Aufgabenvorschlag 1/Aufgabe 1

Aufgabenvorschlag 1 – Erwartungshorizont Der nachfolgende „Erwartungshorizont“ ist als Orientierungsrahmen zu verstehen. Für gleichwertige Leistungen ist die Vergabe der BWE
entsprechend vorzunehmen.
Teilaufgabe
1.1
unterrichtliche
Vorraussetzungen Kernkompetenzen
erwartete Leistung
 Molekularbiologie
Viele Nukleotide (aus Desoxyribose, Base, Phosphat) über Phosphatbidung zu
 Bau der DNA
Polynukleotid verbunden; komplementäre Basenpaarung (A-T, G-C) zu parallelem
Themenbereich: Funktionszusammenhänge gegenläufigem Strang; Doppelstrang; Doppelhelix
BWE AFB
25P.
I
25P.
II
12P.
III
Erforderliche Kompetenzen:
 Umgang mit dynamischen und komplexen Modellen
 präzise begriffliche Erfassung biologischer Probleme und Sachverhalte
 Anwendung biologischer Modelle und Überprüfung deren Gültigkeit
1.2
 Proteinbiosynthese
 Transkription bei Eukaryoten
Die EST-Sequenzierung ist den Schülern
aus dem Unterricht nicht bekannt.
Themenbereich: Funktionszusammenhänge
Die im Zellkern durch Spleißen der prä-mRNA entstandene reife mRNA gelangt
aus dem Zellkern und wird im Reaktionsgefäß mit der reversen Transkriptase
versetzt, Reverse Transkriptase verbindet DNA-Nukleotide, die komplemetär zu
reifer mRNA angelagert wurden zu cDNA, cDNA enthält nur Exons,
funktionsfähige DNA, mRNA wird abgebaut
Erforderliche Kompetenzen:
 Informationsquellen erschließen und nutzen
 Modellvorstellungen entwickeln und ggf. modifizieren
2.1

Diskussion zu ethischen Aspekten in
Mögliche Argumente:
der modernen Biologie am Beispiel der Vorteile: - im Labor zu halten und leicht zu vermehren
Anwendung von Kenntnissen in der
- Geringe Gesamtzahl von Zellen
Gentechnik
- Hoher Anteil von Stammzellen (30%)
Dieses Beispiel ist den Schülern aus dem
- Schnelle Regeneration
Unterricht nicht bekannt.
- Universalität der Struktur und Funktion der genetischen
Themenbereiche: vernetzte Systeme und
Information, dadurch Übertragbarkeit der Ergebnisse auf Menschen
Funktionszusammenhänge
(Eukaryoten)
- Schnelle Generationsfolge möglich
- Ethisch eher unbedenkliches Klonen von Geweben und ganzen
Organismen möglich (Experimente mit taxonomisch vom Menschen weit
entfernten Organismen)
Nachteile: - taxonomische und damit organisatorische und physiologische
Unterschiede, die Übertragbarkeit der Ergebnisse auf Menschen
problematisch erscheinen lassen
- EST-Sequenzierung erfasst nur aktive Gene, Möglichkeit der
Beeinflussung durch andere (Regulations-)Gene
eigene Wertung/Stellungnahme: Das Überwiegen von Vorteilen aus biologischer
aber vor allem ethischer Sicht, sollte die Wertung bestimmen.
Erforderliche Kompetenzen
 Tragweite, Grenzen und gesellschaftliche Relevanz biowissenschaftlicher Erkenntnisse und
Methoden reflektieren und bewerten
3.1

Materialauswertung an Beispielen von
Beziehungen der Organsimen zur
Umwelt
 Wirkung abiotischer und biotischer
Faktoren
Dieses Beispiel ist den Schülern aus dem
Unterricht nicht bekannt.
Themenbereich: vernetzte Systeme





C. alpina im Oberlauf des Bachsystems bei einer mittlerer Wassertemperatur im Juli
zwischen 3°C und maximal 6/7°C, bevorzugt kühleres Wasser
P. felina im mittleren Teil des dargestellten Bachsystems im Temperaturbereich
zwischen 8°C bis maximal 12°C
D. gonocephala im Temperaturbereich über 12°C, bis 16°C
Unterschiedliche Temperaturbereiche (P. alpina scheinbar extrem stenotherm, dagegen
D. gonocephala eurytherm)
Evtl. Anwendung folgender Begriffe: ökologische Potenz, Konkurrenzausschluss,
ökologische Nischen
25P.
II
13P.
III
Erforderliche Kompetenzen:
 komplexe und dynamische Vielfaktorensysteme wie Organismen und Ökosysteme
untersuchen, analysieren und Zusammenhänge klären
3.2


Stoffwechsel unter Berücksichtigung
ökologischer Aspekte
Wirkung abiotischer und biotischer
Faktoren
Themenbereiche:
Funktionszusammenhänge und vernetzte


Nahrungskonkurrenz
Konkurrenzausschluss z.B.:
- Für Überleben und Fortpflanzung ist Energieversorgung und damit
Nahrungsaufnahme (und Sauerstoffversorgung bestimmend)
- Die Kriechgeschwindigkeiten von P.f. ist bei 10°C und bei D.g. bei 14°C
jeweils doppelt so hoch wie bei C.a.
- Also: C.a. hat bei geringer Wassertemperatur höhere
Systeme
-
Kriechgeschwindigkeit und damit bei Jagd auf Nahrung erfolgreicher,
konkurrenzstärker; P.f. und D.g. bei höheren Temperaturen entsprechend
konkurrenzstärker
D. g. ist als langsamste Planarie am konkurrenzschwächsten, kann nur dort
existieren, wo die beiden anderen Arten physiologisch nicht vorkommen
Erforderliche Kompetenzen
 Informationsquellen erschließen und nutzen
 Naturwissenschaftliche Modelle anwenden und deren Gültigkeitsbereich
überprüfen
Die Grundlagen für die Lösungen der Aufgabe 3 wurden überwiegend während der Jahrgangsstufe 11, die für die Aufgaben 1 und 2 vor allem während der
Jahrgangsstufe 12 gelegt.
Die Schüler erhalten den Aufgabenvorschlag 1 in einem farbigen Ausdruck.