Am 29. März ist  es soweit. Niedersächsische Schüler schreiben die Biologie Abiturprüfung. gA und eA sind die aktuellen Bezeichnungen dessen was bis vor 2 Jahren noch Grund- und Leistungskurs war.
Beide Anforderungsniveaus (grundlegend oder erhöht) werden in drei Themenschwerpunkten ihre Prüfung ablegen. Diese Schwerpunkte sind für 2011

  • Fotosynthese
  • Ökologie und
  • Evolution.

Aufbauender Stoffwechsel ……1000 und eine Fotosynthese!

Die Fotosynthese scheint es dem Kultusministerium angetan zu haben, kaum ein zentraler Abijahrgang war ohne Licht- und Dunkelreaktion durch das Abitur gekommen. Genauso waren C4- und CAM-Pflanzen immer für eine Abiklausur gut. Auch 2011 deutet vieles darauf hin….
Schaut man diese Schwerpunkte im Detail an, so ist die Fotosynthes sehr detailliert mit weiteren Stichworten beschrieben:

  • • LM-Bau des Laubblattes, morphologische Angepasstheiten bei Xero- und Hydrophyten
    • Abhängigkeit der Fotosyntheserate von Außenfaktoren: Interpretation von Sättigungs- und
    Optimumkurven, limitierende Faktoren, Lichtkompensationspunkt
    • Farbstoffe, Chromatographie im Experiment, Absorptions- und Wirkungsspektrum
    • Zusätzlich im Unterricht auf erhöhtem Niveau: Aufklärung der Herkunft des Sauerstoffs durch
    historische Versuche mit Schwefelpurpurbakterien
    • Primärreaktionen: allgemeines Redox-Prinzip, Elektronentransportkette, chemiosmotisches Modell
    der ATP-Bildung
    • Aufklärung des Stoffwechselweges durch Autoradiographie
    • Sekundärreaktionen: Fixierungs- und Reduktionsphase im C-Körper-Schema,
    Regenerationsphase nur summarisch
    • Vergleich von C3- und C4-Pflanzen
    Stoff- und Energiebilanz:
    • Chemosynthese am Beispiel von Stickstoff oxidierenden Bakterien
    • Vergleich der Energiebilanzen zwischen Fotosynthese und Chemosynthese

Neu ist dabei die Chemosynthese, die in den letzten Jahren nie in den Schwerpunkten enthalten war. Die Chemosynthese und Fotosynthese „teilen“ sich die Vorgänge der Dunkelreaktion. Damit liegt ein doppelter Focus auf diesem lichtunabhängigen Teil des aufbauenden Stoffwechsels. Ebenso ist in den gegebenen Stichworten mehrfach eine Verbindung zur Ökologie zu finden. So sind Standortanpassungen durch die Vorgabe von Xero- und Hydrophyten, sowie durch C4- und CAM-Pflanzen schon gegeben. Ebenso „ökologisch“ die Anpassung an Außenfaktoren oder nun ökologisch formuliert „abiotische Umweltfaktoren“…..

Ökologie:

