Ministerium für Schule und Weiterbildung NRW BI GK HT 2 Seite 3 von 8 6. Vorgaben für die Bewertung der Schülerleistungen Teilleistungen – Kriterien a) inhaltliche Leistung Teilaufgabe II.1 Anforderungen Der Prüfling maximal erreichbare Punktzahl 1 ermittelt anhand des Stammbaums (Material A, Abbildung 1) den Erbgang für das Hunter-Syndrom, indem er auch alternative Erbgänge begründet ausschließt, z. B.:  Die Söhne 12 und 16 haben gesunde Eltern. Sie müssen das veränderte IDS-Allel aber von mindestens einem Elternteil bekommen haben. Bei einem dominanten Erbgang wären diese dann aber ebenfalls erkrankt, also muss es sich um einen rezessiven Erbgang handeln.  Das Auftreten nur männlicher Merkmalsträger weist auf einen gonosomalen Erbgang hin.  Bei einer autosomal rezessiven Vererbung müssten die Söhne 12 und 16 auch ein mutiertes Allel von ihren Vätern erhalten haben; in deren Familien sind aber keine Hunter-Fälle bekannt.  Es muss sich also um einen x-chromosomal-rezessiven Erbgang handeln. 8 2 gibt die möglichen Genotypen aller Personen bei diesem Erbgang an, z. B.: a A  Die Allele werden z. B. mit X für das rezessive veränderte IDS-Allel und X für das normale, dominante Allel bezeichnet. Das Y-Chromosom besitzt kein ent- - sprechendes Allel (Y ). a -  12 und 16 XY A -  alle anderen Männer X Y (1, 3, 7, 8, 10, 13, 14) A a  2, 4, 11 X X A a A A  alle übrigen Frauen X X oder X X 6 3 begründet seine Entscheidung, z. B.:  Die erkrankten Männer müssen bezogen auf das veränderte IDS-Allel hemizygot sein, sonst wären sie nicht erkrankt.  Alle gesunden Männer müssen dementsprechend hemizygot das normale Allel besitzen.  Die Mütter 2, 4 und 11 müssen Konduktorinnen sein, da sie das veränderte IDS- Allel an ihre Söhne bzw. Enkelsöhne weitergeben.  Alle anderen Frauen können sowohl homo- als auch heterozygot sein. 6 4 erfüllt ein weiteres aufgabenbezogenes Kriterium. (2) Nur für den Dienstgebrauch!

Ministerium für Schule und Weiterbildung NRW BI GK HT 2 Seite 4 von 8 Teilaufgabe II.2 Anforderungen Der Prüfling maximal erreichbare Punktzahl 1 erklärt das Verfahren der Gelelektrophorese (Material B), z. B.:  Es handelt sich um ein Verfahren zur Trennung von Molekülen, hier der mRNA, aufgrund ihrer Molekülgröße.  Die zu untersuchenden Proben werden in ein Gel gegeben und einem elektrischen Feld ausgesetzt.  Negativ geladene Moleküle wie die mRNA wandern vom Minus- zum Pluspol.  Die Trennung beruht auf der unterschiedlichen Wanderungsgeschwindigkeit der geladenen Moleküle in dem angelegten elektrischen Feld.  Das verwendete Gel wirkt wie ein engmaschiges Netz und sortiert die Moleküle nach Größe.  Je kleiner die Moleküle sind, desto weiter wandern sie innerhalb der Elektro- phoresedauer in dem Gel. Gleich große Moleküle bilden eine Bande. 10 2 beschreibt das Ergebnis der Gelelektrophorese in Abbildung 2, z. B.:  In Spur 1 wandern die untersuchten mRNA-Moleküle weiter und ihre Bande liegt etwa in der Mitte zwischen den Banden der beiden kürzeren Fragmente des Markers.  In Spur 2 wandert die mRNA weniger weit als in Spur 1. Sie liegt näher an der Bande mit einer Länge von 872 Basen des Markers. 6 3 gibt mit Hilfe von Abbildung 3 begründet an, welche Bande dem gesunden Menschen und welche dem Hunter-Patienten zuzuordnen ist (Material C), sinngemäß z. B.:  Die mRNA des Hunter-Patienten ist etwas länger, da ein Teil von Intron 7 nicht ausgeschnitten wurde.  Daher ist die mRNA-Bande in Spur 2 dem Hunter-Patienten zuzuordnen, denn die längere mRNA wandert nicht so weit im Gel wie die kürzere mRNA des gesunden Menschen in Spur 1. 4 4 erläutert die molekulargenetischen Ursachen für das Ergebnis der Gelelektrophorese in Abbildung 2 auf der Grundlage von Abbildung 4 (Material C), sinngemäß z. B.:  Die Ursache für die unterschiedlich langen Varianten der mRNA muss der durch Mutation neu entstandene Splice-Anfang in Intron 7 sein.  Dadurch bleibt der Abschnitt zwischen dem nur bei Kranken genutzten Endpunkt und dem neu entstandenen Splice-Anfangspunkt zwischen Exon 7 und Exon 8 erhalten, was zur Verlängerung der reifen mRNA führt. 4 5 erfüllt ein weiteres aufgabenbezogenes Kriterium. (2) Nur für den Dienstgebrauch!

