LA17-BIO-GK-A1-LOES
Abitur-Prüfung in Hessen aus 2017 in Biologie
Nicht für den Prüfling bestimmt Hessisches Kultusministerium Landesabitur 2017 Biologie Lösungs- und Bewertungshinweise Grundkurs Vorschlag A1 Seite 1 von 5I Erläuterungen Aufgabenart materialgebundene Aufgabenstellung Voraussetzungen gemäß Lehrplan und Erlass „Hinweise zur Vorbereitung auf die schriftlichen Abiturprüfungen“ in der für den Abiturjahrgang geltenden Fassung Q2: Ökologie und Stoffwechselphysiologie Strukturierung von Ökosystemen: Übersicht über abiotische Faktoren, Toleranzkurven, ökologische Potenz; Übersicht über biotische Faktoren, Konkurrenz, ökologische Nische; Klimawandel 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. Aufg. erwartete Leistungen BE 1 Unterrichtsbezogene Angaben der Definitionen der Begriffe „abiotische Faktoren“ „biotische Faktoren“ und „ökologische Nische“, z.B.: Als abiotische Faktoren bezeichnet man die Einflüsse der unbelebten Natur, die auf einen Organismus einwirken, z.B. Licht, Temperatur, Mineralstoffgehalt des Bodens oder Wasser. Biotische Faktoren sind Einflüsse aus der belebten Umwelt, mit denen ein Organismus in Wechselwirkung steht, z.B. Fressfeinde, Konkurrenten oder Parasiten. Die ökologische Nische bildet die Gesamtheit aller von einer Art genutzten bzw. mit ihr in Wechselwirkung stehenden biotischen und abiotischen Faktoren. 2 2 2
Nicht für den Prüfling bestimmt Hessisches Kultusministerium Landesabitur 2017 Biologie Lösungs- und Bewertungshinweise Grundkurs Vorschlag A1 Seite 2 von 5Aufg. erwartete Leistungen BE 2 Beschriftete Zeichnung der Temperaturtoleranzkurve (unterrichtsbezogen): Erwartet wird eine Toleranzkurve mit Achsenbeschriftung (x-Achse: Temperatur, Y-Achse: z.B. Lebensvorgänge) bzgl. des Faktors Temperatur mit der entsprechenden Beschriftung des Minimums (bei ca. –7° C), des Maximums (bei ca. 42°C) und den jeweiligen Pessima bei ca. –5 °C bis –7 °C bzw. 37 °C bis 42 °C und dem Präferen- dum bei ca. 13 °C bis ca. 23 °C. Beschreibung und Erklärung der entsprechenden Kurvenbereiche: Der Gletscher-Hahnenfuß hat bezüglich des Faktors Temperatur einen breiten Tole- ranzbereich. Bei Temperaturen im Präferendum kann am effektivsten Fotosynthese stattfinden. Mit steigenden bzw. fallenden Temperaturen nimmt die Fotosyntheseleis- tung der Pflanze ab. Jenseits des Minimums bzw. Maximums stirbt die Pflanze ab, in den Bereichen von Kältehemmung und Hitzehemmung (Pessima) überlebt die Pflanze, jedoch findet nur ein stark herabgesetzter Stoffwechsel statt. Im Bereich der Kältehemmung ist kaum Fotosynthese mehr möglich, bei Hitzehemmung werden lebenswichtige Enzyme, z.B. die der CO 2-Fixierung, durch Hitze gehemmt bzw. führt ein Verschluss der Stomata bei hohen Temperaturen zu einer verminderten CO 2-Aufnahme und damit Fotosynthe- seleistung. Material 1 basiert auf: Herbert Reisigl, Richard Keller: Alpenpflanzen im Lebensraum, Stuttgart 1994, S. 20. 5 6
Nicht für den Prüfling bestimmt Hessisches Kultusministerium Landesabitur 2017 Biologie Lösungs- und Bewertungshinweise Grundkurs Vorschlag A1 Seite 3 von 5Aufg. erwartete Leistungen BE 3 Zusammenfassung der abiotischen Faktoren und Herleitung der sich daraus ergeben- den Schwierigkeiten für Hochgebirgspflanzen: Charakteristisch sind grundsätzlich Extrembedingungen mit hohen Schwankungen. – Abiotischer Faktor Temperatur: Lange kalte Winter, geringe durchschnittliche Temperaturen, extreme Unterschiede zwischen Tag und Nacht und geringe Bodentemperaturen führen dazu, dass Pflan- zen kurze Vegetationsperioden haben und auch im Sommer wenig Zeit für Foto- synthese und Wachstum