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"content": "Nicht für den Prüfling bestimmt Hessisches Kultusministerium Landesabitur 2021 \nBiologie Lösungs- und Bewertungshinweise \nGrundkurs Vorschlag A \nSeite 1 von 7 \nI Erläuterungen \nVoraussetzungen gemäß KCGO und Abiturerlass in der für den Abiturjahrgang geltenden \nFassung \n \nStandardbezug \nDie nachfolgend ausgewiesenen Kompetenzen sind für die Bearbeitung der jeweiligen Aufgabe beson-\nders bedeutsam. Darüber hinaus können weitere, hier nicht ausgewiesene Kompetenzen für die Bear-\nbeitung der Aufgabe nachrangig bedeutsam sein, zumal die Kompetenzen in engem Bezug zueinander \nstehen. Die Operationalisierung des Standardbezugs erfolgt in Abschnitt II. \n \nAufgabe Kompetenzen \nF1 F2 E1 E2 E3 K1 K2 K3 B1 B2 \n1 X \n2 X X X \n3 X X X X \n4 X X \n5 X X X \n6 X X X \n7 X X X \n8 X \n9 X X \n \nInhaltlicher Bezug \nQ2: Ökologische und stoffwechselphysiologische Zusammenhänge \nQ3: Neurobiologie und Verhaltensbiologie \nverbindliche Themenfelder: Strukturierung von Ökosystemen an einem Beispiel (Q2.1), (Q2.2), \nWechselbeziehungen zwischen Umwelt und Mensch (Q2.3), Biodiversität (Q2.5), Neurobiologie \n(Q3.1), Verhaltensbiologie (Q3.2), Neurologische Erkrankungen (Q3.3) \n \n \nII Lösungshinweise und Bewertungsraster\nIn den nachfolgenden Lösungshinweisen sind alle wesentlichen Gesichtspunkte, die bei der Bearbei-\ntung der einzelnen Aufgaben zu berücksichtigen sind, konkret genannt und diejenigen Lösungswege \naufgezeigt, welche die Prüflinge erfahrungsgemäß einschlagen werden. Lösungswege, die von den \nvorgegebenen abweichen, aber als gleichwertig betrachtet werden können, sind ebenso zu akzeptieren. \n \nAufg. erwartete Leistungen BE \n1 \n Angabe von unterrichtsbezogenen Definitionen sowie Nennung von je zwei Beispie-\nlen für charakteristische abiotische und biotische Ökofaktoren: \nBiotop: Das Biotop ist der Lebensraum. Unter einem Biotop versteht man die Ge-\nsamtheit der abiotischen Faktoren, die ein Ökosystem kennzeichnen. \nCharakteristische abiotische Ökofaktoren sind alle physikalischen und chemischen\nFaktoren, wie z.B. Licht, Temperatur und pH-Wert. 4",
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"content": "Nicht für den Prüfling bestimmt Hessisches Kultusministerium Landesabitur 2021 \nBiologie Lösungs- und Bewertungshinweise \nGrundkurs Vorschlag A \nSeite 2 von 7Aufg. erwartete Leistungen BE \n Biozönose: Die Biozönose ist die Lebensgemeinschaft und damit die Gesamtheit al-\nler biotischen Faktoren, die in einem Ökosystem wechselwirken. \nCharakteristische biotische Ökofaktoren sind z.B. Parasitismus oder Räuber-Beute-\nBeziehungen. 4 \n2\n Erläuterung der wechselseitigen Beziehung zwischen Honigbienen und Apfelbäu-\nmen: \nIm Frühjahr benötigen die Honigbienen in kurzer Zeit viel Nahrung zum schnellen \nAufbau ihrer Völker. Apfelbäume sind für sie ertragreiche Nahrungsquellen, da sie \nzur selben Zeit zahlreiche Blüten haben. Die blütensteten Bienen wiederum gewähr-\nleisten mit ihren Blütenbesuchen die Bestäubung und damit eine reichhaltige Frucht-\nbildung. Insofern gehen die Bienen interspezifisch eine Symbiose mit den Apfelbäu-\nmen ein. Letztere liefern die Nahrung und werden durch den Blütenbesuch gleichzei-tig bestäubt. Es besteht ein wechselseitiger Nutzen. 