Ein Auszug der Fragen
Rehe, Fische und Weidengewächse: Wie gut hätten Sie im Biologie-Abitur 2024 abgeschnitten?
17.5.2024, 11:45 Uhr
Aktuell laufen die schriftlichen Abiturprüfungen des letzten G8-Jahrgangs. Die schriftlichen Prüfungen im Fach Deutsch haben Abiturientinnen und Abiturienten in Bayern bereits am Montag, 22. April, hinter sich gebracht. Am Freitag, 3. Mai, standen die schriftlichen Prüfungen in den jeweils dritten Fächern an, bevor am kommenden Dienstag, 7. Mai, die schriftliche Prüfung im Fach Mathematik bevorsteht.
Wir haben einige der Aufgaben für Sie herausgesucht - um zum Miträtseln zu animieren. Hätten Sie die Aufgaben lösen können?
Gegliedert sind die schriftlichen Prüfungen in die Teile A, B und C, bei denen es jeweils zwei verschiedene Bereiche zu bearbeiten gibt. Welche für die Schülerinnen und Schüler anfallen, das bestimmen die Lehrkräfte vorab. In der Abiprüfung für das Fach Biologie starteten die Aufgaben mit den Bereichen "Lebewesen in Wald und Flur" und "Forschung an Fischen".
Themenkomplex A1: Lebewesen in Wald und Flur
Unter dem ersten Aufgabenbereich ging es beispielsweise um das "Europäische Reh", das in lichtungsreichen Waldgebieten beheimatet ist, teilweise aber auch ganzjährig auf offenen Feldern anzutreffen ist. Zu unterscheiden ist dabei die Wald- und die Feld-Art. Letztere schließen sich der Aufgabenstellung zufolge oft zu sogenannten Sprüngen zusammen, unter denen sich die Tiere kennen und teilweise miteinander verwandt sind. Die Fragen lauteten unter anderem:
1.1. Beschreiben Sie je zwei Vor- und Nachteile, die sich aus der Bildung solcher Sprünge ergeben und
1.2. Beim Ruhen nehmen Feld-Rehe Positionen ein, durch die sie einen guten Rundumblick erhalten. Zwei erfahrene Tiere sichern die Mitglieder der Gruppe dabei – die Fluchtbereitschaft der Rehe ist dabei immer sehr hoch. Sobald Gefahr droht, können die Rehe einige Meter im Stechschritt zurücklegen und stampfen dabei auf den Boden auf.
Im Abitur sollte diese Verhaltensweise der Wächtertiere als erbkoordiniertes Verhalten interpretiert werden, außerdem wie sich das Verhalten der Wächtertiere auf deren Fitness auswirkt.
2. Auch die in Deutschland vorkommende Hirschart Rotwild war Teil des ersten Prüfungskomplexes. In deren Verhaltensweisen haben wissenschaftliche Studien ergeben, dass ältere Hirschkühe einen größeren Anteil an männlichen, jüngere einen größeren Anteil an weiblichen Nachkommen zur Welt bringen. Im Abitur sollte erklärt werden, weshalb dies eine evolutionsstabile Strategie ist.
Themenkomplex A 2: Forschung an Fischen
Vor allem Goldfische werden der Aufgabenstellung zufolge zur Erforschung neurologischer Grundlagen von Verhaltensweisen genutzt, da sie einfach zu halten sind.
1.1. Das Lernverhalten von Fischen mit ethologischen Fachbegriffen soll hier beschrieben werden.
1.2. In Bezug auf eine Abbildung sollte der zugrunde liegende Lernvorgang ausgewertet werden. In den Versuchen wurde der Einfluss des zeitlichen Abstands zwischen Lichtsignal und Stromschlag während der Trainingsphase untersucht. Die Trainingsdurchgänge haben dabei variiert.
Themenkomplex B1: Krebstiere
1. Hierbei ging es um die Gattung der Felsengarnelen. Dazu zählen circa 80 verschiedene Arten, die einige Küsten des Mittelmeers oder des Atlantiks besiedeln, teilweise auch beide Habitate. Die Gewässer unterscheiden sich hierbei in abiotischen Faktoren: Das Mittelmeer weist beispielsweise höhere Durchschnittstemperaturen und einen höheren Salzgehalt als der Atlantik auf. Im Bereich der Meerenge von Gibraltar zwischen Mittelmeer und Atlantik bilden sich starke Strömungen. Gezeigt wurde das in der Prüfung durch eine Abbildung.
