Diese Seite dient der Selbstkontrolle für diejenigen, welche die Aufgaben im Buch oder im Lerntext Bioplanet Erde selbständig bearbeitet haben und nun ihre Antworten überprüfen wollen.
| Diese Tabelle zeigt meine Lösungsvorschläge zum Kapitel: "Eine außergewöhnliche Atmosphäre". | |
| 1 | Die Atmosphären von Venus und Mars unterscheiden sich von der Atmosphäre der Erde. Nenne den grundlegenden Unterschied! |
|---|---|
| Von der Atmosphäre der Erde unterscheiden sich die Atmosphären von Venus und Mars grundlegend dadurch, dass sie kaum Sauerstoff enthalten und überwiegend aus CO2 bestehen. | |
| 2 | Nimm das Schema zum Zusammenhang von Fotosynthese und Zellatmung zu Hilfe und erläutere die Funktion der Zellatmung für die Lebewesen! |
| Die Funktion der Zellatmung für die Lebewesen ist eine effektive Gewinnung von Energie aus ihren Nährstoffen. Zellatmung setzt die Energie, das Wasser und das Kohlenstoffdioxid wieder frei, die durch die Fotosynthese in Glucose gebunden wurden. Die Energie wird von der Zelle genutzt, Wasser und Kohlenstoffdioxid werden ausgeschieden und stehen wieder für die Fotosynthese zur Verfügung. | |
| 3a | Erläutere, wie es zur Anreicherung von Sauerstoff in der Erdatmosphäre kam! |
| Zur Anreicherung der Erd-Atmosphäre mit Sauerstoff kam es in der frühen Erdgeschichte, weil damals ein großer Teil der Biomasse nicht durch Zellatmung abgebaut, sondern nach dem Absinken auf den Meeresboden oder dem Versinken in Mooren fossiliert wurde. Darum fand mehr Fotosynthese als Zellatmung statt und der Sauerstoff reicherte sich zunächst in Gestein, dann in Wasser und schließlich in der Atmosphäre an. | |
| 3b | Erkläre, wie sich mit dem Anstieg des Sauerstoff-Gehalts der CO2-Gehalt der Erd-Atmosphäre geändert hat! |
| Mit dem Anstieg des Sauerstoff-Gehaltes nahm in der Erd-Atmosphäre der CO2-Gehalt ab, weil der damals dominierende Prozess der Fotosynthese CO2 bindet und weil der damals nicht durch Zellatmung wieder freigesetzte Kohlenstoff in den fossilen Brennstoffen Kohle, Erdöl und Erdgas über viele Millionen Jahre gebunden blieb. | |
| 4 | Werte das Schema zum Zusammenhang zwischen Evolution und Sauerstoff-Konzentration aus und beschreibe, wie sich der Anstieg des Sauerstoff-Gehaltes auswirkte! |
| Der Anstieg des Sauerstoff-Gehaltes in der Atmosphäre schuf einen Selektionsvorteil für die ersten Eukaryoten, Pilze und Tiere, weil diese mit Hilfe von Sauerstoff wesentlich mehr Energie aus ihrer gefressenen Nahrung gewinnen konnten. | |
| 5 | Erläutere die Rolle der Cyano-Bakterien bei der Erd-Atmosphäre! |
| Die Rolle der Cyanobakterien bei der Veränderung der Erd-Atmosphäre bestand darin, dass sie anscheinend die ersten Lebewesen waren, welche die Fotosynthese beherrschten. Viel später schenkten sie diese Fähigkeit als Endosymbionten auch den Pflanzen. | |
| 6 | Ein Biologe hat einmal behauptet: "Die tropischen Regenwälder sind als Sauerstoff-Produzenten nicht viel wert.". Nimm Stellung zu dieser Aussage! |
| Die tropischen Regenwälder sind als Sauerstoff-Produzenten tatsächlich nicht viel wert, weil in ihnen sämtliche tote Biomasse so schnell und vollständig abgebaut wird, dass nicht einmal nennenswert Humus entsteht. | |
| zurück zu den Aufgaben im Kapitel: "Eine außergewöhnliche Atmosphäre" | |
| Diese Tabelle zeigt meine Lösungsvorschläge zum Kapitel: "Vielseitige Cyanos". | |
| 1a | Liste Lebensräume von Cyano-Bakterien auf! |
|---|---|
| Zu den Lebensräumen von Cyano-Bakterien gehören Süßwasser, Feuchtböden, Meereswasser, Baumrinden, Gesteinsoberflächen, Wolken, die heißesten und trockensten Wüsten, Hochgebirge, Salzseen, heiße Quellen, die Antarktis und sogar das Innere von Gesteinen. | |
