Schriftliche Abschlussprüfung Biologie

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1 Sächsisches Staatsministerium für Kultus Schuljahr 2004/2005 Geltungsbereich: für Klassen 10 an - Mittelschulen - Förderschulen - Abendmittelschulen Schriftliche Abschlussprüfung Biologie Realschulabschluss Allgemeine Arbeitshinweise Die schriftliche Abschlussprüfung besteht aus zwei Teilen: Teil I - Pflichtaufgabe Teil II - Wahlaufgaben Die Pflichtaufgabe 1 ist von allen Prüfungsteilnehmern zu lösen. Von den Wahlaufgaben ist nur eine Aufgabe zu bearbeiten. Die Aufgaben 2, 3 oder 4 stehen Ihnen zur Auswahl. Vor der planmäßigen Arbeitszeit stehen Ihnen 15 Minuten zum Vertrautmachen mit den Aufgaben zur Verfügung. Die Arbeitszeit beginnt nach dem Demonstrationsexperiment zur Pflichtaufgabe und beträgt 150 Minuten. Für die Prüfungsarbeit können 50 Bewertungseinheiten (BE) erreicht werden. Davon werden 25 Bewertungseinheiten für den Pflichtteil und 25 Bewertungseinheiten für den Wahlteil vergeben. Es ist kein Konzept erforderlich. Sie dürfen folgende Hilfsmittel verwenden: - Tabellen- und Formelsammlung ohne ausführliche Musterbeispiele sowie ohne Wissensspeicheranhang - Wörterbuch der deutschen Rechtschreibung Sign. 9/1/1 2005

2 Teil I - Pflichtaufgabe Aufgabe 1 Mensch und Gesundheit 1.1 Für alle Tätigkeiten unserer Organe brauchen wir Energie, die durch Verbrennung von Nährstoffen in den Zellen bereitgestellt wird. Ohne Sauerstoff, den wir durch die Lunge aufnehmen, kann keine Verbrennung stattfinden. Der Gasaustausch findet in den Lungenbläschen statt. a) b) c) d) Funktionsmodell des Lungenbläschens - Ordnen Sie folgende Begriffe den Buchstaben im Funktionsmodell des Lungenbläschens zu: Ausatemluft, sauerstoffreiches und kohlenstoffdioxidarmes Blut, Einatemluft, sauerstoffarmes und kohlenstoffdioxidreiches Blut. - Beschreiben Sie den Vorgang des Gasaustausches in den Lungenbläschen. 1.2 Der Lehrer demonstriert Ihnen den Nachweis eines Atemgases. - Welches Gas wurde nachgewiesen? - Geben Sie das Nachweismittel an. Für 1.1 erreichbare BE: 4 Für 1.2 erreichbare BE: Sei doch keine Memme, steck dir doch mal eine Zigarette an! Oft wird dieser Satz von Kindern und Jugendlichen gesprochen, aber wurde dabei bedacht? In Deutschland erkranken jährlich über Menschen an Lungenkrebs. Hauptursache ist das Rauchen. Von den Lungenkrebserkrankten leben nach fünf Jahren nur noch 5 8 %. (a (b (c (d (e (f (g Raucherstraße krebsgefährdete Stellen Stellen - Benennen Sie vier der gekennzeichneten krebsgefährdeten Stellen. Für 1.3 erreichbare BE: Seit 1993 spricht man von einer AIDS-Epidemie in Deutschland Menschen haben sich mit HIV infiziert, AIDS-Erkrankte wurden registriert und sind bereits an AIDS gestorben. - Beschreiben Sie den Unterschied zwischen HIV-Infektion (Ansteckung mit HI-Viren) und AIDS-Erkrankung. Für 1.4 erreichbare BE: 2 Sign. 9/1/2 2005

