Natürlich Natura: Echt phänomenale Biologie - NEU Passgenau zum über-arbeiteten Bildungsplan für die Kursstufe
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Passgenau zum über-
arbeiteten Bildungsplan
für die Kursstufe
NEU
Natürlich Natura:
Echt phänomenale Biologie.
Echt phänomenale Biologie.
Natürlich Natura.
Welche ökologischen Erkenntnisse führen zu
einer nachhaltigeren Umweltnutzung?
5
7 Ökologie
Passgenau zum über-
arbeiteten Bildungsplan
Welche Aussagekraft haben Zeigerpflanzen? Welche Rolle spielen Populationen im
Ökosystem?
Das interessiert mich!
Natura Biologie Kursstufe Viele starke Bilder im neuen Natura Kursstufe Baden-
Baden-Württemberg Württemberg machen Biologie so anschaulich, dass Ihre
(für den Unterricht in Klasse Klasse motiviert in jedes neue Thema startet.
11–12 im G8 bzw. 12–13 im G9)
erscheint im Mai 2023. Das will ich genau wissen!
Mit diesem Lehrwerk vermitteln Sie alles, was die Lernen-
den wissen wollen – bis ins Detail. Und immer so, dass es Wo war das Kohlenstoffdioxid vor dem
alle verstehen, denn: Die Progression stimmt. Welchen Wert hat die Biodiversität? Klimawandel?
Das Abi kann kommen!
Ein solides Fundament: Mit Natura Kursstufe wenden Ihre
Schüler:innen Gelerntes an und sichern sich ihren Lern-
erfolg. Natura hat das Abitur immer im Blick!
268 269
klett.de/lehrwerk/natura-kursstufe
3.3 Stoffwechsel | Aufbauender Stoffwechsel Stoffwechsel | Aufbauender Stoffwechsel 3.3 NEU
Das interessiert mich!
P700*
4e– Tra Elek
Primärreaktion – der erste Teil der Fotosynthese ns tro
Energieniveau der transportierten Elektronen
P680* po ne
4e– Ele rtk n-
ktr IV ett
on e 2 NADP+ + 4 H+
Die Fotosynthese läuft in zwei Teilschritten ab. In der Primärreaktion werden mithilfe von Licht- Fotolyse des en
Wassers: I -Tr
energie Stoffe, wie ATP hergestellt. Diese Reaktion wird daher auch als Fotoreaktion bezeichnet. an V
Die Stoffe aus der Fotoreaktion werden für die Sekundärreaktionen benötigt, in denen Glucose
aus Kohlenstoffdioxid und Wasser gebildet wird (= Synthesereaktion). Wie funktioniert die Um-
2 H2O
II
sp
or
tke
tte Licht
4e– Begeistert lernen
4 H+ + O2 2 NADPH + 2 H+
wandlung der Lichtenergie in chemische Energie, die eine Lebensgrundlage für so viele Organis- III
men bildet?
Licht
4e– 4e– Sie möchten gern Ihre Klassen auf eine fas-
Stroma CO2
zinierende Tour ins Reich der Lebewesen mit-
Licht Thylakoide P700 Redoxsysteme:
I Plastochinon
P680 II Cytochrom-Komplex
NADP+ III Plastocyanin
ADP
Fotosystem I IV
V
Ferredoxin
Ferredoxin-NADP+-
Natura Kursstufe enthält nehmen und für das Fach Biologie begeistern?
Oxidoreduktase
H+
+P Fotosystem II
eine Material-Seite zu jeder
Sie wünschen sich gleichzeitig eine gezielte
H2O Foto- Synthese-
e– reaktion reaktion
3 Energetisches Modell der Fotoreaktion
ATP Lerneinheit.
NADPH + H+ Reaktionszentren der beiden Fotosysteme (FS I Bildung von NADPH+H+ Vorbereitung auf das Abitur? Das neue Natura
und FS II) durch die Absorption von Lichtener- Die vom Fotosystem II abgegebenen Elektro-
O2 H2O
Kohlenhydrate
gie so stark angeregt werden, dass sie leicht an nen werden vom primären Elektronenakzeptor
einen Elektronenakzeptor abgegeben werden über weitere Membranproteine, die als Redox-
Kursstufe Baden-Württemberg bietet Ihnen
Fotosystem II
Fotosystem I
können. Die Chlorophyll-Moleküle werden hier-
bei oxidiert. In den Chlorophyll-Molekülen ent-
systeme wirken, über eine Elektronentrans-
portkette
Evolution 4.2
letztlich auf den Elektronenakzeptor,
| Stammesgeschichte MATERIAL Evolution | Stammesgeschichte 4.2 alles, was Sie dafür brauchen – immer orien-
2 NADPH + 2 H+ das Coenzym NADP+ (Nicotinsäureamid-Ade-
Licht Elektronen-
fluss
Licht
steht durch die Abgabe der Elektronen eine
Elektronenlücke und sie tragen eine positive nin-Dinucleotid-Phosphat), übertragen. NADP+ tiert an der Lebenswelt der Lernenden: die
2 NADP+ + 4 H+ Ladung. Diese positive Ladung wird durch die wird durch die Aufnahme von zwei Elektronen
4 H+
H+ Spaltung von Wassermolekülen (Fotolyse des und einem H+-Ion zu NADPH reduziert. Die Koevolution Koevolution bilderstarken Themeneinstiege zum Beispiel.
