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Biologie Lösungs- und Bewertungshinweise 
Grundkurs Vorschlag C 
Seite 1 von 7I 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         
3   X  X  X    
4      X X    
5  X    X  X   
6 X      X    
7 X X X    X    
8     X X  X X  
 
Inhaltlicher Bezug  
Q1: Genetik und Gentechnik 
Q2: Ökologische und stoffwechselphysiologische Zusammenhänge 
verbindliche Themenfelder: Von der DNA zum Protein (Q1.1), Gene und Gentechnik (Q1.2), Human-
genetik (Q1.3), Strukturierung von Ökosystemen an einem Beispiel (Q2.1), Biodiversität (Q2.5) 
 
 
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 
 Unterrichtsbezogene Angabe der Definitionen: 
Ökologische Nische: Gesamtheit aller biotischen und abiotischen Faktoren, mit de-
nen ein Organismus in Wechselwirkung steht. 
Symbiose: Vergesellschaftung artverschiedener Lebewesen mit wechselseitigem 
Nutzen.  
Parasitismus: Wechselbeziehung zwischen verschiedenen Arten, bei der eine Art, der 
Parasit, der anderen Art, dem Wirt, Nahrung und/oder Stoffe entzieht und sie schä-
digt, in der Regel jedoch ohne sie zu töten. 6

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 Nennung jeweils eines Beispiels: 
Symbiose: z.B. Algen/Pilze in der Flechte; Blattlaus und Ameise 
Parasitismus: z.B. Stechmücke (oder Bandwurm, Floh, Laus) und Mensch 2 
2 Beschreibung der Toleranzkurve:  
Die Toleranzkurve zeigt den Verpuppungserfolg der Asiatischen Tigermücke in Ab-
hängigkeit von der Wassertemperatur. 
Der Toleranzbereich liegt zwischen dem Minimum bei 10°C und dem Maximum bei 
37°C. Das Optimum mit 100% Verpuppungserfolg ist breit und befindet sich im Be-
reich von ca. 16°C bis 31°C (kann alternativ auch als Präferendum eingestuft wer-
den). 4 
 Beschreibung und Erklärung der Abhängigkeit der Entwicklungsgeschwindigkeit der 
Tigermückenpuppe von der Temperatur: 
Die Puppenentwicklung ist deutlich temperaturabhängig. Erst ab einer minimalen 
Temperatur von 10°C findet sie statt. Bis ca. 30°C steigt die Entwicklungsgeschwin-
digkeit pro 10°C um das 2–3fache, d.h. die Entwicklung unterliegt der RGT-Regel. 
Ab ca. 30°C verringert sich die Zunahme der Geschwindigkeit bis zum Maximum 
bei ca. 35°C. Bei weiterer Temperaturerhöhung sinkt die Entwicklungsgeschwindig-
keit bis 40°C rapide bis auf null ab. Dies lässt sich auf die durch hohe Temperaturen 
zunehmende Denaturierung von Proteinen zurückführen, die ab 40°C keine erfolgrei-
che Puppenentwicklung mehr zulässt. 7 
3 
 Formulierung zweier Fragestellungen:  
z.B.: Wie hängt die Larvensterblichkeit vom Futterangebot ab?  
Gibt es eine zwischenartliche Konkurrenz zwischen Tigermückenlarven und Gemei-
nen Stechmückenlarven in Abhängigkeit vom Futterangebot? 2 
 Zusammenfassung und Auswertung der Versuchsergebnisse:  
Bei hohem Futterangebot (A) sterben von beiden Mückenarten nur wenige Larven 
(< 10%), bei TM-Larven etwas weniger, unabhängig von der gleichzeitigen Anwe-
senheit der jeweils anderen Art. Ist das Futterangebot ausreichend, spielt die zwi-
schenartliche Konkurrenz also keine Rolle. 4 
 Bei niedrigem Futterangebot (B) steigt die Larvensterblichkeit bei SML auf ca. 20%, 
und zwar unabhängig von der Anwesenheit von TML. Bei TML erhöht sich die 
Sterblichkeit sogar auf fast den dreifachen Wert der SM-Larvensterblichkeit 
(ca. 58%), allerdings nur bei Anwesenheit der konkurrierenden Art.  
Wird das Futterangebot reduziert, beeinträchtigt das bei Alleinhaltung nur die SML, 
die TML dagegen nicht. Die innerartliche Konkurrenz ist bei den SML stärker ausge-
prägt als bei den TML. Bei geringem Futterangebot ist eine starke zwischenartliche 
Konkurrenz feststellbar. Allerdings sind die TML unter diesen Bedingungen in An-
wesenheit der SML offensichtlich deutlich konkurrenzschwächer, sodass ihre Sterb-
lichkeit stark ansteigt, während die SML durch die interspezifische Konkurrenz nicht 
beeinträchtigt werden.  10

