Freie und Hansestadt Hamburg Behörde für Schule und Berufsbildung Schriftliche Abiturprüfung Schuljahr 2016/2017 Biologie auf erhöhtem Anforderungsniveau an allgemeinbildenden und beruflichen gymnasialen Oberstufen Haupttermin Mittwoch, 19. April 2017, 09:00 Uhr Unterlagen für die Lehrerinnen und Lehrer Diese Unterlagen sind nicht für die Prüflinge bestimmt. Diese Unterlagen enthalten: 1. 2. 3. 4. 5. den Rückmeldebogen für die Zweitdurchsicht Allgemeines Hinweise für die Auswahl der Aufgaben Hinweise für das Korrekturverfahren den Erwartungshorizont und die Bewertungskriterien für jede Aufgabe Bio1-eA-LM-AB-2017 Seite 1 von 19

Freie und Hansestadt Hamburg Behörde für Schule und Berufsbildung Abitur 2017 Lehrermaterialien Biologie auf erhöhtem Anforderungsniveau allgemeinbildende und berufliche gymnasiale Oberstufen 1. Rückmeldebogen für die Zweitdurchsicht Bitte umgehend ausfüllen und 1 a) an die Schule faxen , die die externe Zweitdurchsicht übernimmt, oder ggf. b) an die Kollegin/den Kollegen geben, die/der die interne Zweitdurchsicht übernimmt. Information für die Zweitdurchsicht Fach: Biologie auf erhöhtem Anforderungsniveau Kurs-Nummer: _______ Bearbeitet wurden die folgenden Aufgaben: Aufgaben-Nr. 1 Anzahl I von Prüflingen II von Prüflingen III von Prüflingen Faxnummern siehe: https://www.hamburg.de/bsb/sekundarstufe-2-abitur/ Bio1-eA-LM-AB-2017 Seite 2 von 19

Freie und Hansestadt Hamburg Behörde für Schule und Berufsbildung Abitur 2017 Lehrermaterialien Biologie auf erhöhtem Anforderungsniveau allgemeinbildende und berufliche gymnasiale Oberstufen 2. Allgemeines • • • • Weisen Sie bitte die Schülerinnen und Schüler auf die allgemeinen Arbeitshinweise am Anfang der Schülermaterialien hin. Die Schülerinnen und Schüler kennzeichnen alle Prüfungsunterlagen mit ihrem Namen. Auf dem Deckblatt vermerken sie zusätzlich die Kursnummer. 2 Die Arbeitszeit beträgt 300 Minuten . Eine Lese- und Auswahlzeit von 30 Minuten ist der Arbeitszeit vorgeschaltet. In dieser Zeit darf noch nicht mit der Bearbeitung der Aufgaben begonnen werden. Erlaubte Hilfsmittel: Taschenrechner (nicht programmierbar und nicht grafikfähig), Rechtschreibwörterbuch. 3. Aufgabenauswahl • • • • • Sie erhalten drei Aufgaben (I: Molekulargenetik und Gentechnik, II: Ökologie und Nachhaltigkeit, III: Neurobiologie und Selbstverständnis) zu unterschiedlichen Schwerpunkten und reichen diese an die Schülerinnen und Schüler weiter. Die Schülerinnen und Schüler erhalten alle drei Aufgaben (I, II und III). Die Schülerinnen und Schüler überprüfen anhand der Seitenzahlen, ob sie alle Unterlagen vollständig erhalten haben. Die Schülerinnen und Schüler wählen zwei Aufgaben aus und bearbeiten diese. Die Schülerinnen und Schüler vermerken auf dem Deckblatt und auf der Reinschrift, welche Aufgaben sie bearbeitet haben. 4. Korrekturverfahren • • • • Die Korrekturen werden gemäß der gültigen „Richtlinie für die Aufgabenstellung und Bewertung der Leistungen in der Abiturprüfung“ (Abiturrichtlinie) vorgenommen. Die für den Unterricht zuständige Lehrkraft korrigiert die Arbeiten unter Kennzeichnung ihrer Vorzüge und Mängel, der richtigen Lösungen und der Fehler, bewertet jede Arbeit mit einer Punktzahl und fertigt ein Gutachten an. Die Randbemerkungen der Referentin/des Referenten sind Teil des Gutachtens. Auf diese kann im Gutachten Bezug genommen werden. Jede Arbeit wird sodann von einer zweiten Fachlehrkraft – i. d. R. einer Lehrkraft der gleichen Schule – durchgesehen, die sich entweder der Bewertung durch die für das Fach zuständige Lehrkraft anschließt oder ein ergänzendes Gutachten mit abweichender Bewertung anfertigt (siehe Erstkorrekturbogen und Zweitdurchsichtbogen). Der Zweitdurchsichtbogen wird nur dann angelegt, wenn die Bewertung der Zweitdurchsicht um mindestens einen Notenpunkt abweicht. Beträgt die Differenz der im Erstgutachten und in der Zweitdurchsicht erteilten Punktzahlen mehr als drei Punkte wird ein Drittgutachten angefertigt (Drittkorrekturbogen). Die Bewertungsbögen sind als Download hier zu finden: https://www.hamburg.de/bsb/sekundarstufe- 2-abitur/3834884/artikel-rueckmelde-bewertungsboegen/ Benutzername: bsb.hera@HH; Passwort: zentralepruefungen Zu den Zeitvorgaben, den Warnmeldungen, der externen Zweitdurchsicht und dem weiteren Verlauf des Verfahrens siehe den „Ablaufplan für die Durchführung der schriftlichen Prüfungen“ (veröffentlicht: https://www.hamburg.de/bsb/hera/). 2 Entsprechend der „Richtlinie über die Gewährung von Erleichterungen für neu zugewanderte Schülerinnen, Schüler und Prüflinge bei Sprachschwierigkeiten in der deutschen Sprache“ (MBlSchul Nr. 08, 7. Oktober 2016, S. 60) werden für die betroffenen Prüflinge die folgenden Erleichterungen gewährt: – Die Bearbeitungszeit wird um 30 Minuten auf 330 Minuten erhöht. – Ein nicht-elektronisches Wörterbuch Deutsch – Herkunftssprache / Herkunftssprache – Deutsch wird bereitgestellt. Über die Gewährung dieser Erleichterungen entscheidet gemäß den in der Richtlinie genannten Bedingungen die bzw. der jeweilige Prüfungsbeauftragte bzw. die Prüfungsleitung. Bio1-eA-LM-AB-2017 Seite 3 von 19