IV 2 Modell der ATP-Synthase Wassers) ausgeglichen: Von jedem Wassermo- Energie aus den Redoxreaktionen am Fotosys-
H+ 4 e–
Zur Abwehr von Fressfeinden entwickeln viele Lebewesen Abwehrmechanismen. So feuert
lekül werden zwei Elektronen auf die Chloro- tem II allein reicht nicht aus, um die Elektronen M 1 Schmetterling und Pflanze
H+
H+
I II
H+
III
H+
H+
V
Konzentrations- und Ladungsunterschied strö-
phyll-Moleküle übertragen und deren Elektro-
beispielsweise die Seeanemone ihre Nesselgift-Projektile mit 40 000-facher Erdbeschleunigung
auf NADP+ zu übertragen. Dies ist nur durch die
ab und verhindert so, dass sie die Beute von Fressfeinden wird. Aber der Clownfisch ist immun
Da ist der Anreiz, weiter zu forschen, gleich da.
2 H2O H+ nenlücke damit aufgefüllt. Die Chlorophyll- zwei miteinander gekoppelten Fotosysteme Die meisten in Südamerika vorkommenden Passionsblu Nektarien und deren Bedeutung
H+
H+
4 H+ H+ Innenraum
der Thylakoide
H+ men H+-Ionen aus den Thylakoiden ins Stroma.
Das bewirkt eine Rotation in der F0-Unterein-
Moleküle kehren somit in den Ausgangszu-
gegen das Nesselgift der Seeanemone. Beide leben in perfekter Symbiose.
möglich, die die Elektronen nacheinander men der Gattung Passiflora bilden in ihren Blättern einen Auf der Blattunterseite einiger Passionsblumen fand man Mit prägnanten Bildern und Fragen motivieren
O2 + 4 H+
H+
stand zurück. Sie können erneut von Licht an- durchlaufen. Giftcocktail, der viele Insektenarten und deren Larven da gelb gefärbte Nektardrüsen, die den Eiern des Heliconius
heit der ATP-Synthase [B 2], wodurch die Raum-
H+
H+ H+
H+
H+ H+
H+
H+
struktur der Bindungsstelle im Kopfteil des En-
geregt werden und wieder Elektronen an ihren
Akzeptor übertragen. Bei der Wasserspaltung Licht regt Elektronen im Chlorophyll an.
Evolutionäres Wettrüsten
Koevolution kann aber auch mit einem Wett
ran hindert, sie zu fressen. Falter der Gattung Heliconius
kleben ihre gelben Eier dennoch auf die Unterseite von
falter sehr ähnlich sehen. Um deren Bedeutung zu verste
hen, führten Wissenschaftler einige Experimente durch.
Sie alle, die Fachinhalte im Anschluss solide zu
H+ zyms verändert und ADP und Phosphat zu ATP rüsten verglichen werden. Beispielsweise die
H+
Thylakoidmembran
reagieren können. Die Bewegungsenergie der
im Thylakoid-Innenraum entstehen so weitere
+
H -Ionen und elementarer Sauerstoff [B 1]. Er
Diese werden über Membranproteine und
Elektronentransportketten auf NADP über- + Entwicklung von Abwehrstrategien eines
Blättern der Passionsblume. Von den Blättern ernähren
sich die Raupen, bis sie sich schließlich verpuppen und
a) Zur Eiablage bereiten Heliconiusfaltern bot man
Passionsblumenblätter mit und ohne HeliconiusEiern
erarbeiten.
H+ H+-Ionen wird so in chemische Energie bei der Wirtes gegen ein Virus und die Gegenanpas
H+ Synthese- ist am weiteren Verlauf der Fotosynthese nicht tragen. So wird die Sonnenenergie durch daraus neue Falter hervorgehen. Die Gifte schaden ihnen an und bestimmte die Zeit bis zur Eiablage [B 4].
Bildung von ATP aus ADP und Phosphat umge- sung des Virus gegen die Abwehrstrategien des
Stroma ADP + P H+ ATP reaktion beteiligt, sondern wird in den pflanzlichen Zel- den Transport der angeregten Elektronen in nicht. Forschende fanden eine Reihe weiterer Merkmale b) Man bot den Heliconiusfaltern Nektarien tragende
wandelt. Wirtes.
Ganz aktuell und anschaulich
len, wie bei anderen Lebenwesen, für die Zell- chemische Energie umgewandelt, indem bei den Faltern und den Passionsblumen, die im Zusam Passionsblumenblätter zur Eiablage an. Ein Teil der
H+ Die stetige wechselseitige Anpassung von
atmung genutzt. Überschüssiger Sauerstoff dif- ATP und NADPH+H+ gebildet werden. menhang mit der Nahrungsbeziehung stehen. Blätter blieb unverändert, beim anderen wurden die
H+ Herkunft des Konzentrationsunterschieds Arten führt z. B. auch dazu, dass Beutetiere
fundiert aus den Zellen und wird über die Nektarien entfernt. Die Ergebnisse zeigt Bild 5.
