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Übung AFB I

Zehn Grundaufgaben quer durch die Ökologie — wer sie sicher löst, holt die ersten Punkte der Klausur.

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Aufgabenblock — AFB I

Zehn Standardaufgaben zum Wiedergeben: Begriffe kennen, Werte ablesen, Abläufe ordnen — von Toleranzkurve und Populationswachstum über r- und K-Strategien bis zu Energiefluss, Stickstoff- und Kohlenstoffkreislauf.

A1
Abiotisch oder nicht?
AFB I

Feuersalamander setzen ihre Larven in kühle, sauerstoffreiche Quellbäche von Laubwäldern ab. Nennen Sie alle abiotischen Faktoren, die auf die Larven in diesem Bach wirken.

Mehrere Antworten können richtig sein. Markieren Sie alle zutreffenden und klicken Sie dann auf „Prüfen“.
Abiotische Faktoren gehören zur unbelebten Umwelt (Temperatur, Sauerstoff, Strömung, Feuchtigkeit, Licht, pH-Wert). Fressfeinde, Beute, Krankheitserreger und Konkurrenten sind Lebewesen — also biotische Faktoren.
Abiotisch heißt: von der unbelebten Natur ausgehend.
Vier Faktoren sind abiotisch; alles, was von einem anderen Lebewesen ausgeht, ist biotisch — auch ein Pilz.
A2
Merkmale von r- und K-Strategen
AFB I

Geben Sie für jedes Merkmal an, ob es typisch für eine r- oder eine K-Strategie ist.

Wählen Sie in jedem Menü den passenden Eintrag. Alle Felder müssen stimmen.
MerkmalStrategie
viele kleine Nachkommen ohne Brutpflege
intensive, lange Brutpflege weniger Jungtiere
kurze Generationsdauer, frühe Geschlechtsreife
Populationsgröße meist nahe der Kapazität
rasche Besiedlung neuer oder gestörter Lebensräume
lange Lebensdauer und späte Geschlechtsreife
r-Strategen setzen auf eine hohe Vermehrungsrate r und besiedeln schnell instabile Lebensräume; K-Strategen investieren in wenige, gut versorgte Nachkommen und leben in stabilen Lebensräumen nahe der Kapazität K. Die meisten Arten liegen zwischen diesen Extremen.
Die Buchstaben stammen aus dem logistischen Modell: r = Wachstumsrate, K = Kapazität.
r-Strategen „rechnen“ mit hohen Verlusten, K-Strategen mit Konkurrenz nahe K.
A3
Eine Toleranzkurve lesen
AFB I

Die Abbildung zeigt die Aktivität von Bachflohkrebsen in Abhängigkeit von der Wassertemperatur (Modellwerte). Lesen Sie die Kardinalpunkte ab und geben Sie die Breite des Toleranzbereichs an.

Füllen Sie alle Felder aus und prüfen Sie dann. Enter in einem Feld prüft ebenfalls. Dezimalzahlen mit Komma oder Punkt.
GrößeWert in °C
Minimum
Optimum
Maximum
Breite des Toleranzbereichs
Die Kurve beginnt bei 4 °C (Minimum), gipfelt bei 20 °C (Optimum) und endet bei 28 °C (Maximum). Toleranzbereich: 28 °C − 4 °C = 24 °C. Das Optimum liegt näher am Maximum — typisch für Temperaturkurven: Über dem Optimum fällt die Vitalität steil ab.
Minimum und Maximum sind die Schnittpunkte der Kurve mit der x-Achse, das Optimum liegt unter dem Gipfel.
Die Breite ist die Differenz aus Maximum und Minimum.
048121620242832Wassertemperatur in °CAktivität
A4
Fachbegriffe des Kapitels
AFB I

Ordnen Sie jedem Fachbegriff 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.
Die Begriffe stammen aus allen drei Abschnitten: Ökosysteme erfassen (Biozönose), Beziehungen zwischen Arten (Konkurrenz, Symbiose, Parasitismus, Nische) und Stoffflüsse (Destruent).
Beginnen Sie mit den Begriffen, bei denen Sie sicher sind, und schließen Sie aus.
Symbiose und Parasitismus unterscheiden sich darin, ob beide Partner einen Vorteil haben.
A5
Der Weg eines Stickstoffatoms
AFB I

Beschreiben Sie den Weg eines Stickstoffatoms aus einem abgestorbenen Blatt durch den Stickstoffkreislauf, indem Sie die Schritte ordnen.

Ziehen Sie die Karten in die richtige Reihenfolge — mit der Tastatur: ↑/↓ verschiebt, Shift+↑/↓ wechselt nur den Fokus.
1Ein Blatt mit Proteinen fällt zu Boden.
2Destruenten bauen die Proteine ab und setzen Ammonium (NH₄⁺) frei.
3Nitritbakterien oxidieren Ammonium zu Nitrit (NO₂⁻).
4Nitratbakterien oxidieren Nitrit zu Nitrat (NO₃⁻).
5Im staunassen, sauerstoffarmen Boden reduzieren Bakterien das Nitrat zu N₂, das in die Luft entweicht.
6Knöllchenbakterien an den Wurzeln einer Lupine binden das N₂ wieder als Ammonium.
Ammonifikation → Nitrifikation in zwei Schritten (Chemosynthese der Nitrit- und Nitratbakterien) → Denitrifikation unter Sauerstoffmangel → Stickstofffixierung durch symbiontische Bakterien. Pflanzen nehmen Ammonium oder Nitrat auf, nicht N₂.
Nitrit ist die Zwischenstufe zwischen Ammonium und Nitrat.
Denitrifikation braucht Sauerstoffmangel; erst danach liegt der Stickstoff wieder als N₂ vor.
A6
Energie in einer Heidekette
AFB I
Material: Nahrungskette in der Heide (Modellwerte)

Heidekraut → Heuschrecken → Zauneidechsen → Schlingnattern. Die Nettoprimärproduktion des Heidekrauts beträgt 8000 kJ pro m² und Jahr. Von Stufe zu Stufe gelangen 10 % der Energie in die Biomasse der nächsten Trophieebene.

