Biologie Schwerpunktfach

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1 Gymnasium 2. Klassen MAR Code-Nr. (5-stellig): Schuljahr 2009/2010 Datum der Durchführung: Dienstag, ORIENTIERUNGSARBEIT (OA 11) Gymnasium Biologie Schwerpunktfach Verfasser: Fachgruppe Biologie der 5 Gymnasien des Kantons Baselland Zeit: Hilfsmittel: 90 Minuten Schreibzeug Hinweise: 1. Notieren Sie auf dem Titelblatt die Nummer Ihres Codes. 2. Lesen Sie die Fragen genau durch und antworten Sie gemäss Anleitung (Skizze, Stichworte, ganze Sätze,...). 3. Die Antworten sind direkt auf die Aufgabenblätter zu schreiben. Sollten Sie mehr Platz als vorgesehen benötigen, benutzen Sie ein separates Blatt. Notieren Sie darauf Ihre Codenummer oben rechts. 4. Die Heftklammern nicht lösen. 5. Unleserliches wird nicht korrigiert und demzufolge auch nicht bewertet. 6. Die erreichbaren Punktzahlen sind angegeben. Punktemaximum: 72 Punkte Punkte für die Note 6: 60 Punkte Erreichte Punktzahl:... Punkte. Note (ganz oder halbzahlig): Seite 1 von 12

2 A Zytologie 1. Stoffe der Zelle 4 P. a) Finden Sie in der nachfolgenden Aussage die Fehler und schreiben Sie die Aussage korrekt neu. (1 P.) "Die DNA bildet eine Doppelhelix aus Zuckern und 4 anorganischen Basen, an denen die Phosphate hängen." b) Wo bricht die DNA zuerst auseinander, wenn man sie erhitzt? Wieso denken Sie dies? (1 P.) c) Nennen Sie ein anderes grosses organisches Molekül einer Zelle. Aus welchen Grundbausteinen ist dieses aufgebaut und welche 2 Funktionen kennen Sie vom genannten organischen Molekül? (2 P.) organisches Molekül + Grundbausteine 2 Funktionen des organischen Moleküls 2. Enzyme allgemein 6 P. a) Skizzieren Sie schematisch einen Enzym-Substrat-Komplex und beschriften Sie die Skizze mit vier Fachbegriffen. (2 P.) b) Geben Sie an, welche der folgenden Aussagen zu Enzymen korrekt (k) und welche falsch (f) sind. (4 P.) Enzyme werden bei einer enzymatischen Reaktion nicht verbraucht. Das aktive Zentrum eines Enzyms bestimmt seine Substratspezifität. Enzyme wirken, indem sie mehr Aktivierungsenergie liefern. Enzyme können durch Säuren denaturiert werden. Das aktive Zentrum eines Enzyms wird durch das Co-Enzym gebildet. Enzyme spalten immer Moleküle. Enzyme senken die Aktivierungsenergie des katalysierten Prozesses. Enzyme werden an den Ribosomen gebildet. Seite 2 von 12

3 3. Reaktionsgeschwindigkeit von Enzymen 2 P. a) Welche Gesetzmässigkeit steckt hinter dem exponentiellen Anstieg der Geschwindigkeit einer enzymatischen Reaktion bei zunehmender Temperatur? (1 P.) b) Wie erklärt sich der drastische Aktivitätsabfall eines Enzyms, wenn eine bestimmte Temperatur überschritten wird? (1 P.) 4. Enzymhemmung 5 P. Die Verdauung von Nährstoffen in unserem Körper ist abhängig von der optimalen Wirkungsweise diverser Enzyme. Im Experiment wurde der Effekt eines kompetitiven Inhibitors auf die Reaktionsgeschwindigkeit in Abhängigkeit der Substratkonzentration untersucht. Die Resultate sind in der folgenden Abbildung graphisch dargestellt. a) Begründen Sie die Unterschiede in den Reaktionsraten bei der Substratkonzentration von 10 µmol cm -3. (2 P.) b) Begründen Sie die ähnlich hohen Umsatzraten bei der Substratkonzentration von 30 µmol cm -3. (1 P.) c) Nennen und erläutern Sie eine andere Möglichkeit der Enzymhemmung und ergänzen Sie die Graphik mit der Kurve der von Ihnen genannten Hemmung (2 P.) Seite 3 von 12

4 5. Zellzyklus 4 P. Die Abbildung eines pflanzlichen Gewebes zeigt verschiedene Zellen während der Mitose. Die Mitose wird in vier Hauptphasen unterteilt. a) Füllen Sie folgende Tabelle zu 2 Hauptphasen der Mitose aus. (2 P.) Phasen Wesentlicher Vorgang in dieser Phase Metaphase Anaphase b) Umrahmen Sie in der obigen Abbildung deutlich je eine typische Zelle zu den beiden Phasen (mit M und A anschreiben) (1 P.) c) Was geschieht in der S-Phase des Zellzyklus? (1 P.) Seite 4 von 12