Die hohe H+-Konzentration im Innenraum der härtere Panzer oder Schalen entwickeln und
Spaltöffnungen der Blätter an die Außenluft
1 Chemiosmotisches Modell der ATP-Bildung
Thylakoide hat zwei Ursachen: Zum einen wer-
den Protonen von den Membranproteinen I
abgegeben.
dadurch besser vor Räubern geschützt sind.
Räuber wiederrum entwickeln spitzere Zähne
Mit Natura Kursstufe bleiben alle dran:
Bildung von ATP
und II aktiv in den Innenraum gepumpt [B 1].
Zum anderen entstehen weitere Protonen di-
oder eine stärkere Gebissmuskulatur. Beutetie
re können Giftstoffe entwickeln, denen Räuber
• mit lebendigen Themen, die durch viele
AUFGABEN
Um ATP zu bilden, benötigt die ATP-Synthase
einen Konzentrationsunterschied an H+-Ionen
rekt im Innenraum bei der Spaltung von Was-
sermolekülen an einem Enzymkomplex in der 0 1 Erläutern Sie am Beispiel der gie für die Pflanze energetisch den aktiven Transport der
mit der Entwicklung entsprechender Enzyme
entgegentreten. Bilder und Grafiken anschaulich werden,
(Protonengradient). Sobald zwischen Thylako- der Nähe des Fotosystem II [B 3]. Chloroplasten das biologische nutzbar gemacht wird. H+-Ionen beziehen. Arten, die sich in der notwendigen Zeit nicht
id-Innenraum und Stroma ein ausreichend gro- Prinzip Struktur und Funktion. anpassen können, werden zwangsläufig „ab 1 Heliconiusfalter und PassifloraBlatt mit Eiern 3 Passionsblumenblatt mit Nektarien • mit ganz aktuellen Inhalten, die Sie mit
ßer Konzentrationsunterschied aufgebaut wur- Elektronentransport und Wasserspaltung $ 3 Erläutern Sie mithilfe von Bild 1 $ 4 Nehmen Sie Stellung zur gehängt“ und dadurch eliminiert. Wohin das
de, können die H+-Kanäle der ATP-Synthasen In der Fotoreaktion können Elektronen der 0 2 Erklären Sie, an welcher Stelle und Bild 3, woher die Membran- Aussage: „Ohne Licht keine Wettrüsten führen kann, zeigt die stammesge
Standort und Wuchs
40
unbesetzt aktuellen (digitalen) Medien motivierend
Anteil abgelegter Eier (%)
mit normalen
geöffnet werden [B 1]. Angetrieben durch den Chlorophyll-Moleküle P680 und P700 in den der Fotoreaktion die Lichtener- proteine I und II die Energie für ATP-Bildung.“ schichtliche Entwicklung der Dinosaurier – von Eiern besetzt
Manche Zweige von Passionsblumen sind eng verwoben 30
182 1 Clownfisch und Seeanemone 183
kleinen eidechsenähnlichen Tierchen zu den
größten terrestrischen Räubern und Pflanzen
mit Zweigen anderer Pflanzen mit ähnlichen Blätterfor
20
in den Unterricht bringen,
men [B 2].
fressern, die jemals auf der Erde gelebt haben.
Symbiose 10
• mit einem ausgereiften Differenzierungs-
Die wechselseitige Anpassung und Gegenan Die wechselseitige Einflussnahme von Orga-
Bienenblüte passung zweier oder mehrerer stark miteinan nismen innerhalb einer Art oder zwischen
0
1–5 5–10 11–15 16–20 21–25 >25
Zeit bis zur Eiablage (s)
konzept.
der interagierender Arten wird als Koevolution den Arten erhöht die reproduktive Fitness 4 Eiablage auf besetzten und unbesetzten Blättern
bezeichnet. und wird als Koevolution bezeichnet.
Sie kann für beide Arten von Nutzen sein wie 40
Nektarien entfernt
Anteil abgelegter Eier (%)
z. B. bei Pflanzen und ihren Bestäubern [s. Blätter mit gelben Flecken
Passionsblume 30
Randspalte] oder bei Seeanemonen und
Clownfischen [B 1]. Die Koevolution nimmt da Nichtwirts-
pflanze 20
Falterblüte
mit den Charakter einer Symbiose an.
