KULTUSMINISTERIUM DES LANDES SACHSEN-ANHALT. Abitur Januar/Februar Biologie (Grundkurs)

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1 KULTUSMINISTERIUM DES LANDES SACHSEN-ANHALT Abitur Januar/Februar 2002 Biologie (Grundkurs) Einlesezeit: Bearbeitungszeit: 30 Minuten 210 Minuten Thema 1 Wirken innerer und äußerer Faktoren bei Organismen Thema 2 Struktur- und Funktionseiweiße in Organismen Thema 3 Lebewesen und Entwicklung

2 Thema 1: Wirken innerer und äußerer Faktoren bei Organismen 1 Ein Netzwerk von Wechselbeziehungen zwischen den Lebewesen und ihrer Umwelt gewährleistet den Fortbestand des Lebens auf der Erde. 1.1 Beschreiben Sie die im Material 1, Abbildungen A, B und C, dargestellten Zusammenhänge zwischen Lebewesen und Umweltfaktoren. 1.2 Fertigen Sie zur Abbildung B des Materials 1 auf einem gesonderten Blatt Papier jeweils beschriftete Skizzen von möglichen Blattquerschnitten aus den Zonen I und IV der Baumkrone an. 2 Lebensprozesse werden unter anderem durch Enzyme gesteuert. 2.1 Erläutern Sie Bau und Wirkungsweise eines Enzyms. 2.2 Werten Sie die im Material 2 dargestellten Graphen zur Wirksamkeit verschiedener Enzyme tabellarisch unter Angabe des jeweiligen Wirkungsbereiches und ph-optimums aus. Stellen Sie die Eiweißverdauung im menschlichen Organismus dar. 2.3 Erläutern Sie den Zusammenhang zwischen Enzymaktivität und Temperatur in lebenden Zellen und stellen Sie diese Abhängigkeit grafisch dar. 2.4 In der Bundesrepublik Deutschland gelten schwermetallhaltige Abfälle als Sondermüll, sie unterliegen damit sehr strengen Auflagen für deren Aufarbeitung und Entsorgung. Begründen Sie diese gesetzliche Vorgabe aus biologischer Sicht. 3 Samenpflanzen bilden vielzellige Vermehrungskörper, die Samen, aus. Der aus dem Samen entstehende Keimling muss für sein Wachstum zunächst Reservestoffe aus dem Samen mobilisieren. Er benötigt für diesen Prozess Wasser, Sauerstoff und Wärme. Beschreiben Sie unter Einbeziehung des Materials 3 das Zusammenwirken innerer und äußerer Faktoren beim Wachstumsprozess des Keimlings.

3 Thema 1: Material 1 zur Aufgabe 1: Wirken innerer und äußerer Faktoren bei Organismen Lebewesen und Umweltfaktoren A: Temperatur und Lebensvorgänge Nach: Philipp, E., Verbeek, B., Ökologie, Neubearbeitung, Schroedel Schulbuchverlag GmbH, Hannover 1987, S. 12 B: Zonen relativen Lichtbedarfs der Blätter bei sogenannten Lichthölzern wie Birke, Pappel, Weide Zone I Zone IV Nach: Weber, K., Esders, S., Biologie Oberstufe, Ökologie, Cornelsen Verlag, Berlin 1999, S. 21

4 Thema 1: Material 1 zur Aufgabe 1: Wirken innerer und äußerer Faktoren bei Organismen Lebewesen und Umweltfaktoren C: Blattquerschnitte von Pflanzen verschiedener Standorte Aus: Brehme, S., Meincke, J. (Hrsg.), Wissensspeicher Biologie, Volk und Wissen Verlag GmbH, Berlin 1995, S. 342 Material 2 zur Aufgabe 2.2: Enzymaktivität und ph-wert Aus: Natura, Aufgabensammlung Biologie, Heft 1, Sekundarstufe II, Ernst Klett Verlag GmbH, Stuttgart 1998, S. 15

5 Thema 1: Material 3 zur Aufgabe 3: Wirken innerer und äußerer Faktoren bei Organismen Vorgänge in einem keimenden Gerstenkorn Hinweise: α-amylase - Stärke abbauendes Enzym Gibberellin - Wachstumshormon Nach: Gotthard, W., Hormone chemische Botenstoffe, Basiswissen Biologie 6, Gustav Fischer Verlag, Stuttgart Jena 1993, S. 85

