Nicht für den Prüfling bestimmt Hessisches Kultusministerium Landesabitur 2021 
Biologie Lösungs- und Bewertungshinweise 
Grundkurs Vorschlag A 
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I Erläuterungen 
Voraussetzungen gemäß KCGO und Abiturerlass in der für den Abiturjahrgang geltenden 
Fassung 
 
Standardbezug  
Die nachfolgend ausgewiesenen Kompetenzen sind für die Bearbeitung der jeweiligen Aufgabe beson-
ders bedeutsam. Darüber hinaus können weitere, hier nicht ausgewiesene Kompetenzen für die Bear-
beitung der Aufgabe nachrangig bedeutsam sein, zumal die Kompetenzen in engem Bezug zueinander 
stehen. Die Operationalisierung des Standardbezugs erfolgt in Abschnitt II. 
 
Aufgabe Kompetenzen 
F1 F2 E1 E2 E3 K1 K2 K3 B1 B2 
1 X          
2 X     X X    
3 X   X  X X   
4  X X        
5      X  X X  
6 X     X X    
7  X  X    X   
8      X     
9  X  X       
 
Inhaltlicher Bezug  
Q2: Ökologische und stoffwechselphysiologische Zusammenhänge 
Q3: Neurobiologie und Verhaltensbiologie 
verbindliche Themenfelder: Strukturierung von Ökosystemen an einem Beispiel (Q2.1), (Q2.2), 
Wechselbeziehungen zwischen Umwelt und Mensch (Q2.3), Biodiversität (Q2.5), Neurobiologie 
(Q3.1), Verhaltensbiologie (Q3.2), Neurologische Erkrankungen (Q3.3) 
 
 
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. Lösungswege, die von den 
vorgegebenen abweichen, aber als gleichwertig betrachtet werden können, sind ebenso zu akzeptieren. 
 
Aufg. erwartete Leistungen BE 
1 
 Angabe von unterrichtsbezogenen Definitionen sowie Nennung von je zwei Beispie-
len für charakteristische abiotische und biotische Ökofaktoren: 
Biotop: Das Biotop ist der Lebensraum. Unter einem Biotop versteht man die Ge-
samtheit der abiotischen Faktoren, die ein Ökosystem kennzeichnen. 
Charakteristische abiotische Ökofaktoren sind alle physikalischen und chemischen
Faktoren, wie z.B. Licht, Temperatur und pH-Wert. 4

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Seite 2 von 7Aufg. erwartete Leistungen BE 
 Biozönose: Die Biozönose ist die Lebensgemeinschaft und damit die Gesamtheit al-
ler biotischen Faktoren, die in einem Ökosystem wechselwirken. 
Charakteristische biotische Ökofaktoren sind z.B. Parasitismus oder Räuber-Beute-
Beziehungen. 4 
2
 Erläuterung der wechselseitigen Beziehung zwischen Honigbienen und Apfelbäu-
men: 
Im Frühjahr benötigen die Honigbienen in kurzer Zeit viel Nahrung zum schnellen 
Aufbau ihrer Völker. Apfelbäume sind für sie ertragreiche Nahrungsquellen, da sie 
zur selben Zeit zahlreiche Blüten haben. Die blütensteten Bienen wiederum gewähr-
leisten mit ihren Blütenbesuchen die Bestäubung und damit eine reichhaltige Frucht-
bildung. Insofern gehen die Bienen interspezifisch eine Symbiose mit den Apfelbäu-
men ein. Letztere liefern die Nahrung und werden durch den Blütenbesuch gleichzei-tig bestäubt. Es besteht ein wechselseitiger Nutzen.  6 
 Beschreibung der Unterschiede zwischen den drei Apfelsorten hinsichtlich des Er-
trags: 
Alle drei Sorten bilden bei Abwesenheit von Honigbienen viel weniger Früchte aus, 
Golden Delicious nur etwa 5%, McIntosh ca. 10% und Roter Berlepsch keine
Früchte. Die Bienen gewährleisten demnach eine Bestäubung der unterschiedlichen 
Apfelsorten. Daneben kommt es bei den Sorten Golden Delicious und McIntosh – 
wenn auch in geringem Umfang – zu einer Fruchtbildung auch bei Abwesenheit von 
Honigbienen, bei der Sorte Roter Berlepsch hingegen nicht.  
 
