Der sogenannte Erwartungshorizont zeigt, welche Antworten in einer Klausur für eine 1+ ausgereicht hätten.
Die folgenden Lösungsvorschläge beschränken sich auf die Informationen, die man in der Vorbereitung auf die Klausur im Lerntext finden konnte. Wer sich darüber hinaus an zusätzliche Informationen aus dem Unterricht erinnerte, konnte Zusatzpunkte gewinnen.
| In der Aufgabe 1 geht es um die Auffrischung von normalerweise in der Sekundarstufe 1 erarbeitetem Wissen über wichtige Klassen von Biomolekülen und deren Benennung. |
| AFB 1 |
| I.1A |
Benenne mit jeweils einem Wort hinter der entsprechenden Zahl die drei Sorten von Biomolekülen, die in Material I gezeigt werden!
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1 Kohlenhydrat, 2 Lipid (Fettsäure), 3 Aminosäure (3 Punkte)
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| I.1B |
Nenne die Monomere, Dimere, Oligomere und Polymere der Peptide!
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Die Monomere der Peptide heißen Aminosäuren, die Dimere Dipeptide, die Oligomere Oligopeptide und die Polymere Proteine (Polypeptide). (4 Punkte)
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| I.1C |
Nenne die beiden Formen von Polymeren der Nukleotide!
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Die beiden Formen von Polymeren der Nukleotide heißen DNA und RNA. (2 Punkte)
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| AFB 2 |
| I.2A |
Erkläre, hinter der entsprechenden Nummer für jede der drei Molekül-Klassen in Material I, woran Du sie erkannt hast! (z.B.: Molekül 1 muss ein ... sein, weil ...)
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Man erkennt 1 Kohlenhydrate an einem Sauerstoffatom und zwei Wasserstoffatomen pro Kohlenstoffatom, 2 Lipide an einem großen unpolaren (hydrophoben) Anteil aus ausschließlich Kohlenstoff- und Wasserstoff-Atomen mit praktisch gleicher Elektronegativität sowie einem kleinen polaren (hydrophilen) Anteil und 3 Aminosäuren an einer Carboxyl- und einer Aminogruppe an einem zentralen C-Atom, an welchem außerdem ein Wasserstoffatom und ein spezifischer Rest hängen. (15 Punkte)
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| I.2B |
Nenne ein Monosaccharid und ein Polysaccharid, von denen sich Menschen ernähren!
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Menschen ernähren sich von dem Monosaccharid Glucose und dem Polysaccharid Stärke. (2 Punkte)
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| AFB 3 |
| I.3A |
Erkläre, warum die Haarfarbe eines Menschen von der Reihenfolge der Monomere eines riesigen Biopolymers in seinen Zellkernen abhängt!
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Die Sequenz (Reihenfolge) der Nukleotide (Monomere) der DNA codiert die Aminosäuren-Sequenz in einem Protein. Diese Aminosäuresequenz bestimmt die Bildung von Sekundärstrukturen, die wiederum die Tertiärstruktur des Proteins bestimmen. Die Tertiärstruktur (Form) bestimmt die Funktion des Proteins und aus den Funktionen der Proteine ergeben sich die Eigenschaften unserer Körper. In diesem Fall produzieren Enzyme die Farbstoffe für die Haare. (15 Punkte)
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| In der Aufgabe 2 geht es um Fließgleichgewichte und den Membranfluss in eukaryotischen Zellen. |
| AFB 1 |
| II.1A |
Nenne mit jeweils einem Wort die zellulären Strukturen, a) in denen Membranflächen entstehen, b) als deren Hüllen sie durch die Zelle transportiert werden, c) von denen sie über das Zytoskelett gezogen werden, d) in denen sie einem Zielort zugeordnet werden, e) mit der sie durch Exozytose verschmelzen, f) deren Inneres sie nach der Endozytose ansäuern, g) in denen sie schließlich in einzelne Lipide zerlegt werden!
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a) Endoplasmatisches Retikulum, b) Vesikel, c) Motorproteine, d) Golgi-Apparat (Dictiosom), e) Zellmembran, f) Endosom, g) Endolysosom (sekundäres Lysosom) (7 Punkte)
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| AFB 2 |
| II.2A |
Definiere mit nur einem Satz den Begriff Fließgleichgewicht!
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Ein Fließgleichgewicht ist ein Zustand, in dem sich eine Struktur äußerlich kaum zu verändern scheint, obwohl ihr Inhalt ständig ausgetauscht wird. (5 Punkte)
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| II.2B |
Nenne die Energieform und den Energieträger, welcher die Motorproteine antreibt!