Ministerium für Schule und Weiterbildung NRW BI GK HT 2 Seite 5 von 8 Teilaufgabe II.3 Anforderungen Der Prüfling maximal erreichbare Punktzahl 1 ermittelt, wofür die drei prä-mRNA-Tripletts im mittleren Bereich von Intron 7 codieren (Materialien C und D):  prä-mRNA: AAU ACC UGA  Aminosäuren: Asn Thr Stopp 4 2 leitet auf der Basis seiner Ergebnisse die Konsequenzen für das IDS-Protein bei dem Patienten mit dem Hunter-Syndrom (Materialien A und C) ab, sinngemäß z. B.:  Mit dem nicht ausgeschnittenen Bereich aus Intron 7 ist in dem nun zusätzlich codierenden Abschnitt ein Stopp-Signal vorhanden, das zu einem verfrühten Ab- bruch der Translation führt.  Aufgrund dieses verfrühten Abbruchs ist das IDS-Protein des am Hunter-Syndrom Erkrankten wesentlich kleiner als das eines Gesunden. 4 3 erläutert die Ursache der Symptome (Materialien A und C), z. B.:  Das verkürzte IDS-Protein kann seine Funktion nicht ausüben.  Die Folge davon ist die zunehmende Ablagerung von Mukopolysacchariden in den Zellen. 2 4 erfüllt ein weiteres aufgabenbezogenes Kriterium. (2) b) Darstellungsleistung Anforderungen Der Prüfling     führt seine Gedanken schlüssig, stringent und klar aus. strukturiert seine Darstellung sachgerecht. verwendet eine differenzierte und präzise Sprache. gestaltet seine Arbeit formal ansprechend. Nur für den Dienstgebrauch! maximal erreichbare Punktzahl 6

BI GK HT 2 Ministerium für Schule und Weiterbildung NRW Seite 6 von 8 7. Bewertungsbogen zur Prüfungsarbeit Name des Prüflings:____________________________________ Kursbezeichnung:____________ Schule: _____________________________________________ Teilaufgabe II.1 Anforderungen Lösungsqualität Der Prüfling maximal erreichbare Punktzahl 1 ermittelt anhand des … 8 2 gibt die möglichen … 6 3 begründet seine Entscheidung … 6 4 erfüllt ein weiteres aufgabenbezogenes Kriterium: (2) …………………………………………………………….. …………………………………………………………….. Summe II.1 Teilaufgabe EK 2 ZK DK 20 Teilaufgabe II.2 Anforderungen Lösungsqualität Der Prüfling 1 erklärt das Verfahren … 10 2 beschreibt das Ergebnis … 6 3 gibt mit Hilfe … 4 4 erläutert die molekulargenetischen … 4 5 erfüllt ein weiteres aufgabenbezogenes Kriterium: (2) …………………………………………………………….. …………………………………………………………….. Summe II.2 Teilaufgabe 2 maximal erreichbare Punktzahl 24 EK = Erstkorrektur; ZK = Zweitkorrektur; DK = Drittkorrektur Nur für den Dienstgebrauch! EK ZK DK

