KULTUSMINISTERIUM DES LANDES SACHSEN-ANHALT. Abitur Biologie (Grundkurs) Arbeitszeit: 210 Minuten

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Klemens Pohl
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1 KULTUSMINISTERIUM DES LANDES SACHSEN-ANHALT Abitur 2001 Biologie (Grundkurs) Arbeitszeit: 210 Minuten Thema 1 Synthesen und Regulationen beeinflussen Lebensvorgänge Thema 2 Mikroorganismen in Natur, Landwirtschaft und Medizin Thema 3 Lebewesen und Entwicklung

2 Thema 1: Synthesen und Regulationen beeinflussen Lebensvorgänge 1 Die Entwicklung von Samenpflanzen ist an vielfältige biochemische Prozesse gebunden. 1.1 Nennen Sie drei biochemische Prozesse und stellen Sie Zusammenhänge zwischen ihnen dar. 1.2 Bei der Entwicklung der Pflanzen werden embryonale Zellen zu differenzierten Zellen. Vergleichen Sie eine junge, undifferenzierte Pflanzenzelle mit einer grünen Laubblattzelle und erläutern Sie die zu beobachtenden Veränderungen. 2 Hormone sind Botenstoffe, die in Organismen spezifische Reaktionen steuern. 2.1 Beschreiben Sie die im Material 1 dargestellten Ursache-Wirkungs-Beziehungen und eine mögliche spezifische Reaktion eines entstandenen Proteins. 2.2 Im Material 2 sind Faktoren dargestellt, die für die Trainierbarkeit der Gliedmaßenmuskulatur von Bedeutung sind. Werten Sie diesbezüglich die grafischen Darstellungen aus und stellen Sie Zusammenhänge her. 3 Lebensvorgänge vieler Organismen werden auch durch Licht reguliert. 3.1 Bei vielen Pflanzen beeinflusst die Belichtungsdauer deren Blühfähigkeit. Planen Sie ein Experiment, mit dem der Zusammenhang zwischen Belichtungsdauer und Blühfähigkeit einer Pflanzenart nachgewiesen werden kann. Erstellen Sie dazu ein Protokoll. 3.2 Verschiedene Reize, wie z. B. Licht, Geräusche oder Duftstoffe beeinflussen das Verhalten von Tieren. Stellen Sie für ein selbst gewähltes Beispiel eine Reiz-Reaktionskette auf.

3 Thema 1: Material 1 zur Aufgabe 2.1: Synthesen und Regulationen beeinflussen Lebensvorgänge Wirkungsweise von Hormonen Nach: Jaenicke, M., Biologie heute S II, Lehrerhandbuch für den Sekundarbereich II, Bd. 2, Schroedel Schulbuchverlag GmbH, Hannover 1991, S. 67

4 Thema 1: Material 2 zur Aufgabe 2.2: Synthesen und Regulationen beeinflussen Lebensvorgänge Untersuchungsergebnisse zur Trainierbarkeit der Gliedmaßenmuskulatur Androgene Sexualhormone, die in Hoden und in der Nebennierenrinde gebildet werden Aus: Jaenicke, M.: Biologie heute S II, Lehrerhandbuch für den Sekundarbereich II, Bd 2, Schroedel Schulbuchverlag GmbH, Hannover 1991, S. 66