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4 
 Skizze eines Nahrungsnetzes der in Material 4 genannten Organismen bei Anwesen-
heit von Ratten und Menschen: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 6 
 Zuordnung von drei Organismen zu unterschiedlichen Trophieebenen (Auswahl): 
Kokosnuss, Baumsamen: Produzenten (Pflanzen); 
Ratte, Mensch: Konsument 1. Ordnung (Pflanzenfresser), Konsument 2. und höherer 
Ordnung (Fleischfresser); 
Tigermücke und Südliche Hausmücke: Konsument 2. Ordnung bzw. höherer Ord-nung (ernährt sich von Ratte, Mensch und Vogel). 3 
5 Erklärung des Vorkommens von Stechmückenarten vor und nach Ausrottung der 
Ratten: 
Solange Ratten auf der Insel vorkamen, fand die Tigermücke hervorragende Bedin-
gungen vor, da ihr Hauptwirt, die Ratte, sehr häufig war und zudem für (zusätzliche) 
Brutbiotope durch mit Regenwasser gefüllte Kokosnussschalen sorgte. Durch Auftei-
lung der Wirte minimierte sich außerdem die Konkurrenz zwischen Haus- und Tiger-
mücke. 
Da durch die Ausrottung der Ratten der Hauptwirt wegfiel und auch Menschen nicht 
dauerhaft auf der Insel lebten, musste die Tigermücke mehr und mehr auf Vögel aus-
weichen. Auf diesen Wirt sind jedoch Hausmücken spezialisiert. Hierdurch trat die 
Tigermücke in Konkurrenz zur Hausmücke, was schließlich zum Zusammenbruch 
der Tigermückenpopulation führte (Konkurrenzausschlussprinzip). 7 
6 
 Benennung der nummerierten Bestandteile des lac-Operons: 
1 = Regulatorgen; 2 = mRNA des Regulatorgens; 3 = aktiver Repressor;  
4 = Promotor; 5 = RNA-Polymerase; 6 = Operon; 7 = Operator; 8 = Strukturgene  4 
 Beschreibung der Funktionsweise des lac-Operons in Abwesenheit von Lactose:  
Das Regulatorgen wird in eine mRNA transkribiert und in ein Repressorprotein 
translatiert. Da keine Lactose vorhanden ist, ist das Repressorprotein aktiv und bindet 
nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip an den Operator. Dadurch kann die RNA-Poly-
merase, die am Promotor bindet, die nachfolgenden Strukturgene nicht ablesen. Da-
mit werden diese Gene nicht exprimiert und es werden keine Enzyme zum Lactose-
Abbau hergestellt. Das lac-Operon ist durch den aktiven Repressor abgeschaltet. 8 
A 
 B   =
 B ernährt sich von A  
Krustentiere  
Tigermücke  
Südliche Hausmücke  
Mensch  
Seevogel  
Ratte  
Kokosnüsse  
Baumsamen

