Bei der Fortpflanzung von Lebewesen werden zwei Formen unterschieden, die geschlechtliche und die ungeschlechtliche Fortpflanzung.

• Definiere den Begriff Fortpflanzung.

• Vergleiche die zwei Formen der Fortpflanzung.

• Gib ein Lebewesen an, das sich ungeschlechtlich fortpflanzt.

Samenpflanzen bilden Blüten zur Fortpflanzung.

Abbildung: Kirschblüte (schematisch)

• Benenne die in der Abbildung gekennzeichneten Teile der Blüte.

• Gib für das Teil 1 der Blüte eine Funktion an.

Bestäubung ist die Übertragung von Pollen auf die Narbe.

• Begründe, weshalb Fichten und Kiefern besonders viele Pollenkörner bilden.

• Notiere zwei Merkmale von Blüten, die durch Insekten bestäubt werden.

Menschen pflanzen sich geschlechtlich fort.

Abbildungen: weibliche und männliche Fortpflanzungsorgane (schematisch)

• Benenne jeweils drei weibliche und drei männliche in der Abbildung gekennzeichnete Fortpflanzungsorgane.

• Wende das Erschließungsfeld Bau und Funktion auf Teil 1 oder Teil 7 an.

Erkrankungen der Fortpflanzungsorgane können unterschiedliche Ursachen haben. Lese dazu den folgenden Text und bearbeite die im Anschluss gestellten Aufgaben.

Geschlechtskrankheiten

Geschlechtskrankheiten gehören zu den Infektionskrankheiten. Die Ansteckung erfolgt meist beim Geschlechtsverkehr, da sich die Erreger in den Körperflüssigkeiten befinden. Häufig auftretende Geschlechtskrankheiten sind Tripper, Syphilis und Herpes. Während Tripper und Syphilis durch Bakterien verursacht werden, erfolgt die Ansteckung bei Herpes durch Viren.

Von der Ansteckung bis zum Krankheitsausbruch vergehen einige Tage bis Wochen. Bei Tripper kommt es nach zwei bis sieben Tagen zum Jucken in der Harnröhre, eitrigem Ausfluss bzw. zum Brennen beim Wasserlassen. Bei Herpes kommt es erst nach ein bis drei Wochen zu Hautausschlag mit Bläschen an den Geschlechtsorganen, Fieber und Kopfschmerzen. Viele bakterielle Geschlechtskrankheiten werden mit Antibiotika behandelt. Rechtzeitig erkannt, können fast alle diese Krankheiten erfolgreich behandelt werden. Die Verwendung von Kondomen beim Geschlechtsverkehr verringert die Gefahr einer Ansteckung mit Geschlechtskrankheiten.

• Erstelle eine Übersicht zur Geschlechtskrankheit Tripper mit folgenden Angaben: Ursache, zwei Symptome und Behandlungsmöglichkeit.

• Kondome können vor Geschlechtskrankheiten schützen. Gib einen Grund an.

Das Geschlecht beim Menschen wird durch die Kombination von zwei Geschlechtschromosomen bei der Befruchtung der Eizelle durch die Samenzelle festgelegt.

• Erstelle ein Kreuzungsschema zur Vererbung des Geschlechts beim Menschen.

Schwangere sollten einige Verhaltensregeln beachten, damit sie das ungeborene Kind nicht gefährden.

• Begründe eine Verhaltensregel von Schwangeren, die zur gesunden Entwicklung des Kindes beiträgt.

In unserer Heimat kommen zahlreiche Ökosysteme vor.

• Definiere den Begriff Ökosystem.

Laubmischwälder sind aus verschiedenen Schichten aufgebaut.

Abbildung: Schichten des Laubmischwaldes (schematisch)

• Übernehme die Tabelle in deine Aufzeichnungen und ergänze die fehlenden Fakten in der Spalte Schichten.

