LA20-BIO-GK-A1-LOES
Abitur-Prüfung in Hessen aus 2020 in Biologie
Nicht für den Prüfling bestimmt Hessisches Kultusministerium Landesabitur 2020 Biologie Lösungs- und Bewertungshinweise Grundkurs Vorschlag A1 Seite 1 von 6I 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 X X 2 X X X 3 X X X 4 X X X Inhaltlicher Bezug Q3: Neurobiologie und Verhaltensbiologie verbindliche Themenfelder: Neurobiologie (Q3.1), Verhaltensbiologie (Q3.2) 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.
Nicht für den Prüfling bestimmt Hessisches Kultusministerium Landesabitur 2020 Biologie Lösungs- und Bewertungshinweise Grundkurs Vorschlag A1 Seite 2 von 6Aufg. erwartete Leistungen BE 1 Unterrichtsbezogene Beschreibung der klassischen Konditionierung: Klassische Konditionierung bezeichnet eine Form des Lernens, bei der ein ursprüng- lich neutraler Reiz zu einem bedingten Reiz wird, der eine bedingte Reaktion auslöst. Dazu muss der neutrale Reiz zunächst zeitlich mit einem unbedingten Reiz gekoppelt werden, der dieses Verhalten zwingend auslöst (unbedingte Reaktion). Nach einer ausreichenden Anzahl an Wiederholungen löst der bedingte Reiz allein das Verhalten (die bedingte Reaktion) aus. Unterrichtsbezogene Beschreibung der operanten Konditionierung: Bei der operanten Konditionierung wird eine neue Verhaltensweise durch Belohnung oder Bestrafung gelernt. Eine zunächst zufällig auftretende Verhaltensweise wird mit einem positiven oder negativen Ereignis in Verbindung gebracht. In der Folge tritt dieses Verhalten häufiger auf bzw. es wird gehemmt, um das Ereignis auszulösen bzw. es zu vermeiden. Begründete Zuordnung des dargestellten Lernvorgangs zu einer Konditionierungs- form: Der Lernvorgang ist der klassischen Konditionierung zuzuordnen. Der unbedingte Reiz ist der Kontakt mit einer zuckerhaltigen Lösung, der den Reflex der Rüssel- streckreaktion als unbedingte Reaktion auslöst. Der Duftstoff ist ein anfangs neutra- ler Reiz, der durch die Kombination mit der Zuckerlösung zu einem bedingten Reiz wird. Nach der Konditionierung kann die Rüsselstreckreaktion durch die alleinige Präsentation des Duftstoffs ausgelöst werden. 5 4 4 2 Analyse der Wirkung von Koffein auf die Gedächtnisleistung von Bienen: Koffein verbessert die Gedächtnisleistung von konditionierten Bienen, auch wenn im Verlauf von 72 Stunden eine insgesamt abnehmende Gedächtnisleistung zu beobach- ten war. Dies zeigt die Untersuchung der konditionierten Rüsselstreckreaktion, die zu allen untersuchten Zeitpunkten bei denjenigen Bienen häufiger auftrat, die mit einer koffeinhaltigen Zuckerlösung konditioniert worden waren. Während dieser Effekt 10 Minuten nach dem Konditionierungsvorgang noch moderat war (ca. 65% zu 50%), zeigte er sich besonders deutlich ab 24 Stunden. Zu diesem Zeitpunkt reagier- ten mit Koffein konditionierte Bienen nahezu dreimal so häufig auf einen Duftreiz (ca. 60% zu 20%) wie ausschließlich mit Zuckerlösung konditionierte Bienen. Auch nach 72 Stunden zeigten die mit Koffein konditionierten Bienen eine noch fast dop- pelt so gute Gedächtnisleistung (ca. 18% zu 10%) wie ihre mit Zuckerlösung konditi- onierten Artgenossinnen. Unter Koffeineinfluss verringert sich das Membranpotential der Kenyon-Zellen im Pilzkörper des Bienengehirns vom Ruhewert –67 mV auf –52 mV, d. h. das Ruhepo- tential nähert sich dem Schwellenwert an. Dies erleichtert die Auslösung von Akti- onspotenzialen an den Kenyon-Zellen. Die verbesserte Gedächtnisleistung der mit Koffein konditionierten Bienen ist also möglicherweise durch eine leichtere Aktivier- barkeit der Kenyon-Zellen des Pilzkörpers im Bienengehirn vermittelt. 6 3
