Ministerium für Schule und Weiterbildung NRW BI GK HT 4 Seite 1 von 8. Unterlagen für die Lehrkraft. Abiturprüfung Biologie, Grundkurs

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1 Seite 1 von 8 Unterlagen für die Lehrkraft Abiturprüfung 2009 Biologie, Grundkurs 1. Aufgabenart Bearbeitung fachspezifischen Materials 2. Aufgabenstellung Thema: Vegetationsuntersuchungen in einer Heidelandschaft III.1 Fassen Sie die Ergebnisse der Untersuchung des Bodenwassergehaltes zusammen und deuten Sie die Bodenwasserverhältnisse im Jahresverlauf in den vier Kleinlebensräumen der Senne unter Berücksichtigung biotischer und abiotischer Umweltfaktoren (Material A). (16 Punkte) III.2 Beschreiben Sie die Ergebnisse der Minirhizotron-Experimente in Material C (Abbildung 4) und erläutern Sie die Begriffe interspezifische Konkurrenz und ökologische Potenz. Deuten Sie in diesem Zusammenhang die Ergebnisse der Minirhizotron-Experimente. Vergleichen Sie die Aussagekraft von Reinkultur- und Mischkulturexperimenten auf allgemeiner Ebene. (26 Punkte) III.3 Stellen Sie auf der Basis der Untersuchungen und Daten in Material B und der Minirhizotron-Experimente in Material C eine Hypothese darüber auf, warum der Anteil von Carex arenaria in der Vegetationsdecke von 1995 bis 1997 zurückgegangen ist, und darüber, wie sich der Anteil in den darauffolgenden Jahren bis 2000 entwickelt haben könnte. (12 Punkte) 3. Materialgrundlage Deutscher Wetterdienst, Geschäftsbereich Wettervorhersage, Referat Datenservice, Postfach , D Offenbach, Jahresniederschlagswerte Riedberg ; persönliche Mitteilung ( ) Weigelt, A., Röttgermann, M., Steinlein, T., Beyschlag, W. (2000). Influence of water availability on competitive interactions between plant species on sandy soils, Folia Geobotanica 35, ( ) ( ) ( ) ( )

2 Seite 2 von 8 Abbildung 1 verändert nach: Weigelt, A. et al. (2000), S. 173 Abbildung 2 aus: Abbildung 3 aus: Abbildung 4 verändert nach: Weigelt, A. et al. (2000), S. 176 Tabelle 1: Deutscher Wetterdienst, persönliche Mitteilung ( ) 4. Bezüge zu den Vorgaben Inhaltliche Schwerpunkte Ökologische Verflechtungen und nachhaltige Nutzung Umweltfaktoren, ökologische Nische Untersuchungen in einem Lebensraum Terrestrisches System Wald oder naturnaher Park (II): Schichtung und Aufbau, Einfluss von Standortfaktoren und Bewirtschaftung, Erstellen von Vegetationsaufnahmen, Charakterisierung von Waldgesellschaften Einfache Beziehungen zwischen Organismengruppen und abiotischen Habitatfaktoren Anpassungen an Temperatur und Feuchtigkeit bei Tieren und Pflanzen Wechselbeziehungen, Populationsdynamik Beziehungen zwischen Populationen: LOTKA-VOLTERRA-Regeln, Konkurrenz, Koexistenz 2. Medien/Materialien entfällt 5. Zugelassene Hilfsmittel Wörterbuch zur deutschen Rechtschreibung