• Ordne die nachfolgenden Lebewesen den entsprechenden Schichten in den Spalten Pflanzen oder Tiere zu:

  Waldameise, Schwarzer Holunder, Baummarder, Adlerfarn, Rotfuchs, Sternmoos, Rotbuche, Regenwurm

Umweltfaktoren beeinflussen das Leben von Organismen.

Abbildung: Eichhörnchen

• Notiere zwei abiotische Umweltfaktoren, die auf ein Eichhörnchen einwirken.

• Wende das Erschließungsfeld Bau und Funktion auf das Eichhörnchen an.

Lebewesen sind in Ökosystemen voneinander abhängig.

• Stelle eine mögliche Nahrungskette des Ökosystems Wald bestehend aus vier Gliedern der folgenden Lebewesen auf:

  Eichelhäher, Stockente, Gemeine Fichte, Sperber, Stieleiche, Borkenkäfer, Bakterien, Buntspecht, Steinpilz, Kartoffelkäfer

• Erläutere an einem Sachverhalt die Bedeutung der Reduzenten in Ökosystemen.

Der Wald-Ziest ist eine krautige Pflanze. Der Umweltfaktor Licht hat einen großen Einfluss auf die Wuchshöhe und die Blütenbildung dieser Pflanze.

Wald-Ziest

Lichteinstrahlung in % Wuchshöhe in cm Blütenbildung 55 0 – 60 22 wenig 65 40 wenig 70 60 sehr viel 80 40 viel 90 30 wenig 100 0 – Einwirkung der Lichteinstrahlung auf Wuchshöhe und Blütenbildung des Wald-Ziests

• Stelle die in der Tabelle aufgeführten Werte in einem Kurvendiagramm grafisch dar. Verwende dazu Millimeterpapier.

• Gib den Toleranzbereich des Wald-Ziests gegenüber dem Umweltfaktor Licht an.

Laubblätter können vielfältige Formen haben.

Abbildungen: Laubblattformen

• Bestimme mithilfe des Bestimmungsschlüssels zwei Baumarten, deren Laubblätter (A – F) abgebildet sind. Notiere für jede zu bestimmende Art:

  a) den jeweiligen Bestimmungsweg

  b) den Artnamen.

Wälder und andere Ökosysteme können durch die Tätigkeit des Menschen beeinflusst werden.

• Ordne den Eingriffen (1 – 4) die Wirkungen (A – D) zu.

Charles Darwin gilt als Begründer der modernen Evolutionstheorie.

• Definiere den Begriff Evolution.

Die Evolution von Gemeinen Schimpansen und Bonobos lässt sich mit dem Wirken von Evolutionsfaktoren erklären. Lies dazu den folgenden Text und bearbeite die im Anschluss gestellten Aufgaben.

Die Entwicklung von Gemeinem Schimpansen und Bonobo

Vor ca. 5 Millionen Jahren lebte im Tropischen Regenwald Afrikas eine Population der Ursprungsart der Gemeinen Schimpansen und Bonobos beiderseits des Flusses Kongo. Dieser war so schmal, dass sich die Affen innerhalb der Population treffen konnten. Mit der Zeit wurde der Fluss immer breiter und Fressfeinde, z. B. Krokodile, besiedelten den Fluss. Es kam nicht mehr zum Aufeinandertreffen der nun entstandenen zwei Teilpopulationen. Im Laufe der Zeit entstanden aus der Ursprungsart zwei neue Arten – der Gemeine Schimpanse und der Bonobo. Da sich beide Arten sehr ähnlich sind, wurde erst 1929 erkannt, dass der Bonobo eine eigene Art ist.

• Beschreibe die Entstehung der Arten Gemeiner Schimpanse und Bonobo anhand des Wirkens eines Evolutionsfaktors.

• Notiere zwei weitere Evolutionsfaktoren.

Fossilien gelten als Belege für die Evolution.

• Beschreibe die Entstehung einer Fossilienform.

• Gib zwei weitere Formen von Fossilien an.