Entwicklung einer Hypothese für die Erträge ohne Honigbienenbeflug: 
Dies ist ein Hinweis darauf, dass es neben den Honigbienen auch noch weitere Be-
stäuber gibt, die aber bestimmte Apfelsorten bevorzugen. 3
 
 
 
2 
3 Erklärung des Einflusses der Varroamilbe auf die Sterblichkeit des Bienenvolkes: 
Zur Erklärung sollten folgende Aspekte erwähnt werden: 
Dadurch, dass Varroamilben an den Bienenlarven parasitieren, steigt das Risiko, dass 
ein Bienenvolk mit Varroa-Befall im Winter stirbt, mit der Stärke des Befalls an. 
Da Varroamilben den Fettkörper als Nahrungsquelle nutzen, schwächen sie die befal-
lenen Bienen und beeinflussen das Verhalten erwachsener Bienen. Geschwächte Ar-
beitsbienen mit z.T. verkrüppelten Flügeln und verminderter Orientierungsleistung
können weniger Nektar eintragen, wodurch der Honigvorrat für den Winter reduziert 
wird. Auch sterben geschädigte Arbeitsbienen früher. Ein Volk kann im Herbst bei 
starkem Befall so geschwächt sein, dass es nicht genügend „Winterbienen“ aufziehen 
und über den Winter ernähren kann. Die Wahrscheinlichkeit steigt, dass z.B. die 
Stocktemperatur nicht ausreichend aufrechterhalten werden kann. 8

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Seite 3 von 7Aufg. erwartete Leistungen BE 
4 Zusammenfassung der Versuchsergebnisse zum Putzverhalten der asiatischen und 
der europäischen Honigbiene: 
Die asiatischen Bienen reagieren sofort auf die eingebrachten Störungen, wobei sie 
zwischen Milben und Kontrollpapieren unterscheiden und erstere zuerst entfernen. 
Bereits nach zwei Minuten sind 95% der Milben entfernt. Anschließend wird ein 
großer Teil (ca. 45%) der Kontrollpapiere entfernt. Mit den bereits zuvor entfernten 
werden in Summe ca. 90% entfernt. Die europäischen Honigbienen zeigen dagegen 
ein wesentlich langsameres und ineffektiveres Putzverhalten. Nach 75 Minuten ha-
ben sie lediglich 75% der Kontrollpapiere entfernt, und von den Milben sind 95% in 
den Brutwaben verblieben. Beide Arten differenzieren zwischen Milben und Kon-
trollpapieren. Während die asiatischen Bienen allerdings bevorzugt die Milben ent-
fernen, beseitigen die europäischen Bienen fast nur die Kontrollpapiere. 8 
 Deutung der Versuchsergebnisse: 
Die asiatischen Bienen haben lange mit dem Parasiten koexistiert. Sie entfernen 
Varroamilben gezielt von ihrer Brut und verhindern so, dass die nachwachsenden Ar-
beitsbienen in der Verpuppungsphase geschwächt werden. In Europa ist die Varro-
amilbe dagegen ein Neozoon, deshalb fehlt den europäischen Bienen diese vorherige 
Koexistenz und damit die Möglichkeit, die Milben als Gefahr zu identifizieren. Die 
Kontrollpapiere in Milbengröße zeigen, dass beide Arten bei der Brutpflege darauf 
achten, dass vor der Verdeckelung Fremdkörper beseitigt werden. Die europäischen 
Bienen benötigen dazu aber viel mehr Zeit, ihre Putzaktivität ist also deutlich schwä-
cher ausgeprägt. 7 
5 Beurteilung des Einsatzes solitärer Bienenarten anhand von vier unterschiedlichen 
Aspekten: 
Eine abweichende Beurteilung ist bei entsprechender Begründung ebenfalls zu ak-
zeptieren. 
Mauerbienen besuchen mehr Blüten in derselben Zeit und bestäuben diese deutlich 
erfolgreicher, die Menge des Fruchtansatzes ist mehr als doppelt so hoch.  
Im Unterschied zu Honigbienen leben sie jedoch solitär und bauen sehr viel kleinere 
Nester mit sehr viel weniger Nachkommen. Da ihre Populationsdichte wesentlich ge-
ringer ist als die der Honigbienen, wäre es zunächst ein erheblicher Aufwand, genü-
gend Mauerbienennester in einer Apfelplantage anzusiedeln, um einen vergleichba-
ren Ernteertrag zu erzielen.  
Da die Mauerbienen ihre Nester aber teilweise erneut nutzen und nach der Apfelblüte 
keine weitere Pflege benötigen, verringert sich dadurch wiederum der Arbeitsauf-
wand. 
Der 5%ige Fruchtertrag bei Golden Delicious im Versuch ohne Honigbienen könnte 
als Hinweis gewertet werden, dass dieser u.a. auf andere bestäubende Insekten wie 
z.B. Mauerbienen zurückzuführen ist. 
Unter Abwägung aller Argumente erscheint es sinnvoll, solitäre Bienenarten in Ap-
felplantagen anzusiedeln und dadurch den Ertrag zu steigern. 8