3 Seite 3 von 8 6. Vorgaben für die Bewertung der Schülerleistungen Teilleistungen Kriterien a) inhaltliche Leistung Teilaufgabe III.1 1 fasst sinngemäß die Ergebnisse der Abbildung 1 zusammen: Der Bodenwassergehalt ist in den vier Kleinlebensräumen unterschiedlich hoch (und zwar zunehmend von den offenen Sandflächen bis zu den Heidekrautflächen). Es treten jahreszeitliche Schwankungen auf. Der Bodenwassergehalt ist bei allen Kleinlebensräumen im Spätsommer/Herbst (September/Oktober) am niedrigsten. Die Austrocknung im Heideland ist im September/Oktober stärker ausgeprägt als in den übrigen Kleinlebensräumen. Der Bodenwassergehalt nimmt v. a. in den trockenen Graslandschaften und in der Heidegesellschaft in den Wintermonaten deutlich zu. 2 deutet sinngemäß, dass die Trockenheit im Spätsommer/Herbst vermutlich auf geringere Niederschläge und höhere Temperaturen zurückzuführen ist (abiotische Umweltfaktoren), der Bodenwassergehalt umso größer ist, je stärker die Pflanzendecke ausgeprägt ist (Verdunstungsschutz, Wasserspeicherung) (biotische Umweltfaktoren), in der Heidelandschaft vermutlich eine erhöhte Transpiration während der warmen Sommermonate zu größerer Austrocknung führt. 3 erfüllt ein weiteres aufgabenbezogenes Kriterium. (2) 1 8 (I) 8 (II) 1 AFB = Anforderungsbereich

4 Seite 4 von 8 Teilaufgabe III.2 1 beschreibt sinngemäß die Ergebnisse der Experimente aus Abbildung 4: Bei guter Wasserversorgung erreichen beide Arten in Mischkultur jeweils etwa die gleiche oberirdische Biomasse wie in Reinkultur, dabei liegen die Werte für D. flexuosa auf etwas niedrigerem Niveau. Bei schlechter Wasserversorgung erreicht C. arenaria in Reinkultur dieselbe oberirdische Biomasse wie bei guter Wasserversorgung (knapp 0,30 g), in Mischkultur dagegen beträgt die Biomasse nur noch etwa 0,10 g. D. flexuosa erreicht bei Wassermangel in Reinkultur nur etwa Dreiviertel des oberirdischen Biomassewertes (gegenüber guten Bedingungen), in Mischkultur fällt die Biomasse bei Wassermangel auf knapp die Hälfte. Die Unterschiede zwischen Rein- und Mischkultur sind unter Wassermangel bei C. arenaria größer als bei D. flexuosa. 2 erläutert sinngemäß die Begriffe interspezifische Konkurrenz und ökologische Potenz : Konkurrenz zwischen Arten (interspezifische Konkurrenz) entsteht, wenn sie die gleiche begrenzte Ressource in einem Lebensraum nutzen. In einer allgemeinen Definition wird die ökologische Potenz einer Art als die Toleranz gegenüber ökologischen Faktoren verstanden. oder Eine speziellere Definition versteht ökologische Potenz als das Toleranzverhalten unter Konkurrenzbedingungen im Unterschied zur physiologischen Potenz, die das Toleranzverhalten in Reinkultur ohne Konkurrenz beschreibt. 3 deutet sinngemäß in diesem Zusammenhang die Minirhizotron-Experimente: Konkurrenz hat bei guter Wasserversorgung nur geringe Auswirkungen im Laborexperiment und beide Arten entwickeln sich nebeneinander ähnlich wie in Einzelkultur. Dabei erzielt C. arenaria größere Biomassezuwächse. Dies deutet darauf hin, dass C. arenaria unter optimalen Bedingungen im natürlichen Biotop langfristig konkurrenzstärker ist. Unter Wassermangel ohne Konkurrenz zeigt C. arenaria die größere physiologische Potenz. Bei Wassermangel in der Konkurrenzsituation sind die Auswirkungen auf C. arenaria stärker als auf D. flexuosa. Daraus lässt ggf. unter Wassermangel eine größere ökologische Potenz für D. flexuosa als für C. arenaria ableiten. 4 vergleicht die Aussagekraft von Reinkultur- und Mischkulturexperimenten, z. B.: Physiologische Daten zur Reaktionsbreite / zur Toleranz gegenüber einem Umweltfaktor, die in Reinkulturversuchen ermittelt werden, können das Vorkommen einer Art am natürlichen Standort mit bestimmten Ökofaktoren nicht vorhersagen. Mischkulturversuche dagegen zeigen, dass durch interspezifische Konkurrenz je nach Ausprägung der Ökofaktoren sich die eine oder die andere Art besser durchsetzen kann auch unter Bedingungen, die vom physiologischen Optimum abweichen. 5 erfüllt ein weiteres aufgabenbezogenes Kriterium. (3) 8 (I) 6 (II) 8 (II) 4 (III)