Übergangsformen stellen Bindeglieder in der Evolution der Lebewesen dar. Eine Übergangsform ist der Urvogel, der Merkmale der Wirbeltierklassen Kriechtiere und Vögel aufzeigt.

Abbildung: Urvogel (schematisch)

• Ordne folgende Merkmale den entsprechenden Wirbeltierklassen zu: Flügel mit Federn, Finger mit Krallen, lange Schwanzwirbelsäule, Zähne im Kiefer.

• Erkläre eine Bedeutung von Fossilien.

Änderungen in der Merkmalsausbildung von Lebewesen können verschiedene Ursachen haben. Man unterscheidet zwischen Mutation und Modifikation.

• Ordne die angegebenen Merkmalsänderungen der Mutation oder der Modifikation zu.

  a) weiße Fellfarbe bei Eisbären

  b) unterschiedliche Größe von Erdbeeren einer Pflanze

  c) genetisch bedingte Krankheiten beim Menschen, z. B. Trisomie 21

  d) kurze, krumme Beine beim Dackel

• Begründe zwei Ihrer Entscheidungen.

• Notiere zwei Mutagene.

• Begründe, warum Mutationen nicht nur negative Auswirkungen auf ein Lebewesen haben können.

Lebewesen sind an ihre Umweltbedingungen angepasst. Ein Beispiel dafür ist die Weinbergschnecke. Lies dazu den folgenden Text und bearbeite die im Anschluss gestellten Aufgaben.

Die Weinbergschnecke

Die Weinbergschnecke ist die größte einheimische Art der Gehäuseschnecken. Ihr kugelförmiges, bis 5 cm großes Gehäuse, besteht aus Kalk. Mit ihren Fühlern kann sie sich orientieren. Am oberen Ende der langen Fühler befinden sich die Augen. Die unteren, kurzen Fühler dienen dem Tasten. Der größte Teil der Organe befindet sich im Inneren des Gehäuses.

Abbildung: Weinbergschnecke

Die Tiere sondern an der Unterseite ihres Fußes Schleim ab. Damit können sie sich im Gelände fortbewegen. Sie schwimmen förmlich auf dem Schleim. Bei Gefahr ziehen sie die Fühler ein, verkriechen sich im Gehäuse und sondern extra viel Schleim ab.

Weinbergschnecken ernähren sich von unterschiedlichen Pflanzenarten. Mit einer Raspelzunge nehmen sie ihre Nahrung auf.

Der Lebensraum der Weinbergschnecke sind kalkreiche, feuchte Böden in lichten Wäldern, Gärten und Kulturlandschaften. Mit ihrer Nahrung nehmen sie Kalk für den Bau des Gehäuses und Wasser für die Bildung von lebensnotwendigem Schleim auf. In trockenen Zeiten und im Winter ziehen sich die Tiere in ihr Gehäuse zurück und verschließen die Öffnung mit einem Deckel aus Kalk.

Weinbergschnecken sind Zwitter. Das bedeutet, dass sich in ihrem Körper männliche und weibliche Geschlechtsorgane befinden. Beide Tiere übertragen bei der Paarung ihre Samenzellen in den Körper ihres Partners.

• Wende das Erschließungsfeld Angepasstheit auf die Weinbergschnecke an.

• Begründe, warum Weinbergschnecken sandige, trockene Böden als Lebensraum meiden.

Definition Fortpflanzung:

• Erzeugung neuer, eigenständiger Individuen durch bereits existierende Lebewesen. Ihr Hauptzweck ist die Erhaltung der Art sowie die Weitergabe der genetischen Information an die nächste Generation.

