Inhaltsverzeichnis Um der Kommission den Vergleich mit der Ersteinreichung zu erleichtern, stehen hier in Klammern auch noch die alten Seitennummern. Dein Portfolio .........................................................................................................4 1. WIE ALLES BEGANN 1.1 Die Erdurzeit .....................................................................................................5 1.2 Das Leben entsteht..........................................................................................11 1.3 Die Evolution des Menschen............................................................................21 2. NUTZTIERE 2.1 Menschen nutzen Tiere........................................................................ 31 (alt 43) 2.2 Das Rind – Österreichs häufigstes Nutztier........................................................39 2.3 Das Schwein – ein intelligentes Nutztier............................................... 43 (alt 31) 2.4 Das Pferd – ein beliebtes Reittier.......................................................... 49 (alt 37) 3.NUTZPFLANZEN 3.1 Ackerbau – der Mensch gestaltet seine Umwelt................................... 55 (alt 51) 3.2 Getreide.............................................................................................. 61 (alt 57) 3.3 Die Kartoffel – eine Knolle reist um die Welt........................................ 67 (alt 63) 3.4 Tabak – ein gefährliches Genussmittel.................................................. 73 (alt 69) * 4. ÖKOSYSTEM BODEN 4.1 Schätze unter der Erde......................................................................... 77 (alt 73) 3.2 Der Boden – lebendige Vielfalt............................................................. 83 (alt 79) 3.3 Gesunder Boden – kranker Boden........................................................ 89 (alt 85) 5. ÖKOSYSTEM WIESE 5.1 Die Wiese – ein vielfältiges Ökosystem................................................. 95 (alt 91) Anhang Die Erdzeitalter........................................................... U3 und Umschlagflappe innen Glossar ..................................................................................Umschlagflappe außen * Dieses Kapitel ist in englischer Sprache für den bilingualen Unterricht gehalten. Eine deutschsprachige Version gibt es im Internet unter www.leykam-schulbuch.at. Zur Arbeit mit diesem Buch Wie bereits in in den Vorgänger-Bänden ist auch in basic biology 3 jedes Kapitel in drei Einheiten gegliedert: Auf den einführenden Warm-up folgen immer die Basics mit dem sogenannten Kernbereich. Am Ende der Basics findest du ein Kästchen, in dem du abhaken darfst, was du schon alles kannst. Abschließend kannst du im Bio-Check dein Wissen anwenden oder mehr zum Thema erfahren. Im Bio-Check gibt es nun auch den English Corner. Hier wird jeweils eine Übung in englischer Sprache für den bilingualen Unterricht angeboten. Steht hinter einer Aufgabennummer ein Plus, z.B. 2+ , bedeutet das: für Bio-Profis. Es handelt sich dann um spezielle Aufgaben, die du nicht unbedingt machen musst. Aber probieren solltest du sie schon. Bei Aufgaben, die mit dem Code zu lösen sind, hilft die Codetabelle am Umschlag hinten. Schau aber nur nach, wenn du nicht weiter weißt. Wo du dieses Zeichen siehst, findest du Vorschläge für dein Portfolio. Nähere Informationen dazu stehen auf der nächsten Seite. Wie alles begann Warm-up Die Erdurzeit Die Erde ist nur ein kleiner Planet in einem Sonnensystem. Dieses wiederum ist nur ein winziger Teil des Universums, des Weltalls. Schon vor langer Zeit rätselten die Menschen, wie die Erde entstanden sein könnte. In sogenannten Schöpfungs-Mythen erklärten sie sich die Welt in einer bildreichen Sprache, die alle verstehen konnten. Götter standen für die Naturgewalten, die wir heute wissenschaftlich erklären können. 