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"content": "Hessisches Kultusministerium Landesabitur 2017 \nBiologie Thema und Aufgabenstellung \nLeistungskurs Vorschlag B2 \nSeite 1 von 7Hinweise für den Prüfling \n \nAuswahlzeit: 45 Minuten Bearbeitungszeit (insgesamt): 240 Minuten \n \nAuswahlverfahren \nEs gibt zwei Aufgabengruppen A und B. Aus jeder Gruppe stehen zwei Vorschläge zur Auswahl, von \ndenen jeweils einer auszuwählen und zu bearbeiten ist.\nDie beiden nicht ausgewählten Vorschläge müssen am Ende der Auswahlzeit der Aufsicht führenden \nLehrkraft zurückgegeben werden. \n \n \nErlaubte Hilfsmittel \n1. ein Wörterbuch der deutschen Rechtschreibung \n2. ein eingeführter Taschenrechner (Bei grafikfähigen Rechnern und Computeralgebrasystemen ist \nein Reset durchzuführen.) \n3. eine Liste der fachspezifischen Operatoren \n \n \nSonstige Hinweise \nkeine \n \nIn jedem Fall vom Prüfling auszufüllen \n \n \nName: Vorname: \n \n \nPrüferin/Prüfer: Datum:",
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"content": "Hessisches Kultusministerium Landesabitur 2017 \nBiologie Thema und Aufgabenstellung \nLeistungskurs Vorschlag B2 \nSeite 2 von 7Verhaltensbiologie \nMit den Ohren sehen \n \n \nAufgaben\n \n1 Ordnen Sie den Nummern in Material 1 die jeweiligen Bestandteile der Netzhaut zu und geben \nSie die Einfallsrichtung des Lichts an. Stellen Sie tabellarisch die Funktionsprinzipien der \nNetzhaut und der Hörschnecke in Bezug auf den adäquaten Reiz, die Rezeption der Reizqualität \nund die Rezeption der Reizquantität einander gegenüber, sofern sie aus Material 2 zu erkennen \nsind. (Material 1 und 2) \n(13 BE) \n \n \n2 Beschreiben und analysieren Sie die zeitliche Veränderung der Ortungslaute während des \nBeutefangs der Großen Hufeisennase. (Material 3) \n (6 BE) \n \n \n3 Fassen Sie die entscheidenden Unterschiede bezüglich des spezialisierten Hörvermögens der \nechoortenden Großen Hufeisennase gegenüber einer nicht-echoortenden Fledermaus zusammen \nund erläutern Sie daran die Spezialisierung der echoortenden Art. (Material 3 und 4) \n(12 BE) \n \n \n4 Analysieren und erklären Sie die Reaktion einer fliegenden Fledermaus auf das Phänomen des \nDopplereffekts. Begründen Sie, dass die Reaktion der Fledermaus auf dem Schaltprinzip der \nnegativen Rückkopplung beruhen muss. (Material 3 und 5) \n(12 BE) \n \n \n5 Erklären Sie, wie eine echoortende Fledermaus ein vor dichtem Blattwerk fliegendes Insekt bei \nWindstille und bei Wind erkennen kann. (Material 3 und 5) \n(7 BE)",
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"content": "Hessisches Kultusministerium Landesabitur 2017 \nBiologie Thema und Aufgabenstellung \nLeistungskurs Vorschlag B2 \nSeite 3 von 7Material 1 \nQuerschnitt durch die Netzhaut des menschlichen Auges \n \n \n \n \nMaterial 2 \nPrinzip der Schallwahrnehmung \nUnsere akustische Wahrnehmung basiert auf Schallwellen. Dies sind in Bewegung gesetzte \nLuftmoleküle, die rhythmisch Druck auf unser Trommelfell ausüben. Je höher die Frequenz der \nSchallwellen ist, also die Zahl der Wellen pro Sekunde (Einheit: Hertz; abgekürzt Hz), desto höher ist \nder Ton. \nVon der Ohrmuschel werden die Schallwellen durch den Gehörgang, über die Membran des \nTrommelfells und die Gehörknöchelchen mechanisch weitergeleitet und auf die Hörschnecke \n(Cochlea) übertragen. Die Cochlea ist eine mit Flüssigkeit gefüllte, schneckenförmige \nKnochenstruktur, in der sich, eingebettet in die Basilarmembran, Sinneszellen befinden. Ankommende \nSchallwellen bringen die Flüssigkeit in