anforderungen im fach biologie einleitung

200825 Aufnahme- und Ergänzungsprüfung Biologie Niveau Fachmaturität Pädagogik Seite 1 von 21

Anforderungen im Fach Biologie für die Aufnahme- und Ergänzungsprüfung auf Niveau Fachmaturität Pädagogik (Kandidierende für die Studiengänge Kindergarten- und Unterstufe und Primarstufe) Einleitung Biologie ist Lebenskunde im wahrsten Sinn des Wortes. Sie vermittelt Einblicke in die Vielfalt und die Ent-wicklung der Lebewesen sowie in die Gesetzmässigkeiten, die den Lebenserscheinungen zugrunde lie-gen. Dazu gehören Kenntnisse über den Menschen und andere Lebewesen, ebenso die Aneignung biolo-gischer Fachbegriffe sowie die Auseinandersetzung mit modernen Forschungsansätzen und ihren Gren-zen. Mit einem geschärften Blick für die Natur und ihre systemischen Vorgänge soll ein ethisch verantwort-bares Handeln wachsen, das persönliche, politische und wirtschaftliche Entscheidungsvorgänge zu beein-flussen vermag. Insbesondere soll auch der Respekt vor dem Leben geweckt werden, im Bewusstsein, dass der Mensch Teil der Natur ist. Kompetenzanforderungen An die Kandidatin oder den Kandidaten werden in den folgenden Themengebieten die nachfolgenden An-forderungen gestellt.

Kennzeichen des Lebens — Kennzeichen des Lebens wie Zelle als Grundbaustein, (Fort-)Bewegung, Wachstum, Reizbarkeit,

Fortpflanzung (sexuell, vegetativ), Stoffwechsel, Exkretion, Vererbung und Mutabilität, Vielfalt, Regu-lation und Umweltabhängigkeit an Beispielen illustrieren

Stoffe des Lebens Stoffgruppen — Grundaufbau und Grundfunktionen von anorganischen und organischen Stoffen (Kohlenhydrate, Pro-

teine, Lipide, Nukleinsäuren) beschreiben

Grundlegende Stoffwechselvorgänge und ihre Bedeutung: Fotosynthese und Zellatmung — Die zugehörigen Gesamt-Reaktionsgleichungen angeben

— Assimilation, Dissimilation definieren (Chloroplast, Chlorophyll, Mitochondrium, Glucose, Kohlendi-oxid, Sauerstoff, Wasser, Energieumwandlung, ADP, ATP, autotroph, heterotroph)

— Die Stoffwechselvorgänge von autotrophen und heterotrophen Lebewesen erklären und die dazuge-hörenden Fachbegriffe im Zusammenhang korrekt anwenden

Zelle – Grundbaustein des Lebens Bau und Funktion von Zellen — Pflanzenzelle und tierische Zelle kriteriengeleitet vergleichen

— Den Begriff Zellorganell definieren und von anderen Zellbestandteilen abgrenzen

— Funktionen und Baumerkmale von Zellbestandteilen nennen (Chloroplast, Mitochondrium, Vakuole, Zellkern, Zellmembran, Zellwand, Zytoplasma)

Zell-/Kernteilung — Ablauf und Bedeutung der Mitose und Meiose beschreiben (Chromatid, Chromosom, DNS, Inter-

phase, Prophase, Metaphase, Anaphase, Telophase, Zellzyklus, Zentromer, Crossing-over, dip-loid/haploid, Eizelle, Keimzelle/Gamet, Spermium, Zygote, Genom, homologe Chromosomen)

— Erste/zweite Reifeteilung der Meiose erklären

— Bedeutung der in der ersten Reifeteilung erzeugten genetischen Vielfalt erklären


Stoffaustausch — Bau der Zellmembran skizzieren

— Bedeutung des Stoffaustauschs für den Zellstoffwechsel begründen (Semipermeabilität, Konzentrati-onsdifferenz, Diffusion, Osmose)

— Bedeutung der Oberflächenvergrösserung darlegen

Das Pflanzenreich im Überblick — Die Unterschiede von Flechten, Sporenpflanzen und Blütenpflanzen nennen

— Sporenpflanzen (Moose, Farne, Schachtelhalme) und Blütenpflanzen anhand ihrer charakteristischen Merkmale erkennen

Bau, Leben und Bedeutung von Blütenpflanzen Grundbauplan der Blütenpflanzen — Organe der Blütenpflanzen (Blatt, Stängel, Wurzel) mit ihren Funktionen beschreiben

— Stofftransport und Stoffaustausch mit ihren Funktionen beschreiben (Spaltöffnungen, Leitgewebe, Wurzel)

— Anatomie und Physiologie der Blüte beschreiben (Kelchblatt, Kronblatt, Stempel[Fruchtknoten, Narbe, Griffel, Samenanlage], Staubblatt, eingeschlechtliche Blüte, Zwitterblüte, ein-/zweihäusige Pflanze)