5 B Physiologie 1. Fotosynthese 4 P. a) Fassen Sie die Fotosynthese in einer chemischen Reaktionsgleichung (Summengleichung) zusammen. (2 P.) b) Erläutern Sie einen wichtigen Vorgang der Dunkelreaktion. (1 P.) c) Wo genau im Chloroplasten findet die Dunkelreaktion statt? (1 P.) 2. Pflanzenwachstum 3 P. Experiment: In einem luftdicht abgeschlossenen Gefäss, in dem sich eine grüne Pflanze befindet, fällt im Licht innerhalb kurzer Zeit die CO 2 -Konzentration auf einen Wert ab, der dann konstant bleibt. Wir bezeichnen diesen Wert als CO 2 -Kompensationspunkt (K). a) Schreiben Sie die in der Abbildung mit A bis D bezeichneten Prozesse in der untenstehenden Tabelle mit Fotosynthese oder Zellatmung an. (1 P.) b) Erklären Sie, weshalb sich eine konstante CO 2 -Konzentration einstellt. (1 P.) d) Beurteilen Sie das Schicksal einer Pflanze, die über längere Zeit in CO 2 -Konzentrationen entweder oberhalb K oder unterhalb K leben muss (eine Situation auswählen). (1 P.) A: B: C: D: Seite 5 von 12

6 3. Stofftransport 5 P. Es wurde eine Konzentrationsreihe von Zuckerlösungen hergestellt. Die zehn Lösungen wiesen Konzentrationen zwischen 0 und 0.45 mol/l auf. In jede der verschieden konzentrierten Zuckerlösungen gab man anschliessend ein genau 8 cm langes Kartoffelstäbchen aus dem Gewebe der Kartoffelknolle (siehe linke Abbildung). 60 Minuten später wurden die Stücke wieder herausgenommen und deren Länge genau gemessen. Die Resultate sind in der rechten Abbildung dargestellt. a) Erläutern Sie den Kurvenverlauf. (1 P.) b) Erklären Sie mit Worten und einer einfachen, beschrifteten Skizze den Zustand der Zelle bei 0.4 mol/l. (3 P.) Konzentration Erklärung (1 P.) Skizze der Zelle (+ 3 relevante Zellteile beschriftet) (2P.) 0.4 mol/l c) Wieviele Mol pro Liter osmotisch wirksamer Teilchen befinden sich durchschnittlich im Plasma einer Kartoffelzelle des Kartoffelstäbchens vor dem Versuch? Begründen Sie ihre Antwort (1 P.). Seite 6 von 12

7 4. Membranen und Stofftransport 4 P. a) Beschriften Sie die folgende Darstellung (2 P.): 1) 2) 3) 4) Die folgende Darstellung bezieht sich auf einen Natriumkanal in einer Zellmembran. Dargestellt ist die Stärke des Natriumtransportes in Abhängigkeit von bestimmten Versuchsbedingungen (Abkühlung, Zugabe eines Zellatmungsgiftes). Relativer Natriumionen-Transport Zugabe eines Zellatmungsgiftes b) Aus welchem Stoff ist ein solcher Kanal gebaut? (1 P.) c) Erfolgt der Stofftransport durch diesen Kanal aktiv oder passiv? Begründen Sie ihre Aussage unter Einbezug des Kurvenverlaufs. (1 P.) Seite 7 von 12

8 C Ökologie 1. Ökologische Nische 1 P. Kreuzen Sie die richtige Aussage an! Unter dem Begriff ökologische Nische versteht man die Verhaltensweisen einzelner Arten.... ein schwer zugängliches Gebiet, das nur von wenigen Tier- und Pflanzenarten besiedelt werden kann.... Boden- und Felsnischen, auch Baumhöhlen, in die nur einzelne Lebewesen hineinpassen.... die Gesamtheit der Beziehungen einer Art zu ihrer belebten und unbelebten Umwelt.... den Lebensraum einer Art. 2. Energie im Oekosystem 1 P. Bei einem Wechsel von einer trophischen Ebene zur Nächsten gehen etwa 90% der Energie verloren. Erläutern Sie zwei mögliche Gründe für den erwähnten Energieverlust. (1 P.) 3. Blattaufbau und Anpassung an Lebensbedingungen 6 P. a) In der Abbildung sehen Sie einen Schnitt durch ein Laubblatt. Beschriften Sie die Strukturen 1-6. (3 P) b) Welches wichtige Gewebe fehlt in dieser Abbildung? (1 P.) c) Dieses Blatt stammt von einer Pflanze, die an Trockenheit angepasst ist. Erläutern Sie dies anhand von 2 typischen Merkmalen xeromorpher Blätter. (2 P.) Seite 8 von 12