10
0 Zeit bis zur Eiablage (s)
1–5 6–10 11–15 16–20 21–25 >25
2 Zweige von Passionsblume und anderer Pflanze 5 Eiablage und Nektarien
AUFGABEN
0 1 Nennen Sie Vor und Nachteile $ 2 Die Abbildung [s. Randspalte] . 3 Recherchieren Sie im Internet
klett.de/lehrwerk/natura-kursstufe
Hummelblüte
AUFGABEN
der symbiontischen Koevolution zeigt eine Blütenpflanze und de nach der „RoteKöniginHypo
$ 1 Werten Sie die Ergebnisse der . 2 Erstellen Sie eine Übersicht zur Passionsblume Heliconiusfalter
von Clownfisch und Seeanemo ren Bestäuber. Entwickeln Sie these“. Erläutern Sie, warum es Selektionsdruck
Experimente in Bild 4 und 5 Koevolution von Passionsblume Bildung Eiablage
nen. eine Hypothese zur Entstehung den Organismen im Laufe der von Giftstoffen Fraß auf Blättern
aus. und Heliconiusfalter nach fol
des Rüssels vom Schmetterling Koevolution nicht besser geht.
gendem Muster:
und der Blütenform der Roten
Fliegenblüte Spornblume.
226 227
Das will ich genau wissen!
Ein Bild sagt mehr …
6.1 INFOGRAFIK Neurobiologie und Hormone
Informationssysteme | Nervenzellen
| Nervenzellen INFOGRAFIK Neurobiologie
INFOGRAFIK und Hormone | |Nervenzellen
Informationssysteme Nervenzellen 6.1 Fachwissen einmal komplett mit einer doppel-
ankommende
Erregung Transmitter seitigen Infografik vermitteln? Das geht mit
Motoneuron und Synapse Acetylcholin
Membranpotential (mV)
Membranpotential (mV)
Membranpotential (mV)
20mV 20mV
20mV +30 +30
+30 +30 +30
+30 synaptisches dem neuen Natura Kursstufe. Und auch die
Das Motoneuron stellt eine spezielle Nervenzelle dar, die Muskelzel- 0 00 0 00 Vesikel
len innerviert. Aufgrund von verzweigten1msDendriten 1ms
1ms
und einem lan-
Acetyl-CoA
Bilder und Grafiken auf den klassischen Info-
gen Axon stellt das Motoneuron ein gutes Beispiel für eine Nerven-
-50 -50
-50 -50 -50
-50
zelle dar. In Wirbeltieren ist das Axon des Motoneurons myelinisiert,
das heißt von myelinreichen Hüllzellen umwickelt. An den Schnür-
-70 -70
-70 -70 -70
-70 Cholin Seiten machen (komplexe) Inhalte anschau-
Zeit (ms) Zeit
Zeit(ms)
(ms) Ca²+ -
ringen zwischen den Hüllzellen befinden sich spannungsgesteuerte
Ionenkanäle in der Membran, die Aktionspotenziale ermöglichen.
Bezugselektrode
Bezugselektrode
Bezugselektrode
0 1 020 131 242 33 44 0 1 020 131 242 303 4 14 020 131 242 33 44 Einstrom lich und verständlich.
Ca²+ Na+
3 4 5
Messelektrode
Messelektrode
Messelektrode Verstehen braucht
Membranpotential (mV)
Rezeptorpotenziale an Den Das Ruhepotenzial liegt Das Aktionspotenzial verläuft
1
20mV
extrazelluläre
Flüssigkeit
extrazelluläre
extrazelluläre
+30
driten und am Soma sind
um
0 so höher, je stärker die
+30
0
bei etwa 70mV und wird
durch die Konzentrations
nach dem AllesoderNichts
Prinzip. Nach einer über
Sehen: Neue doppel- Alle mitnehmen
1ms Flüssigkeit
Flüssigkeit
Bei vielen Zellen lässt sich
Erregung war. Um so mehr unterschiede von Ionen schwelligen Erregung öffnen Na+-Einstrom Acetylcholinesterase seitige Infografiken
an der Membran eine
Spannung messen. Die Er
Axon Axon
Axon
-50
näle geöffnet sind, um
+
rezeptorgesteuerte Na Ka
so
-50
S735049005_Motoneuron_S226_4
und deren Permeabilität
S735049005_Motoneuron_S226_4
S735049005_Motoneuron_S226_4
durch die Membran be
sich schnelle spannungsge
steuerte Na+Kanäle und et 6 machen Themen viel Die Texte bieten alle fachlichen Informationen
regung einer Nervenzelle -70 -70
besteht in einer kurzzeiti
höher das Potenzial.
0 1
cyplot.de
2
Zeit/ Cyprian
3
cyplot.de
(ms)
4
cyplot.de
Lothinger
/ Cyprian
/ Cyprian stimmt.
Lothinger
Lothinger
0 1 2 3 4 0 1
was langsamere spannungs
2 3 K+Kanäle.
gesteuerte 4
Synapsen übertragen Erregungen auf die
nächste Zelle. Vesikel verschmelzen mit der prä
anschaulicher. in verständlicher Form, auf dem aktuellen
gen Veränderung dieses Bezugselektrode
Membranpotenzials.
synaptischen Membran und geben den Trans
mitter Acetylcholin in den synaptischen Spalt Stand der Wissenschaft. Natura konzentriert
Messelektrode ab. Transmittermoleküle öffnen rezeptorgesteu
extrazelluläre
erte Na+Kanäle in der postsynaptischen Mem
S735049005_Motoneuron_S226_2
sich auf das Wesentliche und vermittelt biolo-
Schnürring bran. Der Transmitter im Spalt wird schnell en
Flüssigkeit Axon cyplot.de / Cyprian Lothinger
zymatisch abgebaut. gische Fachsprache so, dass alle sie verstehen
Axon Motoneuron S735049005_Motoneuron_S226_4 und nutzen können.
cyplot.de / Cyprian Lothinger Na+ K+
Na+ Myelinhülle Kanal Kanal
Zellkörper
Wer fachlich noch mehr in die Tiefe gehen
Synapse Dendrit Hüllzelle Endknöpfchen
will: Mit den Extra-Seiten bietet Natura Kurs-
EPSP Na+
Potenzial
stufe die Möglichkeit dazu.