bleibt; niedrige Temperaturen führen zu herabgesetzter Enzymaktivität (RGT-Regel); Bodenorganismen zeigen geringere Aktivität, wo- raus eine geringere Mineralisierungsrate des Bodens resultiert. Im Sommer liegen teilweise tagsüber lokal aber auch sehr hohe Bodentemperatu- ren vor, die zu Schädigungen der Zellen führen können. – Abiotischer Faktor Wasser: Es treten hohe jahreszeitliche Schwankungen mit z.T. sehr trockenen Phasen auf, was zu einer Unterversorgung mit Wasser und infolgedessen einer geringeren Biomasseproduktion führen kann. Die herabgesetzte Transpirationsrate durch Schließen der Spaltöffnungen bei hoher Sonneneinstrahlung führt außerdem zu ei- ner geringeren Aufnahme von Wasser und darin gelösten Mineralstoffen über die Wurzel. – Abiotischer Faktor Wind bzw. Schnee: Starker Wind setzt den Wassergehalt durch erhöhte Verdunstung ebenfalls herab und führt somit zu Austrocknungen. Durch Wind kommt es zu Schneeverwehun- gen und Schneeanlagerungen an bestimmten Stellen, was durch die Schneedecke dort einen Frost- und Verdunstungsschutz darstellt, aber die Vegetationsperiode weiter verkürzt, da die Pflanzen länger von Schnee bedeckt sind. Material 2 basiert auf: Herbert Reisigl, Richard Keller: Alpenpflanzen im Lebensraum, Stuttgart 1994. Vom schwierigen Leben der Hochgebirgspflanzen: https://www.uibk.ac.at/botany/alpine-garden/hochgebirgspflanzen (abgerufen am 08.07.2016). Ulrich Lüttge et al.: Botanik, Weinheim 2002, S.349. Deutscher Alpenverein: Naturraum Alpen: http://www.alpenverein.de/natur-umwelt/natur-und-umweltschutz/naturraum-alpen- kultur_aid_10272.html (abgerufen am 08.04.2016). Projektwochen Berner Oberland, Modul Alpenpflanzen: http://www.projektwochen.info/module_natur_alpenpflanzen.php (abgerufen am 16.04.2016). Christoph Frei, Jürg Schmidli: Das Niederschlagsklima der Alpen – wo sich Extreme nahe kommen http://iacweb.ethz.ch/staff//sprenger/dynmet_HS09/Promet_niederschlag.pdf (abgerufen am 08.04.2016). 1 4 4 3
Nicht für den Prüfling bestimmt Hessisches Kultusministerium Landesabitur 2017 Biologie Lösungs- und Bewertungshinweise Grundkurs Vorschlag A1 Seite 4 von 5Aufg. erwartete Leistungen BE 4 Analyse der in Material 3 dargestellten Anpassungserscheinungen: – Morphologische Unterschiede zwischen Tal- und Hochgebirgspflanzen: Durch den auffälligen Zwergwuchs bei der Zwerg-Primel (Blüten und Blätter di- rekt oberhalb der Bodenoberfläche) sind die Angriffsfläche für den Wind und da- mit auch der Wasserverlust durch Transpiration reduziert. Ebenso wird es dadurch möglich, dass alle Pflanzenteile im Winter unter Schnee zu liegen kommen, was einen Frostschutz darstellt. Durch die Wuchsform profitiert die Pflanze außerdem von den höheren Temperaturen in Bodennähe, was sich positiv auf die Biomasse- produktion auswirkt. – Das Wurzelsystem der Zwerg-Primel macht einen wesentlich höheren Anteil an Trockenmasse aus (30% im Vergleich zu nur 14% bei der Talpflanze) und ist we- sentlich länger und feiner verzweigt, sodass sich bessere Möglichkeiten ergeben, dem Boden sowohl Wasser als auch Mineralsalze zu entnehmen. Außerdem ge- währleistet es einen besseren Halt in Stein und Geröll. – Fotosyntheseleistung in Abhängigkeit vom CO 2-Angebot: Bei gleichem CO 2-Angebot zeigt der Gletscher-Hahnenfuß, die alpine Pflanze, eine deutlich höhere Fotosyntheserate. Offensichtlich kann der Gletscher-Hahnenfuß das angebotene CO 2 besser nutzen als die Talpflanze. Dies bedeutet, dass er in gro- ßer Höhe bei geringerem CO 2-Angebot im Unterschied zur Talpflanze noch effi- zient Fotosynthese betreiben kann. – Bei der Klebrigen Primel (Hochgebirgspflanze) vergehen