Q12 Biologie 2b3 2013-2014

Termine schriftliches Abitur: Freitag, 09.05. 09:00 Uhr Prüfungsbeginn Kolloquiumsprüfungen: (19.05. - 23.05.) + 26.05. - 30.05.

Externe Links Flash-Animation zu den Ionenströmen während des Aktionspotentials (erstellt von Ulrich Helmich): http://www.u-helmich.de/bio/neu/1/12/121/vert4.html Animationen zur Funktionsweise der Na+/K+:-Pumpe: http://www.youtube.com/watch?v=GTHWig1vOnY&feature=related http://www.youtube.com/watch?v=9CBoBewdS3U&feature=related Eigenreflexe: http://de.wikipedia.org/wiki/Eigenreflex Fremdreflexe: http://de.wikipedia.org/wiki/Fremdreflex Wurm als Parasit in Schnecke (Leucochloridium paradoxum): http://www.youtube.com/watch?v=fkiL-v4X8w8&feature=related Kleiner Leberegel: http://de.wikipedia.org/wiki/Kleiner_Leberegel

Hefteinträge

1. Anatomische und physiologische Grundlagen des Verhaltens

1.1 Vom Neuron zum Nervensystem

1.1.1 Der Bau eines idealisierten Neurons +

1.1.2 Das Reiz-Reaktions-Schema +

1.1.3 Evolutive Trends als pdf-Datei

1.2 Bioelektrische Grundlagen der Informationsverarbeitung

1.2.1 Das Ruhepotential als pdf-Datei

1.2.2 Das Aktionspotential als pdf-Datei

1.2.3 Die Erregungsweiterleitung als pdf-Datei

1.2.4 Die Verschlüsselung von Information in Aktionspotentialen als pdf-Datei

1.2.5 Die Erregungsübertragung an Synapsen als pdf-Datei

1.2.6 Die Verrechnung von Synapsensignalen als pdf-Datei

1.2.7 Synapsengifte - Kein Hefteintrag zum Download - nur AB im Unterricht ausgefüllt!

1.2.8 Wirkung von Drogen am Bsp. der Opiate Kein Hefteintrag, nur verkürzte Variante der Powerpointpräsentation als pdf-Datei

2. Verhalten von Tier und Mensch

2.1 Die Frage nach dem Warum +

2.2 Einteilung von Verhalten als pdf-Datei

2.3 Verhalten mit hohem Anteil an angeborenen Mechanismen +

2.3.1 Der unbedingte Reflex als pdf-Datei

zu 2.3.1: ausgefülltes AB vom monosynaptischen Reflexbogen als pdf-Datei

2.3.2 In fünf Schritten vom Reiz zur Reaktion +

2.3.3 Habituation als pdf-Datei

2.3.4 Erbkoordination

Teil 1: Ablauf und Bedingungen als pdf-Datei

Teil 2: Attrappenversuche als pdf-Datei

Teil 3: Angeboren oder erlernt? als pdf-Datei

2.3.4 Angeborene Verhaltensweisen beim Menschen als pdf-Datei (auch Buch: S. 152 - 153)

2.4 Verhalten mit einem hohen Anteil an erworbenen/erlernten Mechanismen +

2.4.1 Instinkt-Dressur-Verschränkung +

2.4.2 Prägung: Eine einfache Form des Lernen als pdf-Datei

2.4.3 Die klassische Konditionierung als pdf-Datei

2.4.4 Die operante Konditionierung als pdf-Datei

3. Sozialverhalten
3.1 Kommunikation als pdf-Datei
3.2 Kosten und Nutzen des Zusammenlebens als pdf-Datei
3.3 Aggressionsverhalten +
3.4 Aggressionskontrolle +
3.5 Sexualverhalten als pdf-Datei

4. Evolution

4.1 Ein kurzer historische Abriss zur Entwicklung des Evolutionsgedankens
4.2 Artbegriffe und Ordnung als pdf-Datei

Zum Verständnis der unterschiedlichen Ansätze von "Glaube" und "Wissenschaft": Das fliegende Spaghetti-Monster