5 Seite 5 von 8 Teilaufgabe III.3 1 stellt eine Hypothese zum Rückgang des Vegetationsanteils von C. arenaria auf, indem er die vorgelegten Daten aus Material B aufgreift, z. B.: Die Jahresniederschläge in den Jahren 1996 und 1997 sind auffällig niedriger als in den vorausgehenden Jahren 1992 bis Auch in den folgenden Jahren ab 1998 liegen sie wieder auf deutlich höherem Niveau. Da C. arenaria unter Wassermangelbedingungen gegenüber D. flexuosa am Standort weniger gut konkurrieren kann, lässt sich der Rückgang bei C. arenaria von 1995 auf 1997 mit den Niederschlagsdaten erklären. 2 entwickelt eine Hypothese zum weiteren Verlauf des Vegetationsanteils von C. arenaria, z. B.: In der weiteren Entwicklung ab 1998 könnte sich die ursprüngliche Vegetationszusammensetzung allmählich wieder eingestellt haben, weil sich die übriggebliebenen Bestände von C. arenaria unter den wieder feuchteren Bodenbedingungen erneut ausbreiten und mit D. flexuosa erfolgreicher konkurrieren können. 3 erfüllt ein weiteres aufgabenbezogenes Kriterium. (1) 7 (II) 5 (III) b) Darstellungsleistung führt seine Gedanken schlüssig, stringent und klar aus. strukturiert seine Darstellung sachgerecht. verwendet eine differenzierte und präzise Sprache. gestaltet seine Arbeit formal ansprechend. 6

6 Seite 6 von 8 7. Bewertungsbogen zur Prüfungsarbeit Name des Prüflings: Kursbezeichnung: Schule: Teilaufgabe III.1 1 fasst sinngemäß die 8 (I) 2 deutet sinngemäß, dass 8 (II) 3 erfüllt ein weiteres aufgabenbezogenes Kriterium: (2) Summe III.1 Teilaufgabe 16 EK 2 ZK DK Teilaufgabe III.2 1 beschreibt sinngemäß die 8 (I) 2 erläutert sinngemäß die 6 (II) 3 deutet sinngemäß in 8 (II) 4 vergleicht die Aussagekraft 4 (III) 5 erfüllt ein weiteres aufgabenbezogenes Kriterium: (3) Summe III.2 Teilaufgabe 26 EK ZK DK 2 EK = Erstkorrektur; ZK = Zweitkorrektur; DK = Drittkorrektur

7 Seite 7 von 8 Teilaufgabe III.3 1 stellt eine Hypothese 7 (II) 2 entwickelt eine Hypothese 5 (III) 3 erfüllt ein weiteres aufgabenbezogenes Kriterium: (1) Summe III.3 Teilaufgabe 12 Summe der III.1, III.2 und III.3 Teilaufgabe 54 EK ZK DK Darstellungsleistung führt seine Gedanken strukturiert seine Darstellung verwendet eine differenzierte gestaltet seine Arbeit Summe Darstellungsleistung 6 6 EK ZK DK 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 Abs. 2 APO-GOSt EK ZK DK Paraphe

8 Seite 8 von 8 ggf. arithmetisches Mittel der Punktsummen aus EK und ZK: ggf. arithmetisches Mittel der Notenurteile aus EK und ZK: Die Klausur wird abschließend 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