Berechnen Sie Schritt für Schritt die Energie, die auf den einzelnen Trophieebenen ankommt.

Rechnen Sie die Kette Schritt für Schritt: Erst wenn ein Schritt stimmt, wird der nächste freigeschaltet. Enter prüft. Dezimalzahlen mit Komma oder Punkt.
  1. Energie in den Heuschrecken kJ/(m²·a)
  2. Energie in den Zauneidechsen kJ/(m²·a)
  3. Energie in den Schlingnattern kJ/(m²·a)
  4. Anteil der Nettoprimärproduktion, der bei den Schlingnattern ankommt %
8000 · 0,1 = 800 → 800 · 0,1 = 80 → 80 · 0,1 = 8 kJ/(m²·a). 8 : 8000 = 0,001 = 0,1 %. Der Rest geht vor allem durch Zellatmung als Wärme verloren oder bleibt ungefressen bzw. unverdaut.
Jede Stufe erhält ein Zehntel der Energie der vorigen Stufe.
Den Anteil erhalten Sie, wenn Sie 8 durch 8000 teilen und mit 100 % multiplizieren.
A7
Moorfrösche zählen
AFB I

In einem Moorweiher werden 60 Moorfrösche gefangen, markiert und wieder freigelassen. Eine Woche später werden 45 Tiere gefangen, davon tragen 9 eine Markierung. Bestimmen Sie mit der Fang-Wiederfang-Methode die Größe der Population.

Rechnen Sie selbst und tragen Sie das Ergebnis ein — Enter prüft direkt. Dezimalzahlen mit Komma oder Punkt.
Tiere
Der Anteil markierter Tiere im zweiten Fang (9 von 45 = 1/5) entspricht dem Anteil der Markierten in der Population: 60 : N = 9 : 45 → N = 60 · 45 : 9 = 300 Tiere. Voraussetzung: Die Markierten haben sich gleichmäßig vermischt, und es gab keine Zu- oder Abwanderung.
Setzen Sie die Anteile markierter Tiere im zweiten Fang und in der ganzen Population gleich.
N = (Zahl der Markierten · Zahl im zweiten Fang) : Zahl der Wiedergefangenen.
A8
Logistisches Wachstum
AFB I

Stellen Sie den Verlauf des logistischen Wachstums dar, 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.

Zu Beginn wächst eine neu gegründete Population annähernd , weil Ressourcen im Überfluss vorhanden sind. Mit steigender Dichte wirken Faktoren wie Konkurrenz und Krankheiten stärker, und die Wachstumsrate . Der Zuwachs pro Zeit ist bei Kapazität am größten. Schließlich schwankt die Populationsgröße um die K.

Logistisches Wachstum: exponentielle Anlaufphase, dann bremsen dichteabhängige Faktoren; der größte Zuwachs liegt bei K/2, danach nähert sich die Population der Kapazität K des Lebensraums.
Denken Sie an die S-förmige Kurve: steiler Anstieg, Wendepunkt, Plateau.
„linear“ und „dichteunabhängige“ passen nirgends.
A9
Eine Nahrungskette im Watt
AFB I

Erstellen Sie aus den Bausteinen eine Nahrungskette des Wattenmeers, die mit dem Produzenten beginnt.

Klicken Sie die Bausteine in der richtigen Reihenfolge an — sie wandern nacheinander in die Plätze. 2 Bausteine passen nicht. Ein Klick auf einen belegten Platz gibt den Baustein zurück.
Kieselalgen (Produzenten) → Wattschnecken (Konsumenten 1. Ordnung) → Strandkrabben (2. Ordnung) → Silbermöwen (3. Ordnung). Sonnenlicht ist die Energiequelle und das Schlickwatt der Lebensraum — beide sind keine Glieder einer Nahrungskette.
Eine Nahrungskette verbindet nur Lebewesen — vom Produzenten bis zum Endkonsumenten.
Wattschnecken weiden Algen ab, Strandkrabben knacken Schnecken, Möwen fressen Krabben.
A10
Pfeile im Kohlenstoffkreislauf
AFB I

Zeichnen Sie in das Schema nacheinander ein, welcher Pfeil zu dem gesuchten Vorgang gehört — klicken Sie dazu den passenden Pfeil an.

Klicken Sie die gesuchte Stelle an. Mit der Tastatur: Tab oder Pfeiltasten zum Wandern, Enter zum Auswählen.

ABCDE
B: Fotosynthese bindet CO₂ in Glucose · D: Fraß gibt organische Stoffe weiter · A: Zellatmung der Konsumenten setzt CO₂ frei · E: Destruenten mineralisieren tote Biomasse, ihre Zellatmung liefert CO₂ · C: Die Verbrennung von Kohle, Erdöl und Erdgas setzt Kohlenstoff frei, der seit Jahrmillionen gespeichert war.
Nur ein Pfeil führt aus der Atmosphäre heraus — alle anderen Freisetzungen führen hinein.
Fossile Brennstoffe entstanden aus Biomasse und werden heute vom Menschen verbrannt.