Nicht für den Prüfling bestimmt Hessisches Kultusministerium Landesabitur 2020 Biologie Lösungs- und Bewertungshinweise Grundkurs Vorschlag A1 Seite 3 von 6Aufg. erwartete Leistungen BE 3 Zusammenfassung der experimentellen Ergebnisse in Material 2 und Deutung im Zu- sammenhang mit Material 1: Stand den futtersammelnden Bienen eine mit Koffein versetzte Futterquelle zur Ver- fügung, wurde diese im gleichen Zeitraum häufiger aufgesucht als eine vergleichbare Futterquelle ohne Koffein. Kehrten Bienen von einer koffeinhaltigen Futterquelle in den Stock zurück, tanzte dort ein höherer Anteil der Bienen als nach der Rückkehr von einer vergleichbaren Futterstelle ohne Koffein. Außerdem tanzten Bienen, die von einer koffeinhaltigen Futterquelle zurückkehrten, innerhalb von drei Stunden etwa drei Mal so häufig wie Bienen, die eine Futterquelle ohne Koffein besucht hat- ten. Unter dem Einfluss von Koffein werden Neurone in Bereichen des Bienengehirns ak- tiviert, die für die Gedächtnisbildung wichtig sind. Möglicherweise führt dies zu ei- ner Verbesserung der Gedächtnisleistung, sodass diese Futterquelle häufiger aufge- sucht wird und auch das Tanzverhalten im Stock intensiver ausgeprägt ist. Darstellung möglicher Auswirkungen auf die Sammelaktivität des gesamten Bienen- volks: Das häufigere Aufsuchen der Futterstelle mit koffeinhaltiger Nahrung durch sam- melnde Bienen und die anschließende intensivere Verbreitung der Information an weitere Bienen des Volks regt vergleichsweise mehr Artgenossinnen dazu an, die an- gekündigte Futterstelle aufzusuchen. In der Folge werden mehr Bienen des betreffen- den Bienenvolks eine Futterstelle mit koffeinhaltiger Zuckerlösung aufsuchen und diese häufiger anfliegen als eine vergleichbare Futterstelle mit ebenso hoch konzen- trierter Zuckerlösung ohne Koffein. 6 3 4
Nicht für den Prüfling bestimmt Hessisches Kultusministerium Landesabitur 2020 Biologie Lösungs- und Bewertungshinweise Grundkurs Vorschlag A1 Seite 4 von 6Aufg. erwartete Leistungen BE 4 Untersuchung der unterschiedlichen Strategien von Blütenpflanzen zur Bestäubung durch Bienen unter Kosten-Nutzen-Aspekten: Eine Strategie der Blütenpflanzen besteht darin, Energie zu investieren, um für po- tenzielle Bestäuber attraktiv zu wirken und diese anzulocken (Kosten). Neben auf- wändigen Farben und Formen ihrer Blüten gelingt ihnen dies durch die Produktion von Nektar, die für die Pflanze jedoch umso kostenintensiver ist, je mehr Zucker der Nektar enthält. Der Nutzen eines kohlenhydratreichen Blütennektars besteht in der zuverlässigen Bestäubung, die Voraussetzung für eine erfolgreiche Fortpflanzung ist. Eine weitere, mögliche Strategie der Blütenpflanzen ist es, den Nektar mit zusätzli- chen Stoffen wie Koffein anzureichern. Dies bedeutet für die Pflanze zunächst einen zusätzlichen Energieaufwand für die Synthese des Koffeins. Das zusätzlich zum Zu- cker im Blütennektar angebotene Koffein ist offenbar für Bienen sehr anziehend und erhöht die Häufigkeit des Blütenbesuchs. Damit erhöht sich auf der Nutzenseite auch die Sicherheit der Bestäubung. Darüber hinaus sagt die Modellbetrachtung aus, dass eine Pflanze mit koffeinhalti- gem Nektar unter Umständen sogar die Strategie verfolgen könnte, Nektar von gerin- gerer Qualität, d. h. mit einem geringeren Zuckeranteil, zu produzieren, ohne für die bestäubenden Bienen an Attraktivität einzubüßen. Damit ginge eine Verringerung der Kosten auf Seiten der Blütenpflanzen einher, ohne dass der unmittelbare Nutzen in Form der Bestäubung beeinträchtigt wäre. Beurteilung möglicher Folgen für ein Bienenvolk: Bienen fliegen eine Futterquelle, die eine Kombination von zuckerhaltigem Nektar mit Koffein bietet, bevorzugt an. Würden die Futterpflanzen jedoch gleichzeitig mit der Produktion von Koffein die Qualität ihres Nektars verringern, indem sie den Zuckeranteil senken, hätte dies eine Verringerung der Honigerträge des Bienenvolkes zur Folge. Da die Honigreserven die Ernährung eines Bienenvolks im Winter sichern, könnte diese Verringerung der Nahrungsreserven für ein Bienenvolk existenzbedrohend sein. 7 4 4 Summe 50