Fortpflanzung, Entwicklung und Verbreitung — Den Vorgang von der Blüte zur Frucht erklären (Bestäubung, Befruchtung, Fruchtbildung, Wind-/In-

sektenblütler, Selbst-/Fremdbestäubung)

— Verbreitungsmethoden von Früchten bzw. Samen unterscheiden (Selbstverbreitung, Verbreitung durch Wind, Wasser, Tiere, Schliessfrucht, Streufrucht)

— Die Entwicklung einer Pflanze aus einem Samen beschreiben (Samenschale, Nährgewebe, Embryo, Keimblatt, Keimwurzel, Laubblatt, Keimung, Keimungsfaktoren, Keimling)

Das Tierreich im Überblick — Stämme der Wirbellosen an ihren Hauptmerkmalen erkennen und unterscheiden (Hohltiere, Ringel-

würmer, Weichtiere, Gliederfüsser)

— Klassen der Wirbeltiere an ihren Hauptmerkmalen erkennen und unterscheiden (Fische, Amphibien, Reptilien, Vögel, Säugetiere)

Anatomie und Physiologie des Menschen Anatomie der Wirbeltiere am Beispiel Mensch — Merkmale der Wirbeltiere aufzählen (inneres Skelett, zentrales Nervensystem, hochentwickeltes Sin-

nes- und Hormonsystem, mehrschichtige Haut, mehrkammeriges Herz)

— Die Organsysteme und deren Hauptorgane im Körper lokalisieren (Verdauungssystem, Atmungssys-tem, Harnsystem, Blutsystem, Haut, Sinnesorgane, Nervensystem, Hormonsystem, Fortpflanzungs-system, Lymphsystem, Skelettsystem, Muskelsystem)

Atmungssystem — Bau der Atemorgane und die Atemmechanik beschreiben (Luftröhre, Knorpelspangen Lungenflügel,

Bronchien, Bronchiolen, Lungenbläschen, Flimmerhärchen, Kapillarnetz, Brustatmung, Bauchatmung, Zwerchfell, Zwischenrippenmuskulatur, Lungenfell, Rippenfell, Pleuralspalt, Pneumothorax, äussere/innere Atmung)

— Gasaustausch und Bedeutung der Atmung für die Energieumwandlung erklären


Verdauungssystem — Bestandteile der Nahrung nennen (Kohlenhydrate, Fette, Eiweisse, Mineralstoffe, Vitamine, Ballast-

stoffe, Wasser)

— Bau und Arbeitsweise des Verdauungssystems schildern (Mundhöhle, Zunge, Zähne, Speicheldrü-sen, Mundspeichel-Amylase, Rachen, Kehldeckel, Speiseröhre, Magen, Magenschleimhaut, Salz-säure, Pepsin, Bauchspeicheldrüse, Bauchspeichel-Amylase, Peptidase, Lipase, Leber, Gallenblase, Galle, Dünndarm mit Zwölffingerdarm, Peristaltik, Darmzotten, Mikrovilli, Resorption, Blinddarm, Wurmfortsatz, Dickdarm, Enddarm, After)

Nerven und Gehirn — Peripheres und zentrales Nervensystem beschreiben (Hirn, Rückenmark, Nerv)

— Die Funktionen einzelner Hirnregionen beschreiben (Gross-, Zwischen-, Mittel-, Kleinhirn)

Sinne — Die Sinne im Überblick beschreiben (Seh-, Gehör-, Geschmacks-, Geruchs-, Tast-, Druck-, Schmerz-,

Kälte-, Wärmesinn)

— Bau und Funktion des menschlichen Auges erklären (Augenlider, Wimpern, Tränendrüsen, Hornhaut, Bindehaut, Augenmuskeln, Lederhaut, Aderhaut, Pigmentschicht, Netzhaut, Iris, Augenkammer, Zili-arkörper, Ziliarmuskel, Zonulafasern, Linse, Glaskörper, Gelber Fleck, Blinder Fleck, Stäbchen, Zap-fen, Schaltzellen, wegführende Nervenzellen, Sehnerv)

— Das menschliche Sehen beschreiben (Adaption, Akkommodation, räumliches Sehen, Farbensehen, Weitsichtigkeit, Kurzsichtigkeit)

— Bau und Funktion des Gehörs erklären (Aussen-, Mittel-, Innenohr, Ohrmuschel, Gehörgang, Trom-melfell, Gehörknöchelchen, Gehörschnecke, Tonhöhen- und Lautstärkenunterscheidung)

Ökologie Faktoren und Wechselwirkungen in Ökosystemen — Prinzipien von Ökosystemen anhand von Faktoren und Wechselwirkungen beschreiben (Biotop, Bio-

zönose, abiotische und biotische Faktoren, Biodiversität, Nahrungsbeziehungen, Nahrungskette, Nahrungsnetz, Fleisch-, Pflanzenfresser, Produzent, Konsument, Reduzent, Destruent)