der Gehörschnecke in Bewegung, die daraufhin die \nhaarähnlichen Fortsätze (Cilien) der empfindlichen Haarsinneszellen umbiegt, wodurch eine \nDepolarisation hervorgerufen wird. Je lauter der Ton, desto stärker werden die Cilien umgebogen. In \nden Neuronen des Hörnervs entstehen Aktionspotenziale, die das Hörzentrum im Gehirn erreichen. \nEin Mensch verfügt im Schnitt über ca. 15000 Haarzellen. Der für den Menschen hörbare Bereich \nliegt zwischen 0,02 kHz – 20 kHz, der Bereich der normalen Sprache liegt bei ca. 0,1 kHz – 5 kHz. \n \nHinweis: \nFortsetzung Material 2 siehe nächste Seite",
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"content": "Hessisches Kultusministerium Landesabitur 2017 \nBiologie Thema und Aufgabenstellung \nLeistungskurs Vorschlag B2 \nSeite 4 von 7Abbildung 2.1: Aufbau des menschlichen \nOhrs (Übersicht) Abbildung 2.2.: Bau der Hörschnecke \n(Cochlea) und Orte der Schwingungs-\nmaxima unterschiedlicher Frequenzen \n \n \n \n \nErläuterung: \nDas Eingangssignal ist eine Mischung verschiedener \nTonhöhen. \n \n \nMaterial 3 \nOrientierung und Jagd der Fledermaus \nViele Fledermausarten nutzen zur Orientierung und zur Jagd das Prinzip der Echoortung. Die Tiere \nsehen sozusagen mit den Ohren. Sie stoßen Rufe im für den Menschen nicht hörbaren Ultraschall-\nbereich aus und werten das Echo aus. Trifft der Schall auf ein Hindernis oder ein Beutetier, wird er \nreflektiert. Die Fledermäuse können daraus wichtige Informationen ableiten. So kommt das Echo \numso früher zurück, je näher ein Hindernis ist. Aus dem Zeitunterschied, mit dem der reflektierte \nSchall die beiden Ohren erreicht, lässt sich auf die Richtung schließen, in der sich das Objekt befindet. \nFledermäuse können mit ihrem Echo-Bildsehen ein ebenso präzises Bild der räumlichen und zeitlichen \nStruktur der Umwelt aufbauen, wie wir Menschen es mit Hilfe der Augen können. Durch die Nutzung \nhochfrequenter Rufe im Ultraschallbereich kann die Fledermaus ihre Umwelt sehr detailliert \nwahrnehmen, sie kann sozusagen sehr scharf „sehen“. \nHufeisennasen – eine 70 Arten umfassende Familie der Fledermäuse – jagen Insekten (vorwiegend \nNachtfalter, aber auch Köcherfliegen, Käfer oder Fliegen) in vegetationsnahen Bereichen, z.B. an \nWaldrändern, Flussufern sowie in der Umgebung von Mauerwerk. Derartige Umgebungen machen die \nOrtung der Beute schwierig, da der jeweilige Hintergrund, anders als bei der Jagd im freien Luftraum, \nzahlreiche Echos zurückwirft. \n \nHinweis: \nFortsetzung Material 3 siehe nächste Seite",
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"content": "Hessisches Kultusministerium Landesabitur 2017 \nBiologie Thema und Aufgabenstellung \nLeistungskurs Vorschlag B2 \nSeite 5 von 7Die Große Hufeisennase (Rhinolophus ferrumequinum) \nsendet während der Suchphase eines Jagdfluges\nOrtungslaute aus. \n \nDer Ortungslaut der Großen Hufeisennase wird im \nKehlkopf erzeugt und durch die Nase ausgesendet, die \nhierfür besonders geformt ist. Der Laut besteht aus einem \nTon mit einer konstanten Frequenz (CF-Teil) von \nca. 83 kHz und wird von einer kurzen Aufwärts- und \nAbwärtsmodulation der Tonlage begrenzt, den frequenz-\nmodulierten (FM-)Teilen. \nDas Beutetier kann in einer Entfernung bis zu 6,50 m \nerkannt werden. \n \n \nAbbildung 3.2 \nPhasen des Fangs einer Motte (a) durch die \nGroße Hufeisennase und Ortungslaute während der Jagd (b) \n \n \n \nErläuterung: \nDie Laute sind zeilenweise von oben links bis unten rechts zu lesen. Die oberste Zeile (Phase 0) \nentspricht der Situation vor der Ortung der Beute. Die Zahlen unter den Ortungslauten entsprechen \nden einzelnen Zeitpunkten in der Bildfolge (Position 1 ist in der Bildfolge nicht dargestellt). Die \nSequenz 1–10 dauert insgesamt ca. 1 s.\n \nAbbildung 3.1 \nOrtungslaut",
