Räuber. Was folgt daraus für die Beute? Begründe die Wahl.So fängst du an:Mehr Räuber fressen mehr Beute.
Lösung zeigen
- Mehr Räuber fressen mehr Beute.
- Die Zahl der Beutetiere sinkt.
Ergebnis:Die Beute wird mit der Zeit weniger. - ●17Welche Annahme liegt dem Lotka-Volterra-Modell zugrunde? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Das Modell betrachtet nur ein Räuber-Beute-Paar.
- Andere Faktoren werden weggelassen.
Ergebnis:Der Räuber hängt nur von einer Beute ab und umgekehrt. - ★18Die 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
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 %
- 2400 kJ : 20.000 kJ = 0,12
- Das sind 12 %.
- Wirkungsgrad = Energie der oberen Stufe : Energie der unteren Stufe · 100 %
- 2400 kJ : 20.000 kJ = 0,12
- Das sind 12 %.
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 haben Nahrungsketten selten mehr als vier oder fünf Trophiestufen?So fängst du an:Je Stufe gehen etwa 90 % verloren.
Lösung zeigen
- Je Stufe gehen etwa 90 % verloren.
- Nach vier Übergängen bleibt etwa ein Zehntausendstel.
- Das reicht nicht für eine weitere Stufe.
Ergebnis:Oben kommt zu wenig Energie an, um weitere Stufen zu ernähren. - ●20Was ist die Nettoprimärproduktion?
Lösung zeigen
- Die Produzenten binden Energie in der Fotosynthese: Bruttoprimärproduktion.
- Einen Teil veratmen sie selbst.
- Der Rest steht den Konsumenten zur Verfügung.
Ergebnis:die Bruttoprimärproduktion abzüglich der Zellatmung der Produzenten - ★21Die Produzenten eines Buchenwalds enthalten 30.000 kJ je Quadratmeter und Jahr. Je Trophiestufe gelangen etwa 10 % weiter. Wie viel Energie erreicht die Konsumenten zweiter Ordnung?
Lösung zeigen
- Konsumenten erster Ordnung: 30.000 kJ · 0,1 = 3000 kJ
- Konsumenten zweiter Ordnung: 3000 kJ · 0,1 = 300 kJ
- Insgesamt kommt etwa 1 % an.
Ergebnis:etwa 300 kJ
8Ich kann Folgen des anthropogenen Treibhauseffekts und Maßnahmen des Ökosystemmanagements beurteilen (Nachhaltigkeit, Biodiversität).
EntdeckenFrage
Warum setzt man in Brandenburg trockengelegte Moore wieder unter Wasser?
Was meinst du? Schreib deine Vermutung auf, bevor du weiterliest.
Auflösung
Entwässerte Moore zersetzen ihren Torf und geben dabei Kohlenstoffdioxid ab. In Deutschland stammen rund 7 Prozent aller Treibhausgase aus solchen Mooren. Nasse Moore speichern den Kohlenstoff dagegen.
MerkenMensch und Ökosystem
Zusätzliche Treibhausgase verstärken den natürlichen Treibhauseffekt.
Ökosystemmanagement prüft Ursache und Wirkung, erhält Biodiversität und nutzt nachhaltig. Ein Urteil trennt Sachaussagen von Werturteilen und wägt beide offen ab.
BeispielMensch, Klima und Ökosystemmanagement
Schritt für Schritt
- Biodiversität hat drei Ebenen.
- Genetische Vielfalt, Artenvielfalt und Vielfalt der Ökosysteme.
- Biodiversität hat drei Ebenen.
- Genetische Vielfalt, Artenvielfalt und Vielfalt der Ökosysteme.
AchtungRGT-Regel ohne Grenze angewandt
Bei 60 °C ist die Reaktion 32-mal so schnell wie bei 10 °C.
Oberhalb des Optimums denaturieren Enzyme. Die Geschwindigkeit fällt steil ab.
Die RGT-Regel gilt nur bis zum Temperaturoptimum. Darüber werden Enzyme zerstört, und die Kurve fällt.
ÜbenJetzt du
- ○22Warum ist die Erwärmung von Gewässern für stenotherme Kaltwasserfische besonders gefährlich? Begründe die Wahl.So fängst du an:Stenotherm heißt: enger Temperaturbereich.