Stoffkreislauf, Energiefluss und Einflüsse des Menschen — Den Kohlenstoff-Kreislauf (inkl. Algen) beschreiben (Energiefluss, Bruttoprimärproduktion, Nettopri-

märproduktion)

— Einflüsse des Menschen diskutieren (chemische Belastungen, Einschleppung neuer Arten, Schutzge-biete, Renaturierung)

Systematik und Evolution Grundzüge der Systematik — Das Prinzip der hierarchischen Gliederung in der Taxonomie an Beispielen für konkrete Stufen an-

wenden (Alle Lebewesen, Reich, Stamm bzw. Abteilung, Klasse, Ordnung, Familie, Gattung, Art, Rasse bzw. Sorte)

— Die fünf Reiche (Kernlose Einzeller, echte Einzeller, Pilze, Pflanzen, Tiere) anhand typischer Merk-male je eines Beispiel-Organismus vergleichen und gegen einander abgrenzen (tree of life)

— Argumente, ob Viren belebt oder unbelebt sind, formulieren

Evolution — Theorien von Darwin und Lamarck schildern und auf konkrete Fallbeispiele anwenden (inkl. Variabili-

tät und Selektion)

— Belege, die für eine Evolution sprechen, am Beispiel der Homologie anhand von Wirbeltierskeletten diskutieren


Empfohlene Literatur Nachfolgende Literaturhinweise enthalten die für die Prüfung relevanten Themengebiete. — Jaksic-Born, Claudia et al.: Natura. Grundlagen der Biologie für Schweizer Maturitätsschulen

Klett und Balmer Verlag, Zug, 2012, ISBN-Nr 978-3-264-83646-2

— Bütikofer, Markus et al.: Biologie: Grundlagen und Zellbiologie compendio Bildungsmedien AG, Zürich, 2012, ISBN-Nr 978-3-7155-9293-0

Prüfungsmodalitäten Das Fach Biologie wird in einer schriftlichen, 60 Minuten dauernden Arbeit geprüft. Als Prüfungsstoff gel-ten die in den acht Themenkreisen der obigen Kompetenzanforderungen aufgeführten Inhalte. Die Prüfung umfasst zwei Teile: Teil A: Wissens- und Verständnisaufgaben (etwa 15 Minuten). Von fünf Aufgaben sind vier zu lösen. Eine Aufgabe kann abgewählt werden. Teil B: Transfer- und Anwendungsaufgaben (etwa 45 Minuten). Es sind alle Aufgaben zu lösen. Bewertung: Die einzelnen Aufgaben der schriftlichen Prüfung werden entsprechend ihrem Bearbeitungsaufwand und ihrem Schwierigkeitsgrad mit Punkten gewichtet. Bewertet wird nach folgenden Kriterien: — Sachliche Richtigkeit, Fachwissen

— Argumentation, Strukturierungsfähigkeit, Fachvokabular

— Verständnis für biologische Zusammenhänge

— Erlerntes Wissen auf neue Situationen anwenden und transferieren

— Inhaltliche Dichte

Für die Note 6.0 muss nicht die maximale Punktezahl erreicht werden.


Musterprüfung Biologie Dauer: 60 Minuten; Niveau: Fachmaturität Pädagogik

Verfasser: G. Rutz, J. Tardent Kuster

Hilfsmittel: Ein Taschenrechner (einfaches Modell)

Hinweise: 1. Die Antworten sind direkt auf die Aufgabenblätter zu schreiben.

2. Sollten Sie mehr Platz als vorgesehen benötigen, benut-zen Sie die leere Seite gegenüber.

3. Fassen Sie sich kurz, aber präzise. Überflüssiges bean-sprucht nur wertvolle Zeit!

4. Unleserliches wird nicht korrigiert und demzufolge auch nicht bewertet.

5. Die erreichbaren Punktzahlen sind angegeben.

6. Zur Erreichung der Note 6 müssen nicht alle Aufgaben vollständig gelöst werden.

Und nun wünschen wir Ihnen viel Erfolg!