6 \n Beschreibung der Unterschiede zwischen den drei Apfelsorten hinsichtlich des Er-\ntrags: \nAlle drei Sorten bilden bei Abwesenheit von Honigbienen viel weniger Früchte aus, \nGolden Delicious nur etwa 5%, McIntosh ca. 10% und Roter Berlepsch keine\nFrüchte. Die Bienen gewährleisten demnach eine Bestäubung der unterschiedlichen \nApfelsorten. Daneben kommt es bei den Sorten Golden Delicious und McIntosh – \nwenn auch in geringem Umfang – zu einer Fruchtbildung auch bei Abwesenheit von \nHonigbienen, bei der Sorte Roter Berlepsch hingegen nicht. \n \nEntwicklung einer Hypothese für die Erträge ohne Honigbienenbeflug: \nDies ist ein Hinweis darauf, dass es neben den Honigbienen auch noch weitere Be-\nstäuber gibt, die aber bestimmte Apfelsorten bevorzugen. 3\n \n \n \n2 \n3 Erklärung des Einflusses der Varroamilbe auf die Sterblichkeit des Bienenvolkes: \nZur Erklärung sollten folgende Aspekte erwähnt werden: \nDadurch, dass Varroamilben an den Bienenlarven parasitieren, steigt das Risiko, dass \nein Bienenvolk mit Varroa-Befall im Winter stirbt, mit der Stärke des Befalls an. \nDa Varroamilben den Fettkörper als Nahrungsquelle nutzen, schwächen sie die befal-\nlenen Bienen und beeinflussen das Verhalten erwachsener Bienen. Geschwächte Ar-\nbeitsbienen mit z.T. verkrüppelten Flügeln und verminderter Orientierungsleistung\nkönnen weniger Nektar eintragen, wodurch der Honigvorrat für den Winter reduziert \nwird. Auch sterben geschädigte Arbeitsbienen früher. Ein Volk kann im Herbst bei \nstarkem Befall so geschwächt sein, dass es nicht genügend „Winterbienen“ aufziehen \nund über den Winter ernähren kann. Die Wahrscheinlichkeit steigt, dass z.B. die \nStocktemperatur nicht ausreichend aufrechterhalten werden kann. 8",
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"content": "Nicht für den Prüfling bestimmt Hessisches Kultusministerium Landesabitur 2021 \nBiologie Lösungs- und Bewertungshinweise \nGrundkurs Vorschlag A \nSeite 3 von 7Aufg. erwartete Leistungen BE \n4 Zusammenfassung der Versuchsergebnisse zum Putzverhalten der asiatischen und \nder europäischen Honigbiene: \nDie asiatischen Bienen reagieren sofort auf die eingebrachten Störungen, wobei sie \nzwischen Milben und Kontrollpapieren unterscheiden und erstere zuerst entfernen. \nBereits nach zwei Minuten sind 95% der Milben entfernt. Anschließend wird ein \ngroßer Teil (ca. 45%) der Kontrollpapiere entfernt. Mit den bereits zuvor entfernten \nwerden in Summe ca. 90% entfernt. Die europäischen Honigbienen zeigen dagegen \nein wesentlich langsameres und ineffektiveres Putzverhalten. Nach 75 Minuten ha-\nben sie lediglich 75% der Kontrollpapiere entfernt, und von den Milben sind 95% in \nden Brutwaben verblieben. Beide Arten differenzieren zwischen Milben und Kon-\ntrollpapieren. Während die asiatischen Bienen allerdings bevorzugt die Milben ent-\nfernen, beseitigen die europäischen Bienen fast nur die Kontrollpapiere. 