Erkläre, weshalb die Allen´sche Regel hier anscheinend nicht gilt.
Nachhilfe für die Besten | Skript: Ökologie und Nachhaltigkeit |Biologie Abitur Hamburg, Stand 2019 24 Übung 9: Erläutere anhand der folgenden Tabelle die Bergmannsche und Allen´sche Regel und setze die gegebenen Daten sinnvoll in Relation (z.B. Verhältnis Oberfläche / Volumen).5
Braunbär Eisbär
Verbreitungsgebiet Eurasien (nördlicher bis
gemäßigter Bereich) Treibeis der Arktis
Gesamtlänge 170 – 300 cm 250 – 300 cm
Gewicht 70 – 300 kg > 400 kg
Ohren größer klein
Schnauze / Kopf Längere Schnauze im Verhältnis
zu einem runderen Schädel Kürzere Schnauze im Verhältnis zu einem längeren Schädel
5Abiturprüfung 2003 Hamburg, Aufgabenbeispiele grundlegendes Niveau
Nachhilfe für die Besten | Skript: Ökologie und Nachhaltigkeit |Biologie Abitur Hamburg, Stand 2019 25 9. Anpassung von Pflanzen an die Verfügbarkeit von Wasser
Jedes Lebewesen benötigt für seine Stoffwechselvorgänge Wasser.
Pflanzen benötigen Wasser u.a. für die Fotosynthese.
Da Pflanzen sesshaft sind (Ausnahme schwebende Pflanzen im Wasser), haben sie vielfältige Methoden entwickelt um mit Wassermangel oder einem Zuviel an Wasser umgehen zu können. Bei Staunässe können die Wurzeln absterben, da auch sie O2 für die Zellatmung benötigen.
Die meisten Anpassungen sind morphologischer Natur, d.h. es gibt speziell angepasste Zellen oder Organe.
Des weiteren kann die Pflanze auch ihren Stoffwechsel anpassen.
Aufnahme von Wasser durch die Wurzel
Wasser wird im Normalfall über Wurzeln / Wurzelhaare oder Rhizodien (bei Moosen) durch Osmose passiv aufgenommen. Einige Arten leben epiphytisch auf Bäumen und bilden Luftwurzeln aus. Diese finden sich v.a. in Nebelwäldern (z.B. Orchideen).
Ausnahme:
Einzelne Arten nehmen Wasser mit der gesamten Oberfläche auf (z.B. Algen und komplett im Wasser lebende Pflanzen).
Aufnahme von Wasser durch oberirdische Pflanzenorgane
Wenn Pflanzen keine sehr tiefen Wurzeln ausbilden können oder in einem eher trockenen Klima leben, dann haben sie folgende Anpassungen entwickelt um mehr Wasser bei einem Regenguss aufnehmen zu können:
- Toorfmoose und Polstermoose:
Aufnahme durch Blätter, die wie ein Schwamm aufgebaut sind. Tote Hyalinzellen dienen als
Wasserreservoir, Wasser kann durch Wandporen eindringen.
- Saugschuppen:
Einige Arten haben Saugschuppen ausgebildet, die Wasser kapillar aufnehmen können.
Nachhilfe für die Besten | Skript: Ökologie und Nachhaltigkeit |Biologie Abitur Hamburg, Stand 2019 26 Schutz vor Austrocknung
Pflanzen haben vielfältige Anpassungen entwickelt, um sich vor Austrocknung durch Verdunstung zu schützen. Je größer die Oberfläche, desto mehr Wasser kann verdunsten.
Viele Pflanzen benötigen jedoch eine sehr große Oberfläche um Fotosynthese betreiben zu können (begrenzender abiotischer Faktor: Licht, z.B. im tropischen Regenwald).
Einige Beispiele zum Verdunstungsschutz:
- Tote weiße Härchen / Wollhaare als Sonnenschutz -> Reflexion wird erhöht, weniger Energie wird aufgenommen
- dicke Cuticula / Wachsschicht: Wasser kann nicht aus den Epidermiszellen verdunsten/ transpirieren
- Rollblätter: bei Wasserverlust rollen sich die Blätter ein und verkleinern dadurch ihre Oberfläche -> durch Gelenkzellen, die mit Wasserdruck arbeiten
- Die Spaltöffnungen / Stomata werden eingesenkt, dadurch sind sie windgeschützt und die Transpirationrate wird verringert.
- Größe und Form der Blätter wird an den Standort angepasst, so dass so wenig Verdunstungsfläche durch Wind wie möglich entsteht.