Teil A Wissens- und Verständnisaufgaben

Dauer: ca. 15 min 12 Punkte Beachten Sie bitte: Von den Aufgaben A1 – A5 im Teil A (Seiten 2 - 4) sind vier Aufgaben zu lösen. Sie können also eine ganze Aufgabe abwählen, z. B. Aufgabe A3 mit allen ihren Teilaufgaben A3.1 – A3.3. Streichen Sie diese Aufgabe sauber und deutlich diagonal durch. Ohne Streichung werden im Teil A die Aufgaben A1 – A4 gewertet. 3 Punkte

A1 Taxonomie, Systematik

A1.1

Welcher Begriff aus dem Kapitel „Belege für die Evolution“ wird durch das Bild rechts beispielhaft gezeigt? Stichwort

Schema der Anordnung der Knochen

in den Vorderextremitäten von Mensch und Pferd

1P

A1.2 Was ist die Aufgabe der Taxonomie? 1 Satz

2P

3 Punkte

A2 Nerven, Hirn und Sinne

A2.1

Was für Organe erhalten „Signale“ in Form von Nervenerregungen vom peri-pheren Nervensystem? 4 Stichworte

1P

A2.2

Herr Fielmann erlitt vor zwei Jahren eine Hirn-schädigung. Seither hat er Mühe, seine Augen kontrolliert zu bewegen. Auch Akkommodation und Adaption sind gestört. Welcher Hirnteil ist geschädigt? Stichwort

1P

A2.3

Niki Lauda (Bild, ehem. Autorenn-fahrer), verlor bei einem Unfall grosse Teile seiner rechten Ohrmu-schel. Inwiefern wird sich Laudas Gehör gegenüber der Zeit vor dem Unfall unterscheiden? 2 Aspekte

Bild des ehemaligen Formel 1-Rennfahrers

Niki Lauda 1P


3 Punkte

A3 Tierreich, Organsysteme der Wirbeltiere (am Beispiel Mensch)

A3.1 Welchem Stamm sind Tiere zuzuordnen, für die alle folgenden Merkmale typisch sind: Drüsenreiche, einschichtige Haut / Blut / Kopf / Fuss / zweiseitig symmetrisch (bilateral-symmetrisch) Stichwort

1P

A3.2 Das Lymphgefässsystem weist gegenüber dem Blutkreislaufsys-tem mehrere Unterschiede auf, die seinen Bau und seine Ar-beitsweise betreffen. Nennen Sie vier davon. Achtung: Es geht NICHT um Unterschiede in der FUNK-TION!

1

2

3

4

Schema mit dem Verlauf der wichtigsten Lymph-bahnen im Körper des

Menschen

2P

3 Punkte

A4 Stoffkreislauf, Energiefluss und Einflüsse des Menschen

A4.1

Linkes Teilbild: Ab-schnitt der Thur (frü-her), rechtes Teil-bild: Thur heute. Welche ökologische Massnahme wurde im gezeigten Fluss-abschnitt umge-setzt? Stichwort

Luftbild eines Ab-schnitts der Thur

vor den Massnah-men


nach den Massnah-men

1P

A4.2

Fliessgewässer gelten als „Transport-wege für Kohlenstoff zum Meer“. In welcher Form wird Kohlenstoff durch sie transportiert? 2 Beispiele

1P

A4.3

Welche der Massnahmen 1 – 3 wären geeignet, um die Brut-toprimärproduktion in einem Bach zu erhöhen? 1 Bäume fällen, deren Kronen vom Bachufer weit über den

Bach ragen 2 Nährstoffkonzentration im Bach senken 3 Die Trübung des Bachwassers verringern Ohne Begründungen

Nummer(n) der geeigne-ten Massnahme(n):

1P


3 Punkte

A5 Zellen

A5.1

Umkreisen Sie in der Abbil-dung rechts alle Ziffern, die auf Zellbestandteile hinwei-sen, die in menschlichen Zel-len fehlen.

Schema einer Zelle mit den typischen Bestandteilen,

auch solcher, die im Elektronenmikroskop sichtbar sind

2P

A5.2

Die Zahl der homologen Chro-mosomenpaare in Gameten ist normalerweise Null. Wes-halb? 1 Aspekt

1P

Teil B Transfer- und Anwendungsaufgaben Dauer: ca. 45 Min 25.5 Punkte 4 Punkte

B1 Kennzeichen und Stoffe des Lebens, Stofftransporte

B1.1 Ordnen Sie jedem der unten abgebildeten Moleküle (bzw. Molekülteilen) die passenden Begriffe aus A - G zu. Die Begriffe können zu einer oder zu beiden o-der auch zu keiner Abbildung passen. A anorganisch B glycerinhaltig C energiereich D Teil des ATP E typischer Membranbaustein F Produkt der Fotosynthese G Kohlenhydrat

2P Schema mit aneinandergereihten Kreisen, die Aufschriften tragen wie Ala, Cys, Gly.

Leu etc.

Schema eines Moleküls aus farbigen Kugeln (rote, weisse und schwarze; auffallend: ein vor-

wiegend mit roten Bausteinen besetzter Be-reich, an dem drei ausschliessliche aus weis-sen und schwarzen Kugeln gebildete Ketten

angehängt sind.

passende Begriffe (z. B.: A, E)

passende Begriffe (z. B.: A, E)


B1.2 Im Textausschnitt unten klingen diverse „Kennzeichen der Lebewesen“ an. Unterstreichen Sie diese Stellen im Text und notieren Sie die Kennzeichen als Stichworte im freien Raum rechts vom Text. Stichworte genau auf der richtigen Höhe platzie-ren Aus dem Leben der Euphorbia

Bild einer Euphorbia-Pflanze

2P

Die dreikantige Wolfsmilch (Euphorbia tri-

gona, Bild) erreicht eine Grösse bis zu 1.8 m.