8 \n Deutung der Versuchsergebnisse: \nDie asiatischen Bienen haben lange mit dem Parasiten koexistiert. Sie entfernen \nVarroamilben gezielt von ihrer Brut und verhindern so, dass die nachwachsenden Ar-\nbeitsbienen in der Verpuppungsphase geschwächt werden. In Europa ist die Varro-\namilbe dagegen ein Neozoon, deshalb fehlt den europäischen Bienen diese vorherige \nKoexistenz und damit die Möglichkeit, die Milben als Gefahr zu identifizieren. Die \nKontrollpapiere in Milbengröße zeigen, dass beide Arten bei der Brutpflege darauf \nachten, dass vor der Verdeckelung Fremdkörper beseitigt werden. Die europäischen \nBienen benötigen dazu aber viel mehr Zeit, ihre Putzaktivität ist also deutlich schwä-\ncher ausgeprägt. 7 \n5 Beurteilung des Einsatzes solitärer Bienenarten anhand von vier unterschiedlichen \nAspekten: \nEine abweichende Beurteilung ist bei entsprechender Begründung ebenfalls zu ak-\nzeptieren. \nMauerbienen besuchen mehr Blüten in derselben Zeit und bestäuben diese deutlich \nerfolgreicher, die Menge des Fruchtansatzes ist mehr als doppelt so hoch. \nIm Unterschied zu Honigbienen leben sie jedoch solitär und bauen sehr viel kleinere \nNester mit sehr viel weniger Nachkommen. Da ihre Populationsdichte wesentlich ge-\nringer ist als die der Honigbienen, wäre es zunächst ein erheblicher Aufwand, genü-\ngend Mauerbienennester in einer Apfelplantage anzusiedeln, um einen vergleichba-\nren Ernteertrag zu erzielen. \nDa die Mauerbienen ihre Nester aber teilweise erneut nutzen und nach der Apfelblüte \nkeine weitere Pflege benötigen, verringert sich dadurch wiederum der Arbeitsauf-\nwand. \nDer 5%ige Fruchtertrag bei Golden Delicious im Versuch ohne Honigbienen könnte \nals Hinweis gewertet werden, dass dieser u.a. auf andere bestäubende Insekten wie \nz.B. Mauerbienen zurückzuführen ist. \nUnter Abwägung aller Argumente erscheint es sinnvoll, solitäre Bienenarten in Ap-\nfelplantagen anzusiedeln und dadurch den Ertrag zu steigern. 8",
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"content": "Nicht für den Prüfling bestimmt Hessisches Kultusministerium Landesabitur 2021 \nBiologie Lösungs- und Bewertungshinweise \nGrundkurs Vorschlag A \nSeite 4 von 7Aufg. erwartete Leistungen BE \n6 Unterrichtsbezogene Beschreibung des Zustandekommens des \nRuhepotenzials (RP): \nDas RP kommt durch die Ungleichverteilung von Ionen an der selektiv permeablen \nNervenzellmembran zustande. \nIm Zellinneren befinden sich relativ viele Kalium-Ionen sowie große Protein-Anio-\nnen, die den Intrazellulärraum nicht verlassen können. \nIm extrazellulären Raum befinden sich relativ viele Natrium- und Chlorid-Ionen, für \ndie die Membran nur in geringem Maß durchlässig ist. \nKalium-Ionen können durch offene Kalium-Ionenkanäle durch die Membran diffun-\ndieren. \nVor allem durch den Ausstrom von positiven Kalium-Ionen aus der Zelle entspre-\nchend dem Konzentrationsgefälle und dem Verbleib der organischen Anionen im \nZellinneren wird die Membraninnenseite negativ aufgeladen, die Membranaußenseite \npositiv.\nDurch diese Ladungstrennung entsteht eine elektrische Spannung über der Membran. \nDas Ruhepotenzial hat einen Wert von z.B. −80 mV. 12 \n Unterrichtsbezogene Erläuterung der Bedeutung und der Funktion der Natrium-Kali-\numpumpe in diesem Zusammenhang: \nDa die Membran im Ruhezustand eine geringe Permeabilität für Na+-Ionen besitzt, \ngelangen diese entlang ihres Konzentrationsgradienten und aufgrund der elektrostati-\nschen Anziehung durch „Leckströme“ ins Axoninnere. Dadurch würde sich das Ru-\nhepotenzial stetig abschwächen und allmählich verschwinden. Dem wirkt die Na+-\nK+-Ionenpumpe entgegen, die unter ATP-Verbrauch entgegen dem Konzentrations-\ngefälle aktiv Na+-Ionen nach außen und K+-Ionen nach innen befördert und so die \nKonzentrations- und Ladungsunterschiede aufrechterhält. 