9 4. Umweltgifte 1 P. Im Kanton Baselland dürfen Forellen nur noch bis zur Länge von 40 cm gefangen und gegessen werden. Der Grund ist, dass in den Forellen das schwer abbaubare Umweltgift PCB gefunden wurde. Begründen Sie diesen Entscheid (1 P.) 5. C-Kreislauf 1 P. Geben Sie an, ob die folgenden Aussagen korrekt (k) oder falsch (f) sind: Im Meer wird Kohlenstoff in Form von Kalk deponiert und somit dem C-Kreislauf entzogen. Bei der Arbeit der Destruenten werden anorganische Kohlenstoffverbindungen frei. 6. Populationsveränderungen 3 P. Elche und Wölfe auf der Isle Royale a) Suchen Sie nach einer möglichen Erklärung für den abrupten Rückgang der Elchpopulation um (1 P.) Hinweis: Der Winter war nicht extrem kalt. b) Erklären Sie die Veränderungen der Populationen von Wolf und Elch im Zeitraum und (2 P.) Seite 9 von 12

10 D Blutkreislauf und Blut 1. Bau / Funktion des Herzens 2 P. Schreiben Sie die Namen der markierten Bauteile 1-4 des Herzens an. 1: 2: 3: 4: 2. Blut 4 P. Nennen Sie 4 Bestandteile (Stoffe / Zellen) des Blutes und ihre Hauptfunktionen. Stoff / Zelle / Bestandteil Beispiel: Rote Blutkörperchen Funktion Gastransport Seite 10 von 12

11 E Ausgewählte Organismengruppen 1. Systematik Organismen 2 P. Die Aaskrähen kommen in der Schweiz in zwei 'Formen' vor: Die westliche Rabenkrähe (Corvus corone corone) ist die bei uns im Baselbiet und der Nordschweiz bekannte, ganz schwarze Krähe; sie kommt auch in Frankreich und England vor. Im Tessin und weiter östlich haben die Krähen einen grauen Bauch und graue Schultern und werden deshalb Nebelkrähen genannt (Corvus corone corvix). a) Geben Sie den lateinischen Namen der Art und der Gattung in der Artbezeichnung Corvus corone (Aaskrähe) an. (1 P.) Aaskrähe (Corvus corone) Art Gattung b) Sie treffen im Nordtessin eine schwarze Krähe mit grauem Bauch an. Ist dies gemäss Ihren Kenntnissen der Artdefinition möglich oder handelt es sich um einen Gefangenschaftsflüchtling eines Exotenliebhabers? Begründen Sie ihre Antwort. (1 P.) 2. Reich / Symbiose 3P. Pilze wurden lange Zeit zum Reich der Pflanzen gezählt. a) Aus welchen zwei Gründen werden Pilze und Pflanzen heutzutage wohl nicht mehr zum gleichen Reich gezählt? (2 P.) b) Eine Flechte ist eine Symbiose zwischen Grünalgen und Pilzen. Was bekommt die Alge vom Pilz (2 Dinge)? (1 P.) 3. Bakterienzelle 3 P. a) Welche der folgenden 'Teile' kommen in einer Bakterienzelle nicht vor? (1 P.) (Nichtvorkommende 'Teile' streichen; werden Teile gestrichen, die vorkommen, dann resultieren Minuspunkte, total aber nicht weniger als 0 P.) Zellwand, Zellmembran, Mitochondrium, Ribosom, Erbgut, Plasmid, Zellkern, Geissel b) Zeichnen Sie eine Wachstumskurve einer Bakterienkolonie und beschriften Sie diese mit den passenden Fachbegriffen. (2 P.) Seite 11 von 12

12 4. Energiegewinnung bei Bakterien 2 P. a) Wie gewinnen Milchsäurebakterien ihre Lebensenergie? (Wortgleichung) (1 P.) b) Die Menge an gewonnener Energie (pro Mol Substrat) ist bei der Milchsäuregärung deutlich kleiner als bei der Zellatmung. Begründen Sie diese Feststellung. (1 P.) 5. Protista 4 P. Die folgende Abbildung zeigt einen Vorgang, der bei gewissen Protista stattfindet. a) Wie heissen die Strukturen / Organellen 1 und 2 und welche Funktion haben diese? (2 P.) 1 2 Name Funktion b) Beschreiben Sie in einem ganzen Satz, was im dargestellten Vorgang (a - c) geschieht oder geben Sie den Fachbegriff für diesen Vorgang an. (1 P.) c) Stellen Sie einen Bezug dieses Vorgangs zur Endosymbiontentheorie her. (1P.) 6. Cnidaria 2 P. Der Süsswasserpolyp zeigt zum einen Teil einfache Strukturmerkmale (Baumerkmale), andererseits aber auch hochspezialisierte Merkmale. Nennen Sie je ein konkretes Beispiel und begründen Sie Ihre Zuordnung. (2 P.) Seite 12 von 12