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Motorproteine werden angetrieben von der Energieform chemische Energie und dem Energieträger ATP. (2 Punkte)
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| AFB 3 |
| II.3A |
Entwickle eine Hypothese zur Erklärung der Bewegung der einzelnen Lipid-Moleküle durch das Cytoplasma zum Endoplasmatischen Retikulum!
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Lipid-Moleküle besitzen keinen eigenen Antrieb und können aufgrund ihrer Unterschiedlichkeit auch keine Andockstellen für Motorproteine enthalten. Ein aktiver Transport mit Motorproteinen wäre auch viel zu aufwendig und unnötig. Aufgrund der Wärmebewegung (Braunsche Molekularbewegung) bewegen sich ohnehin alle Moleküle in der Zelle und stoßen ständig gegeneinander. So werden auch die Lipid-Moleküle ständig herum geschubst und bewegen sich zufällig hin und her. So gelangen sie zufällig auch zum Endoplasmatischen Retikulum. (5 Punkte)
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| In der Aufgabe 3 geht es um wichtige Organellen und Funktionen eukaryotischer Zellen. |
| AFB 1 |
| III.1A |
Beschreibe, wie es virale Angriffsstrukturen schaffen, Adenoviren gegen den Wider-stand zellulärer Verteidigungsmechanismen aus einem Endosom bis unmittelbar vor eine Zellkernpore zu bringen!
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In ihren Endosomen lockern Zellen die Tertiärstrukturen von Proteinen auf, indem sie mit Hilfe winziger Pumpen das Innere des Endosoms ansäuern. Dann verschmelzen mit Verdauungsenzymen gefüllte Lysosomen mit den Endosomen zu Endolysosomen und die Verdauungsenzyme zerlegen die aufgelockerten Proteine in Peptide. Manche Viren entkommen jedoch mit Hilfe von Proteinen, welche die Membranen von Endosomen zerstören. Im Zytoplasma der Zelle werden Viren dadurch aufgehalten, dass sie sich nicht selber bewegen können. Viren können jedoch zum Zellkern transportiert werden, wenn sie über Hüllproteine verfügen, deren Oberflächen genau zu den Andockstellen über das Zytoskelett zum Zellkern laufender Motorproteine passen. Viren können durch Hindernisse gestoppt werden, wenn sie nur an eine Sorte von Motorproteinen andocken können. Im Vorteil sind Viren mit mehr als einer Andockoberfläche für Motorproteine, wenn diese in unterschiedliche Richtungen laufen und Hindernisse umgehen können. Wenn sich Antikörper schon vor dem Eintritt in die Zelle fest mit Virus-Proteinen verbunden haben, können in der Zelle spezielle Verteidigungs-Proteine die Stiele der Antikörper markieren und ihrerseits weitere Proteine binden. Diese Protein-Komplexe können zufällig vorbei kommende tunnelförmige Proteasome aktivieren, die dann das Virus in sich hineinziehen und in seine Grundbausteine (Aminosäuren und Nukleotide) zerlegen. Nicht zerlegte Viren werden von den Motorproteinen über das Cytoskelett bis zum Zellkern transportiert. (46 Punkte)
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| AFB 2 |
| III.2A |
Nenne mit einem Wort die Energieform, welche einem Virus die Annäherung und das Andocken an einen Rezeptor auf einer Zelloberfläche ermöglicht!
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Die Energieform Wärmeenergie bewirkt die Annäherung des Virus an die Rezeptoren auf einer Zelloberfläche. (1 Punkt)
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| III.2B |
Nenne das Prinzip, mit welchem das Virus mehrfach zelluläre Strukturen täuscht und für seine Zwecke mißbraucht!
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Das Virus täuscht mehrfach zelluläre Strukturen und mißbraucht sie mit Hilfe des Schlüssel-Schloss-Prinzips. (1 Punkt)
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| AFB 3 |
| III.3A |
Entwickle eine Hypothese zur Erklärung der Anpassung einer Virus-Spezies an einen Wirtszelltyp!
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Um sich an einen Wirtszelltyp anzupassen, müssen sich die Proteine einer Virus-Spezies an Strukturen der Wirtszellen anpassen. Das kann nur dadurch geschehen, dass sich die Baupläne der viralen Proteine ändern. Dazu kommt es durch Mutationen in den Bauplänen der viralen Proteine, also durch zufällige Änderungen in den Nukleotid-Sequenzen der viralen DNA (oder RNA). Weil sich besser angepasste Viren besser vermehren können, entwickelt sich die Viren-Spezies durch Mutation und Selektion weiter. (9 Punkte)
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