5 \n7 Beschreibung und Erklärung des Potenzialverlaufs in Abbildung 8.2: \nDie Beschreibung ist maximal mit 9 BE zu bewerten. \nZu Beginn des Versuchs herrscht aufgrund der vorgegebenen Lösungen (Standardin-\nnenraumflüssigkeit (C) und außen Meerwasser (A)) an der Axonmembran ein Ruhe-potenzial von ca. −52 mV. 2 \n Bei Ersatz des Außenmediums durch Meerwasser mit einer Na+-Ionenkonzentration \n(B) mit nur 1mmol/l sinkt dort die Na+-Ionenkonzentration, sodass sich das Konzent-\nrationsgefälle umkehrt (innen 50-mal mehr Na+-Ionen als im Außenmedium) und die \nNa+-Ionen nicht länger nach innen diffundieren, sondern sogar nach außen wie die \nK+-Ionen. Sie können nun das Ruhepotenzial nicht länger abschwächen. Das gemes-\nsene Membranpotenzial wird negativer, bis künstliches Meerwasser (A) mit einer \nNa+-Ionenkonzentration von 449 mmol/l wieder für die Anfangsbedingungen sorgt. 4 \n Gibt man bei Minute 25 zu dieser Lösung das Gift Tetrodotoxin, das die Natriumio-\nnenkanäle blockiert, hat dies die gleiche Folge: Na+-Ionen können nicht mehr nach \ninnen gelangen und das Potenzial wird negativer (es nähert sich erneut dem K+-Io-\nnen-Diffusionspotenzial). Alternativ könnte die Potenzialveränderung durch die wei-\nterhin bestehende Tätigkeit der Na+-K+-Pumpe entstehen. 2 \n Die Wirkung von TTX hält noch an, auch wenn bei Minute 31 die Giftlösung durch \nkünstliches Meerwasser ersetzt wird. Erst nach einer weiteren halben Stunde wird \nwieder das Ruhepotenzial erreicht, woraus man schließen kann, dass das Gift sich \nerst dann von den Kanälen abgelöst hat. 3",
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"content": "Nicht für den Prüfling bestimmt Hessisches Kultusministerium Landesabitur 2021 \nBiologie Lösungs- und Bewertungshinweise \nGrundkurs Vorschlag A \nSeite 5 von 7Aufg. erwartete Leistungen BE \n Gibt man nun grayanotoxinhaltige Lösung ins Außenmedium, schwächt sich das Po-\ntenzial zunehmend ab. Das lässt darauf schließen, dass positive Ionen ins Axoninnere\ndiffundieren, was nahelegt, dass das Toxin die Membranleitfähigkeit für die Na+-Io-\nnen erhöht, die nun entlang des Konzentrationsgefälles und des elektrischen Gradien-\nten nach innen diffundieren. Der Wirkstoff könnte dies durch Öffnung der Na+-Io-\nnenkanäle bewirken. \nDass es sich um die Na+-Ionen handelt (und nicht die K+-Ionen, die alternativ infolge \netwaiger Kanalblockaden nicht länger das negative Potenzial aufrechterhalten oder \num eine Blockade der Na+-K+-Pumpe), beweist die Absenkung der Na+-Ionenkon-\nzentration des Außenmediums (B) bei Minute 115. Da keine Na+-Ionen mehr nach \ninnen diffundieren können, wird infolgedessen das Membranpotenzial erneut negati-\nver. 6 \n Die Normalisierung der Ionenverhältnisse (A) führt durch die weiterhin geöffneten \nNa+-Ionen-Kanäle zu schlagartigem Na+-Ionen-Einstrom mit entsprechender Depola-\nrisation, die schließlich eine Sättigung erfährt, sobald sich ein neues Gleichgewicht \neingestellt hat. 3 \n Blockiert man die durch Grayanotoxin geöffneten Na+-Ionenkanäle mit Hilfe von \nTetrodotoxin, sinkt das Potenzial wieder, da lediglich die K+-Ionen hinausdiffundie-\nren können. 