BI GK HT 2 Ministerium für Schule und Weiterbildung NRW Seite 7 von 8 Teilaufgabe II.3 Anforderungen Lösungsqualität Der Prüfling maximal erreichbare Punktzahl 1 ermittelt, wofür die … 4 2 leitet auf der … 4 3 erläutert die Ursache … 2 4 erfüllt ein weiteres aufgabenbezogenes Kriterium: (2) …………………………………………………………….. …………………………………………………………….. Summe II.3 Teilaufgabe 10 Summe der II.1, II.2 und II.3 Teilaufgabe 54 EK ZK DK Darstellungsleistung Anforderungen Lösungsqualität Der Prüfling     führt seine Gedanken … strukturiert seine Darstellung … verwendet eine differenzierte … gestaltet seine Arbeit … Summe Darstellungsleistung maximal erreichbare Punktzahl EK ZK DK 6 6 Summe insgesamt (inhaltliche und Darstellungsleistung) 60 Festlegung der Gesamtnote (Bitte nur bei der letzten bearbeiteten Aufgabe ausfüllen.) Lösungsqualität maximal erreichbare Punktzahl Übertrag der Punktsumme aus der ersten bearbeiteten Aufgabe 60 Übertrag der Punktsumme aus der zweiten bearbeiteten Aufgabe 60 Punktzahl der gesamten Prüfungsleistung 120 aus der Punktsumme resultierende Note Note ggf. unter Absenkung um ein bis zwei Notenpunkte gemäß § 13 Abs. 2 APO-GOSt Paraphe Nur für den Dienstgebrauch! EK ZK DK

BI GK HT 2 Ministerium für Schule und Weiterbildung NRW Seite 8 von 8 ggf. arithmetisches Mittel der Punktsummen aus EK und ZK: ___________ ggf. arithmetisches Mittel der Notenurteile aus EK und ZK: _____________ Die Klausur wird abschließend mit der Note: ________________________ (____ Punkte) bewertet. Unterschrift, Datum: Grundsätze für die Bewertung (Notenfindung) Für die Zuordnung der Notenstufen zu den Punktzahlen ist folgende Tabelle zu verwenden: Note Punkte Erreichte Punktzahl sehr gut plus 15 120 – 114 sehr gut 14 113 – 108 sehr gut minus 13 107 – 102 gut plus 12 101 – 96 gut 11 95 – 90 gut minus 10 89 – 84 befriedigend plus 9 83 – 78 befriedigend 8 77 – 72 befriedigend minus 7 71 – 66 ausreichend plus 6 65 – 60 ausreichend 5 59 – 54 ausreichend minus 4 53 – 47 mangelhaft plus 3 46 – 39 mangelhaft 2 38 – 32 mangelhaft minus 1 31 – 24 ungenügend 0 23 – 0 Nur für den Dienstgebrauch!

BI BIL E GK ?? 1 BI GK HT 3 Seite 1 von 3 Name: _______________________ Abiturprüfung 2013 Biologie, Grundkurs Aufgabenstellung: Thema: Ökologie der Kannenpflanzen III.1 Skizzieren Sie den Stickstoffkreislauf für ein Ökosystem und nennen Sie die bei Kannenpflanzen zur Sicherstellung der Stickstoffversorgung auftretenden Besonder- heiten (Material A). Erklären Sie die Funktion der in der Kannenflüssigkeit nach- gewiesenen Enzyme für die Pflanze (Material A). (18 Punkte) III.2 Erläutern Sie die Besonderheiten der Lebensgemeinschaft der Kannenpflanze Nepenthes bicalcarata und der Ameisenart Camponotus schmitzi (Material B). Werten Sie in diesem Kontext das Experiment zur Lauffähigkeit von Camponotus schmitzi auf dem Peristom von Nepenthes bicalcarata aus (Material B). (26 Punkte) III.3 Stellen Sie eine Hypothese zur evolutiven Entstehung der speziellen Lebensgemein- schaft von Nepenthes bicalcarata und Camponotus schmitzi auf und erläutern Sie Ihre Hypothese an drei Merkmalen (Material B). Bewerten Sie zusammenfassend die Entwicklungsschritte vor dem Hintergrund der speziellen Lebensraumbedingungen der Kannenpflanzen (Material A). (10 Punkte) Zugelassene Hilfsmittel:  Wörterbuch zur deutschen Rechtschreibung Nur für den Dienstgebrauch!

