Vergleiche tabellarisch anhand von fünf Parametern anatomische und morphologische Merkmale von Licht- und Schattenblättern eines Laubbaumes.

Stelle ein Abzugspräparat der unteren Epidermis des vorliegenden Laubblattes her.

Mikroskopiere und fertige eine beschriftete Übersichtsskizze des Gewebeausschnitts an.

Das Meer ist bezüglich der Lichtintensität vertikal untergliedert in einen oberen lichtdurchfluteten Bereich (euphotische Zone), in dem Fotosynthese möglich ist, und in einen unteren Bereich mit so wenig Licht (aphotische Zone), dass die Fotosynthese nicht abläuft. Die Anteile des Lichtspektrums werden von den Wassermolekülen unterschiedlich stark absorbiert und reflektiert. Auch die Algenarten sind vertikal zoniert, verschiedene Arten leben in unterschiedlichen Tiefenbereichen.

Stelle anhand der Abbildungen 1 und 2 im Material 1 eine Hypothese zum Vorkommen der Rot-, Grün- und Braunalgen in den Tiefenbereichen auf.

Nenne vier Bedeutungen des Wassers.

Erläutere zwei Bedeutungen.

In einem Experiment hat man kurze Abschnitte der Blattstiele der Rhabarberpflanze eingeschnitten und unterschiedlichen Bedingungen ausgesetzt: gesättigte Zuckerlösung, Lagerung an der Luft, destilliertes Wasser.

Ordne die Bilder a, b und c im Material 2 den entsprechenden Bedingungen zu und begründe deine Zuordnung.

Es werden Unterschiede in der Betrachtung von gleichen bzw. miteinander verwandten Arten in verschiedenen Regionen ihrer Verbreitung festgestellt.

Erkläre die beobachteten Unterschiede in der Tabelle 1 und Abbildung 3 des Materials 3.

Stelle die Abhängigkeit der Lebensprozesse eines heimischen Greifvogels von der Temperatur (Angaben in relativen Einheiten) grafisch dar.

Erkläre den Kurvenverlauf.

Pflanzen benötigen zum Wachstum bestimmte Mengen an z. B. Stickstoff- und Phosphorverbindungen.

Begründe die Notwendigkeit der Elemente Stickstoff und Phosphor für den Zellstoffwechsel der Pflanzen an je einem Beispiel.

Eine wichtige Nahrungsgrundlage der Mehlkäferlarven ist Getreide mit einem Feuchtigkeitsgehalt unter 12 %.

Erläutere die stoffwechselphysiologische Ursache, die den Tieren das Überleben im trockenen Getreide ermöglicht.

Mit einer keimenden Kartoffel wurde ein Experiment durchgeführt. Den Versuchsansatz zeigt das Material 4.

Erkläre die nach ca. 20 Minuten eintretende Veränderung der Barium- bzw. Calciumhydroxid-Lösung unter stoffwechselphysiologischen Aspekten.

Vergleichen anhand von 5 Parametern, z.B.

• Gemeinsam: Gewebearten wie Epidermis, Schwamm-, Palisadengewebe, Vorhandensein von Spaltöffnungen

• Verschieden: Blattquerschnitte (dick/dünn); Blattoberfläche (klein/groß); Ausbildung der Kutikula (dick/dünn); ggf. Chloroplastengehalt/Chlorophyllgehalt

• Eventuelle Schlussfolgerung: übereinstimmender Grundaufbau, aufgrund der unterschiedlichen Stärke der Umweltfaktoren Licht und Wasser unterschiedliche Ausbildungen der Merkmale

Herstellen eines Abzugspräparates & Mikroskopieren

Beschriftete Übersichtsskizze: z.B.

Erstellen einer Hypothese zu jeder Algengruppe:

• Vorkommen der Grünalgen in geringer Wassertiefe und bis zu 30 m Tiefe, da maximale Sauerstoffproduktion bei 450 nm und 680 nm

• Braunalge nutzt Wellenlängen zwischen 400 und 700 nm annährend gleichermaßen zur Sauerstoffproduktion, daher könnte sie in allen Wassertiefen bis 30 m vorkommen

• die Rotalge mit max. Sauerstoffproduktion bei ca. 580 nm, daher könnte sie in einer Wassertiefe bis zu 30 m vorkommen

• Die unterschiedliche Verteilung der Algengruppen kann mithilfe des Prinzips des Konkurrenzausschlusses und der daraus folgenden Einnischung in verschiedene Tiefen begründet werden.