5.2: Ein Blick ins Weltall mit dem Hubble-Weltraumteleskop zeigt viele Sonnensysteme. Wie ist die Erde entstanden? – die wissenschaftliche Theorie 5.1 W1 Die Entstehung der Erde Lies die verschiedenen Erklärungen durch. Male das Kästchen mit der naturwissenschaftlichen Erklärung rot an. 1. Gott erschafft Himmel und Erde Tagen. in nur zwei 2. Nach dem Urknall dehnt sich das Universum aus. Nach und nach bildet sich aus der Materie in unserem Sonnensystem die Erde. mutter Gaia 3. Aus dem Chaos entsteht die Erd Himmel, das (griechisch: Γαια). Sie bringt den lt. We zu Meer und die Unterwelt 4. „Das Eine“ denkt nach und bemerkt, dass es einsam ist. Es teilt sich. So erschafft es alle Dinge. think W1+ Bemale die übrigen Kästchen in der jeweiligen Farbe ihrer Herkunft: • griechischer Schöpfungsmythos • jüdischer, christlicher und islamischer Schöpfungsmythos • indischer Schöpfungsmythos Heute glaubt man, dass das Universum (lateinisch: das Gesamte) vor etwa 14 Milliarden Jahren entstanden ist. Alle Materie existierte zusammengedrängt auf winzigem Raum. Dann begann sie sich auszudehnen. Diesen Beginn des Universums nennt man Urknall (engl.: Big Bang). Seither dehnt sich das Universum aus. Diese Ausdehnung kann man auch heute noch messen. Nach und nach formten sich aus der Materie Sonnen und Planeten. Einer der vielen Planeten ist die Erde. Sie bildete sich aus Gasen und Staub, die beim Urknall entstanden. Zuerst war die Erde eine glühende Kugel. Es dauerte mehrere hundert Millionen Jahre, bis sie so stark abgekühlt war, dass ihre äußere Kruste fest war. W2 Verbinde die Satzhälften und schreibe die Buchstaben zu den passenden Ziffern. 1 2 3 4 1 Den Beginn des Universums nennt man ... 2 Unser Universum ist ... 3 Die Erde war zuerst ... 4 Nach einigen Milliarden Jahren ... A ... 14 Milliarden alt. B ... bildete sich auf der Erde eine harte Kruste. C ... eine glühende Kugel. D ... Urknall (Big Bang). 5 Die Erdurzeit Der Aufbau der Erde Die Reise zum Mittelpunkt der Erde Nach der Entstehung des Universums war die Erde eine Kugel aus glühender Materie. Mit der Zeit sanken die schweren Teile nach innen und die leichten stiegen an die Oberfläche. Dadurch entstand der Schalenbau der Erde. Wir leben auf der Erdkruste. Doch wie schaut es tiefer drinnen aus? Jede Schale hat ganz bestimmte Eigenschaften. Die Schalen nennt man Erdkruste, Erdmantel und Erdkern. Mach eine Gedankenreise. Stell dir vor, du könntest in einem Tunnel zum Erdmittelpunkt fahren. Was würdest du erleben? 1 Schau dir Abb. 6.1 an und bringe den Text eines erfundenen Reisetagebuchs in die richtige Reihenfolge. Schreibe die Nummern aus der Grafik zu den entsprechenden Texten. Beschrifte die Abbildung mit den fett gedruckten Begriffen. 