Übungsaufgaben fürs Biologie-Abitur

Aufgabe 1

„Die DNA ist eine aus antiparallel ausgerichteten Polynucleotidsträngen bestehende Doppelhelix, deren Basen komplementär miteinander verpaart sind.“ Erläutern Sie die in dieser Definition enthaltenen Fachausdrücke.

Aufgabe 2

Die chemische Analyse der Basenzusammensetzung menschlicher DNA hat ergeben, dass sie zu 29,9 % Adenin enthält.
Ermitteln Sie mithilfe der Chargaff-Regel (gleiche Häufigkeit von A und T bzw. C und G) die zu erwartenden prozentualen Anteile der übrigen Basen. (AB I, II)

Aufgabe 1

Polynucleotide bestehen aus kettenförmig aneinandergebundenen Nucleotiden, die jeweils aus einem Phosphat (dem Säurerest der Phosphorsäure), einem Desoxyribose-Molekül und einer Base zusammengesetzt sind. Am einen Ende des Polynucleotids befindet sich das 5′-C-Atom der Desoxyribose, am anderen Ende das 3′-C-Atom der Desoxyribose. Die Doppelhelix ist eine wendeltreppenförmig gestaltete Schraubenstruktur aus zwei gegenläufig angeordneten Polynucleotiden. Sie werden durch die Wasserstoffbrücken zwischen den zueinander passenden Basen Adenin und Thymin (A = T) sowie Guanin und Cytosin (C ≡ G) zusammengehalten. Durch die Basensequenz des einen Strangs ist die komplementäre Basensequenz des zweiten Strangs eindeutig festgelegt.

Aufgabe 2

Da sich Adenin mit Thymin paart, muss der Thymin-Anteil ebenfalls 29,9 % betragen. Es verbleiben 40,2 %, die sich je zur Hälfte, also zu jeweils 20,1 %, auf die komplementären Basen Guanin und Cytosin verteilen.

Aufgabe 1

Welche Ökosysteme sind stabiler: artenreiche oder artenarme? Begründen Sie Ihre Entscheidung.

Aufgabe 2

Ergänzen Sie die Lücken des folgenden Textes.
Bei ausreichender Kälte bedeckt im Winter eine Eisschicht den See. Hier herrscht folglich eine Temperatur von _____. Aufgrund der _____________________ des Wassers befindet sich das kälteste Wasser mit Temperaturen knapp oberhalb des Gefrierpunktes direkt unterhalb der Eisdecke. Die Wassertemperatur ___________ mit zunehmender Tiefe des Sees und erreicht am Grund einen Wert von 4 °C. Da sich unter diesen Bedingungen die Wasserschichten kaum bis gar nicht durchmischen können, spricht man von _____________________. Die Frühjahrssonne erwärmt das kalte Oberflächenwasser, sodass im gesamten See eine einheitliche Temperatur von _____ vorherrscht. Der Wind bringt das Wasser in eine zyklische Bewegung. Es kommt zu einer kompletten __________________ des Sees, die als ____________________ bezeichnet wird. Sauerstoff- und ________________ konzentration sind nun annähernd in sämtlichen Schichten ________. Eine derartige Vollzirkulation findet auch im Herbst statt. Im Sommer bewirkt die starke Erwärmung des Wassers eine Schichtung. Warmes Oberflächenwasser mit ________ Dichte wird als Deckschicht bezeichnet. Das kalte Tiefenwasser nennt man ______________. Es besitzt eine ________ Dichte. Dazwischen befindet sich die _________________. Man nennt diesen Bereich so, da es hier abrupt zu einem Temperaturabfall kommt. Eine Durchmischung der beiden erstgenannten Wasserschichten kann nicht stattfinden. Man spricht von der _________________.

Aufgabe 1

Artenreiche Ökosysteme (hoher Diversitätsindex) bilden ein stabileres Fließgleichgewicht. Hier finden sich zahlreiche ökologische Nischen. Störungen (Beute- oder Räuberorganismus wird durch ansteckende Krankheit stark dezimiert, Pflanzenart fällt Schädling zum Opfer) werden leichter kompensiert.

Aufgabe 2

Bei ausreichender Kälte bedeckt im Winter eine Eisschicht den See. Hier herrscht folglich eine Temperatur von 0 °C. Aufgrund der Dichteanomalie des Wassers befindet sich das kälteste Wasser mit Temperaturen knapp oberhalb des Gefrierpunktes direkt unterhalb der Eisdecke. Die Wassertemperatur steigt mit zunehmender Tiefe des Sees und erreicht am Grund einen Wert von 4 °C. Da sich unter diesen Bedingungen die Wasserschichten kaum bis gar nicht durchmischen können, spricht man von Winterstagnation. Die Frühjahrssonne erwärmt das kalte Oberflächenwasser, sodass im gesamten See eine einheitliche Temperatur von 4 °C vorherrscht. Der Wind bringt das Wasser in eine zyklische Bewegung. Es kommt zu einer kompletten Durchmischung des Sees, die als Frühjahrszirkulation bezeichnet wird. Sauerstoff- und Mineralstoffkonzentration sind nun annähernd in sämtlichen Schichten gleich. Eine derartige Vollzirkulation findet auch im Herbst statt. Im Sommer bewirkt die starke Erwärmung des Wassers eine Schichtung. Warmes Oberflächenwasser mit geringer Dichte wird als Deckschicht bezeichnet. Das kalte Tiefenwasser nennt man Tiefenschicht. Es besitzt eine höhere Dichte. Dazwischen befindet sich die Sprungschicht. Man nennt diesen Bereich so, da es hier abrupt zu einem Temperaturabfall kommt. Eine Durchmischung der beiden erstgenannten Wasserschichten kann nicht stattfinden. Man spricht von der Sommerstagnation.