3 1.5 Die Tabelle zeigt Ihnen die Verteilung der AIDS-Erkrankungen im Zeitraum von 1993 bis 2003 in Deutschland (Quelle: Bundeszentrale für gesundheitliche Aufklärung, Köln 2004). AIDS-Erkrankungen Altersgruppe 0-9 Jahre Jahre Jahre Jahre Jahre Jahre männlich weiblich AIDS-Erkrankungen AIDS-Erkrankungen 8000 in Deutschland männlich 7000 weiblich Altersgruppen in Jahren - Übertragen Sie das Koordinatensystem und ergänzen Sie das Säulendiagramm für männliche und weibliche AIDS-Erkrankungen für die vorgegebenen Altersgruppen. - Nennen Sie in Auswertung des Diagramms oder der Tabelle eine mögliche Ursache für die Unterschiede in der Anzahl der männlichen und weiblichen AIDS -Erkrankungen in der Altersgruppe Jahren. - Erklären Sie, warum bereits Kinder in der Altersgruppe bis 9 Jahre an AIDS erkrankt sein können. Für 1.5 erreichbare BE: 5 Sign. 9/1/3 2005

4 1.6 Rainer ist 31 Jahre alt und HIV-infiziert. Menschen reagieren unterschiedlich auf HIV- Infizierte. Ich möchte für mich einen Platz in der Gesellschaft. Rainer - Erläutern Sie anhand einer Infektionsmöglichkeit, warum eine Ausgrenzung von HIV- Infizierten und AIDS-Erkrankten aus dem gesellschaftlichen Leben unbegründet ist. Für 1.6 erreichbare BE: Mit Haut und Haaren verliebt sein, auf der faulen Haut liegen oder aus der Haut fahren - zahlreiche sprachliche Wendungen spiegeln die große Bedeutung der Haut wider. - Erläutern Sie zwei Funktionen der Haut. Nutzen Sie dazu folgendes Zahlenmaterial. Tastsinneszellen (Hand innen): 25 pro cm² Wärmesinneszellen (Gesicht): 25 pro cm² Kältesinneszellen (Hand): 5 pro cm² Schweißdrüsen: 100 pro cm² Talgdrüsen: 15 pro cm² Schmerzpunkte: pro cm² Nerven: 4 m pro cm² Blutgefäße: 1 m pro cm² Fettschicht-Dicke: zwischen 1 cm und 10 cm 1.8 Die Abbildung zeigt Ihnen den Querschnitt der menschlichen Haut. Für 1.7 erreichbare BE: 4 a) a) b) d) c) b) c) d) e) f) g) Haut des Menschen - Benennen Sie vier der gekennzeichneten Teile der Haut. Für 1.8 erreichbare BE: 2 Sign. 9/1/4 2005

5 1.9 Die Haut ist eines der größten menschlichen Organe. Skalen zum Bestimmen der Hautoberfläche cm 2,20 m² kg 200 2, , ,90 1, ,70 1, ,50 1, ,30 Körpergröße Hautoberfläche Körpergewicht Anleitung: Verbinden Sie die Maßzahl der Körpergröße mit der des Körpergewichts durch eine Gerade. Lesen Sie am Schnittpunkt der Geraden mit der mittleren Skala die Größe der Hautoberfläche ab. - Bestimmen Sie die Größe der Hautoberfläche von Susi. Sie ist 1,70 m groß und wiegt 55 kg. Für 1.9 erreichbare BE: Ein heiß diskutiertes Thema unter Jugendlichen ist die Verschönerung des Körpers mit Piercing-Schmuck. Piercing-Schmuck - Geben Sie einen Grund an, weshalb im Sportunterricht offen getragener Piercing- Schmuck entfernt oder abgeklebt werden muss. Für 1.10 erreichbare BE: 1 Sign. 9/1/5 2005

