Q12 2b3 2020 21

Termine

Termine

• Klausur: Dienstag, 01.12., Lernstoff: s. unten
• kleiner angesagter Leistungsnachweis: Dienstag, 27.10. (Lernstoff: s. unten) - erledigt.

Distanz-Unterricht (Mittwoch, 16.12.)

Versuch 1

Einleitung:
Im Unterricht wurde in der letzten Stunde auch über die unterschiedlichen Geschwindigkeiten gesprochen, mit denen sich elektrische Erregung entlang von Neuronen fortpflanzt. Hier ein Versuch zum Abschätzen dieser Geschwindigkeit.

Material:
Eine weitere Person, ein Lineal von mind. 30cm Länge, flexibles Maßband

Versuchsdurchführung:
Eine Person wird zur Testperson, eine weitere zur/m Versuchsleiter/in. Die/Der Versuchsleiter/in hält das Lineal mit Daumen und Zeigefinger fest, ungefähr in einem Meter über dem Boden, so dass es senkrecht nach unten hängt. Das Ende an dem 0cm steht, soll unten hängen.
Die Testperson positioniert ihren Daumen und Zeigefinger leicht gespreizt genau an diesem 0cm-Punkt, ohne jedoch das Lineal zu berühren. Dann lässt die/der Versuchsleiter/in das Lineal plötzlich los. Die Testperson muss versuchen, durch Schließen von Daumen und Zeigefinger das Lineal zu fangen.
Hier ein Video, welches den Vorgang dokumentiert (die/der Versuchsleiter/in ist in dem Video nicht zu sehen):

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Auswertung und Ergebnis:
Anhand der Strecke, die das Lineal gefallen ist, bevor es gefangen wurde, kann man die „Reaktionszeit“ in Sekunden abschätzen:

Führt diesen Versuch 10x aus und errechnet den Mittelwert. Messt nun die Strecke vom Auge ins Rückenmark, durch den Arm in die Finger. Diese Strecke entspricht ungefähr dem Weg, den die elektrische Erregung zurücklegen muss. Berechnet daraus die Geschwindigkeit der Erregungsweiterleitung!

Arbeitsauftrag: Folgende Punkte sind per Schulmanager zu übermitteln:

• Der Mittelwert der Messwerte
• Der Rechenweg zur Berechnung der Geschwindigkeit
• Eine Fehlerabschätzung (ca. 1/4 Seite Text): Was verfälscht den Geschwindigkeitswert?

Versuch 2

Einleitung 2:
Eine wichtige Aufgabe, die Neuronen leisten, ist die Weiterleitung von Schmerzsignalen.

Material 2: Reißnagel, Küchenwaage
Durchführung: Legt einen Reisnagel so auf eine Küchenwaage, dass die Spitze nach oben zeigt. Nehmt dann euren Kleinen Finger und drückt mit zunehmender Kraft auf den Reisnagel. Notiert das Gewicht, welches von der Waage angezeigt wird an dem Punkt, an dem ihr den Schmerz gerade noch aushalten könnt. Bitte übertreibt nicht. Wenn Blut fließt, habt ihr etwas falsch gemacht!
Wiederholt den Versuch mit eurer Ferse!

Arbeitsauftrag: Folgende Punkte sind per Schulmanager zu übermitteln:

• Der Wert vom kleinen Finger
• Der Wert von der Ferse
• Eine Begründung, die nachvollziehbar aufzeigt, warum sich die Werte (deutlich) unterscheiden (1/2 Seite Text)

Hefteinträge

Hefteinträge

Zu den Hefteinträgen der Q11: Hier klicken

Für das Kapitel "Populationswachstum und Biodiversität" sind einige Grundlagen aus dem Themengebiet "Ökologie" der 10. Jahrgangsstufe wichtig. Hier die entsprechenden Hefteinträge:

• Teil 1: Grundbegriffe als pdf-Datei
• Teil 2: Einflussfaktoren auf Lebewesen +
• Teil 3: Vitalitätskurven als pdf-Datei
• Teil 4: Nischenbildung als pdf-Datei

Zur Überprüfung, ob die fachlichen Inhalte auch angewendet werden können, eignen sich die Arbeitsaufträge Nr. 5 und 6 (bzw. auch noch 7 - 9) auf der folgenden Seite:

• Hier klicken
• Zur Bearbeitung sind einige Abschnitte aus dem Buch der 10. Jahrgangsstufe nötig. Diese wurden im Unterricht verteilt.