BI BIL E GK ?? 1 BI GK HT 3 Seite 2 von 3 Name: _______________________ Material A: Die Kannenpflanzen – karnivore Pflanzen Karnivore Pflanzen ergänzen ihre Mineralstoffaufnahme durch das Fangen von Tieren. Dies stellt eine wichtige Quelle für Stickstoffverbindungen und Phosphat insbesondere auf mineralstoffarmen Böden dar. Kannenpflanzen der Gattung Nepenthes verfügen über zu Kannen umgebildete Blätter, in denen sie ihre Beutetiere fangen (Abbildung 1). Abbildung 1: Aufbau einer Nepenthes-Kanne Die Nepenthes-Arten sind im Normalfall nicht auf bestimmte Beutetiere spezialisiert und 1 nutzen ein breites Spektrum an Arthropoden , wobei Ameisen mit bis zu 90 % den haupt- sächlichen Teil ausmachen. Die potenziellen Beutetiere werden dabei durch spezielle Mechanismen angelockt: Der Kannenrand (Peristom) und der Deckel sind auffällig gefärbt, oft sondern am Kannenrand befindliche Drüsen Nektar ab. Die innere Kannenwand ist bei vielen Nepenthes-Arten mit sehr glatten Wachskristallen ausgekleidet. In der Flüssigkeit im unteren Teil der Kanne befinden sich neben Stoffen, die die Oberflächen- spannung der wässrigen Lösung herabsetzen, auch zahlreiche Enzyme: Peptidasen, die Peptid- bindungen aufbrechen, Ribonukleasen, die Nukleinsäuren zerlegen, sowie Chitinasen, die das chitinhaltige Außenskelett von Insekten und anderen Gliederfüßern auflösen. 1 Gliederfüßer Nur für den Dienstgebrauch!

BI BIL E GK ?? 1 BI GK HT 3 Seite 3 von 3 Name: _______________________ Material B: Die karnivore Ameisenpflanze Nepenthes bicalcarata Nepenthes bicalcarata ist im Tiefland von Nordwest-Borneo die vorherrschende Nepenthes- Art. Auffällig ist, dass sich an der Innenseite ihrer Kannen keine Wachskristalle befinden. Die Verdauungsflüssigkeit ist weniger sauer als bei anderen Arten und enthält eine geringere Konzentration an Verdauungsenzymen. Die Ameisenart Camponotus schmitzi lebt ausschließlich auf Nepenthes bicalcarata. Sie nistet in Hohlräumen der Pflanze, und im Gegensatz zu anderen Ameisenarten ist sie in der Lage, auf allen Teilen der Kannen mühelos umherzulaufen, ohne abzurutschen. Diese Ameisen decken ihren Kohlenhydratbedarf zum Teil an den zahlreichen Nektardrüsen von Nepenthes bicalcarata. Ferner besitzt Camponotus schmitzi die außergewöhnliche Fähigkeit, in der Kannenflüssig- keit Futter zu sammeln: Die Ameisen tauchen zu allen Teilen der Kanne. Sobald sie auf ein Beutestück treffen, packen sie es und ziehen es aus der Flüssigkeit. Die Ameisen holen aus- schließlich große Beutestücke aus der Flüssigkeit. Dies geschieht je nach Umfang (Größe) des Beutestücks unter Beteiligung mehrerer Ameisen. Unter dem Rand des Peristoms wird es zerlegt und verspeist. Die Überreste sowie Fäkalien lassen sie in die Kanne fallen. Es ist beobachtet worden, wie Camponotus schmitzi verhindert, dass andere Besucher wieder aus der Kanne flüchten. So greift sie aus dem Hinterhalt des Peristoms die potenzielle Beute an und stößt die Insekten in die Verdauungsflüssigkeit. Die Lauffähigkeit auf dem Peristom einer lebenden Nepenthes bicalcarata-Kanne hat man im Freiland an Ameisen der Art Camponotus schmitzi untersucht (Abbildung 2), deren Tarsen („Zehenglieder“ der Beine) auf unterschiedliche Weise manipuliert wurden, z. B. durch Entfernung der Krallen oder der als Arolien bezeichneten Haftpolster. Prozentsatz Ameisen (%) 100 80 60 40 20  keine Probleme  starkes Rutschen  abgestürzt 0 trocken nass unmanipuliert trocken nass keine Krallen trocken nass keine Arolien trocken nass keine Krallen & keine Arolien Abbildung 2: Einfluss der Manipulation an den Tarsen auf die Lauffähigkeit von Ameisen der Art Camponotus schmitzi auf dem Peristom einer lebenden Nepenthes bicalcarata-Kanne. Die Lauffähigkeit wurde auf trockenem und nassem Peristom untersucht. Nur für den Dienstgebrauch!

