Joghurt selbst gemacht
AFB I–IIFür Joghurt wird Milch mit wenigen Milchsäurebakterien geimpft und bei 42 °C warm gehalten. Die Bakterien haben dann eine Generationszeit von etwa 30 min.
| Zeit | 0 h | 1 h | 2 h | 3 h |
|---|---|---|---|---|
| Bakterien je mL | 1 000 | 4 000 | 16 000 | ? |
- Nenne vier Bauteile, die jede Bakterienzelle besitzt.
- Beschreibe den Vorgang der Zweiteilung.
- Berechne die fehlende Zahl nach 3 Stunden.
- Erkläre, warum der fertige Joghurt anschließend im Kühlschrank aufbewahrt wird.
Hinweise
Hinweis zu Aufgabe a)
Hinweis zu Aufgabe b)
Hinweis zu Aufgabe c)
Hinweis zu Aufgabe d)
Erwartungshorizont
Erwartungshorizont zu Aufgabe a)
Zellwand, Zellmembran, Cytoplasma mit Ribosomen, ringförmiges Bakterienchromosom (DNA).
Erwartungshorizont zu Aufgabe b)
Die ringförmige DNA wird verdoppelt. Die Zelle wächst, die beiden DNA-Kopien wandern auseinander, dann schnürt sich die Zelle in der Mitte durch. Es entstehen zwei erbgleiche Tochterzellen.
Erwartungshorizont zu Aufgabe c)
In 1 h finden 2 Teilungen statt, die Zahl vervierfacht sich. Nach 3 h: 16 000 · 4 = 64 000 Bakterien je mL (bzw. 1 000 · 26).
Erwartungshorizont zu Aufgabe d)
Im Kühlschrank ist die Generationszeit sehr lang: Die Milchsäurebakterien vermehren sich kaum weiter, der Joghurt wird nicht immer saurer. Auch fremde Bakterien, die ihn verderben würden, wachsen nur langsam.
Die Grillparty
AFB II–IIIBei einer Grillparty steht eine Schüssel Nudelsalat mit Mayonnaise von 14 bis 20 Uhr in der Sonne (etwa 30 °C). Beim Zubereiten sind 100 Salmonellen hineingelangt. Bei 30 °C beträgt ihre Generationszeit etwa 30 min. Ab etwa 100 000 Salmonellen kann man erkranken.
- Ermittle, nach wie vielen Teilungen die kritische Menge erstmals überschritten ist.
- Vergleiche mit einer Schüssel, die im Kühlschrank bei 5 °C steht (Generationszeit etwa 6 h).
- Begründe, warum Durchfallerkrankungen im Sommer häufiger sind.
- Beurteile den Vorschlag: „Wir stellen die Schüssel einfach in den Schatten, dann passiert nichts.“
Hinweise
Hinweis zu Aufgabe a)
Hinweis zu Aufgabe b)
Hinweis zu Aufgabe c)
Hinweis zu Aufgabe d)
Erwartungshorizont
Erwartungshorizont zu Aufgabe a)
100 · 210 = 102 400 > 100 000. Nach 10 Teilungen, also nach 5 Stunden (um 19 Uhr), ist die kritische Menge überschritten.
Erwartungshorizont zu Aufgabe b)
Im Kühlschrank findet in 6 Stunden höchstens eine Teilung statt: etwa 200 Salmonellen. In der Sonne sind es nach 6 h (12 Teilungen) 100 · 212 ≈ 410 000 — rund 2 000-mal so viele.
Erwartungshorizont zu Aufgabe c)
Bei Sommertemperaturen ist die Generationszeit kurz. Lebensmittel, die draußen stehen, erreichen schnell die kritische Menge an Erregern.
Erwartungshorizont zu Aufgabe d)
Der Schatten senkt die Temperatur nur wenig (z. B. auf 25 °C). Die Generationszeit bleibt kurz, die Vermehrung geht weiter. Sicher ist nur Kühlen (unter 7 °C) oder den Salat nach kurzer Zeit wegzuwerfen.