LA14-BIO-GK-A2-LOES
Abitur-Prüfung in Hessen aus 2014 in Biologie
Nicht für den Prüfling bestimmt Hessisches Kultusministerium Landesabitur 2014 Biologie Lösungs- und Bewertungshinweise Grundkurs Vorschlag A2 Seite 1 von 4 I. Erläuterungen Aufgabenart materialgebundene Aufgabe Voraussetzungen gemäß Lehrplan und Erlass Hinweise zur Vorbereitung auf die schriftlichen Abiturprüfungen im Landesabitur 2014 vom 20. Juni 2012 Vorschlag A2 Q3 Verhaltensbiologie 1. klassische und operante Konditionierung 2. siehe 1; Methode: theoretische Detailplanung und praktische Organisation der Beobachtungs- situation, Registrierung der Daten 3. siehe 1 4. siehe 1 5. siehe 1, Methode: Auswertung und kritische Reflexion der Daten II. Lösungshinweise und Bewertungsraster In den nachfolgenden Lösungshinweisen sind alle wesentlichen Gesichtspunkte, die bei der Bearbei- tung der einzelnen Aufgaben zu berücksichtigen sind, konkret genannt und diejenigen Lösungswege aufgezeigt, welche die Prüflinge erfahrungsgemäß einschlagen werden. Selbstverständlich sind jedoch Lösungswege, die von den vorgegebenen abweichen, aber als gleichwertig betrachtet werden können, ebenso zu akzeptieren. BE Aufg. erwartete Leistungen I II IIIΣ 1 Unterrichtsbezogener Vergleich von klassischer und operanter Konditionierung, z.B.: Klassische Konditionierung bezeichnet eine Form des Lernens, bei dem ein ursprünglich neutraler Reiz zu einem bedingten Reiz wird, der ein bestimm- tes Verhalten auslöst. Dazu muss der neutrale Reiz zunächst mit dem unbe- dingten Reiz, der dieses Verhalten auslöst, zeitlich gekoppelt werden. Nach einer ausreichenden Anzahl von Wiederholungen führt der konditionierte Reiz allein zu einer Reaktion. Operante Konditionierung: Im Unterschied zur klassischen Konditionierung wird hier nicht ein neuer Reiz konditioniert, sondern es wird eine neue Ver- haltensweise durch Belohnung oder Bestrafung gelernt. Ein zunächst zufäl- liges Verhalten wird mit einem positiven oder negativen Ereignis in Ver- bindung gebracht, wodurch in der Folge dieses Verhalten häufiger auftritt bzw. vermieden wird, um das Ereignis auszulösen bzw. zu vermeiden. 4 4 8
Nicht für den Prüfling bestimmt Hessisches Kultusministerium Landesabitur 2014 Biologie Lösungs- und Bewertungshinweise Grundkurs Vorschlag A2 Seite 2 von 4 BE Aufg. erwartete Leistungen I II IIIΣ 2 Darstellung des experimentellen Vorgehens zur Konditionierung: Die Bienen werden in einem Röhrchen fixiert und danach für vier Sekunden einem Duft ausgesetzt. Eine Versuchsgruppe (A) bekommt nach drei Se- kunden Duftpräsentation für weitere drei Sekunden Zuckerwasser geboten. Duftdarbietung und Flüssigkeitsangebot überschneiden sich also um eine Sekunde. Danach wird der Duft alleine gegeben und registriert, wie viele Bienen den Rüsselstreckreflex zeigen. Versuchsgruppe (B) dient als Kontrolle. Die Tiere werden dem prinzipiell gleichen Verfahren unterzogen, erhalten jedoch lediglich reines Wasser. Begründete Zuordnung einer Konditionierungsform: Mit dem Experiment soll eine klassische Konditionierung überprüft werden, da kein neues Ver- halten gelernt, sondern ein ursprünglich neutraler Reiz (Duft) mit dem un- bedingten Reiz (Zuckerwasser) verknüpft werden soll, so dass nach Kondi- tionierung allein der Duft die Reaktion (PER) auslöst. 