Bio1-gA-AB-SCAN-2018
Dieses Dokument ist Teil der Anfrage „Abituraufgaben im Fach Sport im Jahr 2018 in Hamburg“
Freie und Hansestadt Hamburg Behörde für Schule und Berufsbildung _____/_ Kurs-Nr. / Name Schriftliche Abiturprüfung Schuljahr 2017/2018 Biologie auf grundlegendem Anforderungsniveau an allgemeinbildenden und beruflichen gymnasialen Oberstufen Haupttermin Montag, 16. April 2018, 09:00 Uhr Unterlagen für die Prüflinge Allgemeine Arbeitshinweise • Tragen Sie rechts oben auf diesem Blatt und auf Ihren Arbeitspapieren Ihren Namen sowie die K.ursnummer ein. . . • Kennzeichnen Sie bitte Ihre Entwurfsblätter (Kladde) und Ihre Reinschrift. Fachspezifische Arbeitshinweise1 • Die Arbeitszeit beträgt 240 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, nicht-grafikfähig), Zeichenhilfsmittel, zugelassene Formelsammlung, Rechtschreibwörterbuch Aufgabenauswahl • Sie erhalten drei Aufgaben (1, 2 und 3) zu unterschiedlichen Schwerpunkten. I: Molekulargenetik und Gentechnik II: Okologie und Nachhaltigkeit III: Neurobiologie und Selbstverständnis • Überprüfen Sie anhand der Seitenzahlen, ob Sie alle Unterlagen vollständig erhalten haben. • Wählen Sie aus den Aufgaben zwei aus und bearbeiten Sie diese. • Vermerken Sie hier auf dem Deckblatt und auf Ihrer Reinschrift, welche Aufgaben Sie ausgewählt und bearbeitet haben. Ausgewählt wurden: Nummer und Schwerpunktthema der Aufgabe ' Hinweise zu den Erleichterungen für neu zugewanderte Schülerinnen, Schüler und Prüflinge bei Sprachschwierigkeiten in der deutschen Sprache finden sich auf S. 2. Bio1 -gA-AB-2018 Seite 1 von 4
Freie und Hansestadt Hamburg allgemeinbildende und Behörde für Schule und Berufsbildung berufliche gymnasiale Abitur2018 Biologie auf grundlegendem Anforderungsniveau Oberstufen Deckblatt Erleichterungen für neu Zugewanderte 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 270 Minuten erhöht. • Ein nicht-elektronisches Wörterbuch Deutsch - Herkunftssprache / Herkunftssprache - Deutsch wird bereitgestellt. Bio1 -gA-AB-2018 Seite 2 von 4
Freie und Hansestadt Hamburg allgemeinbildende und Behörde für Schule und Berufsbildung berufliche gymnasiale Abitur2018 Biologie auf grundlegendem Anforderungsniveau Oberstufen Deckblatt Operatoren AB Definitionen analysieren, 11-111 Unter gezielten Fragestellungen Elemente und Strukturmerkmale her- untersuchen ausarbeiten und als Ergebnis darstellen angeben,nennen t Ohne nähere Erläuterungen wiedergeben oder aufzählen anwenden, Il Einen bekannten Sachverhalt oder eine bekannte Methode auf etwas Neues übertragen beziehen aufstellen Il Einen Vorgang als eine Folge von Symbolen oder Wörtern formulieren auswerten Il Daten oder Einzelergebnisse zu einer abschließenden Gesamtaussage zusammenführen begründen 11-111 Einen angegebenen SachverhaltaufGesetzmäßigkeiten bzw. kausale Zusammenhänge zurückführen benennen l Elemente, Sachverhalte, Begriffe oder Daten (er)kennen und angeben berechnen 1-11 Ergebnisse von einem Ansatz ausgehend durch Rechenoperationen gewinnen beschreiben 1-11 Strukturen, Sachverhalte oder Zusammenhänge unter Verwendung der Fachsprache in eigenen Worten veranschaulichen bestimmen Il Einen Lösungsweg darstellen und das Ergebnis formulieren beurteilen III Hypothesen bzw. Aussagen sowie Sachverhalte bzw. Methoden auf Richtigkeit, Wahrscheinlichkeit, Angemessenheit, Verträglichkeit, Eignung oder Anwendbarkeit