Kurven ablesen, Wahlversuche auswerten, Protokolle prüfen — und herausfinden, warum doppelter Dünger manchmal gar nichts bringt.
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Übungsaufgaben
Zehn Übungen zum Ablesen, Rechnen, Planen und Knobeln — von AFB I bis AFB III, mit einer Mix-Aufgabe aus einem früheren Kapitel und einer Trickaufgabe. Jede Übung gibt sofort Rückmeldung; bei Schwierigkeiten helfen die gestuften Tipps.
A1
Begriffe an der Toleranzkurve
AFB I
Ordnen Sie jedem Begriff die passende Beschreibung zu.
Klicken Sie links einen Eintrag an und dann rechts den passenden — es entsteht eine Verbindungslinie. Mit der Tastatur: Enter zum Auswählen, ↑/↓ zum Wandern.
Minimum und Maximum begrenzen den Toleranzbereich; nahe an ihnen liegen die Pessima, in der Mitte das Optimum. Das Präferendum wird im Wahlversuch bestimmt und liegt meist nahe am Optimum. Euryöke Arten haben einen weiten Toleranzbereich.
Die Abbildung zeigt, wie stark junge Bachforellen bei verschiedenen Wassertemperaturen wachsen (Modellwerte). Lesen Sie das Temperaturoptimum für das Wachstum ab.
Schieben Sie den Regler auf Ihre Antwort — Pfeiltasten bewegen ihn schrittweise. Nach dem Prüfen sehen Sie den Trefferbereich.
0 °C28 °C
Der Gipfel der Kurve liegt bei etwa 13 °C. Die Kurve ist schief: Unterhalb des Optimums steigt sie flach an, oberhalb fällt sie steil ab — schon ab etwa 20 °C wachsen die Forellen kaum noch.
Das Optimum liegt am höchsten Punkt der Kurve.
Die senkrechten Hilfslinien stehen im Abstand von 2 °C.
A3
Eng oder weit?
AFB I
Geben Sie für jede Art an, ob sie gegenüber dem genannten Faktor stenök oder euryök ist.
Ziehen Sie jede Karte in den passenden Korb — oder wählen Sie sie mit Enter aus und drücken Sie dann die Ziffer des Korbs (0 legt sie zurück).
1stenök
2euryök
Eisfisch und Riffkorallen sind stenotherm, Seesterne stenohalin, Steinfliegenlarven stenök gegenüber Temperatur und Sauerstoff. Goldfisch (eurytherm), Aal und Strandkrabbe (euryhalin) sowie die Wanderratte ertragen weite Spannen.
Achten Sie auf Signalwörter wie „nur“ oder auf die Breite der angegebenen Spanne.
In jeden Korb gehören vier Karten.
A4
Weizenkeimlinge im Wärmeschrank
AFB II
Weizenkörner keimen sieben Tage lang in Wärmeschränken mit unterschiedlicher Temperatur; gemessen wird die mittlere Länge der Keimlinge (Modellwerte).
Temperatur
0 °C
5 °C
10 °C
15 °C
20 °C
25 °C
30 °C
35 °C
40 °C
Länge
0 mm
4 mm
18 mm
36 mm
52 mm
58 mm
41 mm
12 mm
0 mm
Bestimmen Sie die gesuchten Werte.
Füllen Sie alle Felder aus und prüfen Sie dann. Enter in einem Feld prüft ebenfalls. Dezimalzahlen mit Komma oder Punkt.
Gesucht
Wert
Optimum unter den Messwerten in °C
Wachstum bei 10 °C in % des Wachstums im Optimum
Wachstum bei 35 °C in % des Wachstums im Optimum
Größter Wert 58 mm bei 25 °C. Bei 10 °C: \(18 : 58 \approx 0{,}31\), also 31 %. Bei 35 °C: \(12 : 58 \approx 0{,}207\), also 20,7 %. Obwohl 35 °C nur 10 K über, 10 °C aber 15 K unter dem Optimum liegen, ist das Wachstum bei 35 °C geringer: Oberhalb des Optimums fällt die Kurve steiler ab.
Das Optimum ist die Temperatur mit der größten Keimlingslänge.
Anteil = Länge bei der Temperatur : Länge im Optimum · 100 %.
A5
Ein Eiszeitrelikt im Quellbach
AFB II
Der Alpenstrudelwurm lebt in Mitteleuropa fast nur in Quellbächen, deren Wasser das ganze Jahr etwa 4 bis 10 °C kalt ist. Erläutern Sie sein Vorkommen, indem Sie den Lückentext vervollständigen — zwei Wörter bleiben übrig.
Wort anklicken, dann Lücke anklicken (oder umgekehrt) — mit Tab und Enter geht es genauso. Ein Klick auf eine gefüllte Lücke legt das Wort zurück.
Weil der Strudelwurm nur eine enge Temperaturspanne erträgt, ist er . Weiter unten im Bach erwärmt sich das Wasser im Sommer auf 15 °C und mehr — nahe an oder über seinem . Schon im davor überlebt er zwar, pflanzt sich aber kaum fort. Selbst wenn Nahrung und Sauerstoff dort reichlich vorhanden sind, begrenzt die Temperatur als der Faktor, der am vom Optimum entfernt ist, sein Vorkommen. Diesen Zusammenhang beschreibt das der Umweltfaktoren.
Der Strudelwurm ist kalt-stenotherm. In wärmeren Bachabschnitten liegt die Temperatur im Pessimum oder jenseits des Maximums — günstige andere Faktoren gleichen das nicht aus. Das Präferendum spielt hier keine Rolle, denn es beschreibt die Wahl im Versuch.