Ministerium für Schule und Weiterbildung NRW BI GK HT 3 Seite 1 von 8 Unterlagen für die Lehrkraft Abiturprüfung 2013 Biologie, Grundkurs 1. Aufgabenart Bearbeitung fachspezifischen Materials mit neuem Informationsgehalt 2. 1 Aufgabenstellung Thema: Ökologie der Kannenpflanzen III.1 Skizzieren Sie den Stickstoffkreislauf für ein Ökosystem und nennen Sie die bei Kannenpflanzen zur Sicherstellung der Stickstoffversorgung auftretenden Besonder- heiten (Material A). Erklären Sie die Funktion der in der Kannenflüssigkeit nach- gewiesenen Enzyme für die Pflanze (Material A). (18 Punkte) III.2 Erläutern Sie die Besonderheiten der Lebensgemeinschaft der Kannenpflanze Nepenthes bicalcarata und der Ameisenart Camponotus schmitzi (Material B). Werten Sie in diesem Kontext das Experiment zur Lauffähigkeit von Camponotus schmitzi auf dem Peristom von Nepenthes bicalcarata aus (Material B). (26 Punkte) III.3 Stellen Sie eine Hypothese zur evolutiven Entstehung der speziellen Lebensgemein- schaft von Nepenthes bicalcarata und Camponotus schmitzi auf und erläutern Sie Ihre Hypothese an drei Merkmalen (Material B). Bewerten Sie zusammenfassend die Entwicklungsschritte vor dem Hintergrund der speziellen Lebensraumbedingungen der Kannenpflanzen (Material A). (10 Punkte) 3. Materialgrundlage  Material A:     1 Abbildung 1 verändert nach Rembold 2006 Material B: Abbildung 2 aus Bohn 2007 Rembold, K. (2006). Zur Ökologie der karnivoren Nepenthes madagascariensis, Diplom- arbeit, Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität, Bonn Bohn, H.F. (2007). Biomechanik von Insekten-Pflanzen-Interaktionen bei Nepenthes- Kannenpflanzen. Dissertation, Bayerische Julius-Maximilians-Universität, Würzburg. Bonhomme, V., Gounand, I., Alaux, C., Jousselin, E., Barthélémy, D. and Gaume, L. (2011). The plant-ant Camponotus schmitzi helps its carnivorous host-plant Nepenthes bi- calcarata to catch its prey. Journal of Tropical Ecology 27, 15 – 16 (24) Die Aufgabenstellung deckt inhaltlich alle drei Anforderungsbereiche ab. Nur für den Dienstgebrauch!