2 1 4 3 10 3 Beschreibung der Ergebnisse in Abbildung 2.3: In Versuch A steigt die Anzahl der Bienen, die PER zeigen, von etwa 40% nach einem Versuch kontinuierlich bis auf ca. 80% nach drei Versuchen an. Weitere Versuche bringen keine Steigerung. In Versuch B zeigt auch nach sieben Konditionierungsdurchgängen nur ein sehr geringer Teil (ca. 2%) der Bienen eine Rüsselstreckreaktion. Auswertung : Bienen können lernen, den Rüsselstreckreflex auch auf einen bestimmten Duft zu zeigen. Während im Kontrollversuch (Versuch B) nur sehr wenige Bienen PER auf den alleine angebotenen Duft zeigen, führt schon ein ein- maliger Konditionierungsversuch (Versuch A) bei ca. 40% der Bienen zu einem Lernerfolg. Bereits nach drei Versuchen ist der maximale Lernerfolg erreicht. Allerdings scheinen nicht alle Bienen lernfähig zu sein, da ca. 20% der Bie- nen auch nach bis zu sieben Versuchen keinen Rüsselstreckreflex zeigen. Eine mögliche andere Erklärung könnte sein, dass nicht alle Bienen in allen Versuchsdurchgängen PER zeigen. Beschreibung der Ergebnisse in Abbildung 2.4: Die Konditionierung verläuft bei allen drei Versuchsgruppen grundsätzlich ähnlich (vgl. 2.3). Der Anteil der Bienen, der bereits nach dem ersten Kon- ditionierungsversuch PER zeigt, ist bei den Brutpflegerinnen am höchsten (ca. 60%), die Sammlerinnen zeigen einen mittleren Wert (ca. 40%), die Winterbienen den niedrigsten (ca. 35%). Dieser prinzipielle Unterschied bleibt auch nach weiteren Konditionierungsversuchen erkennbar, lediglich nach dem 2. und 3. Versuch zeigen beide Sommerbienenarten gleich häufig PER (ca. 75% bzw. ca. 80%). Bei den Sammlerinnen geht der Anteil der Bienen, die PER zeigen, bei mehr als drei Versuchen wieder leicht zurück. 3 2 2 3 1 2
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Biologie Lösungs- und Bewertungshinweise
Grundkurs Vorschlag A2
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3 Auswertung: Das Lernvermögen ist vom Alter der Bienen abhängig. Je
jünger die Bienen sind, desto schneller und größer ist ihr Lernerfolg bei der
Duftkonditionierung.
Material 1 und 2 basieren auf:
Jürgen Tautz: Die Honigbiene Neuigkeiten über ein bekanntes Insekt, in: UB 2003, Heft
283, S. 413.
Ricarda Scheiner: Lern- und Gedächtnisprozesse im Gehirn: Die Biene als Modellorganis-
mus, Berlin 2009.
http://nwg.glia.mdc-berlin.de/media/pdf/education/Scheiner_Berlin_2009.pdf (abgerufen am
18.12.2012).
Klausur und Abitur IV, UB 2007, CD-ROM.
Andreas Behrends, Ricarda Scheiner: Learning at old age: A Study on Winter Bees, Front
Behav Neurosci. Bd. 4, 2010, S. 15.
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4 Analyse der Ergebnisse der Untersuchungen:
Das Lernvermögen der Bienen wurde durch Befall mit parasitären Varroa-
Milben deutlich reduziert (von 7075% der unbefallenen Bienen, die PER
zeigen, auf unter 40%). Auch nicht direkt befallene Bienen aus einem Stock
mit Milbenbefall zeigen ein geringfügig reduziertes Lernvermögen (70%
gegenüber 75% bei Bienen aus nicht befallenen Stöcken).
Material 3 basiert auf:
Bernd Grünewald et al.: Die Honigbiene: ein Modellorganismus der Neurobiologie, in:
Forschung Frankfurt 1, 2009, S. 2529.
Jasna Kralj et al.: The parasitic mite Varroa destructor affects non-associative learning in
honey bee foragers, Apis mellifera.