4.3 Belege, die die Evolutionstheorie stützen

4.3.1 Belege für die Aussage: Zwischen Arten bestehen abgestufte Ähnlichkeiten

4.3.1.1 Homologe Organe

4.3.1.2 Vergleichende Embryologie

4.3.1.3 Rudimente und Atavismen +

4.3.1.4 Der Serumpräzipitin-Test als pdf-Datei

interaktives Video zum Serumpräzipitin-Test: hier klicken

4.4 Darwins Evolutionstheorie +
4.5 Lamarcks Evolutionstheorie als pdf-Datei
4.6 Artbildung durch Isolation als pdf-Datei

4.6.1 Gendrift +

4.6.2 Adaptive Radiation als pdf-Datei

4.6.3 Massenaussterben in der Erdgeschichte +

4.6.4 Koevolution als pdf-Datei

4.7 Chemische Evolution als pdf-Datei
4.8 Früheste biologische Evolution als pdf-Datei
4.9 Evolution des Menschen

4.9.1 Lebende Verwandte des Menschen als pdf-Datei

4.9.2 Fossile Vorfahren des Menschen

4.9.3 Evolutionstheorien zur Menschwerdung als pdf-Datei

Klausurstoff

- vorbei -

Lösungsvorschläge für Aufgaben

Ethologie

Eine typische Aufgabenstellung im Abitur lautet: „[…] Interpretieren Sie dieses Verhalten aus ethologischer Sicht!“ Bearbeiten Sie diesen Aufgabentyp folgendermaßen: 1. Identifizieren Sie die Verhaltensform und nennen Sie den Fachbegriff! 2. Falls möglich, charakterisieren Sie das Verhalten mit typischen Attributen (Eigenschaften), bzw. grenzen Sie sie von anderen Verhaltensweisen ab! 3. Ordnen Sie dem allgemeinen Schema der Lernform konkrete Textstellen aus der Angabe zu! 4. Vermeiden Sie Anthropomorphismen (Vermenschlichungen)!

Beispiel 1 Kuckucke legen Ihre Eier immer in das Nest der gleichen Wirtsvogelart. Untersuchungen zeigen, dass ein Kuckuck, der aus einem Ei geschlüpft ist, welches im Nest eines Rohrsängers lag und in das Nest eines Neuntöters überführt wurde seine Eier in das Nest eines Neuntöters legt. Interpretieren Sie dieses Verhalten aus ethologischer Sicht! Zu 1.: Es handelt sich hier um eine (Objekt-)Prägung. Zu 2.: Bei der Prägung werden in einer sensiblen Phase bestimmte Eigenschaften eines Objekts dauerhaft und irreversibel erlernt. Später wird ein bestimmtes Verhalten auf dieses Objekt gerichtet. Zu 3.: Die sensible Phase, in der Merkmale der Elterntiere (möglich wären hier: Aussehen, Gesang) erlernt werden, muss nach dem Schlüpfen erfolgen. Nach der Geschlechtsreife wird das Verhalten „Eier in Nest von Wirtsvogel legen“ auf diese Tiere gerichtet.

Beispiel 2 Kurz bevor ein Hund sein Fressen bekommt, holt das Frauchen den Dosenöffner aus der untersten Schublade des Küchenschrankes hervor. Nach einigen Tagen beginnt der Hund sofort zu speicheln, wenn das Frauchen die Schublade öffnet und darin herum sucht. Interpretieren Sie dieses Verhalten aus ethologischer Sicht! Zu 1.: Es handelt sich hier um eine klassische Konditionierung. Zu 2.: Bei der klassischen Konditionierung erfolgt die Verknüpfung eines ursprünglich neutralen Reizes mit einem unbedingten Reiz, der zu einer unbedingten Reaktion führt. Nach mehrmaligem, gleichzeitigem Präsentieren wird aus dem neutralen Reiz ein bedingter Reiz, der jetzt ebenfalls die – jetzt bedingte – Reaktion auslöst. Wichtig bei dieser Art der Konditionierung ist das enge zeitliche Verhältnis in dem neutraler und unbedingter Reiz stehen müssen. Zu 3.: unbedingter Reiz = Futter löst unbedingte Reaktion = Speicheln aus; neutraler Reiz = Klappern der untersten Schublade; neutraler Reiz wird zum bedingten Reiz (Schublade), der bedingte Reaktion (Speicheln) auslöst.

