Biologie der Zelle: Probeklausur – Biologie Klasse 11

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Bearbeitungszeit90 Minuten

Teil A

Von der Pflanze zur Zelle

14 Punkte

Organellen, Vergrößerung und Gewebe. Empfohlene Zeit: etwa 25 Minuten.

Organellen erkennen

AFB I 5 Punkte

Ordne jeder Beschreibung das Organell zu. 5 P

Doppelmembran, innen gestapelte Thylakoide

enthält die DNA, Hülle mit Poren

Stapel flacher Säckchen, schnürt Vesikel ab

Doppelmembran mit Cristae, bildet ATP

großer Raum mit Zellsaft, erzeugt den Turgor

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Erwartungshorizont: Chloroplast; Zellkern; Golgi-Apparat; Mitochondrium; Vakuole (je 1 P).

Größen im Mikroskop

AFB II 4 Punkte

Eine Wasserpestzelle wird mit Objektiv 40× und Okular 10× fotografiert. Im Foto ist sie 30 mm lang.

a) Gib die Gesamtvergrößerung an. 1 P

V =

b) Berechne die tatsächliche Länge der Zelle in µm. 2 P

G = µm

c) Begründe , ob der Golgi-Apparat dieser Zelle im Foto zu erkennen ist. 1 P

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Erwartungshorizont: a) 40 · 10 = 400 (1 P). b) G = 30 mm : 400 = 0,075 mm = 75 µm (2 P). c) Nein — die Membranstapel liegen unter der Auflösungsgrenze des Lichtmikroskops (1 P).

Gewebe im Laubblatt

AFB I 5 Punkte

Ordne jeder Funktion das Gewebe zu. 5 P

Hauptort der Fotosynthese

Gasaustausch über große Zwischenräume

Wassertransport

Regulation der Spaltöffnung

Abschluss nach außen, ohne Chloroplasten

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Erwartungshorizont: Palisadengewebe; Schwammgewebe; Xylem; Schließzellen; Epidermis (je 1 P).

Teil B

Biomembranen

20 Punkte

Membranbau, Osmose, Plasmolyse und Transport. Empfohlene Zeit: etwa 35 Minuten.

Bau der Biomembran

AFB I 4 Punkte

Gib an, welche Aussagen zum Fluid-Mosaik-Modell zutreffen. (4 sind richtig) 4 P

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Erwartungshorizont: Doppelschicht; integrale Proteine; Glykokalyx außen; seitliche Beweglichkeit (je 1 P; falsche Kreuze heben Treffer auf).

Osmose im U-Rohr

AFB II 5 Punkte

Ein U-Rohr ist in der Mitte durch eine selektiv permeable Membran geteilt. Links: 0,1 mol/L Saccharoselösung, rechts: 0,5 mol/L.

a) Erkläre , was mit den Flüssigkeitsspiegeln geschieht. 2 P

b) Gib an, wie die rechte Lösung gegenüber der linken bezeichnet wird. 1 P

c) Welche Veränderungen verhindern einen Anstieg? (2 sind richtig) 2 P

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Erwartungshorizont: a) Wasser diffundiert netto zur höheren Zuckerkonzentration, rechts steigt der Spiegel (2 P). b) hypertonisch (1 P). c) gleiche Konzentration; zuckerdurchlässige Membran (je 1 P).

Grenzplasmolyse

AFB II 6 Punkte

Rote Zwiebelhaut wird 20 Minuten in Saccharoselösungen gelegt. Bei 0,3 mol/L sind 10 von 50 Zellen plasmolysiert, bei 0,4 mol/L 40 von 50.

a) Berechne den Anteil plasmolysierter Zellen bei 0,4 mol/L in Prozent. 2 P

Anteil = %

b) Ermittle die Grenzplasmolyse (linear zwischen beiden Werten). 2 P

Grenzplasmolyse = mol/L

c) Deute die Plasmolyse auf Teilchenebene. 2 P

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Erwartungshorizont: a) 40 : 50 = 80 % (2 P). b) 20 % bei 0,3 und 80 % bei 0,4 mol/L; 50 % liegen in der Mitte: 0,35 mol/L (2 P). c) Wasser diffundiert netto aus der Vakuole in die hypertonische Außenlösung; Zuckermoleküle passieren Zellmembran und Tonoplast nicht (2 P).