| 1b | Cyano-Bakterien kommen in Wassertiefen vor, in denen grüne Pflanzen nicht mehr leben können. Erläutere wie das möglich ist! |
| Cyanobakterien kommen in größeren Wassertiefen als grüne Pflanzen vor, weil sie mit viel weniger Licht auskommen. Der Grund dafür ist, dass sie für ihre Photosynthese mit Hilfe zusätzlicher Farbstoffe einen wesentlich größeren Teil des Licht-Spektrums nutzen können. | |
| 2a | Wenn sich Cyano-Bakterien in einem See massenhaft vermehrt haben, spricht man von "Algenblüte". Ist diese Bezeichnung richtig? Begründe Deine Antwort! |
| Die Bezeichnung "Algenblüte" für eine massenhafte Vermehrung von Cyano-Bakterien in einem See ist nicht richtig, weil Cyano-Bakterien Prokaryoten und Algen Eukaryoten sind. | |
| 2b | Fisch, der während einer "Algenblüte" im See gefangen wurde, sollte man lieber nicht essen. Erkläre die Zusammenhänge! |
| Während einer sogenannten "Algenblüte" im See gefangenen Fisch sollte man lieber nicht essen, weil Cyanobakterien auch für Menschen gefährliche Gifte produzieren können. | |
| 3 | Schau Dir das Bild mit der Felswand an und stelle eine Vermutung darüber an, wie sich die "Tintenstriche" aus Cyano-Bakterien gebildet haben könnten! |
| Cyano-Bakterien könnten auf Felswänden "Tintenstriche" gebildet haben, weil Cyano-Bakterien auf und sogar in Felswänden wachsen können und weil es schwarze Cyano-Bakterien gibt. | |
| zurück zu den Aufgaben im Kapitel: "Vielseitige Cyanos" | |
| Diese Tabelle zeigt meine Lösungsvorschläge zum Kapitel: "Ein Joseph-Priestley-Experiment". | |
| 1a | Lies dieses Kapitel! |
|---|---|
| Ein Experiment von Joseph Priestley zeigt uns, dass bei der Verbrennung einer Kerze ein Sauerstoff genannter Bestandteil der Luft verbraucht wird. Kerzen können nur brennen und Tiere können nur leben, wenn der Sauerstoff der Luft chemisch mit dem Brennstoff einer Kerze oder mit den Nährstoff-Bausteinen in einer Zelle reagiert. Denn nur dadurch wird genügend Energie freigesetzt. Das Priestley-Experiment hat auch gezeigt, dass Pflanzen produzieren, was Tiere und Kerzen brauchen. | |
| 1b | Beschreibe Gemeinsamkeiten und Unterschiede der Beobachtungen a und A verglichen mit b und B! |
| Der einzige Unterschied zwischen den Beobachtungen a, A und b, B besteht darin, das Mäuse im Gegensatz zu Kerzen Lebewesen sind. Aber es überwiegt doch die Gemeinsamkeit, dass Kerzen und Mäuse Sauerstoff brauchen, weil beide ihre Energie durch die Verbrennung organischen Materials gewinnen. Chemisch ausgedrückt bedeutet Verbrennung die chemische Reaktion von Sauerstoff mit organischen Molekülen mit Kohlenstoff-Gerüst. Gemeinsam ist den Expermenten mit der Kerze und denen mit der Maus, dass beide von der Pflanze profitieren. Umgekehrt profitiert auch die Pflanze vom CO2, dass Kerzen und Mäuse produzieren. Aber ein dadurch verstärktes Wachstum dürfte sich mit diesem Experiment kaum nachweisen lassen. | |
| 2a | Erläutere, was Priestley aus den Ergebnissen schließen konnte! Berücksichtige dabei, dass er noch nichts über Fotosynthese und Zellatmung wusste! |
| Priestley konnte aus den Ergebnissen schließen, das Pflanzen etwas produzieren, was Tiere und Kerzen verbrauchen. | |
| 2b | Werte Priestleys Versuchsergebnisse aus! Verwende dazu auch die Begriffe "Sauerstoff", "Kohlenstoffdioxid", "Fotosynthese und "Zellatmung"! |
| Als Priestley sein Experiment durchführte, waren die Begriffe "Sauerstoff", "Kohlenstoffdioxid", "Fotosynthese und "Zellatmung" noch unbekannt. Wir können heute Priestleys Versuchsergebnisse so interpretieren, dass die Maus und die Kerze beide der Luft Sauerstoff entziehen und Kohlenstoffdioxid in die Luft abgeben, während Pflanzen netto das Gegenteil tun. | |