Freie und Hansestadt Hamburg Behörde für Schule und Berufsbildung Abitur 2017 Lehrermaterialien Biologie auf erhöhtem Anforderungsniveau allgemeinbildende und berufliche gymnasiale Oberstufen Beispiel – Bewertungsbögen 5. Erwartungshorizont und Bewertung I. Hinweise zur Bewertung Jeder Aufgabe sind 50 Bewertungseinheiten (BE) zugeordnet. In allen Teilaufgaben werden nur ganze BE vergeben. Insgesamt sind 100 BE erreichbar. Bei der Festlegung von Notenpunkten gilt die folgende Tabelle: Erbrachte Leistung (in BE bzw. %) ≥ 95 % ≥ 90 % ≥ 85 % ≥ 80 % ≥ 75 % ≥ 70 % ≥ 65 % ≥ 60 % Notenpunkte 15 14 13 12 11 10 9 8 Erbrachte Leistung (in BE bzw. %) ≥ 55 % ≥ 50 % ≥ 45 % ≥ 40 % ≥ 33 % ≥ 27 % ≥ 20 % < 20 % Notenpunkte 7 6 5 4 3 2 1 0 Für die Erteilung der Note ausreichend (5 Punkte) ist mindestens erforderlich, dass die Schülerinnen und Schüler annähernd die Hälfte der erwarteten Gesamtleistung und über den Anforderungsbereich I hinaus Leistungen in einem weiteren Anforderungsbereich erbracht haben. Es ist erforderlich, dass je nach Aufgabenstellung • Sachverhalte korrekt wiedergegeben und in Teilen korrekt angewendet werden, • einfache Fachmethoden korrekt beschrieben und in Teilen korrekt angewendet werden, • vorgegebene Kommunikations- und Darstellungsformen korrekt angewendet werden, • einfache Bezüge aufgezeigt werden und • die Darstellung erkennbar geordnet und sprachlich verständlich ist. Bio1-eA-LM-AB-2017 Seite 4 von 19

