Abiturprüfung 2007 Biologie, Grundkurs

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Abiturprüfung 2007
Biologie, Grundkurs
Aufgabenstellung:
Thema: Pflanzenschutz durch Nervengifte
I.1 Stellen Sie dar, wodurch das Ruhepotential am Axon einer Nervenzelle entsteht und
erklären Sie die Funktion des ATP bei seiner Aufrechterhaltung.
(14 Punkte)
I.2 Werten Sie auf der Grundlage des Materials A und B (Diagramm 1 und 2) die Befunde zur Giftwirkung des Sambunigrin begründend aus. Zeichnen Sie dazu auch den
zu erwartenden Verlauf des Membranpotentials in das vorbereitete Diagramm des
Materials C ein und begründen Sie Ihre Entscheidung.
(24 Punkte)
I.3 Erläutern Sie anhand von Material A die Auswirkungen des Insektizids Bladafum auf
die Informationsübertragung in der Synapse und erklären Sie, warum man Atropin
als Gegenmittel verwenden kann.
(16 Punkte)
Materialgrundlage:
– Bayrhuber, H. und Kull, U. (Hrsg.): Linder Biologie, Braunschweig 2005, S. 207
– Mangold, M.: Computer-Simulation zum Membranpotenzial, Stark-Verlag, Freising,
S. 49 – 52
– Oltmanns-Blank, S.: Atropin – ein Gift als Gegengift. In: Unterricht Biologie, Jg. 25,
2001, H. 264, S. 53
– Roschke, A.: Sambunigrin – Motor der Evolution. In: Unterricht Biologie, Jg. 24, 2000,
H. 257, S. 51
Zugelassene Hilfsmittel:
– Wörterbuch zur deutschen Rechtschreibung
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Material A: Information zur Abwehr und Bekämpfung von Blattläusen
Blattläuse fügen den grünen Pflanzen, an denen sie im Sommer in Massen saugen, großen Schaden zu. Mit ihrem Rüssel bohren sie in die zuckerleitenden Gefäße und entziehen der Pflanze so große Mengen an Energieträgern und Baustoffen, dass die Pflanzen
verkümmern oder eingehen können.
Einige Wildpflanzen besitzen einen natürlichen Schutz vor Pflanzensaftsaugern. Hierzu
gehört der Schwarze Holunder. Seine Blätter, Blüten und unreifen Früchte enthalten das
Blausäureglykosid Sambunigrin.
Das Gift inaktiviert in den Mitochodrien Enzyme der Atmungskette und hemmt dadurch die
ATP-Bildung. Welchen Einfluss diese Blockade auf die Aktivität von Nervenzellen hat,
wurde am Computer simuliert. Die Ergebnisse sind in Material B dargestellt.
Blattläuse gehören zu den häufigsten Schädlingen in Landwirtschaft und Gartenbau. Bei
der Bekämpfung von Blattläusen auf Kulturpflanzen setzt der Landwirt oder Gärtner häufig
das Pflanzenschutzmittel Bladafum ein. Chemisch gehört Bladafum in die Gruppe der
Phosphoester. Seine Wirkung als Insektizid kommt dadurch zu Stande, dass der Säurerest
stabil auf das aktive Zentrum der Acetylcholinesterase (ACh-Esterase) übertragen wird
und so das Enzym in seiner Aktivität blockiert.
Nicht nur für Blattläuse ist Bladafum giftig, sondern auch für den Menschen. Gelangt durch
Anwendungsfehler das Gift in den menschlichen Organismus, wird als Gegengift Atropin
verabreicht.
Atropin ist das Gift der Tollkirsche. Es blockiert reversibel die Acetylcholinrezeptoren in
Synapsen des Herzens, der Eingeweide und der Irismuskeln im Auge (Anmerkung: Iris =
Regenbogenhaut).
Material B: Wirkung von Sambunigrin
Diagramm 1:
Intrazelluläre ATP-Konzentration
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Diagramm 2: Intrazelluläre Konzentration von Natrium- und Kaliumionen in Gegenwart von Sambunigrin
Material C: Membranpotential bei Blockade der ATP-Synthese
Diagramm: Ruhepotential ohne Sambunigrin: -90 mV
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