| 3 | Führe Priestleys Versuch von a nach A in Gedanken weiter! Welche Ergebnisse sind zu erwarten, wenn die Pflanze ausgewachsen ist, welche, wenn sie abgestorben ist und zersetzt wird? Begründe Deine Vermutung! |
|
Pflanzen hören erst auf zu wachsen, wenn sie anfangen zu sterben oder wenn sie aufgrund ungünstiger Umweltbedingungen eine Wachstumspause einlegen müssen. In beiden Fällen machen sie weniger Fotosynthese und produzieren weniger Sauerstoff. Wenn Pflanzen aufhören zu wachsen, haben sie auch weniger junge Blätter. Und mit zunehmendem Alter lässt die Fotosyntheseleistung der Blätter nach. Insgesamt bedeutet das, dass eine gerade noch nicht ausgewachsene Pflanze mehr CO2 aufnehmen und mehr Sauerstoff produzieren würde als eine ausgewachsene. Wenn eine Pflanze abgestorben ist und zersetzt wird, dann produziert sie keinen Sauerstoff mehr. Stattdessen verbraucht ihre Zersetzung soviel Sauerstoff, wie der Aufbau ihrer aktuellen Biomasse geliefert hat. | |
| zurück zu den Aufgaben im Kapitel: "Ein Joseph-Priestley-Experiment" | |
| Diese Tabelle zeigt meine Lösungsvorschläge zum Kapitel: "Fossilisation in großem Stil". | |
| 1a | Schau Dir dieses Kapitel an! |
|---|---|
|
Die Sauerstoff-Konzentration in die Atmosphäre bleibt ungefähr konstant, wenn sich der Aufbau von Biomasse auf der Grundlage der Fotosynthese und der aerobe Abbau von Biomasse durch Zellatmung die Waage halten. Aktuell wird das Gleichgewicht gestört durch die Sauerstoff verbrauchende und CO2 freisetzende Verbrennung fossiler Brennstoffe und den Zerfall von Torf. Es gab aber Zeitalter, in denen unzählige Moore riesige Mengen Torf anhäuften, in Meeren und Seen gigantische Mengen toter Lebewesen von Sedimenten begraben wurden und Bäume in Sümpfen versanken. Aufgrund von Sauerstoff-Mangel konnten deren Biomassen nicht abgebaut werden. Anstatt zu verwesen wurden sie im Laufe der Zeit zu fossilen Brennstoffen. | |
| 1b | Gib die Aussagen des Schemas in einem kurzen Text wieder! |
| Aufbau von Biomasse durch Fotosynthese und Abbau von Biomasse durch Zellatmung halten sich ungefähr die Waage und halten die Konzentrationen von Sauerstoff und CO2 ungefähr konstant. Gestört wird das Gleichgewicht, durch Fossilierung und Verbrennung. Fossilierung steigert die Sauerstoff-Konzentration und senkt die CO2-Konzentration in der Atmosphäre. Die Verbrennung fossiler Brennstoffe bewirkt das Gegenteil. | |
| 2a | Kohlenstoffdioxid ist in lebender und toter Biomasse gebunden. Erläutere diese Aussage! |
| Die Fotosynthese bindet CO2 in lebenden Pflanzen. Auch entlang der Nahrungsketten bleibt ein Teil des Kohlenstoffs in den Tieren gebunden. Den größeren Teil des gefressenen Kohlenstoffs scheiden die Tiere als CO2 wieder aus. Wenn tote Lebewesen nicht verwesen, sondern fossilieren, dann bleibt der Kohlenstoff des Kohlenstoffdioxids in toter Biomasse gebunden. | |
| 2b | Auch heute noch wird Biomasse in geringem Umfang fossiliert. Erkläre, wieso die Zusammensetzung der Erdatmosphäre trotzdem weitgehend gleich bleibt! |
| Meiner Meinung nach bleibt die Zusammensetzung der Erdatmosphäre eben nicht weitgehend gleich. Denn der nur in geringem Umfang stattfindenden Fossilierung steht eine massenhafte Verbrennung fossilier Brennstoffe gegenüber. Dadurch sinkt ständig die Sauerstoff-Konzentration in der Atmosphäre, während die CO2-Konzentration steigt und den Treibhauseffekt verstärkt. | |
| zurück zu den Aufgaben im Kapitel: "Fossilisation in großem Stil" | |
Roland Heynkes, CC BY-NC-SA 4.0