Ein bescheidenes Wurzelwerk genügt, um sie

mit Wasser und Nährstoffen zu versorgen.

Hält man die Pflanze im Zimmer immer am

gleichen Ort, krümmt sie sich mit der Zeit zum

Fenster hin. Wird ein kurzes Stück der

Pflanze abgebrochen, tritt an der Bruchstelle

für einige Minuten ein schneeweisser, giftiger

Milchsaft aus. In sandhaltige Erde gebettet,

überlebt und entwickelt sich das Bruchstück

als eigenständige Pflanze. Durch die jahrhun-

dertelange Kultur in menschlicher Obhut hat

die Pflanze – im Gegensatz zu zahlreichen

ähnlichen Euphorbia-Arten - die Fähigkeit,

Blüten zu bilden, komplett verloren.


5 Punkte

B2 Zelle – Grundbaustein des Lebens

B2.1 Skizzieren und benennen Sie das Zellorganell, bei dem das Prinzip der Oberflä-chenvergrösserung und die Bildung von CO2 typische Merkmale sind. Minimalgrösse der Skizze: 4 cm

2.5P

Ist zu erwarten, dass das oben gezeichnete Organell in der rechts abgebildeten Zelle eine erhebliche Rolle spielt? Ja / Nein: Begründung (1 Satz und zusätzlich die darauf bezogene chemische Reaktionsgleichung):

Bild einer Zelle, aus einem langen,

schwingenden Schwanzteil und einem vorderen Bereich

aus einem walzenartig verdickten, am Ende zugespitzten Kopfteil

B2.2 Es ist bekannt, wie viel die ganze DNA einer menschlichen Darmzelle etwa wiegt. Diesen Wert bezeichnen wir als 100 %-Wert. Wie hoch liegt der Wert ei-ner Nierenzelle? Antwort: % Begründung: 1 Aspekt Eine Zelle im Körper von Frau O. Var erlebt folgendes: Die Menge der DNA (100 %) sinkt in einem ersten Schritt auf die Hälfte, dann gar auf einen Viertel (Schritt 2). Herbst 2014: Herr Var kommt von einer Geschäftsreise zurück und in der Folge steigt die DNA-Menge der betrachteten Zelle seiner Frau wieder auf die Hälfte ihres Anfangswerts (Schritt 3), wenige Stunden später sogar auf die gleiche Menge wie am Anfang (Schritt 4). Hinweis: Frau Var ist kerngesund. Geben Sie den Prozessen, welche die DNA-Menge in der Zelle von Frau Var verändern, die passenden Namen. Stichworte Schritt 1: Schritt 2: Schritt 3: Schritt 4:

2.5P


6 Punkte

B3 Das Tier- und das Pflanzenreich im Überblick Bau, Leben und Bedeutung von Blütenpflanzen

B3.1 Blattläuse (Bild unten) ernähren sich heterotroph. Sie stechen Blätter und Stängel an einer geeigneten Stelle an und saugen Nahrung durch ihren Stechrüssel ein. Markieren Sie im Bild rechts die bevorzugte Zielregion des Blattlaus-Stechrüssels ganz präzis mit einem Pfeil.

3P

Bild einer Blattlaus,

die Flüssigkeit aus einer Pflanze saugt

Schema eines Laubblattes

mit seinem typischen schichtartigen Aufbau (Epidermis, Palisadengewebe etc.)

Begründung für die Zielregion:


B3.2 Benennen Sie die Teile im Schema des Bohnensamens. Das kleine Bild ganz rechts zeigt einen echten, der Länge nach aufgeklappten Bohnensa-men.

Schema der Hälfte eines aufgeklappten Bohnensamens (inkl. Nachkomme) mit Hinweislinien zu vier Bereichen;

rechts daneben das Foto eines aufgeklappten Bohnensamens (in dessen linker Hälfte ein schwarz geschriebenes Symbol «*»

4P

In 2 Versuchsansätzen wurden unter optimalen Bedingungen Samen ausgesät: Versuch A: 100 gesunde Bohnensamen Versuch B: 100 Bohnensamen wie in Versuch A. Allen war der mit dem

schwarzen Stern markierte Teil des Samens vor der Aussaat sorgfältig entfernt worden.