Muskel
EPSP Entfernung
Schwelle
Bereich überschweliger Depolarisation
2000 µm
NEU
mV mV mV Zellkern
7
AUFGABEN
ms ms ms Die Geschwindigkeit der Erregungs
Messpunkt 1 $ 1 Vergleiche Potenziale, die durch rezeptor
Messpunkt 2 Messpunkt 3 leitung hängt vom Bau des Axons
(Soma) gesteuerte bzw. spannungsgesteuerte Io
ab. Marklose Axone leiten Erregun
nenkanäle erzeugt werden.
2 gen kontinuierlich über das Axon.
Dendriten bieten eine große Ober Dies erfolgt langsam und erfordert $ 2 Erkläre die räumliche und zeitliche Sum
fläche für viele Kontakte. Wenn vie viel Energie. Bei markhaltigen Axo
S735049005_Motoneuron_S226_3 mation am Soma und ordne die Summati
le Erregungen ankommen, kommt nen springt die Erregung schnell on in der Grafik zu.
cyplot.de / Cyprian Lothinger
es am Soma zu räumlicher oder von Schnürring zu Schnürring. Die
$ 3 Beschreibe den Unterschied zwischen ei
zeitlicher Summation. se saltatorische Erregungsleitung
nen markhaltigen und marklosen Axon
spart Zeit und Energie.
hinsichtlich Struktur und Funktion.
376 377
klett.de/lehrwerk/natura-kursstufe
S735049005_Motoneuron_S226_1
cyplot.de / Cyprian Lothinger
6.4 ABI-TRAINING
ABI-TRAINING Neurobiologie und Hormone ABI-TRAINING Neurobiologie und Hormone
ABI-TRAINING 6.4 Das Abi kann kommen!
Kompakt M 1 Nervengifte der Kegelschnecken
Endlich genug materialgebundene
Basisfach Kegelschnecken aus tropischen Meeren sind aufgrund ihrer bunt gemusterten Gehäuse beliebt . Kegelschnecken le-
Aufgaben
ben räuberisch im Meer . Vertreter mancher Arten fangen sogar Fische . Dies gelingt ihnen, indem sie mit einem harpu-
Ich kann … Seiten zum Nachlesen
nenartigen Stachel einen Cocktail aus etwa hundert Giftstoffen in Beutetiere injizieren, der überaus schnell tödlich
Alle Materialien, die Sie brauchen, sind im
… die Aufnahme, Weiterleitung und Verarbeitung von Information als Zusammenspiel von
Organen erklären .
354 – 355, 368, 392 – 393, 402 wirkt . Kugelfische enthalten in einigen Organen hochwirksame Giftstoffe, die auf Fressfeinde tödlich wirken . neuen Natura Kursstufe Baden-Württemberg
… am Beispiel des Motoneurons den Zusammenhang zwischen Struktur und Funktion be- 356 – 357, 376 – 377 enthalten. Die für die Abiturvorbereitung
schreiben . 20
Aktions- wichtigen Aufgaben mit Material finden Sie
Membranpotential (mV)
… Ruhepotenzial, Aktionspotenzial und deren Messung erläutern . 358 – 366 0 potenzial mit
… kontinuierliche und saltatorische Erregungsweiterleitung vergleichen . 368 – 369, 376 – 377
Kegelschnecken-Gift in sehr großer Zahl – auf den Material-Seiten
… die Übertragung der Erregung an der Synapse beschreiben . 370 – 377
–20
Aktionspotenzial und auf den Seiten Abi-Training.
mit Kugelfisch-Gift
–40
… die Wirkung von Stoffen auf Synapsen an Beispielen erläutern . 372 – 373
Auf den Praktikum-Seiten bietet das neue
… die Vorgänge bei der Reizaufnahme an einer Sinneszelle und die Transduktion erläutern . 380 – 382 –60
Aktionspotenzial Natura Versuche, die oft mit relativ einfachen
–80 ohne Gifteinwirkung
Leistungsfach
0 1 2 3 4 5
Mitteln durchgeführt werden können.
Ich kann … Seiten zum Nachlesen Zeit (ms)
Exkurse für besonders Interessierte werden
1 Vielfalt der Kegelschnecken 3 Aktionspotenzial und Wirkung von Giftstoffen
… die Aufnahme, Weiterleitung und Verarbeitung von Information als Zusammenspiel von 354 – 355, 368, 392 – 393, 402
Organen erklären . auf den Extra-Seiten umgesetzt.