von der Bildung des Sa- mens bis zur Blüte zwei Jahre: Die produzierten Samen keimen erst im Folgejahr und erst im zweiten Jahr nach Samenfreisetzung erfolgt die Blüte. Diese zeitliche Verzögerung stellt eine Anpassung an die sehr kurze Vegetationszeit von nur vier Monaten (Juli – Oktober) dar. Die Hohe Schlüsselblume, die Talpflanze, hat eine lange Vegetationszeit von Mitte Februar bis Ende November. Dies bedeutet, dass jedes Jahr aus den reifen Samen neue Pflanzen entstehen, die im Folgejahr Blüten und ebenfalls wieder Samen er- zeugen. Material 3 basiert auf: Herbert Reisigl, Richard Keller: Alpenpflanzen im Lebensraum, Stuttgart 1994, S. 28–29. 4 3 4 4 5 Entwicklung einer begründeten Hypothese zu möglichen Auswirkungen der Klimaer- wärmung: Denkbar wären z.B. folgende Überlegungen: Die Erhöhung der Durchschnittstemperatur und damit verbundene verlängerte Vegeta- tionsperiode in bestimmten Höhenlagen der Alpen führt zu einer Verschiebung der Gebiete, in denen Pflanzenarten vorkommen, d.h. zu einer Neuansiedlung derjenigen Pflanzen, die vormals in eher tiefer gelegenen Regionen vorkamen. Dies hat Auswir- kungen auf die zwischenartliche Konkurrenz und führt mit zunehmender Klimaer- wärmung zu einer anderen Artenzusammensetzung. Es könnte zum Aussterben der an die besonderen klimatischen Verhältnisse der Hö- henlagen angepassten Arten kommen. 6 Summe 50
Nicht für den Prüfling bestimmt Hessisches Kultusministerium Landesabitur 2017 Biologie Lösungs- und Bewertungshinweise Grundkurs Vorschlag A1 Seite 5 von 5III Bewertung und Beurteilung Die Bewertung und Beurteilung erfolgt unter Beachtung der nachfolgenden Vorgaben nach § 33 der Oberstufen- und Abiturverordnung (OAVO) vom 20. Juli 2009 (ABl. S. 408), zuletzt geändert durch Verordnung vom 13. Juli 2016 (ABl. S. 306). Nach § 52 (Übergangsregelungen) sind bei der Bewer- tung und Beurteilung der sprachlichen Richtigkeit in der deutschen Sprache die Bestimmungen des § 9 Abs. 12 OAVO in Verbindung mit Anlage 9b in der seit 16. August 2016 geltenden Fassung anzuwenden. In den modernen Fremdsprachen sowie den alten Sprachen gelten die Bestimmungen des § 9 Abs. 13 in Verbindung mit den Anlagen 9b und c bzw. 9d der Verordnung in der bis zum 15. August 2016 geltenden Fassung. Bei der Berechnung von Prozentwerten und Fehlerindizes ge- mäß Anlage 9 OAVO werden die berechneten Werte nicht gerundet. Für die Umrechnung von Pro- zentanteilen der erbrachten Leistungen in Notenpunkte ist Anlage 9a zu § 9 Abs. 12 OAVO in der bis zum 15. August 2016 geltenden Fassung anzuwenden. Darüber hinaus sind die Vorgaben der Er- lasse „Hinweise zur Vorbereitung auf die schriftlichen Abiturprüfungen (Abiturerlass)“ und „Durch- führungsbestimmungen zum Landesabitur“ in der für den Abiturjahrgang geltenden Fassung zu be- achten. 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 besteht die Prüfungsleistung aus der Bearbeitung je eines Vorschlags aus den Auf- gabengruppen A und B, wofür insgesamt maximal 100 BE vergeben werden können. Ein Prüfungs- ergebnis von 5 Punkten (ausreichend) setzt voraus, dass insgesamt 46% der zu vergebenden BE er- reicht werden. Ein Prüfungsergebnis von 11 Punkten (gut) setzt voraus, dass insgesamt 76% der zu vergebenden BE erreicht werden. Gewichtung der Aufgaben und Zuordnung der Bewertungseinheiten zu den Anforderungs- bereichen Aufgabe Bewertungseinheiten in den Anforderungsbereichen Summe AFB I AFB II AFB III 1 6 6 2 5 6 11 3 4 6 2 12 4 13 2 15 5 6 6 Summe 15 25 10 50 Die auf die Anforderungsbereiche verteilten Bewertungseinheiten innerhalb der Aufgaben sind als Richtwerte zu verstehen.