Nach 45 Tagen: A: 76 Keimlinge, alle ergrünt, Sprosshöhen: ca. 12 -14 cm B: 74 Keimlinge, alle ergrünt, 7 - 8 cm hoch Begründen Sie das Resultat von Versuch B:


5.5 Punkte

B4 Anatomie und Physiologie des Menschen

B4.1 Stellen Sie sich bitte vor, Sie sind gerade selbst in der Situation der rechts abgebildeten Person, setzen sich hin, essen (sehr schnell), anschliessend wieder Vorle-sung. Abends essen und trinken Sie nichts, gehen schlafen, stehen um 10 Uhr auf, gehen zur Toilette. Jeder der Prozesse A – H fängt zwischen jetzt und morgen um 10 Uhr eine Zeit lang häufiger bzw. ver-stärkt abzulaufen. In welcher Reihenfolge?

Bild einer Studentin in der Mensa,

ein Tablett mit Pommes und Bratwurst in Händen haltend

2P

A Nahrungsbrei wird weniger sauer B Nahrungsbrei wird stärker saurer C Entspannung des After-Ringmuskels D häufigeres Schliessen des Kehldeckels E Dickdarmperistaltik F Resorption im Bereich Mikrovilli G Blinddarmfüllung H Bauchspeichel-Amylase-Aktivität

Reihenfolge: ___ ___ ___ ___ ___ ___ ___ ___

B4.2 Der Junge rechts atmet durch das Röhr-chen ganz vorsichtig ein und aus (Nase mit Watte verschlossen). In die beiden Glasfla-schen ist klares, farbloses Kalkwasser* ein-gefüllt worden. * Kalkwasser reagiert mit Kohlenstoffdioxid zu einer trüben weisslichen Flüssigkeit. In welcher Flasche (links od. rechts) tritt beim Atmen eine starke Trübung ein? Flasche:

Schema eines Versuchs: Zwei Waschflaschen sind je bis etwa zu

einem Drittel mit Flüssigkeit (Kalkwasser) gefüllt.

Ein Junge, der durch einen sich in zwei Schenkel verzweigenden Schlauch aus-

bzw. einatmet. Jedes Schlauchende ist mit einer der

Waschflaschen verbunden: das linke Ende mit dem langen Glasrohr

der linken Waschflasche, das rechte Ende mit dem kurzen Glasrohr

der rechten Waschflasche.

3.5P

Begründen Sie Ihren Entscheid.


Wird auch die Lösung in der anderen Flasche mit der Zeit trübe? Ja / Nein: Begründung:

5 Punkte

B5 Evolution, Ökologie und Systematik

B5.1 Maulwürfe (Talpa europaea, Bild rechts) leben vorwiegend in un-terirdischen Gangsystemen. Sie gehören zu den Insektenfres-sern. Auffallend: Ihre Augen sind winzig und im Fell verborgen. Nehmen Sie an, dass die direk-ten Maulwurf-Vorfahren auf der Erd-Oberfläche gelebt haben, gut sehen konnten und ebenfalls Insektenfresser waren.

Bild eines Maulwurfs

2.5P

Wie würde Lamarck die Evolution der Augen der heutigen Maulwürfe erklären?


B5.2 Eine Nahrungskette aus drei Organismen-Arten: Eine Art, die als Endkonsu-ment wirkt, dazu eine Produzenten-Art und eine Primärkonsumenten-Art. Geben Sie ein Beispiel für eine solche Nahrungskette, indem Sie drei konkrete Arten in der korrekten Reihenfolge nennen. Art 1 Art 2 Art 3 Annahme: Anfänglich leben in einer solchen Nahrungskette nur wenige Indivi-duen des Endkonsumenten im Ökosystem. Seine Population wachse gut heran. Was für Veränderungen biotischer Faktoren könnten in der Folge dazu füh-ren, dass der Endkonsument in wenigen Jahren bis auf wenige Individuen zu-rückgeht? 4 unterschiedliche Beispiele (ohne Begründungen) 1 2 3 4

2.5P


Lösungsschlüssel zur Musterprüfung Biologie Niveau Fachmaturität Pädagogik

Teil A Wissens- und Verständnisaufgaben 12 Punkte 3 Punkte

A1 Taxonomie, Systematik

A1.1

Welcher Begriff aus dem Kapitel „Belege für die Evolution“ wird durch das Bild rechts beispiel-haft gezeigt? Stichwort

Schema der Anordnung der Knochen

in den Vorderextremitäten von Mensch und Pferd

Homologie / Belege aus der vergleichenden Anatomie

1P

A1.2 Was ist die Auf-gabe der Taxo-nomie?

