Ministerium für Schule und Weiterbildung NRW BI GK HT 1 Seite 1 von 6. Unterlagen für die Lehrkraft. Abiturprüfung Biologie, Grundkurs

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1 Seite 1 von 6 Unterlagen für die Lehrkraft Abiturprüfung 2007 Biologie, Grundkurs 1. Aufgabenart I Bearbeitung fachspezifischen Materials mit neuem Informationsgehalt 2. Aufgabenstellung Thema: Pflanzenschutz durch Nervengifte I.1 Stellen Sie dar, wodurch das Ruhepotential am Axon einer Nervenzelle entsteht und erklären Sie die Funktion des ATP bei seiner Aufrechterhaltung. (14 Punkte) I.2 Werten Sie auf der Grundlage des Materials A und B (Diagramm 1 und 2) die Befunde zur Giftwirkung des Sambunigrin begründend aus. Zeichnen Sie dazu auch den zu erwartenden Verlauf des Membranpotentials in das vorbereitete Diagramm des Materials C ein und begründen Sie Ihre Entscheidung. (24 Punkte) I.3 Erläutern Sie anhand von Material A die Auswirkungen des Insektizids Bladafum auf die Informationsübertragung in der Synapse und erklären Sie, warum man Atropin als Gegenmittel verwenden kann. (16 Punkte) 3. Materialgrundlage Bayrhuber, H. und Kull, U. (Hrsg.): Linder Biologie, Braunschweig 2005, S. 207 Mangold, M.: Computer-Simulation zum Membranpotenzial, Stark-Verlag, Freising, S Oltmanns-Blank, S.: Atropin ein Gift als Gegengift. In: Unterricht Biologie, Jg. 25, 2001, H. 264, S. 53 Roschke, A.: Sambunigrin Motor der Evolution. In: Unterricht Biologie, Jg. 24, 2000, H. 257, S Bezüge zu den Vorgaben Inhaltliche Schwerpunkte Steuerungs- und Regulationsmechanismen im Organismus Molekulare und cytologische Grundlagen mit den Schwerpunkten Bau und Funktion des Neurons Erregungsentstehung, Erregungsleitung, Synapsenvorgänge einschließlich molekularer Grundlagen Synaptische Verschaltung und Verrechnung 2. Medien/Materialien entfällt

2 Seite 2 von 6 5. Zugelassene Hilfsmittel Wörterbuch zur deutschen Rechtschreibung 6. Vorgaben für die Bewertung der Schülerleistungen Teilleistungen Kriterien a) inhaltliche Leistung Teilaufgabe I.1 1 stellt dar, dass an einer Axonmembran zwischen dem Zellinneren und dem Außenmedium eine unterschiedliche Ionenverteilung besteht. 2 stellt dar, dass die Membran unterschiedlich permeabel für die verschiedenen Ionen ist: Nur Kaliumionen können entlang des Konzentrationsgradienten nach außen diffundieren, für die großen organischen Anionen ist die Membran impermeabel, sie lagern sich an die Innenseite der Axonmembran. Für Natriumionen sind die Kanäle im Ruhezustand geschlossen, es treten geringe Leckströme ins Axoninnere auf. 3 erklärt, dass diese unterschiedliche Verteilung der Ionen durch die Natrium-Kalium- Pumpe aufrechterhalten wird und dieser Transport gegen das Konzentrationsgefälle stattfindet. 1 4 erklärt, dass die für diesen Transport benötigte Energie durch ATP bereitgestellt wird. 2 (I) 5 erfüllt ein weiteres aufgabenbezogenes Kriterium. (2) 2(I) 6 (I) 4 (I) Teilaufgabe I.2 1 wertet Diagramm 1 aus: Durch die Giftwirkung von Sambunigrin tritt eine Blockade der ATP-Synthese ein, so dass der ATP-Gehalt der Zelle innerhalb von 5 Minuten von etwas über 5 mmol/l auf etwa 1 mmol/l sinkt. Nach Entfernung des Giftes steigt sofort die ATP-Konzentration auf den Ausgangswert an. 2 wertet Diagramm 2 aus: Innerhalb der Zelle liegt vor der Blockierung der ATP-Synthese die Konzentration der Kaliumionen bei etwa 110 mmol/l, der Natriumionen bei etwa 15 mmol/l. Im Laufe der Blockierung sinkt die Konzentration der Kaliumionen in der Zelle auf 10 mmol/l, die der Natriumionen steigt in der Zelle auf 115 mmol/l. Sobald ATP wieder vorhanden ist, sinkt die Na + -Konzentration in der Zelle innerhalb von wenigen Minuten auf 15 mmol/l, die K + -Konzentration steigt auf etwa 110 mmol/l. 4 (II) 6 (II) 1 AFB = Anforderungsbereich