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 Skizze des lac-Operons in Anwesenheit von Lactose: 
Folgende Elemente sollen in der Skizze enthalten sein:  
Lactose-Molekül mit Bindung an Repressor; veränderte Raumstruktur des Repres-
sors mit Verlust der Bindungsfähigkeit an den Operator; RNA-Polymerase transkri-
biert die Strukturgene; Translation der mRNA und Enzymbildung; Abbau der Lac-
tose durch die neugebildeten Enzyme. 6 
7 
 Auswertung des Vererbungsschemas:  
Vererbungsschema A: 
Hier wird die Kreuzung von heterozygoten weiblichen und männlichen Fliegen be-
trachtet: Alle Eizellen enthalten das Gift, da die weibliche Fliege ein MEDEA-Allel 
besitzt. Auch jeweils die Hälfte der Eizellen bzw. Spermien besitzt das MEDEA-Al-
lel. Alle befruchteten Eizellen, denen entweder vom Spermium, der Eizelle oder von 
beiden das MEDEA-Allel vererbt wurde, besitzen damit auch das Immunitätsgen, so-
dass sich die Giftwirkung nicht entfalten kann. Nur bei der Kombination Wt/Wt ist in 
der befruchteten Eizelle kein Immunitätsgen vorhanden, so dass der Embryo abstirbt. 5 
 Vererbungsschema B: 
Die männlichen Fliegen sind homozygot ohne MEDEA und damit auch alle Sper-
mien. Da die Weibchen heterozygot sind, enthalten alle Eier das Gift und die Hälfte 
das MEDEA-Allel. Nach der Befruchtung überleben nur die Embryonen, die durch 
das MEDEA-Allel auch das Immunitätsgen der weiblichen Fliegen erhalten haben.  3 
 Vererbungsschema C: 
Hier wird die Kreuzung von homozygot weiblichen Fliegen ohne MEDEA-Allel und 
heterozygoten männlichen Fliegen betrachtet: Da das Gift nur während der Eizellrei-
fung hergestellt wird, enthalten Eizellen dieser weiblichen Fliegen kein Gift. Das 
Vorhandensein eines MEDEA-Allels in männlichen Spermien ist damit unerheblich 
für die erfolgreiche Embryonalentwicklung, so dass alle Embryonen überleben. 3 
 Begründung, dass es sich um Gene Drive handelt: 
Da das eine MEDEA-Gen-Element eine Vergiftung der Eizellen bewirkt, verhindert 
es so die Entwicklung aller Nachkommen, die nur das Wt-Gen enthalten, da diese 
ohne das zweite MEDEA-Gen-Element auch keine Immunität entwickeln können. 
Dadurch besitzen bei einer Kreuzung heterozygoter männlicher und weiblicher Flie-
gen (Beispiel A) alle überlebenden Nachkommen (also 100%) mindestens ein 
MEDEA-Allel, während es bei regulärer Vererbung nur 75% wären. Das MEDEA-
Allel ist in diesem Fall deutlich überrepräsentiert, es handelt sich damit um Gene 
Drive. 
Bei der Kreuzung heterozygoter weiblicher MEDEA-Fliegen mit männlichen Fliegen 
ohne MEDEA-Allel (Beispiel B) wird die Differenz noch deutlicher. Auch hier fin-
det sich das MEDEA-Allel in allen überlebenden Nachkommen, während bei regulä-
rer Vererbung sogar nur 50% der Fliegen mit dem MEDEA-Allel ausgestattet wären. 
Nur bei der Kreuzung von männlichen heterozygoten MEDEA-Fliegen mit weibli-
chen Fliegen ohne MEDEA (Beispiel C) gibt es keine Änderung im Vergleich zur re-gulären Vererbungsweise.  8

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Seite 5 von 7Aufg. erwartete Leistungen BE 
8 Beurteilung, ob Gene Drive als Alternative zur bisherigen Bekämpfungsstrategie ge-
gen die Tigermücke geeignet ist: 
Es sollen die verschiedenen im Material genannten Aspekte (Spezifität, Effizienz, Re-
sistenz, ökologische Folgen, Anwendung, Haltbarkeit) angesprochen und auf mögli-
che Vorteile bezüglich des Gene Drives hin untersucht werden. 
Gene Drive wirkt spezifisch nur auf die Tigermücke, während Bti allgemein auf Flie-
gen und Mücken anspricht. Dadurch wäre evtl. auch eine weniger negative Auswir-
kung auf die Nahrungskette zu erwarten. 
Im Idealfall würde das einmalige Ausbringen von gentechnisch veränderten Tieren 
zum Zusammenbruch der Population führen. Somit wäre die Methode deutlich effek-
tiver.  
Da sich die erwachsenen Tigermücken nur maximal 200m von ihren Brutstätten ent-
fernen, ist Gene Drive eher zur lokalen Bekämpfung geeignet, d.h. voneinander ent-
fernt lebende Populationen müssten, wie bei Bti-Einsatz, jeweils gesondert bekämpft 
werden. Bti ist nur wenige Wochen haltbar und muss daher immer wieder angewen-
det werden. 
Gene Drive hat also einige Vorteile gegenüber Bti, allerdings ist das Verfahren rela-
tiv neu und bisher nur unter Laborbedingungen getestet. Die Auswirkungen auf das
Ökosystem (z.B. die Gefahr des Übergreifens des Gene Drives auf andere Organis-
men) sind ebenso schwer abzuschätzen wie Resistenzen und Gesundheitsrisiken für 
den Menschen. 12 
 Summe 100 
 
 
 
III 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.

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Seite 6 von 7Bei 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 Anforderungsbereichen Summe AFB I AFB II AFB III 
1 8   8 
2 4 7  11 
3  16  16 
4  9  9 
5  7  7 
6 18   18 
7  11 8 19 
8   12 12 
Summe 30 50 20 100 
 
Die auf die Anforderungsbereiche verteilten Bewertungseinheiten innerhalb der Aufgaben sind als 
Richtwerte zu verstehen. 
 
 
IV Quellen 
Material 1 basiert auf: 
URL: https://soziales.hessen.de/gesundheit/infektionsschutz/infektionsshykrankheiten/faq-asiatische-tigermuecke-hessen 
(abgerufen am 09.02.2020). 
URL: https://www.pexels.com/de-de/foto/insekt-makro-nahansicht-moskito-86722/ (abgerufen am 13.02.2020). 
URL: https://de.wikipedia.org/wiki/Datei:Lebenszyklus_der_Asiatischen_Tigermücke_Aedes_albopictus_syn._Stegomyia
_albopicta.jpg (abgerufen am 13.02.2020). 
 