• Lebewesen nach ihrer Verwandtschaft 1P • in ein System ordnen 1P 1P: Lebewesen richtig einordnen / wissenschaftlich korrekt benennen

2P

3 Punkte

A2 Nerven, Hirn und Sinne

A2.1

Was für Organe erhalten „Signale“ in Form von Nervenerregungen vom peri-pheren Nervensystem? 4 Stichworte

Rückenmark, Hirn, Muskeln, Drüsen 0.5P: 2, 3 Aspekte, 0P: 0, 1 Aspekt

1P

A2.2

Herr Fielmann erlitt vor zwei Jahren eine Hirnschädigung. Seither hat er Mühe, seine Augen kontrolliert zu bewegen. Auch Akkommodation und Adaption sind gestört. Welcher Hirnteil ist geschädigt? Stichwort

Mittelhirn 1P

A2.3

Niki Lauda (Bild, ehem. Auto-rennfahrer), verlor bei einem Unfall grosse Teile seiner rech-ten Ohrmuschel. Inwiefern wird sich Laudas Gehör gegenüber der Zeit vor dem Unfall unter-scheiden? 2 Aspekte

Bild des ehemaligen Formel 1-Rennfahrers

Niki Lauda

• geringere Lautstärke • geringere Genauigkeit des Richtungshörens je 0.5P

1P

3 Punkte

A3 Tierreich, Organsysteme der Wirbeltiere (am Beispiel Mensch)

A3.1 Welchem Stamm sind Tiere zuzuordnen, für die alle folgenden Merkmale typisch sind: Drüsenreiche, einschichtige Haut / Blut / Kopf / Fuss / zweiseitig

Weichtiere 1P


symmetrisch (bilateral-symmetrisch) Stichwort

A3.2 Das Lymphgefässsystem weist gegenüber dem Blutkreislaufsystem mehrere Unterschiede auf, die seinen Bau und seine Arbeitsweise betreffen. Nennen Sie vier davon. Achtung: Es geht NICHT um Unterschiede in der FUNKTION!

1 Eingestreute Knoten (Lymphknoten als Filterstationen)

2 Lymphbahnen enden blind

3 Kein Kreislaufsystem

4 Flüssigkeit wird nur gesammelt (nicht verteilt)

auch ok.:

- Antrieb u.a. durch Lymphherzen (kontraktile L.gefässteile) - ...

Schema mit dem Ver-lauf der wichtigsten

Lymphbahnen im Kör-per des Menschen

2P

3 Punkte

A4 Stoffkreislauf, Energiefluss und Einflüsse des Menschen

A4.1

Linkes Teilbild: Ab-schnitt der Thur (früher), rechtes Teilbild: Thur heute. Welche ökologi-sche Massnahme wurde im gezeig-ten Flussabschnitt umgesetzt? Stich-wort


vor den Massnah-men


nach den Massnah-men

• Renaturierung 1P

A4.2

Fliessgewässer gelten als „Transport-wege für Kohlenstoff zum Meer“. In welcher Form wird Kohlenstoff durch sie transportiert? 2 Beispiele

• tote Lebewesen bzw. Teile von ihnen • im Wasser gelöstes CO2 • organisches Sediment 2x 0.5P

1P

A4.3

Welche der Massnahmen 1 – 3 wären geeignet, um die Brut-toprimärproduktion in einem Bach zu erhöhen? 1 Bäume fällen, deren Kronen vom Bachufer weit über den

Bach ragen 2 Nährstoffkonzentration im Bach senken 3 Die Trübung des Bachwassers verringern Ohne Begründungen

Nummer(n) der geeigne-ten Massnahme(n): 1 / 3

1P


3 Punkte

A5 Zellen

A5.1 zu umkreisen: 1 / 2 / 6 / 7 / 8 pro Fehler: -0.5P 2P

A5.2

Die Zahl der homolo-gen Chromosomen-paare in Gameten ist normalerweise Null. Weshalb? 1 Aspekt

Gameten sind haploid / Chromosomen liegen nicht als Paare vor 0 1P

Teil B Transfer- und Anwendungsaufgaben 25.5 Punkte 4 Punkte

B1 Kennzeichen und Stoffe des Lebens, Stofftransporte

B1.1 • zur Abbildung links: C, E pro Fehler: -0.5P • zur Abbildung rechts: B, C pro Fehler: -0.5P 2P

B1.2 8 Kennzeichen erwartet: je 0.25P, bei verbleibenden Viertelpunkten aufrun-den. 2P

2P

Die dreikantige Wolfsmilch (Eupho-rbia trigona, Bild) erreicht eine Grösse bis zu 1.8 m. Ein beschei-denes Wurzelwerk genügt, um sie mit Wasser und Nährstoffen zu versorgen. Hält man die Pflanze im Zimmer immer am gleichen Ort, krümmt sie sich mit der Zeit zum Fenster hin. Wird ein kurzes Stück der Pflanze abgebrochen, tritt an der Bruchstelle für einige Minuten ein schneeweisser, giftiger Milch-saft aus. In sandhaltige Erde ge-bettet, überlebt und entwickelt sich das Bruchstück als eigenständige Pflanze. Durch die jahrhunderte-lange Kultur in menschlicher Obhut hat die Pflanze – im Gegensatz zu zahlreichen ähnlichen Euphorbia-Arten - die Fähigkeit, Blüten zu bil-den, komplett verloren.