Ein Gift für die Pumpe

AFB III 5 Punkte

Ouabain, ein Pfeilgift, blockiert die Natrium-Kalium-Pumpe. Behandelte Zellen schwellen nach einiger Zeit an.

a) Erkläre die unmittelbare Wirkung von Ouabain auf die Ionenverteilung. 2 P

b) Begründe das Anschwellen der Zellen. (3 sind richtig) 3 P

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Erwartungshorizont: a) Die Pumpe arbeitet nicht mehr, Na⁺ strömt passiv nach, innen steigt die Na⁺-Konzentration (2 P). b) Mehr gelöste Teilchen innen → Zellinneres hypertonisch → Wasser strömt osmotisch ein (je 1 P). Tierzellen haben keine Zellwand, sie schwellen an.

Teil C

Enzyme

16 Punkte

Wirkungsweise, Kinetik und Versuchsauswertung. Empfohlene Zeit: etwa 30 Minuten.

Wie Enzyme wirken

AFB I 4 Punkte

Ordne jeder Aussage den Fachbegriff zu. 4 P

Urease spaltet nur Harnstoff.

Das Enzym senkt diesen Energiebetrag.

Hier bindet das Substrat.

Aus demselben Substrat bildet ein Enzym nur ein bestimmtes Produkt.

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Erwartungshorizont: Substratspezifität; Aktivierungsenergie; aktives Zentrum; Wirkungsspezifität (je 1 P).

Kinetik der Invertase

AFB II 5 Punkte

Invertase spaltet Saccharose. Gemessen wird die Anfangsgeschwindigkeit bei gleicher Enzymmenge — ohne und mit einem Hemmstoff H.

Saccharose in mmol/L	5	10	20	40	80	160
v ohne H in µmol/min	20	33	50	67	80	89
v mit H in µmol/min	9	17	29	44	62	76

a) Schätze v_max ohne Hemmstoff ab (in µmol/min). 1 P

v_max = µmol/min

b) Bestimme K_M ohne Hemmstoff. 2 P

K_M = mmol/L

c) Deute die Wirkung von H. 2 P

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Erwartungshorizont: a) Die Kurve nähert sich ≈ 100 µmol/min (1 P). b) Bei v = 50 µmol/min: K_M ≈ 20 mmol/L (2 P). c) Mit H liegen die Werte bei wenig Substrat deutlich tiefer, bei viel Substrat nähern sie sich v_max — kompetitive Hemmung (2 P).

A10

Ein Versuch zur Temperatur

AFB III 7 Punkte

Eine Schülergruppe untersucht Katalase aus Kartoffeln. Sie gibt bei 20 °C, 40 °C und 70 °C je ein Kartoffelstück in H₂O₂-Lösung und misst den Sauerstoff nach 2 min: 8 mL, 17 mL, 0 mL. Die Stücke waren unterschiedlich groß; jede Temperatur wurde einmal gemessen.

a) Erkläre den Messwert bei 70 °C. 2 P

b) Nenne Mängel der Versuchsdurchführung. (3 sind richtig) 3 P

c) Beurteile die Schlussfolgerung der Gruppe: „Das Temperaturoptimum der Katalase liegt bei 40 °C.“ 2 P

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Erwartungshorizont: a) Denaturierung bei 70 °C (2 P). b) ungleiche Stückgröße, keine Wiederholungen, zu grobe Temperaturschritte (je 1 P). c) Nicht belegt — mehr Temperaturstufen (z. B. alle 5 °C), gleiche Stücke und Wiederholungen nötig (2 P).

Ergebnis

Erreicht

0 / 50

Prozent

0 %

Note

—

Aufgabe	Thema	Punkte

Punkteverteilung

Aufgabe	Thema	Teil	AFB	Punkte
A1	Organellen erkennen	Teil A	AFB I	5
A2	Größen im Mikroskop	Teil A	AFB II	4
A3	Gewebe im Laubblatt	Teil A	AFB I	5
A4	Bau der Biomembran	Teil B	AFB I	4
A5	Osmose im U-Rohr	Teil B	AFB II	5
A6	Grenzplasmolyse	Teil B	AFB II	6
A7	Ein Gift für die Pumpe	Teil B	AFB III	5
A8	Wie Enzyme wirken	Teil C	AFB I	4
A9	Kinetik der Invertase	Teil C	AFB II	5
A10	Ein Versuch zur Temperatur	Teil C	AFB III	7
Summe (AFB I: 18 P · AFB II: 20 P · AFB III: 12 P)				50

Notenschema

Punkte	Note	Beurteilung
46 – 50 P	1	sehr gut
40 – 45 P	2	gut
30 – 39 P	3	befriedigend
22 – 29 P	4	ausreichend
12 – 21 P	5	mangelhaft
0 – 11 P	6	ungenügend