6 Thema 2: Struktur- und Funktionseiweiße in Organismen 1 Organismen nehmen Stoffe auf, wandeln diese um und geben Stoffe ab. Für das ständig ablaufende Reaktionsgeschehen sind u. a. auch Energie und Enzyme von maßgeblicher Bedeutung. Erläutern Sie diese Aussagen im Hinblick auf pflanzliche und auf tierische Organismen. 2 Nukleinsäuren sind Träger der Erbinformation. Die DNA stellt bei Eukaryoten und Prokaryoten das genetische Material dar. Sie ist die materielle Grundlage für die im Material 1 genannten zellulären Prozesse. Beschreiben Sie - ausgehend von der DNA - die Prozesse, die zur Bildung von Tochterzellen und von Proteinen führen. Beziehen Sie in Ihre Darlegungen auch beschriftete Skizzen ein. Betrachten Sie dabei sowohl die molekulare als auch die zelluläre Ebene. 3 In der Darstellung im Material 2 ist ein Teil des menschlichen Eiweißstoffwechsels als Schema abgebildet. Leiten Sie aus der Abbildung im Material 2 ab, welche Wirkungen durch das Vorhandensein und beim Fehlen von Enzymen zu erwarten sind. Formulieren Sie abschließend aus genetischer Sicht die Ursache für diese stoffwechselphysiologischen Erscheinungen. 4 Die Chromosomensätze im Zellkern der Organismen sind diploid oder haploid und Grundlage für die Ausprägung der Merkmale. Genommutationen führen zur Veränderung der Chromosomenzahl bzw. Chromosomensätze. 4.1 Erläutern Sie mit Hilfe von Skizzen, wie man in der Pflanzenzüchtung triploide Samen erhalten kann. 4.2 Bei Zuckerrüben sind triploide Exemplare besonders groß und ertragreich. Allerdings können diese Pflanzen nicht über Samen vermehrt werden. Formulieren Sie eine Vermutung, warum die Vermehrung triploider Sorten nicht auf geschlechtlichem Wege erfolgt.

7 Thema 2: Material 1 zur Aufgabe 2: Struktur- und Funktionseiweiße in Organismen Bedeutung der DNA für zelluläre Prozesse DNA Transkription mrna Translation Proteine Replikation Zellvermehrung Zellstrukturen und Zellstoffwechsel Nach: Reinhard, E., Kreis, W., Rimpler, H., Pharmazeutische Biologie, Band 1, Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft mbh Stuttgart 1995, S. 151

8 Thema 2: Material 2 zur Aufgabe 3: Struktur- und Funktionseiweiße in Organismen Schematische Darstellung von Teilen des menschlichen Eiweißstoffwechsels Aus: Duden, Abiturhilfen Genetik, Dudenverlag, Mannheim 2000, S. 29

9 Thema 3: Lebewesen und Entwicklung 1 Für die Entwicklung aller Lebewesen stellt unter anderem das Wasser eine Grundlage des Lebens dar. 1.1 Fortpflanzungszyklen und stoffwechselphysiologische Prozesse der Organismen werden durch Wasser beeinflusst. Erläutern Sie diese Aussage ausführlich an je einem selbst gewählten Beispiel. 1.2 Im Material 1 sind zwei genetische Experimente dargestellt. Beschreiben Sie deren Durchführung und vergleichen Sie die erzielten Ergebnisse. 2 Geschwister sind trotz gemeinsamer Eltern individuell verschieden. Erläutern Sie drei genetisch bedingte Möglichkeiten für das Zustandekommen von Unterschieden zwischen den Geschwistern. 3 Drogen werden auch von vielen Jugendlichen als harmlose Substanzen angesehen, obwohl sie u. a. als Synapsengifte wirken können. 3.1 Für Nikotin ist nachgewiesen, dass es wie der Transmitter Azetylcholin wirkt, aber nicht durch das Enzym Azetylcholinesterase abgebaut werden kann. Erläutern Sie die Wirkung des Synapsengiftes Nikotin mit Hilfe beschrifteter Skizzen. 3.2 Beschreiben Sie mögliche Folgen des Drogenmissbrauchs für Jugendliche aus biologischer und sozialer Sicht. 4 Für die Entwicklung von Lebewesen sind sowohl angeborene als auch erlernte Verhaltensweisen von Bedeutung. 4.1 Beschreiben Sie assoziatives Lernen anhand eines selbst gewählten Beispiels. 4.2 Das Material 2 zeigt Ergebnisse eines Experimentes mit Lachtauben. Werten Sie das Material 2 aus, benennen Sie die vorliegende Lernform und begründen Sie Ihre Entscheidung.

10 Thema 3: Material 1 zur Aufgabe 1.2: Abbildung 1: Lebewesen und Entwicklung Genetische Experimente in schematischer Darstellung Untersuchungen am südafrikanischen Krallenfrosch Aus: Jaenicke, J. und Miram, W., Biologie heute S II, Lehrerhandbuch für den Sekundarbereich II, Band 2, Schroedel Schulbuchverlag GmbH, Hannover 1991, S. 46 Abbildung 2: Transplantationsversuche an der Algengattung Acetabularia Aus: Jaenicke, J. und Miram, W., Biologie heute S II, Lehrerhandbuch für den Sekundarbereich II, Band 2, Schroedel Schulbuchverlag GmbH, Hannover 1991, S. 44

11 Thema 3: Material 2 zur Aufgabe 4.2: Lebewesen und Entwicklung Versuchsergebnisse zum Lernen bei Lachtauben In einem Experiment wurden Lachtauben von Menschen aufgezogen. Die Lachtauben kamen mit ihren Eltern und Artgenossen nicht in Kontakt. In Auswahlversuchen wurden sie als geschlechtsreife Tiere jeweils einer Lachtaube des anderen Geschlechts und einem Menschen gegenübergestellt. Die Versuchsergebnisse sind in der folgenden Abbildung dargestellt: Nach: Materialien Biologie, Stark Verlag, D 2.2, S. 3