Nicht für den Prüfling bestimmt Hessisches Kultusministerium Landesabitur 2020 Biologie Lösungs- und Bewertungshinweise Grundkurs Vorschlag A1 Seite 5 von 6III 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 kriteriengeleite- ten Bewertung der sprachlichen Leistung in den modernen Fremdsprachen (Bewertungsraster)“ vom 22.11.2016 (ABl. S. 648) die sprachliche Leistung kriteriengeleitet zu bewerten. Bei der Berechnung von Prozentwerten und Fehlerindizes gemäß Anlage 9 OAVO werden die berech- neten Werte nicht gerundet. Für die Umrechnung von Prozentanteilen der erbrachten Leistungen in Punkte ist Anlage 9a zu § 9 Abs. 12 OAVO 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 beach- ten. 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 Aufga- bengruppen A und B, wofür insgesamt maximal 100 BE vergeben werden können. Ein Prüfungsergeb- nis von 5 Punkten (ausreichend) setzt voraus, dass insgesamt 45% der zu vergebenden BE erreicht werden. Ein Prüfungsergebnis von 11 Punkten (gut) setzt voraus, dass insgesamt 75% der zu verge- benden 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 9 4 13 2 6 3 9 3 6 4 3 13 4 11 4 15 Summe 15 25 10 50 Die auf die Anforderungsbereiche verteilten Bewertungseinheiten innerhalb der Aufgaben sind als Richtwerte zu verstehen. IV Quellen Material 1 basiert auf: Margaret Couvillon: Caffeinated forage tricks honeybees into increasing foraging and recruitment behaviors, 02.11.2015, URL: https://www.cell.com/current-biology/pdfExtended/S0960-9822(15)01054-4 (abgerufen am 12.3.2019). Material 2 basiert auf: Geraldine Wright: Caffeine in Floral Nectars Enhances a Pollinator’s Memory of Reward, 08.03.2013, URL: https://www.researchgate.net/publication/235885718_Caffeine_in_Floral_Nectar_Enhances_a_Pollinator's_Memory_ of_Reward (abgerufen am 13.3.2019). Martin Hammer: The neural basis of associative reward-learning in honey bees, 06.11.1997, URL: http://www.neuron bank.org/wiki/images/6/6c/Article_2.pdf (abgerufen am 19.3.2019).
Nicht für den Prüfling bestimmt Hessisches Kultusministerium Landesabitur 2020 Biologie Lösungs- und Bewertungshinweise Grundkurs Vorschlag A1 Seite 6 von 6Bernd Grünewald: Soziale Vorbilder mit Supergehirn, 05.02.2010, URL: https://www.scinexx.de/dossierartikel/soziale-vor bilder-mit-supergehirn/ (abgerufen am 12.03.2019). Material 3 basiert auf: Karl von Frisch: Die Tänze der Bienen, 1967, URL: https://www.zobodat.at/pdf/OEZ_01_0001-0048.pdf (abgerufen am 13.03.2019). Barrett Klein: Followers of honey bee waggle dancers change their behaviour when dancers are sleep-restricted or perform imprecise dances, 03.10.2018, URL: https://www.researchgate.net/publication/329345829_Followers_of_honey_bee_waggle _dancers_change_their_behaviour_when_dancers_are_sleep-restricted_or_perform_imprecise_dances (abgerufen am 14.03.2019). Margaret Couvillon: Caffeinated forage tricks honeybees into increasing foraging and recruitment behaviors, 02.11.2015, URL: https://www.cell.com/current-biology/pdfExtended/S0960-9822(15)01054-4 (abgerufen am 12.3.2019). Material 4 basiert auf: URL: https://www.spektrum.de/lexikon/biologie/mutualismus/44558 (abgerufen am12.3.2019). URL: https://www.scinexx.de/dossierartikel/die-tricks-der-pflanzen/ (abgerufen am 12.03.2019). URL: https://www.scinexx.de/news/biowissen/uraltes-erfolgsteam-bienen-und-blumen/ (abgerufen am 12.03.2019). Margaret Couvillon: Caffeinated forage tricks honeybees into increasing foraging and recruitment behaviors, 02.11.2015, URL: https://www.cell.com/current-biology/pdfExtended/S0960-9822(15)01054-4 (abgerufen am 12.3.2019).