überprüfen bewerten III Eine eigene Position nach ausgewiesenen Normen oder Werten vertreten darstellen 1-11 Sachverhalte, Zusammenhänge, Methoden, Ergebnisse etc. strukturiert wiedergeben diskutieren, III Im Zusammenhang mit Sachverhalten, Aussagen oder Thesen unter- erörtern schiedliche Positionen bzw. Pro- und Contra-Argumente einander ge- genüberstellen und abwägen einordnen, Il Mit erläuternden Hinweisen in einen Zusammenhang einfügen zuordnen entwickeln 11-111 Eine Skizze, eine Hypothese, ein Experiment, ein Modell oder eine Theorie schrittweise weiterführen und ausbauen erklären, 11-111 Ergebnisse, Sachverhalte oder Modelle nachvollziehbar und verständlich erläutern /eranschaulichen herausarbeiten 11-111 3ie wesentlichen Merkmale darstellen und auf den Punkt bringen interpretieren 11-111 :>hänomene, Strukturen, Sachverhalte oderVersuchsergebnisse auf irklärungsmöglichkeiten untersuchen und diese gegeneinander abwägend larstellen protokollieren 1-11 ieobachtungen oder die Durchführung von Experimenten detailgenau :eichnerisch einwandfrei bzw. fachsprachlich richtig wiedergeben prüfen, 11-111 iachverhalte oder Aussagen an Fakten oder innerer Logik messen und überprüfen iventuelle Widersprüche aufdecken skizzieren 1-11 iachverhalte, Strukturen oder Ergebnisse kurz und übersichtlich darstellen nithilfevon z. B. Übersichten, Schemata, Diagrammen, Abbildungen, 'abellen vergleichen, 11-111 »lach vorgegebenen oder selbst gewählten Gesichtspunkten Gemein- gegenüberstellen amkeiten, Ähnlichkeiten und Unterschiede ermitteln und darstellen zeichnen 1-11 :ine hinreichend exakte bildhafte Darstellung anfertigen Biol-gA-AB-2018 Seite 3 von 4
Freie und Hansestadt Hamburg allgemeinbildende und Behörde für Schule und Berufsbildung berufliche gymnasiale Abitur2018 Biologie auf grundlegendem Anforderungsniveau Oberstufen Deckblatt Erwartungshorizont und Bewertung 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 Erbrachte Leistung Notenpunkte Notenpunkfe (in BE) (in BE) > 95 15 > 55 7 > 90 14 > 50 6 > 85 13 > 45 5 > 80 12 > 40 4 > 75 u > 33 3 > 70 10 > 27 2 > 65 9 > 20 l > 60 8 < 20 0 Für die Erteilung der Note ausreichend (5 Punkte) ist mindestens erforderlich, dass annähernd die Hälfte der erwarteten Gesamtleistung und über den Anforderungsbereich I hinaus Leistungen in einem weiteren Anforderungsbereich erbracht werden. Für die Erteilung der Note gut (l l Punkte) ist mindestens erforderlich, dass annähernd vier Fünftel der erwarteten Gesamtleistung sowie Leistungen in allen drei Anforderungsbereichen erbracht werden. Dabei muss die Prüfungsleistung in ihrer Gliedemng, in der Gedankenführung, in der Anwendung fachmethodischer Verfahren sowie in der fachsprachlichen Artikulation den Anforderungen voll entsprechen. 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 Prüfungsleistungje 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. Biol-gA-AB-2018 Seite 4 von 4