Abbildung 7: dicke Cuticula, Bildquelle: Eschrich "funktionelle Pflanzenanatomie"
Abbildung 6: Wollhaare, Bildquelle: Eschrich "funktionelle Pflanzenanatomie"
Abbildung 8: eingesenkte Stomata, Bildquelle Spektrum der Wissenschaft
Nachhilfe für die Besten | Skript: Ökologie und Nachhaltigkeit |Biologie Abitur Hamburg, Stand 2019 27 Einige Beispiele zur Wasserspeicherung:
Pflanzen, die in Regionen mit Trocken- und Regenzeiten leben haben vielfältige Möglichkeiten entwickelt, wie sie Wasser speichern können.
- Bei unseren heimischen mehrjährigen Pflanzen wird über den Winter Wasser in den Wurzeln eingespeichert. Im Frühjahr wird bei holzigen Pflanzen Zucker aktiv in die
Leitbündel gegeben, so dass der osmotische Druck steigt und das Wasser aus den Wurzeln nach oben in die jungen Triebe transportiert wird.
- Wasserspeicherzellen
Die Vakuolen sind in Zellen des Blattes oder Sprosses sehr groß und dienen als Wasserreservoir.
Extremformen sind Sukkulenten:
Stammsukkulenten -> Spross dient als Wasserreservoir, Blätter oft zu Dornen umgewandelt.
Blattsukkulenten Wurzelsukkulenten
Schutz vor Staunässe
Viele Arten haben sich auf sumpfartige Habitate spezialisiert. Dort sind die Wurzeln oft in anaeroben Schlamm verankert. Um dennoch atmen zu können, bilden sie spezielle Röhrensysteme in Spross und Wurzeln aus, um Luft nach unten zu pumpen. Also wie ein Schnorchel 😉😉
Das kann man z.B. sehr schön bei Lotuswurzeln sehen.
Nachhilfe für die Besten | Skript: Ökologie und Nachhaltigkeit |Biologie Abitur Hamburg, Stand 2019 28 10. RGT- Regel
Die Reaktionsgeschwindigkeit-Temperatur-Regel besagt, dass chemische Reaktionen bei einer um
10 K erhöhten Temperatur doppelt bis dreimal so schnell ablaufen.
Achtung! Bei größeren Temperaturdifferenzen wird die RGT-Regel zunehmend ungenau und gilt deswegen im Allgemeinen nicht mehr. Man betrachtet meist einen Bereich von 20 K (s.
Kasten im Schaubild).
Typische Aufgaben sind Anpassungen von Tieren an die Umgebungstemperatur, Fluchtreaktionen etc.
In der Neurobiologie und Genetik kommt die Regel auch oft zur Anwendung. Die gesamte Physiologie von gleichwarmen Tieren ist an ein sehr enges körpereigenes
Temperaturspektrum angepasst.
Abbildung 9:
http://www.spektrum.de/lexikon/bi ologie/rgt-regel/56568
Nachhilfe für die Besten | Skript: Ökologie und Nachhaltigkeit |Biologie Abitur Hamburg, Stand 2019 29
Übung 10 zur RGT-Regel6
Ein Goldfisch wird in ein Aquarium mit 20 °C warmem Wasser gesetzt. Man beobachtet seine Kiemenbewegungen. In regelmäßigen Abständen öffnen sich seine Kiemendeckel. Wenn man die Wassertemperatur langsam absenkt, kann man beobachten, dass die
Kiemendeckelbewegungen des Goldfisches langsamer werden. Die Atemfrequenz geht zurück. Umgekehrt steigt die Atemfrequenz, wenn man die Temperatur im Aquarium vorsichtig erhöht. Die Kiemendeckelbewegungen wurden bei den angegebenen Temperaturen jeweils viermal in einer Zeit von 30 Sekunden bestimmt.
1. Erfasse die Mittelwerte.
2. Erstelle eine Grafik, anhand derer du die Mittelwerte erkenntlich machen kannst.
3. Betrachte die ermittelten Werte anhand der RGT-Regel und begründe eventuelle Abweichungen.
10 °C 15 °C 20 °C 25 °C
Messung 1 9 10 18 31
Messung 2 6 12 20 34
Messung 3 7 11 22 33
Messung 4 6 11 24 34
Mittelwert pro 30 sec
2. Grafik
6
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Nachhilfe für die Besten | Skript: Ökologie und Nachhaltigkeit |Biologie Abitur Hamburg, Stand 2019 30 3. Analyse