Material 2 basiert auf: 
Björn Pluskota: Die Asiatische Tigermücke (Aedes albopictus): Thermale Ökologie und Risikoeinschätzung einer 
Etablierung in Deutschland, Dissertation Heidelberg 2011, S. 64 und 88, URL: http://archiv.ub.uni-heidelberg.de/
volltextserver/12938/1/Pluskota.pdf (abgerufen am 15.02.2020). 
 
Material 3 basiert auf: 
Ruth Müller et al.: Larval superiority of Culex pipiens to Aedes albopictus in a replacement series experiment: prospects for 
coexistence in Germany, in: Parasites & Vectors 11, 80, 2018, URL: https://parasitesandvectors.biomedcentral.com/articles/
10.1186/s13071-018-2665-3 (abgerufen am 16.02.2020). 
 
Material 4 basiert auf:  
Daniel Lingenhöhl: Doppelschlag gegen Invasoren, in: Spektrum - Die Woche 10/2018, S. 16–17. 
Kevin D. Lafferty et al.: Local extinction of the Asian tiger mosquito (Aedes albopictus) following rat eradication on Palmyra 
Atoll, in: Biol. Lett. 14: 20170743, 2018, URL: http://dx.doi.org/10.1098/rsbl.2017.0743 (abgerufen am 09.02.2020). 
 
Material 5 basiert auf: 
Diethard Baron et al.: Grüne Reihe Material S II Genetik, Braunschweig 2017, S. 80.

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Seite 7 von 7Material 6 basiert auf: 
Ernst A. Wimmer & Georg Oberhofer: Genetik im Bund mit selbstsüchtigen Genen, in: Spektrum der Wissenschaften,
Februar 2020, S. 46–51. 
Chun-Hong Chen et al.: A Synthetic Maternal-Effect Selfish Genetic Element Drives Population Replacement in Drosophila, 
in: Science 316, S. 597–600, 2007, URL: https://www.jstor.org/stable/20036130 (abgerufen am 03.03.2020), 
ergänzendes Material: URL: www.sciencemag.org/cgi/content/full/1138595/DC1 (abgerufen am 03.03.2020).
URL: https://www.wissensschau.de/synthetische_biologie/gene_drive_medea_daisy_x-shredder.php (abgerufen am 
03.03.2020). 
 
Material 7 basiert auf:
Stefanie Allgeier et al.: Entwicklung eines naturschutzkonformen Konzeptes zur Stechmückenbekämpfung am Oberrhein, in: 
Abschlussbericht zu DBU Projekt, Az 32608/01, IES Landau 2019, URL: https://www.dbu.de/projekt_32608/01_db_
2848.html (abgerufen am 15.02.2020). 
Norbert Becker et al.: Lack of resistance in Aedes vexans field populations after 36 years of Bacillus thuringensis subsp. 
israelensis applications in the upper rhine valley, Germany, in: J. of the American Mosquito Control Association. 34 (2), 
S. 154–157, 2018, URL: https://mosquito-jamca.org/doi/pdf/10.2987/17-6694.1 (abgerufen am 17.02.2020). 
Andrew B. Hall et al.: A male-determing factor in the mosquito Aedes aegypti, in: Science 348 (6240), 2015, S. 1268–1270,
URL: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5026532/pdf/nihms773904.pdf (abgerufen am 17.02.2020). 
Roberto Galizi et al.: A CRISPR-Cas9 sex-ratio distortion for genetic control, in: Scientific reports 6:31139, 2016, 
URL: https://www.nature.com/articles/srep31139.pdf (abgerufen am 17.02.2020). 
Megan Scudellari: Hijacking Evolution, in: Nature 571, 2019, S. 160–162, URL: https://www.akbarilab.com/uploads
/8/7/0/5/87051394/d41586-019-02087-5.pdf (abgerufen am 17.02.2020). 
Kyros Kyrou et al.: A CRISPR-Cas9 gene drive targeting doublesex causes complete population suppression in caged 
Anopheles gambiae mosquitoes, in: Nature Biotechnology 36, 2018, S. 1062–1066, URL: https://www.nature.com/
articles/nbt.4245.pdf (abgerufen am 17.02.2020). 
Kathryn E. Kistler et al.: Genome Engineering with CRISPR-Cas9 in the Mosquito Aedes aegypti, in: Cell reports 11, 2015, 
S. 51–60, URL: https://www.cell.com/cell-reports/pdfExtended/S2211-1247(15)00262-4 (abgerufen am 17.02.2020).