J. Comp. Physiol. A. 2007,193(3), S.363370.
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5 Prüfung und Beurteilung der Notwendigkeit, weitere Einflussfaktoren zu
berücksichtigen:
Bei der Planung, Durchführung und Auswertung von Konditionierungs-
Experimenten muss die Konzentration der eingesetzten Zuckerlösung sorg-
fältig ausgewählt werden. Wie Material 4 zeigt, ist der Lernerfolg von der
Zuckerkonzentration abhängig. Erst ab einer bestimmten Konzentration ist
der maximale Lernerfolg möglich. Es muss daher darauf geachtet werden,
dass die eingesetzte Zuckerkonzentration hoch genug gewählt wird und dass
sie in allen Versuchen gleich hoch ist.
Außerdem ist diese Sensitivität stark von der Jahreszeit abhängig. Im zeiti-
gen Frühjahr (April) ist die Sensitivität am geringsten und nimmt im Ver-
laufe des Jahres bis zum Herbst (September) zu. Erst bei einer 40%-igen
Zuckerlösung lässt sich keine jahreszeitliche Abhängigkeit mehr erkennen.
Auch bei den Lernversuchen muss daher ein möglicher jahreszeitlich be-
dingter Unterschied in Betracht gezogen werden. Daraus ist zu folgern, dass
Lernversuche mit verdünnten Zuckerlösungen nur miteinander verglichen
werden können, wenn sie zur selben Jahreszeit durchgeführt werden oder
die Ergebnisse in Relation zu Kontrollgruppen zur selben Zeit betrachtet
werden.
Material 4 basiert auf:
Jasna Kralj et al: The parasitic mite Varroa destructor affects non-associative learning in
honey bee foragers, Apis mellifera, J. Comp. Physiol A. 2007, 193(3), S.363370.
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Summe 15 25 10 50
Nicht für den Prüfling bestimmt Hessisches Kultusministerium Landesabitur 2014 Biologie Lösungs- und Bewertungshinweise Grundkurs Vorschlag A2 Seite 4 von 4 III. Bewertung und Beurteilung Die Bewertung und Beurteilung erfolgt gemäß den Bestimmungen in der OAVO in der jeweils gülti- gen Fassung, insbesondere §33 OAVO in Verbindung mit den Anlagen 9a und ggf. 9b bis 9f, sowie in den Einheitlichen Prüfungsanforderungen in der Abiturprüfung (EPA). Für die Umrechnung von Pro- zentanteilen der erbrachten Leistungen in Notenpunkte nach §9 Abs. 12 der OAVO gelten die Werte in der Anlage 9a der OAVO. Darüber hinaus sind die Vorgaben des Erlasses Hinweise zur Vorberei- tung auf die schriftlichen Abiturprüfungen im Landesabitur 2014 vom 20. Juni 2012 zu beachten. Bei der Bewertung und Beurteilung ist auch die Intensität der Bearbeitung zu berücksichtigen. Als Be- wertungskriterien dienen über das Inhaltliche hinaus qualitative Merkmale wie Strukturierung, Diffe- renziertheit und Schlüssigkeit der Argumentation. Im Fach Biologie werden Vorschläge aus den Kategorien A und B vorgelegt, wobei die Prüfungs- leistung aus der Bearbeitung von zwei Vorschlägen aus zwei verschiedenen Kategorien besteht, wofür insgesamt maximal 100 BE vergeben werden können. Ein Prüfungsergebnis von 5 Punkten (ausrei- chend) setzt voraus, dass insgesamt 46 BE, ein Prüfungsergebnis von 11 Punkten (gut), dass insge- samt 76 BE erreicht werden. Gewichtung der Aufgaben und Zuordnung der Bewertungseinheiten zu den Anforderungs- bereichen Bewertungseinheiten in den Anforderungsbereichen Aufgabe AFB I AFB II AFB III Summe 1 8 8 2 2 8 10 3 5 11 16 4 6 6 5 10 10 Summe 15 25 10 50 Die auf die Anforderungsbereiche verteilten Bewertungseinheiten innerhalb der Aufgaben sind als Richtwerte zu verstehen.