Freie und Hansestadt Hamburg allgemeinbildende und Behörde für Schule und Berufsbildung berufliche gymnasiale Abitur2018 Biologie auf grundlegendem Anforderungsniveau Oberstufen Aufgabe l Aufgabe l: Mukoviszidose Schwerpunktthema: Molekulargenetik und Gentechnik Mukoviszidose, auch Cystische Fibrose (CF) genannt, ist eine Erbkrankheit, bei der in vielen Organen des Körpers ein zäher Schleim gebildet wird. Vor allem die Lunge und die Bauchspeicheldrüse sind von der Erkrankung bereits im Kindesalter betroffen. Mukoviszidose ist bis heute nicht heilbar, aber inzwischen gut behandelbar, sodass die Lebensqualität und die Lebenserwartung der Erkrankten stark gestiegen sind. Teilaufgaben a) Skizzieren Sie den Aufbau der DNA und benennen Sie alle Bestandteile. Geben Sie für alle verwendeten Symbole eine Legende an. (10 BE) b) Ordnen Sie den Zahlen in Abb. 1.1 (Material l) die Teilschritte der Polymerase- Kettenreaktion (PCR) zu und begründen Sie Ihre Zuordnung. Beschreiben Sie anschließend den Prozess der Gelelektrophorese. (14 BE) c) Bestimmen Sie mithilfe von Material 3 die mRNA und die Aminosäuresequenz des intakten CFTR-Gen-Ausschnittes und des mutierten CFTR-Gen-Ausschnittes in Material 2 (Abb. 2.2). Geben Sie die Mutationsarf an und erklären Sie deren Bezug zu den Symptomen mithilfe von Abb. 2.1. (l S BE) d) Analysieren Sie das Ergebnis der Gelelektrophorese in Material 4 (Abb. 4.1) und prüfen Sie, ob das Kind an Mukoviszidose erkranken wird. (11 BE) Bio1.gA-AB.2018 Aufgabe l, Seite 1 von 5
Freie und Hansestadt Hamburg allgemeinbildende und Behörde für Schule und Berufsbildung berufliche gymnasiale Abitur2018 Biologie auf grundlegendem Anforderungsniveau Oberstufen AyfgabeJ Anlage zur Aufgabe: Mukoviszidose Material 1: Polymerase-Kettenreaktion (PCR) Abb. 1.1: Zyklen einer Polymerase-Kettenreaktion Quelle: https://abiturlemen.files.wordpress.com/2012/04/pcr_ablauf-als-graphik.png [14.12.2016]. Bio1 -gA-AB-2018 Aufgabe l, Seite 2 von 5
Freie und Hansestadt Hamburg allgemeinbildende und Behörde für Schule und Berufsbildung . berufliche gymnasiale Abitur 2018 Biologie auf grundlegendem Anforderungsniveau Oberstufen ,;£äääS£ls»™««»™»^^.»»«^,:^^^^ Material 2: Genetisch bedingte Stoffwechselerkrankung Mukoviszidose, auch Cystische Fibrose (CF) genannt, ist eine häufig tödlich verlaufende genetisch bedingte Stoffwechselerkrankung. Seit 1989 weiß man, dass die Ursache für diese Krankheit im CFTR- Gen liegt, das für den CFTR-Kanal in der Zellmembran kodiert. Es liegt aufChromosom 7 (Ausschnitt in Abb. 2.2). Mehr als l 000 Mutationen des CFTR-Gens können für die Entwicklung einer 5 Mukoviszidose verantwortlich sein. Das CFTR-Gen reguliert für die CFTR-Kanäle die Membrandurchlässigkeit für Chloridionen. Wenn Chloridionen die Zelle verlassen, folgen Natriumionen passiv nach und der Salzgehalt (NaCl) außerhalb der Zelle erhöht sich. Die richtige Konzentration an Salz und Wasser ist für normale Schleimbildung außerhalb der Zelle 10 wichtig. Bei Mukoviszidose ist die Schleimbildung gestört (Abb. 2.1). Statt des dünnflüssigen Schleimes bei gesunden Personen entsteht bei Erkrankten ein zähflüssiger Schleim, der vor allem die Funktion von Lunge und Verdauungsorganen beeinträchtigt. Abb. 2.1: Funktionierender und defekter CFTR-Kanal Quelle: verändert nach: https://muko.info/mukoviszidose/ueber-mukoviszidose/grundlagen/was-ist- mukoviszidose/mukoviszidose-was-fünktioniert-da-eigentlich-nicht.html [30.5. 2017]. Die gestörte Schleimproduktion ist außerdem ein idealer Nährboden für zahlreiche Krankheitserreger. So treten im Verlauf der Mukoviszidose-Erkrankung zum Beispiel wiederkehrende Infektionen der 15 Atemwege auf. Biöl-gA.AB-2018 Aufgabe l, Seite 3 von 5