6 Teil II - Aufgabe 2 Wahlaufgaben Bau und Leistungen der Pflanzen 2.1 Zur Blume des Jahres 2005 wurde der Große Klappertopf (Rhinanthus serotinus) gekürt. Der lustige Name stammt von den reifen Samen, die in trockenen Kapseln ein klapperndes Geräusch verursachen. Typische Standorte dieser Pflanze sind feuchte Wiesen und Flachmoore. - Geben Sie zwei Ziele an, die mit der Ernennung des Großen Klappertopfes zur Blume des Jahres beabsichtigt sind. Für 2.1 erreichbare BE: Der Große Klappertopf benutzt seine Nachbarpflanzen, z. B. Gräser, für seinen Stoffwechsel. Mit kleinen Saugvorrichtungen (Saugwarzen) entzieht er aus den Wurzeln der benachbarten Pflanzen Wasser und Mineralsalze. Diese gestohlenen Rohstoffe verwendet er für die Fotosynthese in den grünen Pflanzenteilen. - Nennen Sie den Zellbestandteil, in dem die Fotosynthese stattfindet. - Formulieren Sie die Wortgleichung für diesen biochemischen Vorgang. - Geben Sie zwei notwendige Bedingungen für die Fotosynthese an. - Leiten Sie aus den Endprodukten eine Bedeutung der Fotosynthese für die Lebewesen ab. Für 2.2 erreichbare BE: Die Standorte des Großen Klappertopfes werden auch von Moospflanzen besiedelt. Sie verfügen ebenfalls über eine besondere Form der Wasseraufnahme. Diese kann durch folgendes Experiment nachgewiesen werden: Zwei trockene und gleich große Moospflanzen werden in je ein Reagenzglas mit Wasser gestellt. a) Moospflanze I wird mit dem Rhizoid (Haftorgan) und dem unteren Teil des Stämmchens ins Wasser gestellt. b) Moospflanze II wird mit den Moosblättchen ins Wasser gestellt. Beginn nach einer Stunde Beginn nach einer Stunde Sign. 9/1/6 2005

7 - Beschreiben Sie die Beobachtungen für beide Moospflanzen. - Werten Sie das Experiment aus. - Benennen Sie den physikalischen Vorgang, durch den alle Pflanzen Wasser aufnehmen. Für 2.3 erreichbare BE: Moose haben im Naturhaushalt eine große Bedeutung. Sie speichern Wasser, wirken bodenbildend, verhindern an Hängen das Abtragen des Bodens und bauen Moore auf. Untersuchen Sie den Feinbau einer Moospflanze. - Fertigen Sie dazu ein Frischpräparat eines Moosblättchens an. - Stellen Sie im Mikroskop ein scharfes Bild ein und zeigen Sie es Ihrem Lehrer. - Zeichnen Sie eine Zelle mit ihren Anschlüssen an die Nachbarzellen. - Beschriften Sie zwei Zellbestandteile. Für 2.4 erreichbare BE: Die Erfindung des Mikroskops im 17. Jahrhundert bildete die technische Grundlage für die Zellenlehre. Heute werden mithilfe von leistungsfähigen Elektronenmikroskopen bestehende Zusammenhänge zwischen Zellen, Geweben und Organen umfassend entschlüsselt. - Samenpflanzen sind durch typische Merkmale gekennzeichnet. Ordnen Sie die folgenden Angaben nach zutreffend oder nicht zutreffend für Samenpflanzen. Vorhandensein von Geweben Vorhandensein von Leitungsbahnen Verdunstungsschutz Einrichtungen zur Wasserregulation a) Besitzen in den Blättern einfache Gewebe, Blätter sind einschichtig aufgebaut. b) Die Blätter sind mehrschichtig, aus Palisadengewebe, Schwammgewebe und Anschlussgewebe aufgebaut. c) Es sind unterschiedliche Leitbündel für Wasser und organische Stoffe vorhanden. d) Sie verfügen über einfache Leitungsbahnen. e) Der Verdunstungsschutz ist nicht oder sehr gering ausgebildet. f) Der Verdunstungsschutz ist durch Epidermis mit Kutikula ausgebildet. g) Einrichtungen zur aktiven Wasserregulation sind nicht vorhanden. h) Sie verfügen über Spaltöffnungen mit Schließzellen für die Wasserregulation. Für 2.5 erreichbare BE: Beim Vergleichen der Zellen und Gewebe von Moosen und Samenpflanzen lassen sich Rückschlüsse zur stammesgeschichtlichen Entwicklung ziehen. Querschnitte von Pflanzen a) b) - Ordnen Sie die Querschnitte den Samenpflanzen und den Moosen zu. - Begründen Sie, welcher der abgebildeten Pflanzenquerschnitte die höhere Entwicklungsstufe darstellt. - Erläutern Sie einen Vorteil der höheren Entwicklungsstufe. Für 2.6 erreichbare BE: 5 Sign. 9/1/7 2005