• Die Algen besitzen verschiedene Pigmente und sind daher unterschiedlich gut in der Lage die verschiedenen Wellenlängen zu nutzen (Grünlücke der Grünalgen im Vergleich zur maximalen Sauerstoffproduktion bei Rotalgen)

Nennen von vier Bedeutungen des Wassers:

z. B. Lösungs-, Quellungs- oder Transportmittel bzw. Regulation der Körpertemperatur und des Zellinnendrucks

Erläutern von zwei Bedeutungen

1. Wasser als Lösungsmittel

Aufgrund seines Dipol-Charakters ist Wasser in der Lage, viele Stoffe (insbesondere Salze und polare organische Moleküle) zu lösen.

• Mechanismus: Wassermoleküle bilden Hydrathüllen um Ionen oder Moleküle und verteilen sie gleichmäßig.

• Bedeutung: Nur in gelöster Form können Nährstoffe, Hormone oder Abfallprodukte chemisch reagieren. Der gesamte Stoffwechsel einer Zelle findet in wässriger Lösung statt.

2. Regulation der Körpertemperatur

Wasser besitzt eine hohe spezifische Wärmekapazität und eine hohe Verdampfungswärme.

• Mechanismus: Wenn Wasser (Schweiß) auf der Haut verdunstet, wird der Umgebung und dem Körper Wärmeenergie entzogen (Verdunstungskälte). Zudem ändert Wasser seine Temperatur nur langsam, was den Organismus vor schnellen Temperaturschwankungen schützt.

• Bedeutung: Dies ermöglicht es gleichwarmen Tieren (wie dem Menschen), ihre Körpertemperatur auch bei Anstrengung oder Hitze in einem überlebenswichtigen, konstanten Bereich zu halten.

Hinweis: Zur Erreichung der vollen Punktzahl, können auch andere Bedeutungen genannt/erläutert werden, soweit angebracht.

Zuordnen und Begründen

a) Lagerung an der Luft: Gewebespannung sinkt durch Verdunstung des aus den Zellen austretenden Wassers, Stielteile weichen etwas auseinander

b) dest. Wasser als hypotonische Lösung – osmotischer Wassereintritt in die Stielteile – Zellvolumen wird größer und Turgor steigt – Stielteile wölben sich deutlich nach außen

c) gesättigte Zuckerlösung als hypertonische Lösung – osmotischer Wasseraustritt – Turgor nimmt ab – Anlegen der Stielteile

Erklären der Unterschiede

Tab a.:

• kausaler Zusammenhang zwischen Herzgewicht, Körpergröße und geographischer Breite

• Anwendung der Bergmann'schen Regel auf unterschiedliche Populationen (Tiere in kalten Regionen größer als ihre Verwandten in warmen Gebieten)

Abb b.:

• Anwendung der Allen'schen Regel auf Länge der Ohren bei Füchsen (Tiere in kalten Klimaten kleinere Körperanhänge)

Grafisches Darstellen als Temperatur-Toleranzkurve

Erklären des Kurvenverlaufs

• z. B. Anstieg des Grafen vom Min. bis zum optimalen Temperaturbereich aufgrund der RGT-Regel

• relativ große Temperaturspanne mit konstanter maximaler Lebensaktivität

• Abfall des Graphen bis auf minimale Lebensaktivität am Temperaturminimum, aufgrund der Eiweißdenaturierung

Begründen der Bedeutung von Stickstoff- und Phosphorsalzen an je einem Beispiel:

• Stickstoff zum Aufbau der stickstoffhaltigen Basen der DNS

  • DNS als Speicher der Erbinformation

• Phosphor als Baustein von ATP, ATP als Energiespeicher, - lieferant bzw. –überträger

Erläutern der stoffwechselphysiologischen Ursachen:

Der Käfer nutzt die Nährstoffe des Getreides, gewinnt u. a. daraus Glucose, die er in der Zellatmung zu Kohlenstoffdioxid und Wasser abbaut.

Dieses in der Atmungskette entstehende Oxidationswasser dient dem Käfer als einzige Wasserquelle zum Überleben.

Erklären der eintretenden Veränderung der Barium- bzw. Calciumhydroxidlösung:

• Ablauf der Zellatmung in den Kartoffelzellen

• Entstehung von Kohlenstoffdioxid und Wasser nach vollständigem Abbau der gespeicherten Stärke in der Kartoffel

• Barium-/Calciumhydroxidlösung reagiert mit CO₂ zu unlöslichem Barium-/Calciumcarbonat

• fällt als weißer Niederschlag aus