Vergleich geschlechtlicher und die ungeschlechtlicher Fortpflanzung:

Lebewesen, die sich ungeschlechtlich fortpflanzen:

Hinweis: Es genügt die Nennung eines Lebewesens, um die volle Punktzahl zu erhalten

• Bakterien (durch Zweiteilung)

• Erdbeeren (bilden Ausläufer, aus denen neue Pflanzen wachsen)

• Süßwasserpolypen (durch Knospung)

Blütenbestandteile:

1. Kronblatt

2. Griffel (Teil des Fruchtblatts)

3. Staubblatt

4. Kelchblatt

• Funktion von Teil 1 (Kronblatt): Anlockung von Bestäubern wie Insekten zur Fortpflanzung.

Hohe Pollenanzahl bei Fichten und Kiefern:

• Da diese Bäume windbestäubt sind, ist die Wahrscheinlichkeit, dass ein Pollenkorn zufällig auf die Narbe einer anderen Blüte trifft, gering. Die hohe Anzahl an Pollenkörnern sichert somit die erfolgreiche Fortpflanzung.

Merkmale von Blüten, die durch Insekten bestäubt werden:

• Auffällig gefärbte Blütenblätter zum Anlocken von Insekten.

• Bildung von Nektar oder Duftstoffen als Lockmittel.

Benennung:

1. Eileiter

2. Eierstöcke

3. Gebärmutter

4. Scheide

5. Klitoris

6. Schamlippe

7. Samenleiter

8. Prostata

9. Schwellkörper

10. Nebenhoden

11. Eichel

12. Hoden

Erschließungsfeld Bau und Funktion:

• Für 1 (Eileiter): Der Eileiter ist für die Weiterleitung der Eizelle in die Gebärmutter verantwortlich. Diese Funktion kann er durch seine dünne, hohle und schlauchartige Form gut ausführen.

• Für 7 (Samenleiter): Der Samenleiter ist für die Weiterleitung der Samen aus dem Hoden verantwortlich. Diese Funktion kann er durch seine dünne, schlauchartige Form gut ausführen.

Übersicht zur Geschlechtskrankheit Tripper:

• Ursache: Übertragung der Bakterien beim Geschlechtsverkehr

• Symptome: Jucken in der Harnröhre; eitriger Ausfluss

• Behandlungsmöglichkeit: Einnahme von Antibiotika

Schutz vor Geschlechtskrankheiten durch Kondome:

Kondome verhindern den Austausch von Körperflüssigkeiten und können damit vor Krankheiten schützen.

Kreuzungsschema zur Vererbung des Geschlechts beim Menschen:

Verhaltensregel von Schwangeren:

• Schwangere sollten auf den Konsum von Alkohol und das Rauchen verzichten und auf eine ausgewogene Ernährung achten, um eine gesunde Entwicklung des Kindes zu fördern.

Definition Ökosystem:

Gemeinschaft lebender Organismen und ihrer abiotischen Umgebung, die durch den Fluss von Energie und Nährstoffen verbunden sind.

Schichten eines Laubmischwalds:

Abiotische Umweltfaktoren, die auf ein Eichhörnchen einwirken:

• Temperatur: Sehr niedrige Temperaturen und lange Frostperioden erfordern ein dichtes Winterfell und gut isolierte Nester. Hohe Temperaturen im Sommer können zu Hitzestress führen.

• Niederschlag: Feuchtigkeit beeinflusst das Nahrungsangebot (Pilzwachstum, Baumsamen). Langanhaltende Nässe oder Kälte kann das Überleben der Jungtiere gefährden.

Erschließungsfeld Bau und Funktion:

Hinweis: Es müssen nicht alle Faktoren genannt werden, um die volle Punktzahl zu erreichen.

• Eichhörnchen haben gut ausgeprägte Krallen an ihren Zehen, die es ihnen ermöglichen z. B. an einer glatten Baumrinde halt zu finden und zu klettern

• Ihrem buschiger Schwanz erleichtert ihnen die Koordination beim Springen von Ast zu Ast

• Der muskulöse Bau der Hintergliedmaßen fungiert als "Sprungfeder", um weite Distanzen zwischen Baumkronen zu überbrücken.

