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Die Zellatmung

Zwei Aufgaben zur Zellatmung — mit Hinweisen und Erwartungshorizont.

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Der 400-m-Lauf

AFB I–II

Mara läuft 400 m so schnell sie kann. Danach atmet sie schnell und tief, ihr Herz schlägt kräftig und ihr Gesicht ist gerötet. Nach einigen Minuten normalisiert sich alles wieder.

  1. Nenne die Wortgleichung der Zellatmung.
  2. Erkläre , warum Mara nach dem Lauf schnell atmet und ihr Herz kräftig schlägt.
  3. Deute das gerötete Gesicht.
  4. Vergleiche Lungenatmung und Zellatmung.

Hinweise

Hinweis zu Aufgabe a)
Ausgangsstoffe → Produkte.
Hinweis zu Aufgabe b)
Was brauchen die Muskelzellen mehr?
Hinweis zu Aufgabe c)
Energie wird nicht nur für Bewegung genutzt.
Hinweis zu Aufgabe d)
Wo, was, wozu?

Erwartungshorizont

Erwartungshorizont zu Aufgabe a)

Glucose + Sauerstoff → Kohlenstoffdioxid + Wasser (+ Energie).

Erwartungshorizont zu Aufgabe b)

Die Muskelzellen haben viel Energie benötigt und dafür viel Glucose mit Sauerstoff abgebaut. Durch schnelles Atmen und einen schnellen Herzschlag gelangt mehr Sauerstoff zu den Zellen und mehr Kohlenstoffdioxid wird abtransportiert.

Erwartungshorizont zu Aufgabe c)

Bei der Zellatmung wird ein großer Teil der Energie als Wärme frei. Um die Wärme abzugeben, wird die Haut stärker durchblutet — das Gesicht wird rot.

Erwartungshorizont zu Aufgabe d)

Lungenatmung: Gasaustausch in der Lunge; Sauerstoff kommt ins Blut, Kohlenstoffdioxid wird abgegeben. Zellatmung: in den Mitochondrien der Zellen; Glucose wird mit Sauerstoff abgebaut, Energie wird frei. Die Lungenatmung versorgt die Zellatmung mit Sauerstoff.

2

Keimende Erbsen

AFB II–III

In einem geschlossenen Gefäß liegen feuchte, keimende Erbsen. Ein Messgerät zeigt: Der Anteil an Kohlenstoffdioxid in der Luft steigt in 6 Stunden von 0,04 % auf 1,2 %, das Gefäß wird etwas wärmer. In einem zweiten Gefäß liegen gekochte Erbsen — dort ändert sich nichts.

  1. Beschreibe die Messergebnisse beider Gefäße.
  2. Erkläre die Ergebnisse bei den keimenden Erbsen.
  3. Begründe , warum das Gefäß mit den gekochten Erbsen nötig ist.
  4. Stelle eine Vermutung auf, wie sich der Sauerstoff-Anteil im ersten Gefäß verändert, und begründe sie.

Hinweise

Hinweis zu Aufgabe a)
Zwei Größen ändern sich.
Hinweis zu Aufgabe b)
Auch Pflanzenzellen betreiben Zellatmung.
Hinweis zu Aufgabe c)
Kontrollansatz.
Hinweis zu Aufgabe d)
Was wird bei der Zellatmung verbraucht?

Erwartungshorizont

Erwartungshorizont zu Aufgabe a)

Bei keimenden Erbsen steigt der Kohlenstoffdioxid-Anteil deutlich (von 0,04 % auf 1,2 %) und die Temperatur nimmt zu. Bei gekochten Erbsen ändert sich nichts.

Erwartungshorizont zu Aufgabe b)

Die Zellen der keimenden Erbsen betreiben Zellatmung: Sie bauen gespeicherte Nährstoffe mit Sauerstoff ab. Dabei entstehen Kohlenstoffdioxid und Wärme.

Erwartungshorizont zu Aufgabe c)

Es ist die Kontrolle: Gekochte Erbsen leben nicht, ihre Enzyme sind zerstört. Da sich dort nichts ändert, liegt die Veränderung im ersten Gefäß an den Lebensvorgängen der Erbsen und nicht z. B. am Gefäß oder Messgerät.

Erwartungshorizont zu Aufgabe d)

Der Sauerstoff-Anteil sinkt, weil die Erbsen für die Zellatmung Sauerstoff verbrauchen — etwa in dem Maß, in dem Kohlenstoffdioxid entsteht.