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Seite 4 von 7Aufg. erwartete Leistungen BE 
6 Unterrichtsbezogene Beschreibung des Zustandekommens des 
Ruhepotenzials (RP): 
Das RP kommt durch die Ungleichverteilung von Ionen an der selektiv permeablen 
Nervenzellmembran zustande. 
Im Zellinneren befinden sich relativ viele Kalium-Ionen sowie große Protein-Anio-
nen, die den Intrazellulärraum nicht verlassen können.  
Im extrazellulären Raum befinden sich relativ viele Natrium- und Chlorid-Ionen, für 
die die Membran nur in geringem Maß durchlässig ist.  
Kalium-Ionen können durch offene Kalium-Ionenkanäle durch die Membran diffun-
dieren.  
Vor allem durch den Ausstrom von positiven Kalium-Ionen aus der Zelle entspre-
chend dem Konzentrationsgefälle und dem Verbleib der organischen Anionen im 
Zellinneren wird die Membraninnenseite negativ aufgeladen, die Membranaußenseite 
positiv.
Durch diese Ladungstrennung entsteht eine elektrische Spannung über der Membran. 
Das Ruhepotenzial hat einen Wert von z.B. −80 mV. 12 
 Unterrichtsbezogene Erläuterung der Bedeutung und der Funktion der Natrium-Kali-
umpumpe in diesem Zusammenhang: 
Da die Membran im Ruhezustand eine geringe Permeabilität für Na+-Ionen besitzt, 
gelangen diese entlang ihres Konzentrationsgradienten und aufgrund der elektrostati-
schen Anziehung durch „Leckströme“ ins Axoninnere. Dadurch würde sich das Ru-
hepotenzial stetig abschwächen und allmählich verschwinden. Dem wirkt die Na+-
K+-Ionenpumpe entgegen, die unter ATP-Verbrauch entgegen dem Konzentrations-
gefälle aktiv Na+-Ionen nach außen und K+-Ionen nach innen befördert und so die 
Konzentrations- und Ladungsunterschiede aufrechterhält. 5 
7 Beschreibung und Erklärung des Potenzialverlaufs in Abbildung 8.2: 
Die Beschreibung ist maximal mit 9 BE zu bewerten. 
Zu Beginn des Versuchs herrscht aufgrund der vorgegebenen Lösungen (Standardin-
nenraumflüssigkeit (C) und außen Meerwasser (A)) an der Axonmembran ein Ruhe-potenzial von ca. −52 mV.  2 
 Bei Ersatz des Außenmediums durch Meerwasser mit einer Na+-Ionenkonzentration 
(B) mit nur 1mmol/l sinkt dort die Na+-Ionenkonzentration, sodass sich das Konzent-
rationsgefälle umkehrt (innen 50-mal mehr Na+-Ionen als im Außenmedium) und die 
Na+-Ionen nicht länger nach innen diffundieren, sondern sogar nach außen wie die 
K+-Ionen. Sie können nun das Ruhepotenzial nicht länger abschwächen. Das gemes-
sene Membranpotenzial wird negativer, bis künstliches Meerwasser (A) mit einer 
Na+-Ionenkonzentration von 449 mmol/l wieder für die Anfangsbedingungen sorgt. 4 
 Gibt man bei Minute 25 zu dieser Lösung das Gift Tetrodotoxin, das die Natriumio-
nenkanäle blockiert, hat dies die gleiche Folge: Na+-Ionen können nicht mehr nach 
innen gelangen und das Potenzial wird negativer (es nähert sich erneut dem K+-Io-
nen-Diffusionspotenzial). Alternativ könnte die Potenzialveränderung durch die wei-
terhin bestehende Tätigkeit der Na+-K+-Pumpe entstehen. 2 
 Die Wirkung von TTX hält noch an, auch wenn bei Minute 31 die Giftlösung durch 
künstliches Meerwasser ersetzt wird. Erst nach einer weiteren halben Stunde wird 
wieder das Ruhepotenzial erreicht, woraus man schließen kann, dass das Gift sich 
erst dann von den Kanälen abgelöst hat. 3