1.1. Auf Basis der Abbildung sollte die Entstehung unterschiedlicher Garnelenarten im Atlantik und im Mittelmeer gemäß der synthetischen Evolutionstheorie erklärt werden.
1.2. Auch die weit verbreitete Garnelenart P. serratus sollte im Zuge der Abituraufgaben genauer untersucht werden. Vor allem ging es dabei um das cox1-Gen.
2. Die Mangrovenkrabben sind ein Begriff für verschiedene Krebsarten, die an das Leben in Mangrovenwäldern angepasst sind. Sie werden in unterschiedliche Gruppen eingeteilt, die in einer Abbildung aufgeführt wurden. Ob die Verhaltensweisen stamm- bzw. kronenbewohnend jeweils das Ergebnis einer konvergenten Entwicklung sein könnten, sollte dabei bewertet werden.
Themenkomplex B2: Weidengewächse
Insgesamt kommen in Europa 65 Weidenarten der Gattung Salix vor. Die bekanntesten sind hochwüchsige Arten wie die Silberweide (Salix alba).
1. Die Quendelblättrige Weide (S. serpillifolie) wird als der kleinste Baum Europas bezeichnet und wächst vorrangig im Hochgebirge, wo sie häufig starkem Wind ausgesetzt ist. Stamm und Zweige wachsen bei ihr unterirdisch, die Blätter liegen dem Untergrund eng an.
1.1. Der Grund für die Entstehung des Niederwuchses der Quendelblättrigen Weide sollte hierbei erläutert werden.
1.2. Anhand einer weiteren Abbildung sollte ein molekularbiologisches Verfahren, mit dem die im Stammbaum dargestellten Verwandtschaftsverhältnisse ermittelt werden.
2. Weiden gehören zu den wenigen blühenden Pflanzen, die zweihäusig sind, daher gibt es Pflanzen, die nur männliche und andere, die nur weibliche Blüten haben. Dabei unterscheiden sich die Geschlechter in ihrer Blütenfarbe.
2.1. Aus den Untersuchungsergebnissen sollten die Blütenfarben männlicher und weiblicher Weidenblüten für eine erfolgreiche Fortpflanzung abgeleitet werden.
2.2 Ein geeigneter Versuch, um den Einfluss des Merkmals Blütenduft auf die Attraktivität einer Weidenblüte auf Bienen zu ermitteln, sollte geplant werden.
Themenkomplex C1: Neptungras
Zu den ökologisch wichtigsten Lebensräumen unserer Erde zählen die Marine Seegraswiesen. Sie sind bedeutende Kohlenstoffdioxid-Senken und gelten als "Hotspots" der Biodiversität, da sowohl zwischen als auch auf den Seegräsern eine artenreiche Flora und Fauna lebt. Das Neptungras bildet im Mittelmeer die ausgedehntesten Wiesen unter den natürlich vorkommenden Seegräsern.
1.1. Anhand verschiedener Skizzen, die einen Querschnitt eines Neptungrases und eines Laubblattes einer Landpflanze zeigten, sollte die unterschiedliche Verteilung der Chloroplasten erklärt werden.
1.2. Das Neptungras verwendet neben dem im Meerwasser gelösten Kohlenstoffdioxid Hydrogencarbonat-Ionen, um Kohlenstoffatome aufzunehmen. In einem Abbildungsschema kann man sehen, wie der Transport an der Zellmembran verläuft. Es soll ein Schema erstellt werden, das den Abschnitt in der Fotosynthese darstellt, an dem Kohlenstoffdioxid als Ausgangsstoff gebraucht wird. Außerdem sollen die verschiedenen Transportprozesse und die Funktion sowie Bedeutung von Carboanhydrase, einem Enzym, für die Fotosyntheserate erklärt werden.
2. Vor der italienischen Mittelmeerinsel Elba wird die Sauerstoffproduktion von Neptungras während des Tagesverlaufs gemessen. Ein Auszug der Ergebnisse dieser Messungen sind in einer Abbildung dargestellt.
