BI LK HT 2 Ministerium für Schule und Weiterbildung NRW Seite 7 von 9 Teilaufgabe II.3 Anforderungen Lösungsqualität Der Prüfling maximal erreichbare Punktzahl 1 beschreibt die Versuchsergebnisse … 6 2 wertet die Ergebnisse … 4 3 beschreibt die Versuchsergebnisse … 8 4 wertet die Ergebnisse … 8 5 erfüllt ein weiteres aufgabenbezogenes Kriterium: (2) …………………………………………………………….. …………………………………………………………….. Summe II.3 Teilaufgabe EK ZK DK 26 Teilaufgabe II.4 Anforderungen Lösungsqualität Der Prüfling maximal erreichbare Punktzahl 1 erläutert, wie eine … 8 2 entwickelt eine Hypothese … 4 3 erfüllt ein weiteres aufgabenbezogenes Kriterium: (2) …………………………………………………………….. …………………………………………………………….. Summe II.4 Teilaufgabe 12 Summe der II.1, II.2, II.3 und II.4 Teilaufgabe 66 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 9 9 Summe insgesamt (inhaltliche und Darstellungsleistung) Nur für den Dienstgebrauch! 75 EK ZK DK

BI LK HT 2 Ministerium für Schule und Weiterbildung NRW Seite 8 von 9 Festlegung der Gesamtnote (Bitte nur bei der letzten bearbeiteten Aufgabe ausfüllen.) Lösungsqualität maximal erreichbare Punktzahl Übertrag der Punktsumme aus der ersten bearbeiteten Aufgabe 75 Übertrag der Punktsumme aus der zweiten bearbeiteten Aufgabe 75 Punktzahl der gesamten Prüfungsleistung 150 EK ZK DK aus der Punktsumme resultierende Note Note ggf. unter Absenkung um ein bis zwei Notenpunkte gemäß § 13 Abs. 2 APO-GOSt Paraphe 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: Nur für den Dienstgebrauch!

BI LK HT 2 Ministerium für Schule und Weiterbildung NRW Seite 9 von 9 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 15 150 – 143 sehr gut 14 142 – 135 sehr gut minus 13 134 – 128 gut plus 12 127 – 120 gut 11 119 – 113 gut minus 10 112 – 105 befriedigend plus 9 104 – 98 befriedigend 8 97 – 90 befriedigend minus 7 89 – 83 ausreichend plus 6 82 – 75 ausreichend 5 74 – 68 ausreichend minus 4 67 – 58 mangelhaft plus 3 57 – 49 mangelhaft 2 48 – 40 mangelhaft minus 1 39 – 30 ungenügend 0 29 – 0 Nur für den Dienstgebrauch!

BI BIL E GK ?? 1 BI LK HT 3 Seite 1 von 5 Name: _______________________ Abiturprüfung 2012 Biologie, Leistungskurs Aufgabenstellung: Thema: Die Bedrohung des Polarfuchses (Ökologie) III.1 Analysieren Sie die Angepasstheit von Rotfuchs und Polarfuchs an den Lebensraum und diskutieren Sie, ob hier Klimaregeln anwendbar sind (Material A). Werten Sie Material A bezogen auf das Verhalten, die Nahrung und den Lebensraum von Rot- fuchs und Polarfuchs umfassend in Hinblick auf die Wechselbeziehungen zwischen beiden Arten aus. (20 Punkte) III.2 Geben Sie die Regeln von LOTKA-VOLTERRA an und überprüfen Sie, ob die Popu- lationsentwicklungen in Abbildung 3 diesen Regeln entsprechen (Material B). Nennen Sie mögliche Ursachen, falls die Regeln nicht oder nur eingeschränkt gelten. (16 Punkte) III.3 Stellen Sie mit Hilfe der Materialien A und C die Wechselbeziehungen zwischen Polarfuchs, Rotfuchs, Wühlmaus und der Höhe der Temperatur durch ein geeignetes Schema dar und beschreiben Sie dieses kurz. Leiten Sie anhand des Schemas eine Prognose für die Populationsentwicklung von Polarfuchs und Rotfuchs in der Arktis ab, wenn durch den globalen Klimawandel die Temperaturen in der Arktis weiter steigen (Materialien A und C). (16 Punkte) III.4 Stellen Sie die Situation der skandinavischen Polarfüchse auf der Grundlage von Material D dar. Diskutieren Sie, welche Auswirkungen der drastische Rückgang der Polarfüchse in Skandinavien auf den Genpool und den Bestand der Populationen hat (Material D). (14 Punkte) Zugelassene Hilfsmittel:  Wörterbuch zur deutschen Rechtschreibung Nur für den Dienstgebrauch!