• Die Nagezähne sind darauf spezialisiert, harte Nussschalen oder Zapfen zu öffnen.

• Seitlich stehende Augen: Diese Anordnung ermöglicht ein weites Sichtfeld, um Fressfeinde frühzeitig aus verschiedenen Richtungen wahrzunehmen.

Nahrungskette des Ökosystems Wald, z. B.:

• Stieleiche (Produzent): Die Eiche dient als Nahrungsgrundlage durch ihre Blätter oder Früchte (Eicheln).

• Eichelhäher (Primärkonsument): Der Eichelhäher ernährt sich unter anderem von den Eicheln der Stieleiche.

• Sperber (Sekundärkonsument): Der Sperber ist ein Greifvogel, der kleinere Vögel wie den Eichelhäher erbeutet.

• Bakterien (Reduzenten): Bakterien bauen die organischen Überreste (z. B. Kot oder tote Körper) der anderen Kettenglieder wieder zu anorganischen Stoffen ab.

Bedeutung der Reduzenten im Ökosystem:

Hinweis: Es müssen nicht alle Punkte genannt werden, um die volle Punktzahl zu erhalten.

• Abbau organischer Substanz: Reduzenten wie Bakterien, Pilze, Regenwürmer und Asseln zersetzen totes organisches Material (z. B. Falllaub, abgestorbene Äste, Tierkadaver und Kot).

• Freisetzung von Nährstoffen: Durch den Zersetzungsprozess werden die in der Biomasse gebundenen Nährstoffe (z. B. Stickstoff, Phosphor, Kalium) wieder in ihre anorganischen Bestandteile zerlegt.

• Schließung des Stoffkreislaufs: Die freigesetzten Mineralstoffe werden im Waldboden gespeichert und stehen den Produzenten (Pflanzen) erneut für das Wachstum zur Verfügung.

• Bildung von Humus: Ein Teil der Abbauprodukte wird zu Humus umgewandelt, welcher die Bodenqualität verbessert, Wasser speichert und Erosion verhindert.

• Abfallbeseitigung: Ohne Reduzenten würden sich tote organische Reste meterdick im Wald aufschichten, da keine Rückführung der Stoffe stattfinden würde.

Diagramm:

Toleranzbereich des Wald-Ziests gegenüber dem Umweltfaktor Licht:

• Der Toleranzbereich des Wald-Ziests liegt zwischen 60 % und 90 % Lichteinstrahlung. Unterhalb und oberhalb dieser Grenze findet kein Wachstum oder Blütenbildung statt.

• Das Optimum liegt bei 70 % Lichtintensität. Unter dieser Bedingung werden die meisten Blüten gebildet und die Pflanze wird am höchsten.

Baumarten der abgebildeten Laubblätter:

• A: 1 → 2* → 3* → 4* → 6 → Rotbuche

• B: 1 → 2 → Feld-Ulme

• C: 1 → 2* → 3 → Salweide

• D: 1 → 2* → 3* → 4 → 5* → Hainbuche

• E: 1 → 2* → 3* → 4 → 5 → Sommer-Linde

• F: 1* → 10 → Gemeine Rosskastanie

Zuordnung:

• 1 → C

• 2 → D

• 3 → A

• 4 → B

Definition Evolution:

Evolution bezeichnet die stammesgeschichtliche Entwicklung der Lebewesen von einfachen Urformen zu den heute existierenden, komplexen Arten. Es ist ein fortlaufender Prozess, bei dem sich die vererbbaren Merkmale einer Population über viele Generationen hinweg verändern.

Entstehung der Arten Gemeiner Schimpanse und Bonobo am Beispiel des Evolutionsfaktors Isolation:

Die Artbildung von Schimpansen und Bonobos erfolgte durch geografische Isolation, nachdem der Fluss Kongo als unüberwindbare Barriere eine ursprüngliche Population in zwei Gruppen trennte. Durch den fehlenden Genaustausch entwickelten sich beide Gruppen aufgrund unterschiedlicher Umweltbedingungen und Mutationen unabhängig voneinander weiter. Dieser Prozess der allopatrischen Artbildung führte schließlich dazu, dass zwei eigenständige Arten mit unterschiedlichen Merkmalen und Verhaltensweisen entstanden.