1 2 3 4 6.1: Der Schalenbau der Erde Deine Reise ist über 6 300 km lang. Zuerst fährst du durch die feste Erdkruste. Schon nach 1 km wird dir warm: Es hat mehr als 30 °C. think Du reist immer weiter und erreichst den inneren Erdkern. Wahrscheinlich besteht er aus festem Metall, weil der Druck so groß ist. Hier hat es über 6 000 °C. Du hast das Ziel deiner Gedankenreise erreicht. 6 2+ In etwa 30 km Tiefe erreichst du den Erdmantel. Es wird immer heißer. Am Übergang von der Erdkruste zum Erdmantel hat es bereits 100 °C. Das Gestein ist ab nun nicht mehr so hart. Je weiter du kommst, desto weicher wird es, schließlich sogar flüssig. Es herrschen Temperaturen von unglaublichen 3 000 °C. In etwa 2 900 km Tiefe stößt du auf den Erdkern. Er besteht aus Metall. Er ist flüssig, weil es hier bis zu 5 000 °C hat. Der Erdkern erzeugt das Magnetfeld der Erde. 1864 erschien ein Roman von Jules Verne, der eine „Reise zum Mittelpunkt der Erde“ beschreibt. Eine Zusammenfassung der Geschichte findest du in wikipedia. Erkläre, warum diese Reise nicht so stattfinden kann, wie sie der Schriftsteller im 19. Jahrhundert beschrieben hat. Basics Das Werden der Erdoberfläche Reibungszone (Erdbeben!) Nach ihrer Entstehung war die Erde so heiß, dass sogar ihre Oberfläche flüssig war. Erst 500 Mio. Jahre später kühlte sie so weit ab, dass die Oberfläche fest wurde. Aber auch heute noch ist die Erdkruste nicht stabil. Sie ist dauernd in Bewegung und verändert ihr Aussehen – wenn auch meist nur sehr langsam. Im Vergleich zu den anderen Erdschalen ist die Erdkruste recht dünn. Sie besteht aus tektonischen Platten (Abb. 7.1), die auf dem Erdmantel „schwimmen“, weil sie weniger dicht sind als dieser. Dabei können sie aneinander reiben, aufeinanderstoßen oder auseinandertreiben (Abb. 7.2). In Österreich gibt es im Vergleich zu anderen Ländern wie Italien oder Japan kaum Erdbeben. Warum ist das so? Erdbeben entstehen hauptsächlich an den Plattenrändern. Dort steigt der Druck, bis sich eine der Platten ruckartig bewegt: Die Erde bebt. Erdbeben können ganz schwach sein, aber auch sehr stark. Manchmal verändern sie ganze Landschaften. think 3+ Erdmantel Wo tektonische Platten aneinander vorbeischrammen, kommt es häufig zu Erdbeben. Gebirge Erdkruste Erdmantel Wo Platten aufeinander stoßen, entstehen Gebirge. Die dichtere Platte schiebt sich unter die andere und wird im Erdmantel aufgeschmolzen. Grabenbruch Warum gibt es Erdbeben? 3 Erdkruste Schau dir die Karte genau an. Vergleiche mit einer politischen Weltkarte in deinem Atlas. Finde mindestens drei Länder, in denen es wahrscheinlich besonders viele Erdbeben gibt. Schau nach, wo heute die Erde gebebt hat: http://www.iris.edu/seismon/ Erdkruste Erdmantel Wo die tektonischen Platten auseinandertreiben, kommt es zu Grabenbrüchen. Dort steigt Magma auf und Vulkane entstehen. 7.2: Die tektonischen Platten bewegen sich. Hast du gewusst, dass … ... sich Europa und Nordamerika jedes Jahr um etwa 2 cm voneinander entfernen? Auch die anderen Kontinente bewegen sich mehr oder weniger stark. Die Wissenschaft geht davon aus, dass die Oberfläche der Erde in einigen Milliarden Jahren ganz anders aussehen wird als heute. 7.1: Manche Bereiche der tektonischen Platten bestehen aus dichterem (schwererem) Gestein. Sie liegen daher unter Wasser und bilden die ozeanische Kruste der Erde. Eurasische Platte Pazifische Platte Amerikanische Platte Pazifische Platte Afrikanische Platte Indisch-australische Platte Antarktische Platte 7 Die Erdurzeit Gebirge entstehen Wo zwei Platten aufeinanderprallen, werden riesige Kräfte frei. Diese können dazu führen, dass sich die Platten auffalten, wenn sich eine unter die andere schiebt. Faltengebirge entstehen. Hier kommt es zu Erdbeben. Die Erdkruste faltet sich auf. 8.2: Oft kann man deutlich erkennen, wie sich die Gesteinsschichten gefaltet haben. 