BI BIL E GK ?? 1 BI LK HT 3 Seite 2 von 5 Name: _______________________ Material A: Rotfuchs und Polarfuchs im Vergleich Abbildung 1a): Rotfuchs Abbildung 1b): Polarfuchs Rotfuchs und Polarfuchs kommen beide auf der Nordhalbkugel vor. Der Polarfuchs (Alopex lagopus) beschränkt sich jedoch auf die Polargebiete. Diese werden unter anderem charakterisiert durch die im Winter extrem langen und im Sommer sehr kurzen Polarnächte. Hier lebt der Polarfuchs in der Tundra, einer baumlosen Landschaft mit Böden, die neun Monate im Jahr an der Oberfläche gefroren sind, sowie auf Eisfeldern, in tiefen Höhlen oder Schneelöchern. Die Temperaturen liegen hier ganzjährig unter 0 °C oder knapp dar- über. Der Polarfuchs toleriert Temperaturen von –40 °C bis –50 °C, unterhalb dieser Gren- ze kann die Körpertemperatur nur durch erhöhte Stoffwechselaktivität konstant gehalten werden (kritische Temperatur). Der Rotfuchs (Vulpes vulpes) findet sich auf der gesamten Nordhalbkugel bis zum südlichen Rand der Polargebiete und sogar im Süden Australiens. Er lebt in unterirdischen Bauen im Wald und auf offenen Feldern. Seine kritische Temperatur liegt bei –13 °C. In dem gemeinsamen Lebensraum am südlichen Rand des Polarkreises greift der Rotfuchs bei zufälligen Begegnungen den Polarfuchs an und tötet diesen. Das Fell des Rotfuchses ist im ganzen Jahr oberseits rostbraun. Der Anteil der Wollhaare, die der Isolierung gegen Kälte dienen, beträgt ca. 20 %. Der Polarfuchs besitzt ein Fell mit einem Anteil von 70 % an Wollhaaren. Im Sommer ist es braun, im Winter weiß gefärbt. Beim Allesfresser Polarfuchs erstreckt sich das Nahrungsspektrum auf Kleinsäuger (z. B. Wühlmäuse), Beeren, Eier und Aas, wobei er tag- und nachtaktiv ist. Der Rotfuchs geht ausschließlich nachts auf die Jagd nach nachtaktiven Kleinsäugern und Vögeln. Eine Jagd unter der Schneedecke ist beiden Fuchsarten nicht möglich. Abbildung 2: Silhouetten von Rotfuchs (links) und Polarfuchs (rechts) im gleichen Maßstab Nur für den Dienstgebrauch!

BI BIL E GK ?? 1 BI LK HT 3 Seite 3 von 5 Name: _______________________ Anzahl der Polarfüchse und Wühlmäuse Material B: Populationsentwicklung von Polarfuchs und Wühlmaus Wühlmäuse Polarfüchse Abbildung 3: Populationsgröße von adulten Polarfüchsen (○) und Wühlmäusen (▼) in Nordfinnland. Dargestellt ist die Gesamtzahl der Polarfüchse im Untersuchungsgebiet und die Anzahl der dort in Fallen gefangenen Wühlmäuse. Material C: Polarfüchse und Klimawandel a) Im Jahr 1918 wurde die kanadische Insel Baffin Island in der arktischen Tundra zum ersten Mal dauerhaft von Rotfüchsen besiedelt. Von einem festen Beobachtungspunkt im Süden registrierte man ihre Ausbreitung nach Norden und den Anstieg der Sommer- temperaturen in dieser Region (Abbildung 4). Temperatur [°C] Ausbreitungsdistanz [km] Abbildung 4: nördliche Ausbreitung der Rotfüchse auf Baffin Island (Kanada) [- - - -] und die mittlere Sommertemperatur [ ] Hinweis: Ab 1930 erhöhten sich mit der zunehmenden Temperatur erst allmählich die Populationsdichten der Beutetiere des Rotfuchses! Nur für den Dienstgebrauch!