Freie und Hansestadt Hamburg Behörde für Schule und Berufsbildung Abitur 2017 Lehrermaterialien Biologie auf erhöhtem Anforderungsniveau allgemeinbildende und berufliche gymnasiale Oberstufen Für die Erteilung der Note gut (11 Punkte) ist mindestens erforderlich, dass die Schülerinnen und Schüler annähernd vier Fünftel der erwarteten Gesamtleistung sowie Leistungen in allen drei Anforderungsbereichen erbracht haben. Dabei muss die Prüfungsleistung in ihrer Gliederung, in der Gedankenführung, in der Anwendung fachmethodischer Verfahren sowie in der fachsprachlichen Artikulation den Anforderungen voll entsprechen. Es ist erforderlich, dass je nach Aufgabenstellung • Sachverhalte und Fachmethoden korrekt dargestellt und in abgegrenzten Gebieten korrekt angewendet werden, • Kenntnisse und Fachmethoden stellenweise zur Lösung von Problemen selbständig herangezogen werden, • Kommunikations- und Darstellungsformen korrekt angewendet und in Teilen selbständig ausgewählt werden, • Bezüge hergestellt und Bewertungsansätze wiedergegeben werden und • die Darstellung in ihrer Gliederung und Gedankenführung klar strukturiert und nachvollziehbar ist sowie den allgemeinen und fachsprachlichen Anforderungen voll entspricht. Die zwei voneinander unabhängigen Aufgaben der Prüfungsaufgabe werden jeweils mit 50 Bewertungseinheiten bewertet. Die erbrachte Gesamtleistung ergibt sich aus der Summe der Bewertungseinheiten in den beiden Aufgaben. Bei erheblichen Mängeln in der sprachlichen Richtigkeit und der äußeren Form sind bei der Bewertung der schriftlichen Prüfungsleistung zudem je nach Schwere und Häufigkeit der Verstöße bis zu zwei Notenpunkte abzuziehen. Dazu gehören auch Mängel in der Gliederung, Fehler in der Fachsprache, Ungenauigkeiten in Zeichnungen sowie falsche Bezüge zwischen Zeichnungen und Text. II. Erwartungshorizont Bei den auf den folgenden Seiten dargestellten erwarteten Schülerleistungen handelt es sich um Lösungsskizzen. Oft sind aber Lösungsvarianten möglich, die in der Skizze nur zum Teil beschrieben werden konnten. Grundsätzlich gilt deshalb, dass alle Varianten, die zu richtigen Lösungen führen, mit voller Punktzahl bewertet werden, unabhängig davon, ob die gewählte Variante in der Lösungsskizze aufgeführt ist oder nicht. Kursiv gedruckte Passagen sind Hinweise an die korrigierenden Lehrkräfte. Sie sind nicht Bestandteile der erwarteten Schülerleistung. Bio1-eA-LM-AB-2017 Seite 5 von 19

Freie und Hansestadt Hamburg Behörde für Schule und Berufsbildung Abitur 2017 Lehrermaterialien Biologie auf erhöhtem Anforderungsniveau allgemeinbildende und berufliche gymnasiale Oberstufen Aufgabe I: Piebaldismus Schwerpunktthema: Molekulargenetik und Gentechnik Lösungsskizze Zuordnung Bewertung Die Lösungsskizze versteht sich hinsichtlich des Inhalts als Anregung für eine Bewertung. Andere sinnvolle Lösungen sind adäquat zu bewerten. Der Prüfling … I II III a) benennt die in Material 1 dargestellten Strukturen A bis I: A B C D E F G H I prä-mRNA Exon Intron fertige / reife mRNA Kappe / Cap Poly-A-Schwanz Polypeptidkette Ribosom Kernhülle benennt die Prozesse 1 bis 4 und gibt die Funktionen der Prozesse 1, 2 und 4 an: 1 DNA-Transkription Synthese von prä-mRNA-Molekülen am codogenen DNA-Strang. 2 Spleißen oder RNA-Prozessierung Entfernen von Introns aus der prä-mRNA. 3 Übertritt der reifen mRNA ins Plasma./Die reife mRNA verlässt den Zellkern der Zelle. (oder ähnliche Formulierungen) 4 Translation Polypeptid-Synthese anhand einer mRNA an Ribosomen. Bio1-eA-LM-AB-2017 7 Seite 6 von 19