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Seite 5 von 7Aufg. erwartete Leistungen BE 
 Gibt man nun grayanotoxinhaltige Lösung ins Außenmedium, schwächt sich das Po-
tenzial zunehmend ab. Das lässt darauf schließen, dass positive Ionen ins Axoninnere
diffundieren, was nahelegt, dass das Toxin die Membranleitfähigkeit für die Na+-Io-
nen erhöht, die nun entlang des Konzentrationsgefälles und des elektrischen Gradien-
ten nach innen diffundieren. Der Wirkstoff könnte dies durch Öffnung der Na+-Io-
nenkanäle bewirken.  
Dass es sich um die Na+-Ionen handelt (und nicht die K+-Ionen, die alternativ infolge 
etwaiger Kanalblockaden nicht länger das negative Potenzial aufrechterhalten oder 
um eine Blockade der Na+-K+-Pumpe), beweist die Absenkung der Na+-Ionenkon-
zentration des Außenmediums (B) bei Minute 115. Da keine Na+-Ionen mehr nach 
innen diffundieren können, wird infolgedessen das Membranpotenzial erneut negati-
ver.  6 
 Die Normalisierung der Ionenverhältnisse (A) führt durch die weiterhin geöffneten 
Na+-Ionen-Kanäle zu schlagartigem Na+-Ionen-Einstrom mit entsprechender Depola-
risation, die schließlich eine Sättigung erfährt, sobald sich ein neues Gleichgewicht 
eingestellt hat.  3 
 Blockiert man die durch Grayanotoxin geöffneten Na+-Ionenkanäle mit Hilfe von 
Tetrodotoxin, sinkt das Potenzial wieder, da lediglich die K+-Ionen hinausdiffundie-
ren können. 2 
8 Entwicklung einer Hypothese, die die in Material 9 beschriebenen Untersuchungser-
gebnisse erklären könnte: 
Die Beobachtungen deuten darauf hin, dass Grayanotoxin im Gegensatz zu Tetro-
dotoxin den Natriumkanal bevorzugt (eventuell nur) an der Innenseite der Axon-
membran besetzt. Dadurch würde sich auch die schnellere Wirkung bei Zugabe in 
das Axoninnere erklären, da andernfalls das Grayanotoxin erst durch die Axon-
membran diffundieren müsste, um seine Wirkung zu entfalten. Tetrodotoxin hinge-
gen zeigt seine Wirkung ausschließlich bei Anwendung an der Membranaußenseite. 
Infolgedessen würden beide Gifte an unterschiedliche Andockstellen des spannungs-gesteuerten Natriumionenkanals binden. 4
9 Entwicklung einer Erklärung für die beobachteten Symptome nach dem Genuss von 
„Mad Honey“: 
Grayanotoxin bindet selektiv an spannungsabhängige Natriumkanäle von Nervenzel-
len und führt so zu einer erhöhten Natriumpermeabilität. Durch die Öffnung der Nat-
riumkanäle wird die Zellmembran depolarisiert, und die Nervenzellen im Köper wer-
den übererregt, was zu einer höheren Frequenz von Aktionspotenzialen führt. 4 
 Überstimulierte afferente Nerven erklären die sensiblen Symptome wie Kribbeln und 
Jucken. Die Überstimulation des Vagusnervs erklärt die vegetativen Symptome: Die 
starke Erhöhung der Darmtätigkeit führt zu Durchfall, der Herzschlag verlangsamt 
sich und der Blutdruck sinkt. 3 
 Summe 100

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Seite 6 von 7III Bewertung und Beurteilung 
Die Bewertung und Beurteilung erfolgt unter Beachtung der nachfolgenden Vorgaben nach § 33 der 
Oberstufen- und Abiturverordnung (OAVO) in der jeweils geltenden Fassung. Bei der Bewertung und 
Beurteilung der sprachlichen Richtigkeit in der deutschen Sprache sind die Bestimmungen des 
§ 9 Abs. 12 OAVO in Verbindung mit Anlage 9b anzuwenden. 
 
In den modernen Fremdsprachen ist nach den Bestimmungen des § 9 Abs. 13 OAVO in Verbindung 
mit dem „Erlass zur Bewertung und Beurteilung von schriftlichen Arbeiten in allen Grund- und Leis-
tungskursen der neu beginnenden und fortgeführten modernen Fremdsprachen in der gymnasialen 
Oberstufe, dem beruflichen Gymnasium, dem Abendgymnasium und dem Hessenkolleg“ vom 7. Au-
gust 2020 (ABl. S. 519) die sprachliche Leistung kriteriengeleitet zu bewerten. Bei der Bewertung und 
Beurteilung der Übersetzungsleistung in den Fächern Latein und Altgriechisch sind die Bestimmungen 
des § 9 Abs. 14 OAVO in Verbindung mit Anlage 9c anzuwenden. 
 