4 Kreuze an, ob die Aussagen richtig oder falsch sind. Stelle die falschen Aussagen richtig. 8.1: Zwei Platten treffen aufeinander. Auch unsere Alpen entstanden durch den Zusammenstoß zweier Platten – der eurasischen und der afrikanischen Platte. Früher war dort ein Meer. Im Laufe von Millionen Jahren hat sich der Meeresboden durch den Druck gehoben, das Meer trocknete aus. Darum findet man in den Alpen noch heute versteinerte Tiere und Pflanzen (Fossilien), die normalerweise im Meer leben. Die Salzvorkommen in den Alpen sind ebenfalls in dieser Zeit entstanden. Als das Meer austrocknete, blieb das Salz zurück. Als sich dann die Falten der Erdkruste übereinanderlegten, wurde es im Stein eingeschlossen. Wo Kontinentalplatten zusammenstoßen oder auseinandertreiben, bilden sich häufig Vulkane. Dort reißt die Erdkruste auf und das unter hohem Druck stehende flüssige Gestein (Magma) steigt aus dem Erdmantel auf. Wenn bei einem Vulkanausbruch das Magma an die Erdoberfläche tritt, nennt man es Lava. An der Oberfläche kühlt die Lava ab und wird fest. 8.3: Heiße Lava bei einem Vulkanausbruch Richtig oder falsch? 1.Im Magma findet man Fossilien. richtig falsch 2.Versteinerte Lebewesen (z.B. Meerestiere) nennt man Fossilien. richtig falsch 3.Magma befindet sich im Erdkern. richtig falsch 4.Lava ist flüssiges Gestein, das aus einem Vulkan austritt. richtig falsch 5.Vulkanausbrüche und Erdbeben treten dort auf, wo Platten aufeinander treffen. richtig falsch 6.Als das Meer über unseren Alpen austrocknete, blieb Gold zurück. richtig 4+ falsch Stelle die falschen Sätze richtig Die enormen Kräfte, die bei der Verschiebung der Platten der Erdkruste entstehen, verändern die Erdoberfläche ständig. Allerdings merken wir das nur in sehr wenigen Fällen, z.B. bei Erdbeben oder Vulkanausbrüchen. Die Erdoberfläche unterliegt also einem steten Wandel. 8 Basics Die Erdurzeit vor 14 Mrd. Jahren vor 4,6 Mrd. Jahren Erdurzeit Urknall, Entstehung des Universums 5 Entstehung der Erde bis vor 0,6 Mrd. Jahren Ergänze die fehlenden Wörter im Text] Sauerstoff | Vulkane | 4,6 Milliarden Ozonschicht | Ozeane | Fotosynthese Vor etwa Jahren entstand die Erde. Erst nach mehreren hundert Millionen Jahren bildete sich die Erdkruste. Doch noch immer waren die Umweltbedingungen nicht so, dass es Leben geben konnte. Ständig brachen aus und spien Lava an die Erdoberfläche. Meteore schlugen ein und hinterließen riesige Krater. Es gab noch keinen , den Grundstein für höheres Leben. Nach und nach kühlte die Erde weiter ab. Wasser sammelte sich in den Vertiefungen und bildete . Dort bildeten sich vor etwa 3,8 Milliarden Jahren erste einzellige Lebewesen. In den Ur-Ozeanen lebten Cyanobakterien, die bereits betreiben konnten. Dadurch wurde Sauerstoff produziert. Eine spezielle Form des Sauerstoffs, das Ozon, bildete in der Atmosphäre die schützende der Erde. Sie fängt 9.1: In der Erdurzeit war die Erdoberfläche äußerst lebensfeindlich. ss … Hast du gewusst, da onschicht der Erde ... manche Gase die Oz zerstören? entdeckten WissenIn den 1980er-Jahren