In der Ökologie werden folgende Bereiche als reproduktives Wissen vorausgesetzt:
Aquatische Ökosysteme  – Reaktionen von Lebewesen auf Umweltfaktoren
Ökologische Toleranzen:
• Toleranzkurven, stenök, euryök, ökologische Potenz
• Angepasstheit von Lebewesen an Temperaturgrenzbereiche aquatischer Ökosysteme
Variabilität:
• Genetische und modifikatorische Variabilität
Wechselwirkungen zwischen Lebewesen
Nahrungsbeziehungen:
• Nahrungskette, Nahrungsnetz; Produzenten, Konsumenten verschiedener Ordnung und
Destruenten in ihrer funktionellen Bedeutung in einem aquatischen Ökosystem
(Hier könnte eine Verbindung zur Chemosynthese hergestellt werden!)
Intra- und interspezifische Konkurrenz:
• Konkurrenzvermeidung, Konkurrenzausschlussprinzip und ökologische Nische
Populationsdynamik:
• Entwicklung von Populationen, Lotka-Volterra-Regeln
Veränderungen von Ökosystemen
Anthropogene Einflüsse:
• Struktur eines Sees: Gliederung, Lebensgemeinschaften, See im Wechsel der Jahreszeiten
• Natürliche und anthropogene Eutrophierung eines Sees
• Stickstoffkreislauf im Ökosystem See: Ammonifikation, Nitrifikation, Denitrifikation,
Stickstofffixierung und -assimilation, Kenntnis entsprechender Moleküle und Ionen
• Wirkungsweise einer Kläranlage
Naturschutz und Landschaftspflege
Ökologische Bewertung von Landschaftsbestandteilen:
• Bewertung von Fließgewässern: Verfahren zur Ermittlung der Gewässergüte, abiotische und
biotische Parameter, Gewässerstruktur
Arten- und Biotopschutz:
• EU-Wasserrahmenrichtlinie: Ziele, Maßnahmenkatalog zur Optimierung der Gewässergüte
• Zusätzlich im Unterricht auf erhöhtem Niveau: Renaturierung von Gewässern am Beispiel eines
Fließgewässers
2011 geht es also um das Wasser! Schöne Aufgaben könnte man aus der Gewässergüte basteln. Möglicherweise am Beispiel einer Renaturierung. Momentan durchgeführt wird die Renaturierung der Emscher (NRW) ein Riesenprojekt zur Wiederherstellung des natürlichen Fließgewässers. Hier mehr Infos: Wikipedia.
Ein großer Focus auch hier auf chemischen Prozessen, wie z.B. die einzelnen Vorgänge im Stickstoffkreislauf eines Sees.

Zu guter Letzt: der Themenschwerpunkt Evolution

Ursachen der Evolution
Evolutionsfaktoren und ihr Zusammenwirken:
• Mutationen, Rekombination
• Isolation: geografische, ökologische sowie prä- und postzygotische Isolation
• Selektion: Selektionsfaktoren, Selektionstypen
• evolutive Aspekte der Verhaltensökologie: Kosten-Nutzen-Analyse, reproduktive Fitness,
Selektion bei r- und K-Strategen
• Synthetische Evolutionstheorie
Artbildung:
• Art und Population, allopatrische Artbildung, Veränderung des Genpools
• Zusätzlich im Unterricht auf erhöhtem Niveau: sympatrische Artbildung
Verlauf der Evolution
Belege für den Verlauf der Evolution:
• Homologie und Homologiekriterien, Divergenz und Konvergenz, morphologische und anatomische
Verwandtschaftsbelege
Analyse bzw. Erstellung eines Stammbaumes:
• Molekularbiologische Analyseverfahren: Gelelektrophorese, Polymerasekettenreaktion (PCR)
• Rekonstruktion von Stammbäumen anhand ursprünglicher und abgeleiteter Merkmale, ergänzt
durch DNA- oder Aminosäure-Sequenzvergleiche
• Übersicht über den Wirbeltierstammbaum
Hier ein überraschender Ausflug in die Molekularbiologie, die so als Schwerpunkt gar nicht genannt ist: aber ohne Molbiol keine PCR, Gelektrophorese oder DNA-Alignments…und damit keine Stammbäume. Wie Sie einen Stammbaum erstellen können ist reproduktives Wissen, damit ein schönes Anwendungsbeispiel innerhalb einer Evolutionsaufgabe.

Fazit 2011:

Alle drei Schwerpunkte bieten zahllose Möglichkeiten zur Kombination. Also eine wunderbare Spielwiese zu üben und Ihr Wissen anzuwenden.
Für eine zeit-effiziente Vorbereitung auf das niedersächsiche Zentralabitur in Biologie bietet der dreitägige BioAbi-Intensivkurs Ende Januar (Kursort Göttingen) oder Ende nächsten Monats.

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