Wachstum Stoffwechsel Bewegung Reizbarkeit Exkretion Fortpflanzung Vererbung Vielfalt Mutabilität (Mutation)


5 Punkte

B2 Zelle – Grundbaustein des Lebens

B2.1 pro 2 korrekten Aspekten: 0.5P 1P • Mitochondrium • typische Form • äussere ungefaltete Membran • innere gefaltete Membran Spermium: • ja Begründung: • zum Ei schwimmen = Bewegung Energiebedarf 0.5P • ATP-Herstellung durch Zellatmung 0.5P C6H12O6 + 6 O2 6 CO2+ 6 H2O 0.5P

2.5P

B2.2 Nierenzelle: • 100 % Grund: • alle Körperzellen gehen durch Mitose aus einander hervor 0.5P gleiche bzw. gleich viel DNA gleicher Wert 0.5P (auch 50 % bzw. 200 %akzeptieren, wenn anschl. erklärt wird, dass

Darm- und Nierenzelle nicht unbedingt in der gleichen Phase des Zell-zyklus betrachtet werden, also vor bzw. nach der Replikation sind)

Erwartung: 3 der vier Antworten unten: 1.5P (3x0.5P) Schritt 1: Meiose I (1. Reifeteilung) Schritt 2: Meiose II (2. Reifeteilung) Schritt 3: Befruchtung Schritt 4: DNA-Verdopplung (Begriff Replikation nicht erwartet)

2.5P

6 Punkte

B3 Das Tier- und das Pflanzenreich im Überblick Bau, Leben und Bedeutung von Blütenpflanzen

B3.1 Zielregion: • Phloem im Leitbündel des Blattes (rot gemalt) 1P (0.5P: Xylem) Begründung: • Heterotrophe: auf energiereiche, organische Stoffe angewiesen 0.5P KH, Fette, Proteine 0.5P • Fotosynthese liefert KH Transport in Leitbündeln 0.5P im Phloem (Siebteil) 0.5P (• erkennbar an den Querwänden)

3P

B3.2 Abbildungen: 4 Benennungen: pro 2 richtigen: 0.5P, ungerade Anzahlen aufrunden • (von oben nach unten) Laubblatt, Keimsprossachse, Keimwurzel, Keimblatt 1P

4P


Begründungs-Aspekte zu den B-Pflanzen: 3P • Keimungsrate: ähnlich hoch wie bei A 0.5P Amputation für Keimprozess an sich nicht problematisch 0.5P (auch ok: oben „Ergrünen“ statt Keimprozess) • entfernt wurde ein hoch stärkehaltiger Teil (Reservestoff) 0.5P kleinerer Bau- und Energievorrat für die Keimungsphase 0.5P • die heterotroph abläuft (keine FS), bis zur Umstellung auf Autotrophie 0.5P geringere Wuchshöhe 0.5P

5.5 Punkte

B4 Anatomie und Physiologie des Menschen

B4.1 Reihenfolge: pro Fehler -0.5P • D B A H F G E C 2P

B4.2 • Flasche: links Begründung: • Zellatmung 0.5P • erzeugt CO2 0.5P • Ausscheidung von CO2 aus dem Körper durch Ausatmung 0.5P Ausatemluft liefert dauernd Substanz für die Trübung Flasche links 0.5P Trübung auch in der anderen Flasche: Ja Begründung: • Luft enthält CO2 0.5P • jedoch nur etwa 0.3 % weit weniger als Ausatemluft 0.5P Trübung schwächer / später 0.5P

3.5P


5 Punkte

B5 Evolution, Ökologie und Systematik

B5.1 Maulwurfaugen-Evolution (Kerngedanken): • max. 2.5P für eine Argumentation, mit den zentralen lamarck’schen

Kernpunkten Bsp.: • Anfangs: Vorfahren mit gut sehenden Augen • Nahrungsknappheit / Feindbedrohung über dem Boden Ausweichen in die sicherere Erde • Problem: offene Augen leicht verletzt...Krankheiten... inneres Bedürfnis: Augen geschlossen halten • Augen in dunklem Boden unnütz • aktive Anpassung an neue Umwelt Rückbildung durch Nichtgebrauch • Vererbung rückgebildeter Augen an Nachkommen

2.5P

B5.2 pro Fehler: -0.5P • Bsp.: Gras Rind Mensch 0.5P Vier Beispiele: je 0.5P 2P • Rückgang der Primärkonsumenten (der Beute, des Futters) • Rückgang der Produzenten ( Rückgang des Primärkonsumenten) • zunehmende Eigenkonkurrenzierung • Zuwanderung neuer Konkurrenten / Abwanderung des Primärkonsu-

menten • Zuwanderung eines Fressfeindes des bisherigen Endkonsumenten • ansteckende Krankheiten / Parasiten • Dichtestress (Raumknappheit, Revier...)

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anforderungen im fach biologie einleitung

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