3 Seite 3 von 6 3 erklärt, dass in Gegenwart von ATP (vor und nach der Blockierung) die Na + - und K + -Konzentrationen den Verhältnissen beim Ruhepotential entsprechen, bei Blockierung der ATP-Synthese die Natrium-Kalium-Pumpe die Ionen nicht mehr gegen ihren Konzentrationsgradienten pumpen kann, so dass in der Zelle die Konzentration von Natriumionen, außerhalb die der Kaliumionen ansteigt. 4 zeichnet in das vorgefertigte Diagramm des Materials C die Veränderung des Membranpotentials: 0 5 min: -90 mv, 5 25/32 min: kontinuierliche Abnahme in Richtung 0 mv, min: Anstieg des Membranpotentials auf -90 mv. 5 begründet, dass durch die Blockierung der ATP-Synthese infolge von Sambunigrin (Ausfall der Na + -K + -Pumpe) der Konzentrationsgradient von K + -Ionen sinkt, dadurch die Potentialdifferenz kontinuierlich abnimmt und die Spannung in Richtung 0 mv geht. 6 erfüllt ein weiteres aufgabenbezogenes Kriterium. (2) 6 (II) 4 (III) 4 (III) Teilaufgabe I.3 1 erläutert im Zusammenhang mit den Vorgängen an der Synapse, dass durch die stabile Blockade der ACh-Esterase der Transmitter ACh nicht gespalten wird, ACh die Rezeptoren immer wieder besetzen kann, so dass die Ionenkanäle in der postsynaptischen Membran lange geöffnet bleiben, die Erregung der postsynaptischen Membran fortdauernd weitergeleitet wird. 2 erklärt, dass Atropin die Acetylcholinrezeptoren reversibel blockiert, so dass ACh seltener mit den Rezeptoren reagiert. 3 erklärt die Wirkung von Atropin als Gegenspieler zum Bladafum mit einem erregungsabschwächenden Einfluss: Trotz blockierter ACh-Esterase bei einer Bladafumvergiftung wird eine dauerhafte Depolarisation der postsynaptischen Membran verhindert. 4 erfüllt ein weiteres aufgabenbezogenes Kriterium. (2) 8 (II) 4 (II) 4 (III) b) Darstellungsleistung führt seine Gedanken schlüssig, stringent und klar aus. strukturiert seine Darstellung sachgerecht. verwendet eine differenzierte und präzise Sprache. veranschaulicht seine Ausführungen durch geeignete Skizzen, Schemata etc. gestaltet seine Arbeit formal ansprechend. 6

4 Seite 4 von 6 7. Bewertungsbogen zur Prüfungsarbeit Name des Prüflings: Kursbezeichnung: Schule: Teilaufgabe I.1 1 stellt dar, dass 2(I) 2 stellt dar, dass 6 (I) 3 erklärt, dass diese 4 (I) 4 erklärt, dass die 2 (I) 5 erfüllt ein weiteres aufgabenbezogenes Kriterium: (2) Summe I.1 Teilaufgabe 14 EK 2 ZK DK Teilaufgabe I.2 1 wertet Diagramm 1 4 (II) 2 wertet Diagramm 2 6 (II) 3 erklärt, dass in 6 (II) 4 zeichnet in das 4 (III) 5 begründet, dass durch 4 (III) 6 erfüllt ein weiteres aufgabenbezogenes Kriterium: (2) Summe I.2 Teilaufgabe 24 2 EK = Erstkorrektur; ZK = Zweitkorrektur; DK = Drittkorrektur

5 Seite 5 von 6 Teilaufgabe I.3 1 erläutert im Zusammenhang 8 (II) 2 erklärt, dass Atropin 4 (II) 3 erklärt die Wirkung 4 (III) 4 erfüllt ein weiteres aufgabenbezogenes Kriterium: (2) Summe I.3 Teilaufgabe 16 Summe der I.1, I.2 und I.3 Teilaufgaben 54 Darstellungsleistung führt seine Gedanken strukturiert seine Darstellung verwendet eine differenzierte veranschaulicht seine Ausführungen gestaltet seine Arbeit Summe Darstellungsleistung 6 6 Summe insgesamt (inhaltliche und Darstellungsleistung) 60 Festlegung der Gesamtnote (Bitte nur bei der letzten bearbeiteten Aufgabe ausfüllen.) Übertrag der Punktsumme aus der ersten bearbeiteten Aufgabe 60 Übertrag der Punktsumme aus der zweiten bearbeiteten Aufgabe 60 der gesamten Prüfungsleistung 120 aus der Punktsumme resultierende Note Note ggf. unter Absenkung um ein bis zwei Notenpunkte gemäß 13,2 APO-GOSt Paraphe

6 Seite 6 von 6 ggf. arithmetisches Mittel der Punktsummen aus EK und ZK: Die Klausur wird mit der Note: ( Punkte) bewertet. Unterschrift, Datum: Grundsätze für die Bewertung (Notenfindung) Für die Zuordnung der Notenstufen zu den en ist folgende Tabelle zu verwenden: Note Punkte Erreichte sehr gut plus sehr gut sehr gut minus gut plus gut gut minus befriedigend plus befriedigend befriedigend minus ausreichend plus ausreichend ausreichend minus mangelhaft plus mangelhaft mangelhaft minus ungenügend