BI BIL E GK ?? 1 BI LK HT 3 Seite 4 von 5 Name: _______________________ b) In den Jahren 1994 – 1997 untersuchte man eine Population von kontrolliert eingesetzten Wühlmäusen in der arktischen Tundra in Norwegen in einem eingezäunten Gebiet. Die Überlebensrate der Wühlmäuse sank, je größer die Anzahl der Tage mit Temperaturen über 0 °C war. c) In einem 450 km² großen Areal in Nordschweden wurde der Einfluss von Rotfüchsen auf die Populationsentwicklung der Polarfüchse in einem Modellversuch über einen Zeitraum von 15 Jahren beispielhaft erforscht. In einem Bereich des Areals kamen beide Fuchsarten vor, in einem anderen nur die Polarfüchse. Die Populationsgröße ermittelte man durch die Anzahl der bewohnten Fuchsbaue (Abbildung 5). Anzahl der von Polarfüchsen besetzten Baue Polarfüchse ohne Anwesenheit von Rotfüchsen Polarfüchse mit Anwesenheit von Rotfüchsen Abbildung 5: Populationsentwicklung von Polarfüchsen mit bzw. ohne die Anwesenheit von Rotfüchsen Nur für den Dienstgebrauch!

BI BIL E GK ?? 1 BI LK HT 3 Seite 5 von 5 Name: _______________________ Material D: Die Population des Polarfuchses in Skandinavien Im 19. Jahrhundert umfasste die Anzahl der Polarfüchse in Skandinavien bis zu 10 000 Tiere. Trotz gesetzlicher Schutzmaßnahmen nahm die Größe dieser Population auf 120 Polarfüchse ab. Genetische Analysen aus dem Jahr 2004 ergaben, dass sie in vier unterschiedliche skan- dinavische Populationen zerfällt, die in Abbildung 6 durch die gestrichelte Linien gekenn- zeichnet sind: Nordskandinavien (50 Tiere), Zentralskandinavien (40 Tiere), Südskandina- vien (20 Tiere) und Südwestskandinavien (10 Tiere). Diese Tiere leben in Gebieten der ge- birgigen Tundra mit geringem Nahrungsangebot. Die Gebiete sind durch Wälder voneinan- der isoliert, die von den Polarfüchsen nicht durchquert werden. Heterozygotiegrad in relativen Einheiten Eine weitere genetisch unterschiedliche Population bewohnt die Grenzgebiete des benach- barten Russlands und Teile von Finnland (Abbildung 7). Von dieser „russischen“ Population wandern immer wieder Polarfüchse nach Skandinavien ein. Distanz von der russischen Grenze [km] Abbildung 6: Verteilung von Populationen der Polarfüchse in Skandinavien und der russischen Grenzregion im Jahr 2004. Die dunklen Bereiche geben die Verbreitungsgebiete der Teilpopulationen an. Abbildung 7: Genetische Variabilität der skandinavischen Polar- füchse. Als Punkte angegeben sind untersuchte Ein- zeltiere, die Gerade stellt den durchschnittlichen Grad der Heterozygotie in Abhängigkeit von der Entfernung zu Russland dar. Nur für den Dienstgebrauch!