8 Aufgabe 3 MENDEL sche Gesetze 3.1 Ab 1855 arbeitete der Augustinermönch G. MENDEL im Klostergarten zu Brünn an Zuchtversuchen. Dazu kreuzte er Varianten der Gartenerbse und wertete seine Ergebnisse statistisch aus. Er erkannte, dass die Merkmale der Eltern nach bestimmten Gesetzen an die Nachkommen weitergegeben werden. - Formulieren Sie den Wortlaut des ersten und zweiten MENDEL schen Gesetzes. Für 3.1 erreichbare BE: Bei seinen Versuchen konzentrierte sich MENDEL häufig nur auf ein Pflanzenmerkmal. Er kreuzte u. a. Erbsen, die in der Hülsenform voneinander abwichen. Dabei stellte sich heraus, dass in der ersten Tochtergeneration (F 1 ) alle Hülsen eine glatte Form hatten. Elterngeneration (P) Hülsenform glatt Hülsenform runzlig - Erstellen Sie ein Kreuzungsschema bis zur F 1 -Generation. Legen Sie dazu eine geeignete Symbolik der Genpaare fest. - Begründen Sie das Aussehen der Hülsen in der F 1 -Generation. Für 3.2 erreichbare BE: Aus den glatten Hülsen der F 1 -Generation entnahm MENDEL den Samen und führte mit den daraus wachsenden Erbsenpflanzen weitere Kreuzungsexperimente durch. Er erhielt auf diesem Wege die zweite Tochtergeneration (F 2 ). - Geben Sie das Aussehen der Hülsen in der F 2 -Generation an. - Nennen Sie das hier wirkende MENDEL sche Gesetz. Für 3.3 erreichbare BE: 2 Sign. 9/1/8 2005

9 3.4 Der deutsche Botaniker CORRENS führte um 1900 Experimente mit der Japanischen Wunderblume (Mirabilis jalapa) durch. Er kreuzte reinerbig rotblühende und reinerbig weißblühende Pflanzen. In der F 1 -Generation waren alle Pflanzen rosablühend. Elterngeneration (P) rot weiß - Erstellen Sie ein Kreuzungsschema bis zur F 1 -Generation. Legen Sie dazu eine geeignete Symbolik der Genpaare fest. - CORRENS bestätigte mit seinen Experimenten die MENDEL schen Gesetze. Begründen Sie die Richtigkeit dieser Aussage. Für 3.4 erreichbare BE: Der Kunde eines Gärtners bestellt tausend rosa Wunderblumen. Um diesen Wunsch schnell zu erfüllen, wählt der unerfahrene Gärtnerlehrling für die Zucht alle rosafarbenen Pflanzen aus. - Beurteilen Sie das Vorhaben des Gärtnerlehrlings. Für 3.5 erreichbare BE: Bis zum Jahr 1953 war es den Biologen nicht möglich, grundlegende Aussagen zum Vererbungsgeschehen zu treffen. Erst die Entdeckung der DNS (DNA) durch WATSON und CRICK bot dafür Lösungsansätze. Viele Erkenntnisse der beiden Nobelpreisträger sind heute Schulwissen. In der Neuauflage eines Biologielexikons sollen Angaben zur DNS (DNA) enthalten sein. Dazu sollen Sie einen Beitrag leisten. - Beschreiben Sie mithilfe von insgesamt acht Aussagen das Vorkommen, den Bau und die Funktion der DNS (DNA). Für 3.6 erreichbare BE: Ein Ehepaar hat drei gemeinsame Söhne und möchte gern auch eine Tochter haben. Der Mann sagt bei Freunden: Es wird wohl in der Familie liegen... - Erklären Sie die Geschlechtsvererbung beim Menschen. - Treffen Sie eine Voraussage zum wahrscheinlichen Geschlecht eines vierten Kindes. Für 3.7 erreichbare BE: 3 Sign. 9/1/9 2005