2 \n8 Entwicklung einer Hypothese, die die in Material 9 beschriebenen Untersuchungser-\ngebnisse erklären könnte: \nDie Beobachtungen deuten darauf hin, dass Grayanotoxin im Gegensatz zu Tetro-\ndotoxin den Natriumkanal bevorzugt (eventuell nur) an der Innenseite der Axon-\nmembran besetzt. Dadurch würde sich auch die schnellere Wirkung bei Zugabe in \ndas Axoninnere erklären, da andernfalls das Grayanotoxin erst durch die Axon-\nmembran diffundieren müsste, um seine Wirkung zu entfalten. Tetrodotoxin hinge-\ngen zeigt seine Wirkung ausschließlich bei Anwendung an der Membranaußenseite. \nInfolgedessen würden beide Gifte an unterschiedliche Andockstellen des spannungs-gesteuerten Natriumionenkanals binden. 4\n9 Entwicklung einer Erklärung für die beobachteten Symptome nach dem Genuss von \n„Mad Honey“: \nGrayanotoxin bindet selektiv an spannungsabhängige Natriumkanäle von Nervenzel-\nlen und führt so zu einer erhöhten Natriumpermeabilität. Durch die Öffnung der Nat-\nriumkanäle wird die Zellmembran depolarisiert, und die Nervenzellen im Köper wer-\nden übererregt, was zu einer höheren Frequenz von Aktionspotenzialen führt. 4 \n Überstimulierte afferente Nerven erklären die sensiblen Symptome wie Kribbeln und \nJucken. Die Überstimulation des Vagusnervs erklärt die vegetativen Symptome: Die \nstarke Erhöhung der Darmtätigkeit führt zu Durchfall, der Herzschlag verlangsamt \nsich und der Blutdruck sinkt. 3 \n Summe 100",
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"content": "Nicht für den Prüfling bestimmt Hessisches Kultusministerium Landesabitur 2021 \nBiologie Lösungs- und Bewertungshinweise \nGrundkurs Vorschlag A \nSeite 6 von 7III Bewertung und Beurteilung \nDie Bewertung und Beurteilung erfolgt unter Beachtung der nachfolgenden Vorgaben nach § 33 der \nOberstufen- und Abiturverordnung (OAVO) in der jeweils geltenden Fassung. Bei der Bewertung und \nBeurteilung der sprachlichen Richtigkeit in der deutschen Sprache sind die Bestimmungen des \n§ 9 Abs. 12 OAVO in Verbindung mit Anlage 9b anzuwenden. \n \nIn den modernen Fremdsprachen ist nach den Bestimmungen des § 9 Abs. 13 OAVO in Verbindung \nmit dem „Erlass zur Bewertung und Beurteilung von schriftlichen Arbeiten in allen Grund- und Leis-\ntungskursen der neu beginnenden und fortgeführten modernen Fremdsprachen in der gymnasialen \nOberstufe, dem beruflichen Gymnasium, dem Abendgymnasium und dem Hessenkolleg“ vom 7. Au-\ngust 2020 (ABl. S. 519) die sprachliche Leistung kriteriengeleitet zu bewerten. Bei der Bewertung und \nBeurteilung der Übersetzungsleistung in den Fächern Latein und Altgriechisch sind die Bestimmungen \ndes § 9 Abs. 14 OAVO in Verbindung mit Anlage 9c anzuwenden. \n \nDer Fehlerindex ist nach Anlage 9b zu § 9 Abs. 12 OAVO zu berechnen. Für die Ermittlung der \nPunkte nach Anlage 9a zu § 9 Abs. 12 OAVO sowie Anlage 9c zu § 9 Abs. 14 OAVO wird jeweils \nder ganzzahlige nicht gerundete Prozentsatz bzw. Fehlerindex zugrunde gelegt. \n \nDarüber hinaus sind die Vorgaben der Erlasse „Hinweise