Ministerium für Schule und Weiterbildung NRW BI LK HT 3 Seite 1 von 10 Unterlagen für die Lehrkraft Abiturprüfung 2012 Biologie, Leistungskurs 1. Aufgabenart Bearbeitung fachspezifischen Materials mit neuem Informationsgehalt 2. 1 Aufgabenstellung Thema: Die Bedrohung des Polarfuchses (Ökologie) III.1 Analysieren Sie die Angepasstheit von Rotfuchs und Polarfuchs an den Lebensraum und diskutieren Sie, ob hier Klimaregeln anwendbar sind (Material A). Werten Sie Material A bezogen auf das Verhalten, die Nahrung und den Lebensraum von Rot- fuchs und Polarfuchs umfassend in Hinblick auf die Wechselbeziehungen zwischen beiden Arten aus. (20 Punkte) III.2 Geben Sie die Regeln von LOTKA-VOLTERRA an und überprüfen Sie, ob die Popu- lationsentwicklungen in Abbildung 3 diesen Regeln entsprechen (Material B). Nennen Sie mögliche Ursachen, falls die Regeln nicht oder nur eingeschränkt gelten. (16 Punkte) III.3 Stellen Sie mit Hilfe der Materialien A und C die Wechselbeziehungen zwischen Polarfuchs, Rotfuchs, Wühlmaus und der Höhe der Temperatur durch ein geeignetes Schema dar und beschreiben Sie dieses kurz. Leiten Sie anhand des Schemas eine Prognose für die Populationsentwicklung von Polarfuchs und Rotfuchs in der Arktis ab, wenn durch den globalen Klimawandel die Temperaturen in der Arktis weiter steigen (Materialien A und C). (16 Punkte) III.4 Stellen Sie die Situation der skandinavischen Polarfüchse auf der Grundlage von Material D dar. Diskutieren Sie, welche Auswirkungen der drastische Rückgang der Polarfüchse in Skandinavien auf den Genpool und den Bestand der Populationen hat (Material D). (14 Punkte) 1 Die Aufgabenstellung deckt inhaltlich alle drei Anforderungsbereiche ab. Nur für den Dienstgebrauch!

Ministerium für Schule und Weiterbildung NRW BI LK HT 3 Seite 2 von 10 3. Materialgrundlage  Material A:              4. Abbildung 1 verändert nach: http://www.biologie-abitur.de/Bilder-oko/klimaregel%20fuchs.gif (25.02.2011) Abbildung 2 verändert nach: http://images.vector-images.com/clp/187502/clp113281.jpg (15.01.2012) Material B: Abbildung 3 verändert nach: Kaikusalo (1995) Material C: Abbildung 4 verändert nach: Hersteinsson (1992), Abbildung 5 verändert nach: Elmhagen (2003) Material D: Abbildung 6 und 7 verändert nach: Dalén (2006) Dalén L., et al. (2006): Population structure in a critically endangered arctic foxpopulation: does genetics matter?, Molecular Ecology 15, 2809 – 2819 Elmhagen, Bodil: Interferences Competition between Arctic and Red foxes. Doctoral dissertation 2003, Stockholm, Sweden Grzimek, B. (Hrsg.): Enzyklopädie des Tierreichs, Kindler Verlag Stuttgart 1972 Hersteinsson, P., Macdonald, D. W.: Interspecific competition and geographical distribution of red and arctic fox, in: OIKOS 64, S. 505 –515, Copenhagen 1992 Ims, Rolf A., Fulei, Eva: Trophic Interaction Cycles in Tundra Ecosystems and the Impact of Climate Change, in: BioScience Vol. 55 No. 4, 2005 Kaikusalo, A., Angerbjörn, A.: The arctic fox population in Finnish Lapland during 30 years, 1964 – 1993, in: Ann. Zool. Fennici 32, S. 69 – 77, Helsinki 1995 Kleesattel Walter: Überleben in Eis, Wüste und Tiefsee, WBG Darmstadt 1999, S. 54 ff. Pflumm, Walter: Biologie der Säugetiere, 2. Aufl. 1996, Parey Verlag, Berlin, S. 117 http://images.vector-images.com/clp/187502/clp113281.jpg http://www.biologie-abitur.de/Bilder-oko/klimaregel%20fuchs.gif (25.02.2011) Bezüge zu den Vorgaben 2012 1. Inhaltliche Schwerpunkte Ökologische Verflechtungen und nachhaltige Nutzung  Umweltfaktoren, ökologische Nische – Untersuchungen in einem Lebensraum  Einfache Beziehungen zwischen Organismengruppen und abiotischen Habitatfaktoren – Anpassungen an Temperatur und Feuchtigkeit bei Tieren und Pflanzen  Wechselbeziehungen, Populationsdynamik – Beziehungen zwischen Populationen: LOTKA-VOLTERRA-Regeln, Konkurrenz, Koexistenz – Verflechtungen in Lebensgemeinschaften  Biomasseproduktion, Trophieebenen, Energiefluss  Nachhaltige Nutzung und Erhaltung von Ökosystemen Evolution der Vielfalt des Lebens in Strukturen und Verhalten  Grundlagen evolutiver Veränderung – Genotypische Variabilität von Populationen (keine Modellberechnung) 2. Medien/Materialien  entfällt Nur für den Dienstgebrauch!