Lösung zeigen
- Stenotherm heißt: enger Temperaturbereich.
- Warmes Wasser löst weniger Sauerstoff.
- Beides zusammen gefährdet die Fische.
Ergebnis:Warmes Wasser enthält weniger Sauerstoff, ihr Toleranzbereich ist eng. - ●23Welches Gas trägt neben Kohlenstoffdioxid stark zum anthropogenen Treibhauseffekt bei, zum Beispiel aus der Rinderhaltung? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Rinder bilden bei der Verdauung Methan.
- Methan ist ein starkes Treibhausgas.
Ergebnis:Methan - ★24Was verstärkt den anthropogenen Treibhauseffekt? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Der Mensch setzt zusätzliche Treibhausgase frei.
- Diese Gase halten mehr Wärmestrahlung in der Atmosphäre zurück.
Ergebnis:zusätzliche Treibhausgase wie Kohlenstoffdioxid und Methan
Vermischte Übungen
Alles durcheinander – wie in der Arbeit. Überleg bei jeder Aufgabe zuerst: Welches Ziel ist das?
Üben
- ●25Ein Biologiekurs zählt auf einer Berliner Brachfläche alle Zauneidechsen. Was wird erfasst? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Gezählt wird nur eine Art.
- Die Individuen einer Art in einem Gebiet bilden eine Population.
Ergebnis:die Größe einer Population - ●26Welche 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 - ●27Warum 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. - ●28Wozu dient die Regenerationsphase des Calvin-Zyklus? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Ohne Akzeptor könnte kein weiteres Kohlenstoffdioxid gebunden werden.
- Aus Glycerinaldehydphosphat wird mit ATP Ribulose-1,5-bisphosphat zurückgebildet.
Ergebnis:Der Akzeptor Ribulose-1,5-bisphosphat wird neu gebildet. - ●29Wie verändert sich die Fotosyntheserate bei starkem Licht mit steigender Temperatur? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Bei starkem Licht begrenzen die Enzyme des Calvin-Zyklus.
- Enzyme arbeiten nach der RGT-Regel schneller, bis sie denaturieren.
- Die Kurve hat ein Optimum.
Ergebnis:Die Rate steigt bis zu einem Optimum und fällt dann ab. - ●30Wie unterscheiden sich Parasit und Räuber? Begründe die Wahl.
Lösung zeigen
- Beide haben einen Vorteil auf Kosten des anderen.
- Der Räuber tötet, der Parasit lebt meist länger vom lebenden Wirt.
Ergebnis:Der Parasit tötet seinen Wirt meist nicht, der Räuber tötet die Beute.
Auf einen Blick
MerkenDas Wichtigste
- Ökosystem und Toleranz
- Ein Ökosystem ist das Wirkungsgefüge aus Biotop und Biozönose.
- Temperatur und Licht
- Je 10 °C mehr laufen Stoffwechselreaktionen etwa zwei- bis dreimal so schnell.
- Blatt und Chloroplast
- Chlorophyll absorbiert vor allem blaues und rotes Licht.
- Fotosynthese
- Die Lichtreaktionen liefern ATP und NADPH, aus Wasser entsteht Sauerstoff.
- Beziehungen zwischen Lebewesen
- Konkurrenz schadet beiden Partnern, Parasitismus und Räuber-Beute nützen nur einem.
- Nische und Lotka-Volterra
- Die ökologische Nische ist ein Wirkungsgefüge, kein Ort.
- Kohlenstoff und Energie
- Kohlenstoff kreist, Energie fließt nur in eine Richtung und geht als Wärme verloren.
- Mensch und Ökosystem
- Zusätzliche Treibhausgase verstärken den natürlichen Treibhauseffekt.
AchtungCO₂ verschwindet bei Verbrennung oder Atmung
Das Kohlenstoffdioxid aus der Kerze verschwindet im Glas.
Das Kohlenstoffdioxid aus der Kerze und aus der Atmung gelangt in die Luft. Pflanzen binden es bei der Fotosynthese wieder.
Kohlenstoff verschwindet nicht. Er wechselt seine Form: Aus Kohlenstoffdioxid wird Zucker, und bei Verbrennung oder Atmung wird er wieder zu Kohlenstoffdioxid.