Weitere Evolutionsfaktoren z. B.:

• Selektion

• Rekombination

Entstehung einer Fossilienform:

• Eine Versteinerung entsteht, wenn die Überreste eines Lebewesens schnell von Sedimenten wie Schlamm oder Sand abgedeckt und so vor Zersetzung geschützt werden. Über Jahrmillionen werden die organischen Stoffe dann durch aus dem Wasser auskristallisierende Mineralien ersetzt, wodurch die ursprüngliche Form im Stein erhalten bleibt.

Weitere Formen von Fossilien:

• Einschluss (z. B. Insekt in Baumharz)

• Abdruck (z. B. Fußabdruck eines Dinosauriers)

Zuordnung:

• Flügel mit Federn → Vögel

• Finger mit Krallen → Kriechtiere

• Lange Schwanzwirbelsäule → Kriechtiere

• Zähne im Kiefer → Kriechtiere

Bedeutung von Fossilien:

Fossilien sind wichtige Belege für die Evolution, da sie die stammesgeschichtliche Entwicklung von Lebewesen über Jahrmillionen dokumentieren. Sie ermöglichen es zudem, durch Brückentiere die Verwandtschaft zwischen verschiedenen Wirbeltierklassen nachzuweisen.

Zuordnung:

a) weiße Fellfarbe bei Eisbären → Mutation (erbliches Merkmal, das über Generationen weitergegeben wird)

b) unterschiedliche Größe von Erdbeeren einer Pflanze → Modifikation (Die Größe hängt von Umweltfaktoren wie Licht und Wasser ab)

c) genetisch bedingte Krankheiten beim Menschen, z. B. Trisomie 21 → Mutation (Es handelt sich um eine Veränderung der Chromosomenanzahl)

d) kurze, krumme Beine beim Dackel → Mutation (Dieses Merkmal ist genetisch festgelegt und wird gezielt gezüchtet)

Beispiele für Mutagene:

• Hochfrequente Strahlung (UV-Strahlung der Sonne z.B.; physikalisches Mutagen)

• Karzinogene Stoffe wie Asbest oder Benzol

Positive Auswirkungen von Mutationen:

• Mutationen erzeugen neue Varianten von Merkmalen innerhalb einer Population und dienen der Weiterentwicklung einer Spezies.

• Anpassungsfähigkeit: Durch eine zufällige Mutation kann ein Lebewesen eine Eigenschaft erhalten, die in einer veränderten Umwelt vorteilhaft ist (z. B. eine bessere Tarnung oder Resistenz gegen Gifte).

Erschließungsfeld Angepasstheit für die Weinbergschnecke:

• Orientierung mit Fühlern: Die flexiblen Fühler dienen der Orientierung in engen Steinspalten. In der Dunkelheit sind vor allem die Tastfühler von Vorteil.

• Dadurch, dass ein Großteil der Organe im Inneren des Gehäuses liegt, ist die Schnecke gut vor potenziellen Fressfeinden geschützt. In engen Spalten ist die Gefahr geringer, lebenswichtige Organe zu verletzen.

• Der Schneckenschleim schützt die Tiere vor Austrocknung und ermöglicht ihnen die Fortbewegung an steilen Mauern.

• Weinbergschnecken bewegen sich verhältnismäßig langsam fort. Als Zwitter können sie sich mit jedem Artgenossen paaren, auf den sie treffen. Das erhöht den Fortpflanzungserfolg.

Meiden sandiger, trockener Böden:

• Auf sandigen und trockenen Böden können sich die Schnecken nur schlecht fortbewegen, da ihr Schleim nicht lange auf der Oberfläche bleibt, und schnell trocknet.