Freie und Hansestadt Hamburg Behörde für Schule und Berufsbildung Abitur 2017 Lehrermaterialien Biologie auf erhöhtem Anforderungsniveau allgemeinbildende und berufliche gymnasiale Oberstufen Lösungsskizze Zuordnung Bewertung Die Lösungsskizze versteht sich hinsichtlich des Inhalts als Anregung für eine Bewertung. Andere sinnvolle Lösungen sind adäquat zu bewerten. Der Prüfling … I II III 2 6 b) bestimmt anhand von Material 2, welche Art von Mutation als Ursache von Piebaldismus vorliegt: − Es liegt eine Substitution (am Nukleotid 2484) im Intron 17 des KIT-Gens vor (G  A). und stellt den Zusammenhang zwischen molekularer Ursache und phänotypischer Auswirkung bei dieser Erbkrankheit dar: − − − − − − Das von der Mutation betroffene Codon codiert nicht für eine Aminosäure, sondern ist Teil einer für das Splicing wichtigen Signalsequenz. Infolge der Spleißmutation wird das Exon 17, das normalerweise nach dem Spleißen erhalten bleibt, aus der prä-mRNA herausgeschnitten und abgebaut. Das durch die Mutation entstandene KIT-Protein wird so gegenüber dem normalen KIT-Protein um insgesamt 41 Aminosäuren kürzer. Die Rezeptor-Funktion dieses Proteins arbeitet nicht oder nur eingeschränkt, d. h. die Interaktion mit den Signalmolekülen ist gestört. Dies führt in bestimmten Hautarealen zu einem Fehlen beziehungsweise zu einer Fehlverteilung der Melan ozyten. Die Fehlverteilungen verursachen die Symptome (Poliosis, Leukoderma). Bio1-eA-LM-AB-2017 Seite 7 von 19

Freie und Hansestadt Hamburg Behörde für Schule und Berufsbildung Abitur 2017 Lehrermaterialien Biologie auf erhöhtem Anforderungsniveau allgemeinbildende und berufliche gymnasiale Oberstufen Lösungsskizze Zuordnung Bewertung Die Lösungsskizze versteht sich hinsichtlich des Inhalts als Anregung für eine Bewertung. Andere sinnvolle Lösungen sind adäquat zu bewerten. Der Prüfling … I II III c) untersucht mithilfe des Stammbaums in Material 3, wie Piebaldismus vererbt wird: dominant oder rezessiv, autosomal oder gonosomal und arbeitet in seinen Ausführungen auch heraus, welche Vererbungsmuster ausgeschlossen werden müssen: Piebaldismus wird autosomal-dominant vererbt. Hinweise, die für eine dominante Vererbung sprechen: - Jeder Kranke hat einen betroffenen Elternteil. - Die Krankheit tritt in jeder Generation auf. − Hinweise, die für eine autosomale Vererbung sprechen: - Frauen wie Männer sind in einem ähnlichen Verhältnis betroffen. - Die Krankheit kann von jedem Elternteil auf Jungen und Mädchen übertragen werden. − Ein autosomal-rezessiver Erbgang kann ausgeschlossen werden: - Es müsste gelten: Sind beide Eltern krank, dann können sie keine gesunden Kinder haben. Im Erbgang Widerspruch bei Elternpaar IV: 11 und IV: 12. Sohn V: 5 kann nicht gesund sein. − − − Ein X-gonosomal-dominanter Erbgang kann ausgeschlossen werden: - Es müsste gelten: Ist der Vater krank und die Mutter gesund, so sind alle Töchter krank und alle Söhne gesund. Im Erbgang: Widerspruch bei Elternpaaren II: 8 und II: 9; III: 9 und III: 10 sowie II: 11 und II: 12. − Ein X-gonosomal-rezessiver Erbgang kann ausgeschlossen werden: - Es müsste gelten: Töchter sind nur dann krank, wenn der Vater krank und die Mutter Konduktorin ist. Dies trifft nicht zu für das Elternpaar II: 6 und II: 7 mit der Tochter III: 5. - (Das gleiche gilt für: I: 1/2 → II: 7, 13 sowie II: 13/14 → III: 14, 15,16.) Es müsste gelten: Ist die Mutter krank, sind ebenfalls alle Söhne krank. Dies trifft nicht zu für das Elternpaar I: 1 und I: 2 mit Sohn II: 2. (Das gleiche gilt für III: 5/6 → IV: 4; III 7/8 → IV: 7, 6; III: 13/14 → IV: 13,14,19; IV: 11/12 → V: 5.) Zur Erleichterung der Korrektur sind alle Möglichkeiten angegeben. Vom Prüfling werden exemplarische Belege erwartet. Bio1-eA-LM-AB-2017 4 8 Seite 8 von 19