Beispiel 3 Bei der Balz beginnt der Auerhahn in der Morgendämmerung auf einem Baumstamm mit breit gefächertem, steil aufgerichtetem Schwanz und hochgerecktem Kopf zu singen.Interpretieren Sie dieses Verhalten aus ethologischer Sicht! Zu 1.: Es handelt sich hierbei um ritualisiertes Verhalten. Zu 2.: Ritualisiert nennt man Verhaltensweisen, die aus einem anderen Bedeutungs- bzw. Funktionskreis stammen, jetzt allerdings nur noch Signalcharakter besitzen und der innerartlichen Kommunikation dienen. Häufig werden Verhaltenselemente stark vereinfacht, übertrieben, weggelassen oder rhythmisch wiederholt. Zu 3.: Vermutlich ist die Verhaltensweise „Schwanz fächern“ und „Kopf aufrichten“ ursprünglich dem Funktionskreis Aggressionsverhalten (Vergrößerung der Körperumrisse) zu zuordnen. Bei der Balz dient sie dem Anlocken von Weibchen.

Evolution

Eine typische Aufgabenstellung im Abitur lautet: „[…] Erläutern Sie dieses Phänomen aus Sicht der erweiterten Evolutionstheorie!“ Bearbeiten Sie diesen Aufgabentyp folgendermaßen: 1. Identifizieren Sie den Effekt und nennen Sie den Fachbegriff! 2. Beschreiben Sie den typischen Ablauf dieses Effekts! 3. Ordnen Sie dem typischen Ablauf die entsprechenden Textstellen zu, bzw. gehen Sie auf Abweichungen im Vergleich zum Norfall ein

Beispiel 1 Auf einer Inselgruppe vor Kalifornien existiert eine grüne Seitenfleckenleguan-Population. Am Festland sind die Seitenfleckenleguane eher braun. Erläutern Sie dieses Phänomen aus Sicht der erweiterten Evolutionstheorie! Zu 1.: Das Phänomen ist durch Gendrift zu erklären. Zu 2.: Bei der Gendrift kommt es zu einer zufälligen Änderungen der Allelfrequenz. Auch wenn ein Allel in einer Population nur selten vertreten ist, bleibt es doch auch über Generationen (in der gleichen Häufigkeit) erhalten. Wird aufgrund einer Katastrophe allerdings der Großteil einer Population ausgelöscht (Spezialfall: kleine Gründerpopulation wird von Ausgangspopulation getrennt), so kann zufällig eine Gruppe von Individuen übrig bleiben, in der dieses Allel sehr viel häufiger auftritt. Bei der Vermehrung der "Rest"-Population bleibt das Allelverhältnis dann wieder konstant. Zu 3.: Vermutlich ist ein kleine Gruppe von Seitenfleckenleguanen auf die Inseln gespült worden. Zufällig war in dieser Gruppe das Allel, welches für eine grüne Hautfarbe verantwortlich sehr viel häufiger vorhanden als in der Ausgangspopulation. Bei der Vermehrung ist das Allel-Verhältnis gleich geblieben (offensichtlich ist die andere Hautfarbe auf der Insel kein Nachteil) und daher sind die Leguane dort sehr viel häufiger grün.

Beispiel 2 Auf den Galapogosinseln existieren viele verschiedene, klar unterscheidbare Finkenarten, die, wie genetische Untersuchungen zeigen, noch recht jung sind. Auf dem weit entfernten Festland dagegen ist die Artenvielfalt innerhalb der Finken viel geringer. Erläutern Sie dieses Phänomen aus Sicht der erweiterten Evolutionstheorie! Zu 1.: Es handelt sich hier um adaptive Radiation. Zu 2.: s. ausgeteiltes Lösungsschema Zu 3.: Eine kleine Gruppe von unspezialisierten Finken wurde vermutlich durch einen Sturm auf die Galapogos-Inseln geweht...