Freie und Hansestadt Hamburg allgemeinbildende und Behörde für Schule und Berufsbildung berufliche gymnasiale Abitur2018 Biologie auf grundlegendem Anforderungsniveau Oberstufen Aufgabe^ Abb. 2.2: Ausschnitt des normalen und mutierten CFTR-Gens aufChromosom 7 Quelle: verändert nach Stark (2009). Unterrichtsmaterialien Biologie Sek II. G3.6 Analyse der Erbkrankheit Mukoviszidose. Material 3: Code-Sonne Abb.3.1:Co'de-Sonne Quelle: verändert nach Mouagip (2009): Genetische Code-Sonne, http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/70/ Aminoacidsjable.svg [19.9.2016]. Biol-gA-AB-2018 Aufgabe l, Seite 4 von 5
Freie und Hansestadt Hamburg allgemeinbildende und Behörde für Schule und Berufsbildung berufliche gymnasiale Abitur2018 Biologie auf grundlegendem Anforderungsniveau Oberstufen j^yj'gabej^ Material 4: Genetische Beratung Mukoviszidose wird rezessiv vererbt, d. h, eine Person wird nur dann an dieser Krankheit leiden, wenn sie homozygot für die Anlage ist (z. B. die Mutation aus Material 2). Heterozygot veranlagte Personen sind Uberträger der Krankheit. Fallbeispiel: 5 Steffi befindet sich in der 12. Schwangerschaftswoche. Sowohl in ihrer als auch in der Familie ihres Partners' Alex ist die Erbkrankheit Mukoviszidose bereits aufgetreten. Da Fachgesellschaften im Verdachtsfall eine genetische Untersuchung empfehlen, lässt das Paar einen Gentest bei sich und dem Fetus sowie bei Alex' Vater durchführen. Für die Untersuchung wurde das CFTR-Gen gezielt mithilfe der PCR-Methode vermehrt und die vorliegenden DNA-Proben anschließend mittels einer 10 Gelelektrophorese aufgetrennt. Das Ergebnis ist in Abbildung 4. l dargestellt. Abb. 4.1: Ergebnis der Gelelektrophorese Quelle: https://\vww.uni-muenster.de/imperia/md/content/biölogie_didaktik/materia[_zuj3dn_2.63_-_lumer.pdf [22.02.2017]. Biol-gA-AB-2018 Aufgabe l, Seite 5 von 5
Freie und Hansestadt Hamburg allgemeinbildende und Behörde für Schule und Berufsbildung berufliche gymnasiale Abitur 2018 Biologie auf grundlegendem Anforderungsniveau Oberstufen Aufgabe II Aufgabe II: „Rat Island" Schwerpunktthema: Ökologie und Nachhaltigkeit Millionen Wahderratten besiedelten die kleine Insel „Hawadax Island" in der Beringstraße zwischen Alaska und Sibirien. Ursprünglich bot die schroffe Insel, die bis 2012 „Rat Island" hieß, Millionen Seevögeln einen sicheren Brutplatz im stürmischen Nordpazifik. Menschen gelangten nur selten dorthin, auch Landraubtiere lebten dort keine. Im Jahr 1780 havarierte ein japanisches Schiff vor der Küste der Insel und die ersten Ratten retteten sich an Land. Wissenschaftler haben das Wirken der Invasoren auf die Felswattbiozönose in der Gezeitenzone un- tersucht, indem sie rattenbesiedelte und rattenfreie Inseln in der Beringstraße verglichen haben. Teilaufgaben a) Stellen Sie dichteabhängige und dichteunabhängige Faktoren anhand von jeweils zwei Beispielen dar. (10 BE) b) Stellen Sie das Nahrungsnetz der in Material 2 beschriebenen Biozönöse unter Berücksichtigung der Wanderratte dar und werten Sie die Ergebnisse in Abbildung 2.1 aus. (l 5 BE) c) Beschreiben und erklären Sie die Ergebnisse der in Material 3 dargestellten Unter- suchung. (15 BE) d) Diskutieren Sie die unten genannten Ansätze zur Bekämpfung von Ratten auf den Inseln der Beringstraße unter ökologischen Gesichtspunkten. Ansätze zur Rattenbekämpfung: • Einsatz von Gift • Aussetzen von Hauskatzen Nutzen Sie zur Lösung dieser Teilaufgabe alle Materialien. (10 BE) Bio1.gA-AB.2018 Aufgabe II, Seite 1 von 4