AchtungPhysiologisches und ökologisches Optimum gleichgesetzt
Die Kiefer wächst im Moor, also liegt dort ihr Optimum.
Ohne Konkurrenz wächst die Kiefer auf mittleren Böden am besten. Ins Moor wird sie von konkurrenzstärkeren Arten gedrängt.
Wo eine Art im Freiland lebt, hängt auch von Konkurrenten ab. Das Optimum ohne Konkurrenz kann woanders liegen.
AchtungWechselwarm heißt kalt
Eidechsen sind wechselwarm, also immer kalt.
Ihre Körpertemperatur folgt der Umgebung. In der Sonne kann sie höher sein als bei einem Säugetier.
Poikilotherm heißt: Die Körpertemperatur folgt der Umgebung. Homoiotherm heißt: Der Körper hält sie mit Stoffwechselwärme konstant.
AchtungBauteil und Funktion falsch zugeordnet
Im Stroma laufen die Lichtreaktionen.
Die Lichtreaktionen laufen an den Thylakoidmembranen, der Calvin-Zyklus im Stroma.
Frag bei jedem Bauteil: Was passiert hier, und warum ist es dafür so gebaut? Struktur und Funktion gehören zusammen.
AchtungSpektrum oder Chromatogramm falsch gelesen
Das Absorptionsspektrum zeigt, wie stark die Fotosynthese ist.
Das Absorptionsspektrum zeigt die Lichtaufnahme eines Farbstoffs, das Wirkungsspektrum die Fotosyntheserate.
Lies die Achsen: Lichtaufnahme, Fotosyntheserate oder Laufstrecke? Jedes Diagramm beantwortet eine andere Frage.
AchtungSekundärreaktionen als lichtunabhängig und nächtlich gedacht
Die Dunkelreaktion läuft in der Nacht.
Der Calvin-Zyklus braucht ATP und NADPH aus den Lichtreaktionen. Er läuft am Tag und stoppt im Dunkeln bald.
Der Calvin-Zyklus braucht ATP und NADPH aus dem Licht. Ohne Licht ist der Vorrat nach Sekunden verbraucht.
AchtungSauerstoff aus dem Kohlenstoffdioxid
Die Pflanze spaltet Kohlenstoffdioxid und gibt den Sauerstoff ab.
Der abgegebene Sauerstoff stammt aus der Spaltung von Wasser.
Der Sauerstoff kommt aus dem Wasser. Das zeigte der Versuch mit schwerem Sauerstoff im Wasser.
AchtungPflanzen atmen nicht
Pflanzen machen Fotosynthese statt Zellatmung.
Pflanzen betreiben Tag und Nacht Zellatmung, im Licht zusätzlich Fotosynthese.
Auch Pflanzenzellen haben Mitochondrien und betreiben Zellatmung, Tag und Nacht. Im Licht kommt die Fotosynthese dazu.
AchtungMinimumfaktor übersehen
Mehr Licht steigert die Fotosynthese immer.
Ist Kohlenstoffdioxid knapp, bringt mehr Licht nichts. Der knappste Faktor begrenzt.
Suche den Faktor, der am knappsten ist. Nur wenn sich dieser ändert, ändert sich die Rate.
AchtungNische als Ort gedacht
Die Nische des Waldkauzes ist das Astloch.
Die Nische des Waldkauzes ist sein Beziehungsgefüge: Mäuse als Nahrung, Jagd in der Nacht, Höhle zum Brüten.
Eine Nische ist kein Platz, sondern die Gesamtheit der Ansprüche und Beziehungen einer Art. Zwei Arten können am selben Ort verschiedene Nischen haben.
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.
31Eine Muschelart lebt bei Salzgehalten von 1 bis 35 Gramm je Liter. Wie ist sie bezogen auf den Salzgehalt einzuordnen? Begründe die Wahl.Lösung zeigen
Ergebnis:euryökIch kann den Einfluss von Temperatur und Licht auf Organismen erklären (RGT-Regel, homoiotherm, poikilotherm).