Hier sind die Untersuchungsergebnisse zu deuten sowie der Lichtkompensationspunkt in der Neptungraswiese in Tageszeiten abzuleiten.
3. Der Mensch beeinflusst den Bestand des Neptungrases empfindlich. Durch Aquakulturen zum Beispiel geht die Population stark zurück. Dieses sogenannte "Aquafarming" gewinnt wegen der Überfischung der Meere zunehmend an Bedeutung. Allerdings Die Nahrungsreste und Ausscheidungen der Zuchtfische überdüngen das Meerwasser, das an die Aufzuchtkäfige angrenzt.
Durch die Überdüngung des Meerwassers mit organischen Stoffen kann es zudem zu stark vermehrtem Algenwachstum auf Neptungras-Blättern kommen. Der Lichteinfall wird durch die Stoffe reduziert, letztlich setzen sie sich im Sediment ab. Durch die Überdüngung des Meerwassers mit organischen Stoffen kann es zudem zu stark vermehrtem Algenwachstum auf Neptungras-Blättern kommen. Studien vor Korsika haben die Auswirkungen von Fischfarmen auf den Bewuchs und den Eintrag organischer Stoffe erkundet. Ergebnisse werden in einer Tabelle abgefasst.
3.1. Es sollte die Tabelle eruiert werden, die Ergebnisse beschrieben und der Betrieb der Aquakulturen aus ökologischer Perspektive beschrieben werden.
3.2. Es sollen zwei weitere anthropogene Gründe für den Rückgang des Neptungras-Bestands angeführt werden.
Themenkomplex C2: Purpurbakterien
2023 wies ein Teich in Niedersachsen zeitweilig eine Lila-Färbung auf. Man vermutete Purpurbakterien als Grund. Wenn man sie belichtet, betrieben Purpurbakterien eine Art Fotosynthese, die sich in einigen Punkten von der Fotosyntese von Grünpflanzen differenziert. Eine Abbildung zeigt die Prozesse, die dabei an der Membran der Purpurbakterien ablaufen.
1.1. Es soll der Aufbau einer typischen Biomembran nach dem Flüssig-Mosaik-Modell abgehandelt werden, eine Abbildung war anbei.
1.2. Der in dieser Abbildung dargestellte Prozess soll dann mit den lichtabhängigen Reaktionen der pflanzlichen Fotosynthese in zwei Unterschieden und zwei Gemeinsamkeiten diskutiert werden.
1.3. Der Stoff 2,4-Dinitrophenolat (DNP‒), festgesetzt zwischen Zellwand und Membran, stört den reibungslosen Ablauf der Fotosynthese. Eine Abbildung zeigt die typische Reaktion von DNP‒. Hier sollen die Auswirkungen des DNP‒ auf die ATP-Produktion beschrieben werden.
2. Unter entsprechend geeigneten Wachstumsbedingungen können sich Bakterien gut und rasant vermehren. In einem Experiment haben Forscher eine Bakterienpopulation unter idealen Bedingungen gezüchtet.
2.1. Es soll eine typische Wachstumskurve einer solchen Bakterienpopulation in einem Diagramm abgebildet sowie die unterschiedlichen Phasen der Entwicklung dieser Population gekennzeichnet werden.
2.2. Purpurbakterien können sich auch unter der Schicht schwimmender grüner Wasserpflanzen ansiedeln, anders als Grünalgen und Cyanobakterien. Es soll hier das beschriebene Phänomen unter Bezugnahme einer Abbildung erläutert werden.
2.3. Eine massenhafte Vermehrung von Cyanobakterien in stehenden Gewässern wie Seen kann ein Absterben der Wasserorganismen in tieferen Schichten wegen Sauerstoffmangels nach sich ziehen. In einer wissenschaftlichen Studie soll die Hypothese überprüft werden, ob der Zusatz von Purpurbakterien das massenhafte Auftreten von Cyanobakterien in betroffenen Gewässern beseitigen kann. Ein Laborexperiment soll angelegt werden, das diese Hypothese prüft.
Die Anzahl an Tier- und Pflanzenarten variiert zwischen einem naturbelassenen und einem mit Herbiziden belasteten Gewässer stark. Zuletzt ist hier noch der Begriff "Biodiversität" zu definieren und der Einfluss des Einsatzes von Herbiziden auf die Biodiversität zu erläutern.
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