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"content": "Hessisches Kultusministerium Landesabitur 2017 \nBiologie Thema und Aufgabenstellung \nLeistungskurs Vorschlag B2 \nSeite 6 von 7Material 4 \nSpezialisierung des Hörsinns bei echoortenden Fledermäusen \nDas Hören von Echos wird im Gehör vieler Säuger eher unterdrückt, bei echoortenden Tieren aber \neher verstärkt. Echoortung ist also vor allem eine Spezialisierung von Bau und Funktion des \nHörsinnesorgans. \nIn den folgenden Abbildungen werden der Bau und die Empfindlichkeit des akustischen Sinnes einer \nechoortenden mit einer nicht-echoortenden Fledermaus verglichen. \n \nAbbildung 4.1: Frequenzabbildung auf der Basilarmembran \n \na) Große Hufeisennase b) nicht-echoortende Fledermausart \n \nErläuterung: \nIn der gestreckten Basilarmembran ist dargestellt, wo die verschiedenen Frequenzen maximal \nwahrgenommen werden. Außerdem sind die Bereiche angezeigt, die jeweils dem Tonumfang einer \nOktave entsprechen. \n \nAbbildung 4.2: Hörschwellenkurve \na) Große Hufeisennase b) nicht-echoortende Fledermausart \n \n \n \nErläuterung: \nHörschwellenkurven geben an, ab welcher Lautstärke (Schallintensität) der Ton einer bestimmten Höhe \n(Schallfrequenz) wahrnehmbar ist. Im physiologischen Bereich wird die Lautstärke als Schalldruckpegel [dB] \nangegeben. Die Schallfrequenzen werden wegen des großen Frequenzumfanges des Hörbereiches logarithmisch \ndargestellt.",
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"content": "Hessisches Kultusministerium Landesabitur 2017 \nBiologie Thema und Aufgabenstellung \nLeistungskurs Vorschlag B2 \nSeite 7 von 7Abbildung 4.3 Dichte der Hörzellen \n \nGroße Hufeisennase \n \n \n \n \n \n \n \n \n \n \n \n \nErläuterung: \nSchallfrequenzen und Neuronendichte \nsind logarithmisch dargestellt. \n \n \nMaterial 5 \nEinfluss des Dopplereffekts bei \nder Echoortung Fluggeschwindigkeit, Ruflaute und Echo \nder Großen Hufeisennase \nDie Tonhöhe des Echos der Ortungslaute \nverändert sich mit der Fluggeschwindigkeit. \nDieses als Dopplereffekt bezeichnete \nPhänomen besteht darin, dass ein Beobachter \neine Tonquelle, die sich auf ihn zubewegt, mit \nhöherer Tonhöhe wahrnimmt als eine \nunbewegte Tonquelle. Umgekehrt hört sich \neine Tonquelle, die sich vom Beobachter \nwegbewegt, tiefer an als die unbewegte \nTonquelle. Für eine erfolgreiche Echo-\nOrientierung muss dieses Phänomen bei der \nWahrnehmung Berücksichtigung finden. \nNicht nur die Flugrichtung und die Flug-\ngeschwindigkeit der Fledermaus selbst \nbeeinflussen das Echo, sondern auch die \nBewegung der Beutetiere. So kann eine \nHufeisennase sogar eine flatternde Motte vor \nsich bewegendem dichten Blattwerk \nlokalisieren. Denn auch ein Insektenflügel \nerzeugt im Ortungslautecho Veränderungen, \nwenn sich der Flügel beim Schlagen (je nach \nArt des Flügelschlags und der Position des \nfliegenden Insektes) auf die Fledermaus zu- \nund wegbewegt. Andererseits erkennt die \nFledermaus aber eine nicht flügelschlagende \nBeute selbst dann nicht, wenn sie direkt vor \nihrer Nase sitzt. \nErläuterung: \nDie Abbildungen zeigen die Frequenz des CF-Lautteils \neiner Großen Hufeisennase, die auf einen Landepfosten \nzufliegt, sowie das wahrgenommene Echo.",
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