4. Ökologie

• 4.1 Populationswachstum als pdf-Datei
• Comic (Externer link): Rentiere auf St.-Matthew
• 4.2 Volterra-Regeln als pdf-Datei
• 4.3 Anthropogene Einflüsse als pdf-Datei

Inhalte der Q12
1. Evolution

• 1.1 Ein kurzer historischer Abriss zur Entwicklung des Evolutionsgedankens +
• 1.2 Artbegriffe und Ordnung als pdf-Datei
• 1.3 Belege, die die Evolutionstheorie stützen
  • 1.3.1 Belege für die Aussage: Zwischen Arten bestehen abgestufte Ähnlichkeiten
  • 1.3.1.1 Homologe Organe +
  • 1.3.1.2 Vergleichende Embryologie +
  • 1.3.1.3 Rudimente und Atavismen als pdf-Datei
  • 1.3.1.4 Der Serumpräzipitin-Test als als pdf-Datei
• 1.4 Darwins Evolutionstheorie als pdf-Datei
• 1.5 Lamarcks Evolutionstheorie als pdf-Datei
• 1.6 Artbildung durch Isolation als pdf-Datei
  • 1.6.1 Gendrift als pdf-Datei
  • 1.6.2 Adaptive Radiation als pdf-Datei
  • 1.6.3 Massenaussterben +
  • 1.6.4 Koevolution als pdf-Datei
  • Netzfundstück 1: yt-Video zum Parasiten Leucochloridum paradoxum (2min41s)
  • Netzfundstück 2: yt-Video zum Parasiten Toxoplasma gondii (5min10s)
• 1.7 chemische Evolution als pdf-Datei
• 1.8 früheste biologische Evolution als pdf-Datei
• 1.9 Evolution des Menschen
  • 1.9.1 Lebende Verwandte des Menschen als pdf-Datei
  • 1.9.2 Fossile Vorfahren des Menschen +
  • 1.9.3 Evolutionstheorien zur Menschwerdung pdf-Datei

Neu, 15.12.2020: Geheft S. 5-6 (nur bis "Ionenpumpen") und Skript: Ab sofort wird als "Buch" das Geheft von Nautilus "Neuronale Informationsverarbeitung" benötigt. 2. Anatomische und physiologische Grundlagen des Verhaltens

• 2.1 Vom Neuron zum Nervensystem
  • 2.1.1 Der Bau eines idealisierten Neurons +
  • 2.1.2 Das Reiz-Reaktions-Schema +
  • 2.1.3 Evolutive Trends als pdf-Datei

Lernstoff für angekündigte Leistungsnachweise

Schulaufgabe am 01.12.2020

Evolution
Kapitel 1 bis einschließlich 1.9.1 im Skript

Seiten im Buch:

• S. 14 Vielfalt des Lebens
• S. 16 - 17 Die Evolution der Evolutionstheorie
• S. 18 - 19 Ordnung in der Vielfalt
• S. 20 -21 Ähnlichkeit und Verwandtschaft
• S. 22 Embryonale Homologie
• S. 24 - 25 Biochemische Homologie
• S. 28 - 29 Variabilität
• S. 30 - 31 Selektion
• S. 32 - 33 Selektionsfaktoren
• S. 34 Selektionswirkung
• S. 36 Der Zufall verändert Populationen
• S. 38 - 39 Rassen und Artbildung
• S. 40 - 41 Isolationsmechanismen
• S. 42 - 43 Adaptive Radiation
• S. 44 Chemische Evolution
• S. 46 Endosymbionten-Theorie
• S. 47 Mehrzeller
• S. 52 - 53 Koevolution
• S. 56 - 57 Evolution und Mensch
• S. 58 - 59 Unterschiede zwischen Mensch und Affe

kleiner Leistungsnachweis am 27.10.2020 (erledigt)

Isolationsmechanismen und Adaptive Radiation
Kapitel 1.6 und 1.6.2 im Skript

Seiten im Buch:

• S. S. 39, 40 (nur "präzygotische Isolationsmechanismen")
• S. 42-43

Eigenverantwortliches Arbeiten

EvA am 10.11.2020

Am Montag, 09.11. wurde eine Nachricht über den Schulmanager verschickt, um euch für Di, 10.11. mit einem Arbeitsauftrag zu versorgen, da ich aufgrund einer Fortbildung keinen Präsenzunterricht bei euch durchführen kann. Hier findet ihr die Lösungen zu den Aufgaben.

Skizzieren Sie den Versuch von Miller und Urey und seine Bedeutung für die Entstehung des Lebens auf der Erde!

Wenn man einen Versuch skizzieren soll, dann ist damit gemeint, alle Teile dieses wissenschaftlichen Experiments kurz darzustellen. Ähnlich wie in einer naturwissenschaftlichen Seminararbeit gehören dazu auf jeden Fall die Teile: Versuchsaufbau bzw. Material und Methoden (hier sollte beschrieben werden, WAS gemacht wurde oder WIE der Versuch aufgebaut war) und Ergebnisse (hier sollten die Ergebnisse beschrieben werden, allerdings ohne bereits eine Interpretation oder Wertung vorzunehmen).
Ich empfehle dringend, die Interpretation der Ergebnisse bzw. die Schlussfolgerungen, die man aus dem Versuch ziehen kann, von der eher nüchternen und objektiven Beschreibung des Versuchsaufbaus und den beobachtbaren Ergebnissen zu trennen! Überprüft jetzt, ob eure Aufzeichnungen mit diesen Empfehlungen übereinstimmen. Klickt dann erneut auf den folgenden „Lösung“-Button.