Freie und Hansestadt Hamburg Behörde für Schule und Berufsbildung Abitur 2017 Lehrermaterialien Biologie auf erhöhtem Anforderungsniveau allgemeinbildende und berufliche gymnasiale Oberstufen Lösungsskizze Zuordnung Bewertung Die Lösungsskizze versteht sich hinsichtlich des Inhalts als Anregung für eine Bewertung. Andere sinnvolle Lösungen sind adäquat zu bewerten. Der Prüfling … I II III d) stellt das Grundprinzip einer DNA-Gelelektrophorese dar: − − − − − − − − − Bei der Gelelektrophorese werden Gemische von DNA-Stücken nach Größe aufgetrennt. An der Startlinie befinden sich im Gel mehrere Taschen, in die man die zu untersuchenden Proben gibt. In einem Gel können mehrere Proben parallel aufgetragen werden. In die ausgesparten Taschen des Gels werden die Proben pipettiert. In eine Tasche gibt man einen Größenvergleichsstandard. Es wird zudem ein sichtbarer, negativ geladener Farbstoff (z. B. Bromphenolblau) zugesetzt. Im elektrischen Feld wandern die negativ geladenen DNA-Fragmente zur Anode (Pluspol). Die Wanderungsgeschwindigkeit der Moleküle hängt von ihrer Größe ab, dabei wandern kleinere Moleküle schneller durch das Gel als große. Die Elektrophorese wird beendet, sobald der Farbstoff das Gel durchlaufen hat. Die Markierung mit Fluoreszenzfarbstoffen erlaubt die Erkennung der vervielfältigten und aufgetrennten DNA-Stücke. Sie sind als Banden im Gel sichtbar. 6 analysiert, welche der beiden untersuchten Personen (Material 4) an Piebaldismus erkrankt ist und geht in den Ausführungen auf die Genotypen der untersuchten Personen, die Länge der DNA-Fragmente und die Zahl der Banden im Gel ein: − − − − − − Im Gel von Person 1 erscheint nur eine Bande mit dem DNA-Fragment 386 bp (Wildtyp). Im Gel von Person 2 findet man als Ergebnis der Gelelektrophorese zwei Banden. Das eine DNA-Fragment hat eine Länge von 386 bp (Wildtyp), das zweite ist kürzer. Das kürzere DNA-Fragment entsteht infolge der Spleißmutation und hat eine Bandenlänge von 386 bp – 123 bp = 263 bp, - da dem mutierten KIT-Protein 41 Aminosäuren fehlen, für die 123 Basen codieren. Person 1 ist homozygot gesund, - da nur das „normale“ DNA-Fragment nachgewiesen werden kann. Person 2 wird als heterozygot betroffen identifiziert, - da sowohl das 386 bp-umfassende „normale“ DNA-Fragment als auch ein kürzeres DNA-Fragment nachgewiesen werden kann. Bio1-eA-LM-AB-2017 4 5 Seite 9 von 19

Freie und Hansestadt Hamburg Behörde für Schule und Berufsbildung Abitur 2017 Lehrermaterialien Biologie auf erhöhtem Anforderungsniveau allgemeinbildende und berufliche gymnasiale Oberstufen Lösungsskizze Zuordnung Bewertung Die Lösungsskizze versteht sich hinsichtlich des Inhalts als Anregung für eine Bewertung. Andere sinnvolle Lösungen sind adäquat zu bewerten. Der Prüfling … I II III e) prüft, ob Babys im Zuge des Neugeborenen-Screenings auch hinsichtlich der Erbkrankheit Piebaldismus untersucht werden sollten: − − − − − Piebaldismus braucht nicht auf diese Weise diagnostiziert zu werden, da er meist schon bei der Geburt anhand der weißen Stirnlocke bzw. kurze Zeit später anhand des Leukodermas erkannt werden kann. Gegen ein Screening spricht außerdem, dass die Erbkrankheit keine unmittelbaren Beschwerden verursacht. Zudem fallen für den Test unnötig Kosten an. Therapiemöglichkeiten bestehen nicht. Folgeschäden lassen sich leicht vermeiden, indem man sich vor starker Sonneneinstrahlung schützt. 8 Insgesamt 50 BE 15 22 13 Bio1-eA-LM-AB-2017 Seite 10 von 19