32Was gilt für ein homoiothermes Tier, wenn die Außentemperatur sinkt?Lösung zeigen
Ergebnis:Es muss mehr Energie zum Heizen aufwenden.Ich kann Blattaufbau und Feinbau des Chloroplasten als Angepasstheit erläutern und Absorptions- und Wirkungsspektrum deuten (Chromatografie).
33Wie heißt der Bereich zwischen etwa 500 und 600 Nanometern, in dem Chlorophyll kaum absorbiert? Begründe die Wahl.Lösung zeigen
Ergebnis:GrünlückeIch kann Primär- und Sekundärreaktionen der Fotosynthese mit dem Calvin-Zyklus (Fixierung, Reduktion, Regeneration) erläutern und die Abhängigkeit der Fotosyntheserate von abiotischen Faktoren ableiten.
34Welches Enzym bindet im Calvin-Zyklus Kohlenstoffdioxid? Begründe die Wahl.Lösung zeigen
Ergebnis:RubiscoIch kann intra- und interspezifische Beziehungen vergleichen: Konkurrenz, Parasitismus, Symbiose, Räuber-Beute.
35Wie unterscheiden sich Parasit und Räuber? Begründe die Wahl.Lösung zeigen
Ergebnis:Der Parasit tötet seinen Wirt meist nicht, der Räuber tötet die Beute.Ich kann ökologische Nische, Konkurrenzvermeidung und Konkurrenzausschluss erläutern und Räuber-Beute-Daten mit den Lotka-Volterra-Regeln deuten.
36Ein Insektizid tötet Blattläuse und Marienkäfer im gleichen Anteil. Was ist kurz danach zu erwarten? Begründe die Wahl.Lösung zeigen
Ergebnis:Die Blattläuse nehmen schneller wieder zu als die Marienkäfer.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).
38Welches Gas trägt neben Kohlenstoffdioxid stark zum anthropogenen Treibhauseffekt bei, zum Beispiel aus der Rinderhaltung? Begründe die Wahl.Lösung zeigen
Ergebnis:Methan
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 ist für die Temperatur wahrscheinlich stenök.
- eine Optimumkurve mit einem Gipfel
- Das Vorkommen der stenöken Art grenzt die Bedingungen eng ein.
- 90 Milligramm je Stunde
- Körpertemperatur und Stoffwechsel sinken mit.
- 15 Atemzüge je Minute
- die orangegelben Carotine
- etwa zwischen 400 und 700 Nanometern
- Im roten und blauen Licht wird am meisten Sauerstoff gebildet.
- 6 Kohlenstoffdioxid + 12 Wasser → Glucose + 6 Sauerstoff + 6 Wasser
- Ribulose-1,5-bisphosphat
- Die Menge sinkt, weil für die Regeneration ATP fehlt.
- Parasitismus
- Räuber-Beute-Beziehung
- Ufergehölze wachsen nach, weil weniger verbissen wird.
- Die Beute wird mit der Zeit weniger.
- Der Räuber hängt nur von einer Beute ab und umgekehrt.
- als Räuber-Beute-Zyklus, die Luchse folgen den Hasen
- Oben kommt zu wenig Energie an, um weitere Stufen zu ernähren.
- die Bruttoprimärproduktion abzüglich der Zellatmung der Produzenten
- etwa 300 kJ
- Warmes Wasser enthält weniger Sauerstoff, ihr Toleranzbereich ist eng.
- Methan
- zusätzliche Treibhausgase wie Kohlenstoffdioxid und Methan
- die Größe einer Population
- gelbgrün, Chlorophyll a ist blaugrün
- Die große Fläche bietet Platz für viele Fotosysteme.
- Der Akzeptor Ribulose-1,5-bisphosphat wird neu gebildet.
- Die Rate steigt bis zu einem Optimum und fällt dann ab.
- Der Parasit tötet seinen Wirt meist nicht, der Räuber tötet die Beute.
- euryök
- Es muss mehr Energie zum Heizen aufwenden.
- Grünlücke
- Rubisco
- Der Parasit tötet seinen Wirt meist nicht, der Räuber tötet die Beute.
- Die Blattläuse nehmen schneller wieder zu als die Marienkäfer.
- Eine Trophiestufe weniger bedeutet viel weniger Energieverlust.
- Methan