al ein Loch in der Ozon schaftler zum ersten M rch du . z. B , mmte Gase schicht, das durch besti r. FCKWs sind chemiwa FCKWs, entstanden s Fluor, Chlor, Kohlensche Verbindungen au g Heute ist die Herstellun stoff und Wasserstoff. rse orchlorkohlenwas und Verwendung von Flu rk eingeschränkt. stoffen verboten oder sta h dringende stärkere Die durch das Ozonloc bei Menschen zu Haut Sonnenstrahlung kann i be n kann sie Schäde krebs führen. Außerdem r ee ch das Ökosystem M Pflanzen bewirken. Au leidet, weil das pflanzliche Plankton durch die hohe Strahlung abstirbt. einen großen Teil der gefährlichen UV-Strahlung 9.2: Sonnencreme und Kleidung sind als Sonnenschutz wichtig. der Sonne ab. Dadurch wurde die Erde lebensfreundlicher. Was ich jetzt schon kann … Ich kenne die wissenschaftliche Erklärung für die Entstehung des Universums. W1 Ich kann erklären, wie die Erde aufgebaut ist. 1 Ich weiß, dass die Erdkruste aus Platten besteht, und kann erklären, warum es in bestimmten Gebieten vermehrt zu Vulkanausbrüchen und Erdbeben kommt. 3 4 Ich verstehe, warum man in den Alpen Salz und Versteinerungen von Meereslebewesen findet. Ich kann erklären, wie die Erde in der Erdurzeit aussah. 5 9 Bio-Check English Corner B1 Do you know the series “The Big Bang Theory”? Do you like the song at the beginning? (If you want to, you can listen to the song on the internet.) Read the text and match the following words with the first four lines. 1 bacteria develop photosynthesis 2 the big bang 3 the time before the big bang 4 planet earth begins to form autotrophs: autotrophe Lebewesen (Lebewesen, die Fotosynthese betreiben können) dense: dicht to drool: sabbern tool: Werkzeug to unravel: enträtseln Was ist ein Tsunami? Immer wieder hört man in den Nachrichten von Tsunamis. Das Wort kommt aus dem Japanischen und bedeutet „große Welle im Hafen“. Ein Tsunami entsteht durch ein Erdbeben oder einen Vulkanausbruch im Meer, meist im Pazifik. Solange die Welle über das tiefe Meer läuft, ist sie gar nicht hoch. Oft wird sie gar nicht bemerkt. Sie bewegt sich aber mit etwa 800 km/h fort. Wenn sie dann eine Küste erreicht, wird sie langsamer und höher – viel höher. Ein Tsunami kann bis zu 60 Meter hoch werden. Wenn das Land flach ist, können Tsunamis mit gewaltiger Wucht bis weit in das Land eindringen. B2 Beantworte die folgenden Fragen. Our whole universe was in a hot dense state, Then nearly fourteen billion years ago expansion started. Wait ... The Earth began to cool, The autotrophs began to drool, Neanderthals developed tools, We built a wall (we built the pyramids), Math, science, history, unraveling the mysteries, That all started with the big bang! (Lyrics of „The big bang theory“ by The barenaked ladies) 10.1: Ein Tsunami entsteht. Spannungszone Eine Welle entsteht. Erdbeben Die Welle breitet sich aus. Das Wellental erreicht die Küste. 1. Was bedeutet Tsunami? 2. Wodurch kann ein Tsunami ausgelöst werden. Der Wellenberg erreicht die Küste. 3. Wie schnell ist ein Tsunami im tiefen Meer? 4. Wie hoch kann ein Tsunami werden? Hast du gew usst, dass … ... es in der Er durzeit gewal tige Tsunamis gab? Wenn im Mee r ganze Berge einstürzten, wurde die Wel le 300 bis 400 m hoch. Dies konnte d urch Ablageru ngen festgeste werden, z.B. in llt Hawaii. 10 10.1: Ein schweres Erdbeben im Nordosten Japans löste eine zehn Meter hohe Tsunamiwelle aus.