Lernstoff für das Abiur (mündlich)

Semester 11/1 Thema Kapitel Hefteintrag Seiten im Buch Populationswachstum und Biodiversität 4. Populationswachstum und Biodiversität bis 4.3 Anthropogene Einflüsse 74 - 80 (12)* 82 - 85 (12)* 88 - 92 (12)* Organisation und Funktion der Zelle 1. Strukturelle Grundlagen des Lebens bis 1.2.3 Biomembranen 16 – 24 Zyto-, klassische und Humangenetik 3. Genetik bis 3.3.4.5 Genommutationen 60 – 61 82 84 – 85 88 – 105 108 – 110 (12)*: Aufgrund einer Lehrplanumstellung befindet sich dieses Kapitel im Buch der 12. Klasse!

Semester 11/2 Thema Kapitel Hefteintrag Seiten im Buch Molekulargenetik und Gentechnik 3.4 Molekulargenetik bis 3.5.1 Gentechnische Werkzeuge und Verfahren, Teil 3 60 – 61 63 – 79 110 112 – 123 Stoffaufbau durch Fotosynthese 1.3 Enzyme + 2. Stoffwechselvorgänge bis 2.2.4 Die lichtunabhängige Reaktion 32 – 33 34 36 – 43 47 Stoffabbau 2.1 bekannte Begriffe + 2.3 Der Abbau von Glukose zur Energiegewinnung bis 2.3.6 Wozu Gärung 32 – 33 48 – 53

Semester 12/1 Thema Kapitel Hefteintrag Seiten im Buch Anatomische und physiologische Grundlagen des Verhaltens 1. Anatomische und physiologische Grundlagen des Verhaltens bis 1.2.8 Wirkung von Drogen am Bsp. der Opiate 132 - 139 (11)* 142 - 147 (11)* Einfache Verhaltensweisen von Tier und Mensch im Spannungsfeld zwischen Einflüssen aus Genetik und Umwelt 2. Verhalten von Tier und Mensch bis 2.4.4 Die operante Konditionierung 98 - 107 108 - 112 Sozialverhalten 3. Sozialverhalten bis 3.5 Sexualverhalten 116 - 149 (11)*: Aufgrund einer Lehrplanumstellung befindet sich dieses Kapitel im Buch der 11. Klasse!

Semester 12/2 Thema Kapitel Hefteintrag Seiten im Buch Evolutionsforschung: Definitionen, Belege für die Wandhlung/Entwicklung von Arten 4. Evolution bis 4.3.1.4 Der Serumpräzipitin-Test 14 16 - 25 Evolutionsmechanismen 4.4 Darwins Evolutionstheorie bis 4.6.4 Koevolution 16 - 17 28 - 43 48 - 49 52 - 53 Vom Molekül zum Mensch 4.7 Chemische Evolution bis 4.9.3 Evolutionstheorien zur Menschwerdung 44 - 47 56 - 67

Hinweise zum Kolloquium

Beispiel-Kolloquium (Schwerpunkt "Einfache Verhaltensweisen von Tier und Mensch...", Semester 12/1):

ausgehändigtes Material für die Vorbereitungszeit

Der folgende gekürzte Bericht wurde von einer Journalistin in einer wöchentlich erscheinenden Frauen-Zeitschrift veröffentlicht:

Ich nehme meinen Hund immer mit ins Büro. Er hat dort ein Körbchen, in dem er auch während der ganzen Zeit liegen bleibt. Gelegentlich lasse ich ihn auf einen Befehl hin zu mir kommen und belohne ihn mit einem Leckerli aus einer Dose, die in der untersten Schublade meines Schreibtischs steht. Normalerweise schläft er und lässt sich durch nichts und niemand stören. Weder wenn Leute ins Büro herein marschiert kommen, noch wenn ich genervt und laut fluchend nach irgendwelchen Notizen suche.
Interessanter Weise spitzt er jedoch sofort die Ohren und setzt sich aufrecht hin, sobald ich die Schublade mit den Leckerli öffne.