Aktionspotenziale
… am Beispiel des Motoneurons den Zusammenhang zwischen Struktur und Funktion be- 356 – 357, 376 – 377 ohne Giftstoffe mit Giftstoff mit Giftstoff mit Giftstoff mit Giftstoff
schreiben .
Axon mV
(Kontrolle)
mV
1
mV
2
mV
3
mV
2 und 3
Erfolgreich zum Abitur
… Ruhepotenzial, Aktionspotenzial und Erregungsweiterleitung (kontinuierlich und saltato- 358 – 366, 368 – 369, 376 – 377
risch) erläutern . „Was muss ich können und wissen?“ Neue
… die Übertragung der Erregung an der Synapse beschreiben . 370 – 373
Checklisten auf den Seiten Abi-Training geben
… die Verrechnung der Signale von erregenden und hemmenden Synapsen beschreiben . 374 – 375
Zeit Zeit Zeit Zeit Zeit den Lernenden klar Auskunft. Wenn dann die
… die Vorgänge bei der Reizaufnahme an einer Sinneszelle und die Transduktion erläutern 382 – 383 postsynaptische Potenziale
(u . a . second messenger Prinzip) . mV mV mV mV mV Aufgaben auf diesen Seiten gelöst sind, heißt
Synapse
… Erkrankungen des menschlichen Nervensystems beschreiben . 396 – 397 das: „Jetzt bin ich fit für die Abi-Prüfung“!
… die Entstehung der Wahrnehmung im Gehirn am Beispiel der Sehwahrnehmung erläutern . 384 – 391
… neuronale Grundlagen des Lernen beschreiben (z . B . synaptische Plastizität) . 392 – 402
Zeit Zeit Zeit Zeit Zeit
… die Regulation von Stoffwechselprozessen durch Hormone erläutern . 402 – 412
2 Wirkung verschiedener Giftstoffe auf die Synapse
… unterschiedliche Wirkungsmechanismen von Hormonen auf molekularer Ebene 402 – 403
beschreiben .
AUFGABEN
0 $
… Hormon- und Nervensystem vergleichen und deren Verschränkung an einem Beispiel 402 – 403, 408 – 409
darstellen .
1 Erklären Sie den Ablauf eines 3 Vergleichen Sie die in Ab . . 3 dar- Sie jeweils eine begründetete
Aktionspotenzials auf Grundlage gestellten Wirkungen ader Ner- Hypothese zum Wirkmechanis-
der beteiligten Ionenkanäle in vengifte von Kugelfisch und Ke- mus der Gifststoffe .
der Axonmembran . gelschnecke auf Axone .
$ 5 Begründen Sie die Notwendig-
$ 2 Erklären Sie, warum es für eine . 4 Im Labor wurde die Wirkung von keit des Kontrollansatzes in
jagende Kegelschnecke vorteil- drei Giftstoffen von Kugelfisch Abb . 2 .
haft ist, dass ihr Gift sehr schnell und Kegelschnecke auf Synapsen
tödlich wirkt . untersucht (Abb . 2) . Formulieren
412 413
DO01_049105_Teildruck_Inhalt.indd 412 29.09.2022 16:22:10 DO01_049105_Teildruck_Inhalt.indd 413 29.09.2022 16:22:11
Die Entstehung der Zellmembran
Endosymbiose
Praktische Tipps von wesentlicher Bedeutung ist, dass
die Schüle-
Die digitalen Medien
Natura erfüllt alle Wünsche …
sehr kurz
Im Schülerbuch S. 498/499 wird nur rinnen und Schüler die entsprechend
en Vor- Biomoleküle auf der Erde
Alles für Sie im Digitalen Unterrichtsassistenten:
auf die Endosy mbion ten-Th eorie eingegangen,
Arbeitsblätter bietet Ihnen
abrufbarNatura
haben (s. in
auch: Es gibt einige Theorien, wie die ersten
Kapiteln gänge verstan den und insam ist, dass die Konzentration
entstanden sein könnten. Allen geme
jetzt mit vielen Beispielen für Klausuren da
diese bereits in vorangegangenen
sowie
thematisiert wurde . Je nachde m, wie großer
lange diese
svermittlung bereits zurück liegt, bietet
Zahl:
Aufgab der Extra-Box „Eine
e gedruckt in moderne Endo-
den Kopier-
symbiose“ im Schülerbuch auf S. 499).
Es bietet dieser Moleküle sehr gering gewes
en sein muss. Aus diesem Grund
Reaktionsräume gegen die
im Überblick
interaktiven Simulationen, Animationen,WissenGefähr- evorlagen und editierbar im Digitalen
als auf S. 33 im stellt es einen Vorteil dar, wenn sich
… mit Medien für Ihre Schüler:innen sich eine kurze Wiederholung der Theori
dungsbeurteilungen und vielem mehr …es für das Verständnis der aktuellen Thema
an, da sich die Bearbe
Schülerbuch an.