5 Thema 2: Mikroorganismen in Natur, Landwirtschaft und Medizin 1 In Prokaryonten und Eukaryonten laufen vielfältige biochemische Prozesse ab. 1.1 Skizzieren und beschriften Sie je eine prokaryontische (Prozyte) und eukaryontische Zelle (Euzyte). 1.2 Im Material 1 sind verschiedene Wege der Gewinnung von Insulin zur Behandlung der Zuckerkrankheit (Diabetes mellitus) dargestellt. Beschreiben Sie die Bildung des Insulins in Zellen der Bauchspeicheldrüse auf der Grundlage der Ein-Gen-Ein-Enzym(Polypeptid)-Hypothese. Nennen Sie drei Vorteile, die sich durch die biotechnologische Gewinnung von Human-Insulin ergeben. 1.3 Prokaryonten weisen unterschiedliche Mechanismen zur Übertragung von genetischen Informationen auf. Benennen und erläutern Sie die im Material 2 veranschaulichten Prozesse (Abbildungen A, B und C). 2 Bei zwei völlig gleichartigen Versuchsansätzen mit Hefepilzen in Nährsubstrat werden ansonsten gleiche Versuchsbedingungen gewährleistet bis auf die Versorgung mit Sauerstoff, die im Experimentansatz A gegeben, im Experimentansatz B jedoch unterbunden ist. Man kann beobachten, dass im Experiment A eine höhere Vermehrungsrate der Hefepilze zu verzeichnen ist als im Experiment B. Erläutern Sie aus biochemischer und aus zytologischer Sicht die Vorgänge, die zu den beobachteten Resultaten führen. 3 Abiotische und biotische Faktoren beeinflussen das Leben der Organismen in ihren Ökosystemen. 3.1 In jedem Herbst fallen große Mengen Blätter auf den Boden von Laubwäldern. Beschreiben Sie ausgehend von den jahreszeitlichen Veränderungen die Bedeutung der Laubschicht für die Destruenten und Produzenten im Waldökosystem. 3.2 In der Land- und Forstwirtschaft werden auch Wechselbeziehungen zwischen Organismen durch die Menschen genutzt. Erläutern Sie an einem selbst gewählten Beispiel die biologischen Grundlagen einer Symbiose. 4 Systemfremde Schadstoffe schädigen die Lebewelt der Gewässer, vermindern dadurch die biologische Selbstreinigungskraft und beschleunigen auf diese Weise den Tod des Gewässers. 1 Entwickeln Sie dazu eine schematische Übersicht, die die Ursache-Wirkungs- Beziehungen veranschaulicht. Leiten Sie daraus Schlussfolgerungen zum Gewässerschutz und zur Gewässersanierung ab. 1 Daumer, K. und Schuster, M., Stoffwechsel, Ökologie und Umweltschutz, Bayerischer Schulbuchverlag, München 1990, S. 128

6 Thema 2: Material 1 zur Aufgabe 1.2: Mikroorganismen in Natur, Landwirtschaft und Medizin Gewinnungsmöglichkeiten von Insulin fl fl fl Schweine-Insulin Human-Insulin Human-Insulin Nach: Wandrey, C., Biotechnologie Chance und Herausforderung, Wirtschaftsverlag Bachem, Köln 1989, S. 31

7 Thema 2: Mikroorganismen in Natur, Landwirtschaft und Medizin Material 2 zur Aufgabe 1.3: Mechanismen zur Übertragung von genetischen Informationen bei Prokaryonten A B C Aus: Lüdicke, W. und Lüdicke, B., Durchblick, Wiederholung mit System, Eicanos Verlag, Bocholt 1995, S. 187

8 Thema 3: Lebewesen und Entwicklung 1 Haploide Keimzellen (Gameten) sind die Voraussetzung für die geschlechtliche Fortpflanzung. Beschreiben Sie den Verlauf der Meiose und ordnen Sie die Abbildungen im Material 1 in der zeitlichen Folge des Prozesses. 2 Die Kartoffelpflanze bildet an unterirdischen Sprossen Knollen aus, die Kartoffeln. Außerdem bildet sie Blüten, aus denen nach der Befruchtung kirschgroße Früchte heranwachsen. In einem Versuch wurden sowohl aus den Samen einer Kartoffelpflanze als auch aus ihren Knollen neue Pflanzen herangezogen. Bei den neuen Pflanzen lassen sich neben zahlreichen Gemeinsamkeiten auch Unterschiede feststellen. Äußern Sie begründete Vermutungen über die zu erwartenden variablen Phänotypen der Kartoffelpflanzen. 3 Erhaltung und Schutz von Biotopen sind zentrale Aufgaben des Naturschutzes. Das Material 2 bietet Informationen über zwei in Deutschland unter Naturschutz gestellte Arten. Werten Sie das Material 2 bezüglich der Bestandsentwicklung der beiden Tierarten aus. Erläutern Sie je zwei begründete Vermutungen über mögliche Ursachen und leiten Sie davon jeweils eine Maßnahme zur Förderung einer ausgewogenen Bestandsentwicklung von Elbe-Biber und Großtrappe ab. 4 Die Uratmosphäre der Erde enthielt keinen Sauerstoff, so dass die ersten einfachen Lebewesen ihre lebensnotwendige Energie anaerob gewinnen mussten. Höher entwickelte Lebewesen produzieren aerob ihre Lebensenergie. 4.1 Vergleichen Sie Dissimilationsprozesse auf der Grundlage des auszufüllenden Arbeitsblattes im Material 3. Nennen Sie vier Energie verbrauchende Prozesse in lebenden Organismen. 4.2 Beschreiben Sie den biochemischen Ablauf der Glykolyse.