Erarbeiten Sie ein 10minütiges Referat, indem Sie das im fett gedruckten Teil des Berichts beschriebene Verhalten des Hundes interpretieren und unter ethologischen Gesichtspunkten mit anderen Verhaltensweisen vergleichen.

Man erkennt hier glaube ich ganz gut, wie offen ein Referatsthema im Prinzip formuliert ist. Man KANN nahezu alles einbauen, was in dem Semester unterrichtet wurde.
Um eine SEHR GUTE Bewertung zu erhalten, reicht es jedoch nicht, bloß Faktenwissen aneinanderzureihen. Ebenso wichtig ist die Fähigkeit die Inhalte logisch zu gliedern, einen roten Faden durch das Referat zu spinnen und nachvollziehbar Schwerpunkte zu setzen.

Negativbeispiel: Wer hier sein Referat beginnen würde mit:
„Also, folgende Verhaltensweisen haben wir besprochen: unbedingter Reflex, Erkoordination, klassische Konditionierung, operante Konditionierung. Ich fange mal mit dem unbedingten Reflex an. Es gibt eine Muskelspindel, die registriert die Dehnung des Muskels bei einem Schlag auf die Sehne unterhalb des Knies.
[...]
Und hier bei dem Hund liegt eine klassische Konditionierung vor. Das Öffnen der Schublade ist zunächst ein neutraler Reiz, [...]“

würde keine SEHR GUTE Bewertung erhalten (in dem Bereich „Aufbau, Gliederung“ wahrscheinlich nicht mal mehr AUSREICHEND)

Eine bessere Möglichkeit das Referat aufzubauen, wäre z.B.:

• Zunächst die klassische Konditionierung an diesem Beispiel erläutern. Dazu am besten die allgemeine Form einer klassischen Konditionierung aufzeigen, dann unter Textbezug den vorliegenden Fall auf die allgemeine Form transferieren. Evtl. mit einem weiteren Beispiel unterfüttern (z.B. Pawlows Glöckchen-Speichel-Versuch).

Um diese Verhaltensweise zu VERGLEICHEN, gibt es mehrere Möglichkeiten. VERGLEICHEN heißt Gemeinsamkeiten und Unterschiede herausstellen. Man könnte nach der Interpretation z.B. folgendermaßen überleiten:

• Bei der klassischen Konditionierung spielt Erfahrung eine wichtige Rolle, es wird eine neue Reizsituation erlernt, die mit einer bestehenden Reiz-Reaktions-Kette verknüpft wird. Eine Verhaltensweise, bei der Erfahrung kaum eine Rolle spielt, wäre der unbedingte Reflex: [...]

Falls noch Zeit ist, könnte man über folgende Brücke die Erbkoordination noch ansprechen:

• Der unbedingte Reflex ist angeboren und läuft nach einem starren Muster ab. Etwas flexibler sind Erbkoordinationen bzw. Instinktverhalten: [...]

oder man leitet über zu Möglichkeiten, Verhaltensweisen daraufhin zu testen, ob sie angeboren oder erlernt sind:

• Der unbedingte Reflex läuft nach einem starren Muster ab und ist angeboren. Beweise dafür liefern Kaspar-Hauser-Versuche oder Kaspar-Hauser-Bedingungen: [...]

Ganz toll wäre es natürlich, wenn man zum Schluss des Referats noch mal auf den Anfangspunkt zurück kommt (geht aber nicht immer). Hier z.B.:

• Bei einem Hund kann man natürlich keine Kaspar-Hauser-Versuche durchführen. Der Hund stammt von sozial stark strukturiert lebenden Vorfahren ab (Anknüpfungspunkt an anderes Kapitel: „Sozialverhalten“ – das macht sich immer hervorragend!). Isoliert man solche Tiere von Artgenossen treten in der Regel Verhaltensstörungen auf [...]