Unterrichtsassistenten.
itung des Materi
Praktische Tipps Experiment zur Fehlwahrnehmung
lt abtren
Bei diesem Kurzexperiment können
nten, in denen die benötigten Stoffe
weniger
anger alst
eicher
Transduktion – vom Reiz zum Signal
Medien zum Schulbuch
tik Umwe
Zwei bis drei Personen führen jeweils den 65% unterscheiden, ob iger sie am zweiten oderendrit-
bekannt.
ist der Bau derart Biome mbran
Zehenversuch durch (Abb. 1). n konnte
Eine Person
werde n.
reizt Heute
ten Zeh gereizt werden. Die Transduktion findet
• Die Medien zum Schulbuch machen das die mittleren Zehen der zweiten Person
Sie besitzen (Ver-
eine Grund
zwarstruktu
am r
Zeh aus sog.
statt, die Phosp holipiden (Abb. 2), die
Wahrnehmung aber eben Die Sinne des Menschen können ganz unterschiedliche Reize (Licht, Schall, Geruch, Geschmack, Druck und
suchsperson) in zufälliger Reihenfolge. lschichterst
Die dritte im Gehirn
aufein anderundgelage rt sind
hier ist (Abb. 1).
offensichtlich die • hybrid einsetzbar
gedruckte Schulbuch fit für Ihren hybriden Ein interaktives Modul zum in einer Doppe
Person achtet darauf, dass die Versuchsperson genaue Zuordnung nicht so wichtig.
Wärme) in neuronale Signale umwandeln. Die Umwandlung des jeweiligen Reizes in ein Rezeptorpotenzial
Thema Gentherapie nicht sieht, wie sie gereizt wird. Nach jeder Rei-
polare und unpolare Bereiche. Der
Begriff „polar“ 1 Biome mbran (TEM)
beschreibt die Transduktion. Dabei sind die Sinneszellen sehr spezifisch für einen bestimmten, adäquaten • auf PC, Tablet, Smartphone, auch offline
Unterricht. Zusatzinformation Erste Wirbeltiere an Land
Der frühe Tetrapode Acanthostega
widerlegte im Skelett auslöste. Die rückwärts
gerichteten
rts gerichtete
zung wird die Versuchsperson Lipid-M
Eingefragt, olekül hat Experiment
welcher zum Geschmackssinn
sch geladen ist oder unterschiedl
ich Reiz. Andere Reize können den Rezeptor entweder gar nicht oder nur unspezifisch bei ungewöhnlich starker
“ (hydroerregen. • kombinierbar mit Begleitmaterialien
Brustflossen könnten sich in seitwä Zeh gereizt wird. Die Rollen bedeu tet, dass
der Personen kann ein ül elektri
Mirakulin setzt sich bei niedrigen pH-Wert auf phil, er ist also „wasseranziehend
Molek Reizstärke phil).
die ersten
die weit verbreitete Meinung, dass
eBook • Mit dem eBook weniger schleppen, trotzdem Vierfüßer sich zunächst ähnlich dem
Quasten- Gliedmaßen entwickelt haben, die
mit
zwar noch
denen die
danach zweimal gewechseltgelade werden.neEsBereic
wird he enthä lt. Ein solcheund
die Süßrezeptoren r Stoff verhädie
verstärkt
lt sich hydro
und
Süß-Emp-
Sauer stoff-A tome Teilladungen. Der aus einer langen
• optimal abgestimmt mit dem Digitalen
n an Land nicht zum Laufen ausreichten, jeweils protokolliert, ob der Zeh richtig oder holipidfindung
en tragen so stark, die Sticks
u. a. dass toff-
wir die Säure nicht mehr es in diesem
eisend“. DaGeschmacksrezeptoren reagieren auf Moleküle, die direkt mit der Membran der Sinneszellen interagieren
die dadurch „wasserabw
flosser Eusthenopteron auf ihren Flosse Bei den Phosp
mehr dabei: das digitale Schulbuch mit vielen schleppten und erst dann ihre Beine entwickel- Tiere sich jedoch nach vorne aus dem
Wasser
aus dem
falsch zugeordnet wurde. Im Anschluss werden
Kohle nstoffkette besteh
schmecken.
ende Molek ül-Teil ist hydro
Die Schülerinnen phob und
und Schüler,
äfte schwache Bindu(Abb. auf.Zucker wird dabei z. B. direkt an einen Rezeptor gebunden (Abb. 1, links), während Natrium-Ionen
ngen 1). Unterrichtsassistenten
Gewässer hochstemmen konnten, um den Kopf die Ergebnisse der Lerngruppe ausgewertet und die Mirakulintablette
Gruppen gibt, treten
kauen,
nurkönnen
durch in den
Van-d er-Wa als-Kr
ten. Als Grund für diesen Schritt vom h keine polarenMinuten direkt durch Ionenkanäle einer anderen Geschmacksinneszelle die Membran passieren. In beiden Fällen
multimedialen Anreicherungen. ans Land wurde in den 1950er-Jahren
vom Wir- Wasser zu heben und Luft zu atmen
halfen die in dieser Entwic klung
. Dabei
entsta ndenen
interpretiert. Dabei stellt sichBereic
heraus: danach Zitronensaft trinken, ohne
diesen als sauer zu empfinden. Der Vergleich löst das eine Enzymkaskade aus, die schließlich zu einem veränderten Membranpotenzial und zur klett.de/medien-zum-schulbuch
n Alfred Sherw ood Romer
beltierpaläontologe Zehen, das Gewicht des Körpers besser
zu halten mit den Schülerinnen und Schülern, die ohne Transmitterausschüttung an einer Synapse führt.