zur Vorbereitung auf die schriftlichen Abi-\nturprüfungen (Abiturerlass)“ und „Durchführungsbestimmungen zum Landesabitur“ in der für den \nAbiturjahrgang geltenden Fassung zu beachten. \n \nBei der Bewertung und Beurteilung ist auch die Intensität der Bearbeitung zu berücksichtigen. Als Be-\nwertungskriterien dienen über das Inhaltliche hinaus qualitative Merkmale wie Strukturierung, Diffe-\nrenziertheit, sprachliche Gestaltung und Schlüssigkeit der Argumentation. \n \nEin Prüfungsergebnis von 5 Punkten (ausreichend) setzt voraus, dass insgesamt 45% der zu verge-\nbenden BE erreicht werden. Ein Prüfungsergebnis von 11 Punkten (gut) setzt voraus, dass insgesamt \n75% der zu vergebenden BE erreicht werden. \n \n \nGewichtung der Aufgaben und Zuordnung der Bewertungseinheiten zu den Anforderungsbereichen \n \nAufgabe Bewertungseinheiten in den AnforderungsbereichenSumme AFB I AFB II AFB III \n1 8 8 \n2 4 7 11 \n3 8 8 \n4 3 10 2 15 \n5 8 8 \n6 12 5 17 \n7 3 12 7 22 \n8 4 4 \n9 4 3 7 \nSumme 30 50 20 100 \n \nDie auf die Anforderungsbereiche verteilten Bewertungseinheiten innerhalb der Aufgaben sind als \nRichtwerte zu verstehen.",
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"content": "Nicht für den Prüfling bestimmt Hessisches Kultusministerium Landesabitur 2021 \nBiologie Lösungs- und Bewertungshinweise \nGrundkurs Vorschlag A \nSeite 7 von 7IV Quellen \nMaterial 1 basiert auf: \nKarl von Frisch: Aus dem Leben der Bienen, Springer, Berlin/Heidelberg/New York 9. Aufl. 1977. \n \nMaterial 2 basiert auf: \nURL: https://www.rainer-gerhards.de/files/1080-AID. Schützt_die Bienen.pdf (abgerufen am 05.04.2019). \n \nMaterial 3 basiert auf: \nURL: https://bienenmonitoring.uni-hohenheim.de/fieladmin/einrichtungen/bienenmonitoring/Dokumente/Schluss\nbericht_DeBiMo_2014-2016.pdf (abgerufen am 05.04.2019). \nURL: https://www.die-honigmacher.de/kurs5/seite_11307.html (abgerufen am 05.04.2019). \n \nMaterial 4 basiert auf: \nURL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/002220118790125X (abgerufen am 05.04.2019). \n \nMaterial 5 basiert auf: \nURL: https://bioone.org/journalArticle/Download?fullDOI=10.1603%2F0046-225X(2000)029%5B0235%3APEO\nOCA%5D2.0.CO%3B2 (abgerufen am 05.04.2019). \nURL: https://www.deutschewildtierstiftung.de/wildtiere/wildbienen (abgerufen am 21.05.2019). \nMaterial 6 basiert auf: \nHans H. Wellhöner: Über Grayanotoxin (Andromedotoxin, Rhomotoxin), Institut für Toxikologie, Medizinische Hochschule \nHannover, URL: hptts://www.gtch-org/cms/images/stories/media/tk68_2/Wellhoener.pdf (abgerufen am 13.03.2020). \nURL: https://mobil.bfr.bund.de/cm/343vergiftungsfaelle_durch_grayanotoxiine_in_rhododendron_honigen_aus_der_tuer\nkische_schwarmerregion.pdf (abgerufen am 13.03.2020). \n \nMaterial 7 basiert auf: \nCarla Baller und Hanna Eckebrecht: NATURA Abiturtraining, Neurobiologie und Verhalten; Stuttgart, o.J., S. 5. \n \nMaterial 8 basiert auf: \nToshio Narahashi und Issei Seyama: Mechanism of Nerve Membrane Depolarization caused by Grayanotoxin I, in J. Physiol, \nNr. 242, 1974, S. 471–487, URL: https://physoc.onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1113/jphysiol.1974.sp010718 \n(abgerufen am 14.04.2020).",
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