Versuchsaufbau / Material und Methoden:
Bei dem Versuch wurden die Bedingungen der Ur-Erde simuliert (1 BE): In einem abgeschlossenen System (1 BE) wurden anorganische Stoffe (1 BE) wie Methan, Ammoniak, Kohlenstoffdioxid, Wasser und Wasserstoff (insg. 1 BE) an verschiedenen Stellen erhitzt und abgekühlt (1 BE), zusätzlich wurden mit Elektroden elektrische Entladungen (1 BE) erzeugt, die atmosphärische Blitze simulieren sollten. In regelmäßigen Abständen wurden Proben aus dem Gemisch entnommen und analysiert (1 BE).
Skizze (1 BE):


Hinweis: Bei der vorliegenden Aufgabenstellung liegt kein Schwerpunkt auf dem Anfertigen einer Zeichnung. Sollte in der Aufgabenstellung allerdings z.B. folgende Formulierung enthalten sein: „Fertigen Sie eine beschriftete Zeichnung vom Versuchsaufbau an!“, dann kann die Zeichnung durchaus auch mit 5-6 BE bewertet werden.
Ergebnisse:
Nach wenigen Tagen fanden sich in dem Gemisch organische Moleküle (1 BE) wie z.B. Aminosäuren, DNA-Bausteine und Kohlenhydrate (insg. 1 BE).
Interpretation / Schlussfolgerung:
Allein die Bedingungen auf der Ur-Erde haben ausgereicht, um aus rein anorganischen Substanzen organische Bausteine entstehen zu lassen, die in nahezu allen heute bekannten Lebewesen vorkommen (2 BE).

Beschreiben Sie eine gängige Theorie zur Entstehung von Chloroplasten und Mitochondrien. Gehen Sie dabei auch auf die molekularen Aspekte ein, die diese Theorie stützen.

Die Endosymbionten-Theorie (1 BE) beschreibt die Entstehung von Chloroplasten (bzw. Plastiden, einem Überbegriff, zu dem auch die Chloroplasten gezählt werden) und Mitochondrien nach folgendem Muster:
Größere Zellen, die nur anaerob Energie gewinnen konnten (1 BE), nahmen durch Endozytose (1 BE) aerobe Bakterien (1 BE) auf, die jedoch nicht verdaut wurden (1 BE), sondern fortan symbiotisch im Inneren der größeren Zelle weiterlebten (1 BE). Im Laufe der Zeit entwickelten sich daraus die Mitochondrien. Der Vorteil für die größere Zelle bestand nun darin, mit Hilfe von Sauerstoff deutlich effektiver Energie gewinnen zu können (1 BE). Hinweis: s. Kap. 2.3.5 und 2.3.6 der Q11

Im Buch wird nun geschrieben, dass die aufgenommenen aeroben Bakterien auch einen Vorteil hätten, weil sie in einer konkurrenzarmen, ressourcenreichen Umwelt (der Zelle, die sie auffressen wollte) leben. – Ob das für die aeroben Bakterien tatsächlich „so toll“ ist, kann man meiner Meinung nach schlecht beurteilen. Fakt ist: Dieses System (große, anaerobe Zelle nimmt aerobes Bakterium auf, verdaut es aber nicht, sondern tauscht mit ihm Stoffwechselprodukte aus) scheint im Vergleich zu anderen Lebewesen einen großen „Fortpflanzungserfolg“ gehabt zu haben.

Chloroplasten entstanden auf ähnlichem Weg durch die Aufnahme von fotoautotrophen Bakterien (1 BE).

Belege für diese Theorie:

• Chloroplasten (Plastiden) und Mitochondrien besitzen eine doppelte Membran, von denen die äußere eher eine eukaryotische Zusammensetzung aufweist, die innere eher eine prokaryotische. Dies würde mit dem Vorgang der Endocytose gut zusammenpassen: Dabei wird ein Nahrungspartikel (hier: aerobes oder fotoautotrophes Bakterium) von der größeren Zelle umflossen und dabei in deren Zellmembran "verpackt".
• Chloroplasten und Mitochondrien können sich unabhängig von ihrer "Wirtszelle" teilen.
• C. und M. besitzen eigenes Erbgut, in Form von ringförmiger DNA.
• C. und M. besitzen auch eigene Ribosomen, die eher denen von Prokaryoten ähneln und daher auch von Antibiotika gehemmt werden, die normalerweise zur Bekämpfung von Bakterien eingesetzt werden.