Aufgabe 1

Die Graugans holt mit einer typischen Eirollbewegung ihres Schnabels entwichene Eier ins Nest zurück. Sie zeigt dabei eine geradlinige Zurückholbewegung des Halses (Ei wird in einer geraden Linie eingeholt) sowie eine seitliche Balancierbewegung des Schnabels (Hin- und Herrollen des Eis wird ausgeglichen). Entzieht man während der Ei-Einrollbewegung das Ei, so wird die Zurückholbewegung des Halses bis zum Ende ausgeführt. Die seitlichen Balancierbewegungen bleiben aus. Deuten Sie dieses Ergebnis.

Aufgabe 2

Deuten Sie folgende Versuchsergebnisse im Hinblick auf die Bedeutung der auslösenden Reize. Welchen Namen könnte man diesem Phänomen geben?

Versuchsansatz:
Während der Laichzeit färbt sich der Bauch des dreistacheligen Stichlingsmännchens rot. Dieser farbige Bauch stellt für andere Stichlingsmännchen einen kampfauslösenden Reiz dar, ebenso wie das „Kopfabwärtsstrecken“. Erwachsenen Stichlingsmännchen werden verschiedene Attrappen präsentiert.

Ergebnisse:
Auf eine Attrappe mit rotem Bauch reagieren 7 von 10 Männchen mit einem Kampfverhalten. Bei einer Attrappe mit nach unten geneigtem Kopf wird dieses Verhalten bei 6 von 10 Männchen ausgelöst. Beide Reize zusammen bedingen bei 9 von 10 Männchen ein Kampfverhalten.

Aufgabe 1

Die Zurückholbewegung ist eine klassische Endhandlung: einmal ausgelöst, wird sie bis zum Ende ausgeführt. Die seitlichen Balancierbewegungen sind flexible Handlungselemente, die nur bei tatsächlichem Bedarf ausgeführt werden. Es handelt sich um Taxien.

Aufgabe 2

Das Kampfverhalten bei Stichlingsmännchen wird deutlich häufiger ausgelöst, wenn die beiden Reize gemeinsam auftreten. Die kampfauslösenden Reize scheinen einander zu verstärken. Man bezeichnet dieses Phänomen als Reizsummenregel. Dabei darf der Name nicht zu wörtlich genommen werden. Es handelt sich nicht um eine tatsächliche, mathematische Addition. Vielmehr soll die Bezeichnung verdeutlichen, dass die Kombination mehrerer Signalreize das spezifische Instinktverhalten deutlich häufiger auslöst.

Aufgabe 1

Stellen Sie bitte eine Liste zusammen, aus der hervorgeht, in Anbetracht welcher Umgebungsfaktoren der aufrechte Gang welche Vorteile mit sich brachte.

Aufgabe 2

Fügen Sie die folgenden Begriffe in den Lückentext ein.

Homo neanderthalensis, Hominiden, Homo sapiens, Australopithecus, ca. 4 Mio., ca. 2,5 Mio., Homo erectus, Werkzeuggebrauch, Homo heidelbergensis

Vor ______ Jahren begann die menschliche Entwicklungslinie mit den ersten _______________ in Afrika. Dazu gehörte die Gattung ________________. Die ersten Vertreter der Gattung Homo tauchten vor ______ Jahren auf.
Sie zeichneten sich durch ein größeres Gehirn und _______________ aus. Vertreter der Art _______________ fand man auch in Asien und Europa. In Europa entwickelte sich aus _______________ die inzwischen ausgestorbene Art _______________. Der _______________ hingegen entstand vor ca. 200 000 Jahren in Afrika und wanderte von dort auf die anderen Kontinente aus.

Aufgabe 1

weite Gelände – bessere Sicht auf Beute und Raubtiere
Hände frei – Werkzeug-/Feuerbenutzung, neue Nahrungsquellen, Transport von Nahrung
Haltung/Hände – Sozialverhalten
weite Strecken – weniger Energieverbrauch
Gelände ohne Sonnenschutz – weniger Fläche für Wärmeeinstrahlung

Aufgabe 2

Vor ca. 4 Mio. Jahren begann die menschliche Entwicklungslinie mit den ersten Hominiden in Afrika. Dazu gehörte die Gattung Australopithecus. Die ersten Vertreter der Gattung Homo tauchten vor ca. 2,5 Mio. Jahren auf. Sie zeichneten sich durch ein größeres Gehirn und Werkzeuggebrauch aus. Vertreter der Art Homo erectus fand man auch in Asien und Europa. In Europa entwickelte sich aus Homo heidelbergensis die inzwischen ausgestorbene Art Homo neanderthalensis. Der Homo sapiens hingegen entstand vor ca. 200 000 Jahren in Afrika und wanderte von dort auf die anderen Kontinente aus.