Der Fehlerindex ist nach Anlage 9b zu § 9 Abs. 12 OAVO zu berechnen. Für die Ermittlung der 
Punkte nach Anlage 9a zu § 9 Abs. 12 OAVO sowie Anlage 9c zu § 9 Abs. 14 OAVO wird jeweils 
der ganzzahlige nicht gerundete Prozentsatz bzw. Fehlerindex zugrunde gelegt. 
 
Darüber hinaus sind die Vorgaben der Erlasse „Hinweise zur Vorbereitung auf die schriftlichen Abi-
turprüfungen (Abiturerlass)“ und „Durchführungsbestimmungen zum Landesabitur“ in der für den 
Abiturjahrgang geltenden Fassung 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, sprachliche Gestaltung und Schlüssigkeit der Argumentation. 
 
Ein Prüfungsergebnis von 5 Punkten (ausreichend) setzt voraus, dass insgesamt 45% der zu verge-
benden BE erreicht werden. Ein Prüfungsergebnis von 11 Punkten (gut) setzt voraus, dass insgesamt 
75% der zu vergebenden BE erreicht werden. 
 
 
Gewichtung der Aufgaben und Zuordnung der Bewertungseinheiten zu den Anforderungsbereichen 
 
Aufgabe Bewertungseinheiten in den AnforderungsbereichenSumme AFB I AFB II AFB III 
1 8   8 
2 4 7  11 
3  8  8 
4 3 10 2 15 
5   8 8 
6 12 5  17 
7 3 12 7 22 
8  4  4 
9  4 3 7 
Summe 30 50 20 100 
 
Die auf die Anforderungsbereiche verteilten Bewertungseinheiten innerhalb der Aufgaben sind als 
Richtwerte zu verstehen.

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Seite 7 von 7IV Quellen 
Material 1 basiert auf: 
Karl von Frisch: Aus dem Leben der Bienen, Springer, Berlin/Heidelberg/New York 9. Aufl. 1977. 
 
Material 2 basiert auf: 
URL: https://www.rainer-gerhards.de/files/1080-AID. Schützt_die Bienen.pdf (abgerufen am 05.04.2019). 
 
Material 3 basiert auf: 
URL: https://bienenmonitoring.uni-hohenheim.de/fieladmin/einrichtungen/bienenmonitoring/Dokumente/Schluss
bericht_DeBiMo_2014-2016.pdf (abgerufen am 05.04.2019). 
URL: https://www.die-honigmacher.de/kurs5/seite_11307.html (abgerufen am 05.04.2019). 
 
Material 4 basiert auf: 
URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/002220118790125X (abgerufen am 05.04.2019). 
 
Material 5 basiert auf: 
URL: https://bioone.org/journalArticle/Download?fullDOI=10.1603%2F0046-225X(2000)029%5B0235%3APEO
OCA%5D2.0.CO%3B2 (abgerufen am 05.04.2019). 
URL: https://www.deutschewildtierstiftung.de/wildtiere/wildbienen (abgerufen am 21.05.2019). 
Material 6 basiert auf: 
Hans H. Wellhöner: Über Grayanotoxin (Andromedotoxin, Rhomotoxin), Institut für Toxikologie, Medizinische Hochschule 
Hannover, URL: hptts://www.gtch-org/cms/images/stories/media/tk68_2/Wellhoener.pdf (abgerufen am 13.03.2020).  
URL: https://mobil.bfr.bund.de/cm/343vergiftungsfaelle_durch_grayanotoxiine_in_rhododendron_honigen_aus_der_tuer
kische_schwarmerregion.pdf (abgerufen am 13.03.2020). 
 
Material 7 basiert auf: 
Carla Baller und Hanna Eckebrecht: NATURA Abiturtraining, Neurobiologie und Verhalten; Stuttgart, o.J., S. 5. 
 
Material 8 basiert auf:  
Toshio Narahashi und Issei Seyama: Mechanism of Nerve Membrane Depolarization caused by Grayanotoxin I, in J. Physiol, 
Nr. 242, 1974, S. 471–487, URL: https://physoc.onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1113/jphysiol.1974.sp010718 
(abgerufen am 14.04.2020).