10 Aufgabe 4 Angepasstheit der Pflanzen und Tiere im Gebirge 4.1 Pflanzen und Tiere sind in ihrer Verbreitung von den gegebenen Umweltfaktoren abhängig. In Hochgebirgen wie den Alpen kommt es dadurch zu einer charakteristischen Höhenstufengliederung der Pflanzengemeinschaften m m m Baumgrenze Enzian m m m m Meereshöhe Höhenstufengliederung der Pflanzengesellschaften Meereshöhe - Nennen Sie zwei abiotische Umweltfaktoren, die als Ursachen für die Veränderung der Pflanzengemeinschaften mit steigender Höhenlage wirken. - Begründen Sie, warum ab einer bestimmten Höhenlage im Hochgebirge keine Bäume mehr wachsen können. - Beschreiben Sie eine Anpassung des Enzians, die das Vorkommen oberhalb der Baumgrenze ermöglicht. Für 4.1 erreichbare BE: Auf den alpinen Bergwiesen sind teilweise einfache Nahrungsbeziehungen feststellbar. - Entwickeln Sie für die gegebenen Lebewesen eine mögliche Nahrungskette: Alpenschneehuhn, Alpenrose, Hummel, Bakterien, Steinadler. - Ordnen Sie die Lebewesen den Produzenten, Konsumenten oder Destruenten (Reduzenten) zu. - Definieren Sie den Begriff Produzent. Für 4.2 erreichbare BE: 6 Sign. 9/1/

11 4.3 Das Murmeltier (Marmota marmota) als Bewohner der alpinen Bergwiesen reagiert auf die abiotischen Umweltfaktoren mit einem jahreszeitlichen Aktivitätswechsel. Körpertemperatur in C Herzschläge pro Minute Atemzüge pro Minute Murmeltier im Sommer Murmeltier im Winter Körpertemperatur Körpertemperatur Atemzüge Herzschläge Atemzüge Herzschläge - Beschreiben Sie den jahreszeitlichen Aktivitätswechsel mithilfe der Diagramme. - Geben Sie zwei biotische Faktoren an, die das Leben des Murmeltieres beeinflussen. Für 4.3 erreichbare BE: Alpensalamander (Salamandra atra) leben in den Alpen bis zu einer Höhenlage von 3000 Meter. Ungewöhnlich ist ihre Fortpflanzung. Als Lurche bringen sie alle zwei bis vier Jahre zwei fertig entwickelte Jungtiere zur Welt. Der in tieferen Gebirgslagen lebende nahe verwandte Feuersalamander setzt dagegen jedes Jahr bis zu 60 Larven in sauerstoffreiche kühle Bäche ab. Alpensalamander (Salamandra atra) - Nennen Sie zwei Unterschiede in der Fortpflanzung beider Salamanderarten. - Stellen Sie einen Zusammenhang zwischen der Fortpflanzung des Alpensalamanders und den Umweltfaktoren in seinem Lebensraum her. - Geben Sie einen Nachteil der Fortpflanzungsstrategie des Alpensalamanders an. Für 4.4 erreichbare BE: 4 Sign. 9/1/

12 4.5 Bartgeier (Gypaetus barbatus) wurden vor rund 100 Jahren in den Alpen ausgerottet. Sie waren als Lämmerdiebe und sogar als Kinderräuber verschrien. Heute weiß man, dass sie sich ausschließlich von toten Tieren, vor allem deren Knochen, ernähren. Vor 25 Jahren begannen Naturschützer mit der Wiederansiedlung von Bartgeiern in den Alpen. Dazu wurden bisher 121 in zoologischen Gärten und Zuchtanlagen aufgezogene Jungvögel in sorgfältig ausgewählten, geeigneten Lebensräumen ausgesetzt. Seit sechs Jahren brüten die ersten Bartgeier wieder erfolgreich in den Alpen. Bartgeier (Gypaetus barbatus) - Für die erfolgreiche Wiederansiedlung des Bartgeiers waren umfangreiche Kenntnisse zur Biologie dieser Art nötig. Erläutern Sie diese Aussage. - Stellen Sie eine begründete Vermutung auf, warum es erst 19 Jahre nach Beginn der Wiederansiedlung zu erfolgreichen Bartgeierbruten in freier Natur kam. - Geben Sie in diesem Zusammenhang eine Aufgabe von zoologischen Gärten an. 4.6 Hochgebirge stellen ein empfindliches Ökosystem dar. - Beurteilen Sie an einem selbst gewählten Beispiel eine Auswirkung der touristischen Erschließung natürlicher Hochgebirgslebensräume. Für 4.5 erreichbare BE: 5 Für 4.6 erreichbare BE: 2 Sign. 9/1/