Zuerst die Toleranzbreite benennen, dann die Grenzen, dann das Gesetz.
Das Pessimum liegt noch innerhalb des Toleranzbereichs, das Maximum an seinem Rand.
A6
Ohrwürmer in der Feuchtekammer
AFB II
In einer Wahlkammer mit vier gleich großen Abteilen (30, 55, 75 und 95 % Luftfeuchte) verteilen sich jeweils 40 Ohrwürmer. In fünf Durchgängen sitzen im 95-%-Abteil 22, 25, 19, 24 und 20 Tiere. Berechnen Sie Schritt für Schritt, wie deutlich die Tiere dieses Abteil bevorzugen.
Rechnen Sie die Kette Schritt für Schritt: Erst wenn ein Schritt stimmt, wird der nächste freigeschaltet. Enter prüft. Dezimalzahlen mit Komma oder Punkt.
Mittelwert der Tiere im 95-%-Abteil:Tiere
Anteil an allen 40 Tieren:%
erwartete Tierzahl je Abteil bei zufälliger Verteilung:Tiere
Mittelwert im 95-%-Abteil als Vielfaches der Erwartung:-fach
\((22+25+19+24+20) : 5 = 110 : 5 = 22\) Tiere, das sind \(22 : 40 = 55\,\%\). Ohne Vorliebe wären je Abteil \(40 : 4 = 10\) Tiere zu erwarten; im feuchtesten Abteil sitzen also 2,2-mal so viele — ein deutliches Präferendum bei hoher Luftfeuchte. Erst der Mittelwert aus mehreren Durchgängen gleicht die Schwankungen von 19 bis 25 Tieren aus.
Mittelwert = Summe der Werte : Zahl der Werte.
Bei zufälliger Verteilung sitzen in jedem der vier Abteile gleich viele Tiere.
A7
Warum Hitze gefährlicher ist als Kälte
MixAFB II
Toleranzkurven für die Temperatur steigen unterhalb des Optimums meist flach an und fallen oberhalb steil ab. Erklären Sie diese Form, indem Sie alle zutreffenden Aussagen auswählen.
Mehrere Antworten sind richtig. Markieren Sie alle zutreffenden und klicken Sie dann auf „Prüfen“.
Wärme beschleunigt enzymatische Reaktionen, bis die Enzyme bei zu hoher Temperatur denaturieren — dann bricht die Leistung schnell und meist dauerhaft ein. Kälte bremst nur; deshalb ist der Kurvenanstieg flach und der Abfall steil.
Denken Sie an die Temperaturabhängigkeit der Enzyme, die Sie beim Stoffwechsel kennengelernt haben.
Drei Aussagen sind richtig.
A8
Trickaufgabe: Doppelt gedüngt
TrickAFB III
Eine Bodenanalyse auf einem Gerstenfeld ergibt, bezogen auf den Bedarf der Pflanzen: Stickstoff 90 %, Phosphat 45 %, Kalium 80 %, Wasser 70 %. Der Landwirt verdoppelt die Stickstoffdüngung und erwartet 50 % mehr Ertrag. Beurteilen Sie diese Erwartung, indem Sie angeben, um wie viel Prozent der Ertrag nach dem Gesetz des Minimums steigt.
Rechnen Sie selbst und tragen Sie das Ergebnis ein — Enter prüft direkt. Dezimalzahlen mit Komma oder Punkt.
Der Ertrag steigt nicht (0 %): Phosphat ist mit 45 % des Bedarfs der Faktor im Minimum und begrenzt das Wachstum. Mehr Stickstoff ändert daran nichts — sinnvoll wäre Phosphatdüngung. Danach würde das Wasser (70 %) zum nächsten begrenzenden Faktor.
Welcher Faktor ist am stärksten im Mangel?
Wird der begrenzende Faktor durch die Maßnahme verändert?
A9
Ein Versuchsprotokoll mit Wasserflöhen
AFB III
Eine Gruppe bestimmt die Temperaturtoleranz von Wasserflöhen und hält ihr Vorgehen fest. Überprüfen Sie das Protokoll.
In diesem Text stecken Fehler. Klicken Sie genau die falschen Zeilen an — die richtigen müssen stehen bleiben.
Drei Fehler: Licht ist eine Kontrollvariable und muss überall gleich sein; unabhängige und abhängige Variable sind vertauscht; ohne Wiederholungen ist das Ergebnis nicht abgesichert. Gleiche Herkunft und Vorbehandlung der Tiere (Zeile 3) sind dagegen genau richtig.
Ändert sich außer der Temperatur noch etwas zwischen den Gläsern?
Drei Zeilen sind falsch.
A10
Wie viel Salz verträgt die Kresse?
AFB III
Straßen werden im Winter mit Salz gestreut. Planen Sie Schritt für Schritt ein Experiment zur Salztoleranz von Gartenkresse.
Spielen Sie den Weg Schritt für Schritt durch: Was ist jetzt richtig? Nur die richtige Karte bringt Sie weiter.
Ein gutes Toleranzexperiment ändert genau einen Faktor in Stufen, misst eine Reaktion, hält alles andere konstant, arbeitet mit Wiederholungen und einer Kontrolle und stellt die Mittelwerte als Kurve dar.
Unabhängig ist, was Sie einstellen; abhängig ist, was Sie messen.
Ohne Vergleichsansatz ohne Salz lässt sich keine Wirkung des Salzes zeigen.