9 Thema 3: Material 1 zur Aufgabe 1: Lebewesen und Entwicklung Stadien der Meiose in ungeordneter Reihenfolge Nach: Masuch, G., Abiturwissen Zellbiologie, Klett Verlag, Stuttgart 1989, S. 66

Thema 3: Material 2 zur Aufgabe 3: Lebewesen und Entwicklung Bestandsentwicklung der Großtrappe im Land Brandenburg (1972 ohne Angaben) und des Bibers im Einzugsbereich der Elbe Aus: Internet

10 Thema 3: Material 2 zur Aufgabe 3: Lebewesen und Entwicklung Bestandsentwicklung der Großtrappe im Land Brandenburg (1972 ohne Angaben) und des Bibers im Einzugsbereich der Elbe Aus: Internet Die Großtrappe (Otis tarda L.) Die Großtrappe ist ein putenähnlicher Vogel, der jedoch nicht mit den Hühnervögeln, sondern mit den Kranichen verwandt ist. Als Steppenbewohner wanderte der Vogel bereits im Mittelalter bei uns ein, als durch Waldrodung weiträumige Landwirtschaftsgebiete entstanden. Als Kulturfolger fand die Großtrappe auf den vielen ruhigen Brachen der Dreifelderwirtschaft günstige Bedingungen für ihre Entwicklung und Verbreitung. Im 18. Jahrhundert besiedelten die Großtrappen weiträumig entwässerte Niederungen Brandenburgs. Erwachsene Großtrappen ernähren sich vor allem vegetarisch, benötigen aber auch Insekten, Mäuse und andere Kleintiere. Trappenküken benötigen in der ersten Lebenswoche ausschließlich Insekten und andere wirbellose Tiere. Die Gelege bestehen in der Regel aus zwei olivgrünen Eiern mit bräunlichen Flecken; sie liegen auf Wiesen und Äckern in einer flachen Mulde. Der Elbe-Biber (Castor fiber albicus) Der Elbe-Biber ist das größte europäische Nagetier, das sich an Land eher schwerfällig, im Gewässer beim Schwimmen auch mit Hilfe seines breiten paddelförmigen Schwanzes geschickt fortbewegt. Der Elbe-Biber besiedelt fließende und stehende Gewässer, an deren Ufern Auwälder mit Dickichten aus Weide, Pappel, Espe, Birke oder Erle stehen. Im Besiedelungsgebiet entstehen Erdbaue, aber auch Burgen und Dämme in den Gewässern. Das Revier einer Biberfamilie, die neben den beiden Alttieren auch die diesjährigen und die vorjährigen Jungen umfasst, erstreckt sich auf eine Uferlänge von 1 3 km. Mit zwei bis drei Jahren wandern die Jungtiere ab und erschließen sich neue Lebensräume. Die Nahrung der Biber ist rein pflanzlich, dabei sind jahreszeitentsprechend unterschiedliche Anteile an Rinde, Ästen und Blättern der Nahrungsbäume sowie Krautvegetation vertreten. Nach: Internet

11 Thema 3: Material 3 zur Aufgabe 4.1: Lebewesen und Entwicklung Arbeitsblatt Beispiel aerober Energiegewinnung anaerober Energiegewinnung Bezeichnung des energieliefernden Prozesses Ausgangsstoffe Energiegehalt der Ausgangsstoffe Reaktionsprodukte Energiegehalt der Reaktionsprodukte Energiebilanz Bezeichnung der biochemischen Teilprozesse

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