dass sich
(1890 — 1974) das Szenario entworfen,
… und diesen Titeln für Unterrichtende
Mirakulin den sauren Saft kosten, ist sehr
und zu verteilen.
die Tiere aus ihrem von Austrocknung
Gewässer zu retten versuchten.
bedroh ten
ens existieren
überzeugend. Mirakulin selbst ist geschmacklos,
aber es können auch ein paar Schülerinnen und
eBook
Zum Selektionsvorteil des Luftatm
• D er Band Kopiervorlagen bietet Ihnen sehr Acanthostega lebte vor ca. 360 Million
en Jahren verschiedene Hypothesen. Eine besagt
ser abgesu
, dass der
nken war,
Schüler etwas Zucker zur Kontrolle kauen, um
die Vorstellung einer einfachen Überlagerung • komplett digital unterrichten
Sauerstoffgehalt im Gewäs
Die ersten
viele Arbeitsblätter in gedruckter Form. im Gebiet des heutigen Ostgrönland. da sich die Lebewesen stark verme
hrt hatten. durch einen süßen Geschmack zu widerlegen.
• hybrid einsetzbar
sich
Fossilien wurden 1952 gefunden. Wie Ein weiterer Grund könnte sein, dass
die Tiere
en zeigte,
• D er Serviceband enthält die Lösungen zum anhand der folgenden Untersuchung
isch gesehe n das bis dazu übergingen, am Ufer nach Nahrun g zu • auf PC, Tablet, Smartphone, auch offline
stellt Acanthostega anatom suchen, ihre Eier dort abzulegen oder
Versteck-
dahin fehlende Bindeglied zwischen
Fisch und , von • kombinierbar mit Begleitmaterialien
Schulbuch, Differenzierungshinweise, Unter- vollständig an Land lebendem Vierfüß
er dar. Er möglichkeiten vor Raubtieren zu nutzen
denen es im Wasser sehr viele gab.
Insgesamt
sah allerdings anders aus als erwart
et. Das Tier raum neu
1 Reizung des zweiten Zehs • optimal abgestimmt mit dem Digitalen
richtsvorschläge, Medientipps, … besaß nämlich zwar schon Beine und
Füße, war wurde das seichte Wasser als Lebens
erschlossen. Da seichtes Wasser wärme
r und
Unterrichtsassistenten
gerüstet,
für das Leben an Land aber noch nicht damit sauerstoffärmer ist, bedeu tete der Über-
• D er Titel Klausuren bietet Ihnen eine digitale da es u.a. noch keine Fußknöchel besaß und die
gang von der Kieme n- zur Lungen atmun g einen
NEU: eCourse Beine das Körper gewich t an Land wohl nicht
Selektionsvorteil. Zusatzinformation Synästhesie können angeboren sein oder nach Hirnverlet- klett.de/ebook
Sammlung in Form editierbarer Dateien. hätten halten können. Die neben den
Kiemen
beim Leben
Manche Menschen sehen Bilder oder Farben, zungen auftreten. Sie zeigen auf jeden Fall auch
schon vorhandenen Lungen wären wenn sie bestimmte Töne hören. Ähnliches eindrücklich, dass die Wahrnehmung von der
• I m Digitalen Unterrichtsassistenten finden an Land wegen der
biert.
noch kurzen Rippen kolla-
findet sich auch für andere Sinnesmodalitäten,
wie den Geruch. Solche synästhetischen Effekte
Verschaltung im Gehirn abhängt und ergänzen
damit den Zehenversuch (siehe oben).
Digitaler Unterrichtsassistent
Sie passgenau alle Materialien und Medien: Auch die Proportionen der Brustflossen
bzw. • komplett digital unterrichten
eher denen
eBook, Serviceband, die Arbeitsblätter aus den Vorderextremitäten ähnelten noch
eines Fisches. Diese verblüffenden
Erkenntnisse • hybrid einsetzbar
erung
Kopiervorlagen, die Klausuren – plus weitere veranlassten Wissenschaftler zur Veränd
Szenarios.
• exklusiv für Lehrkräfte
des ursprünglich angenommenen
multimediale Anreicherungen sowie alle be- Beine und Füße mussten sich wohl
zunächst im • auf PC, Tablet, Smartphone, auch offline
an Land
Wasser entwickelt haben. Erst später
entwickelten sie sich so, dass das Tier
mit ihnen • kombinierbar mit Begleitmaterialien
nötigten Gefährdungsbeurteilungen. stehen und laufen konnte. Dies führte
nun
r
jedoch zu der Frage, wozu ein
.
Tier
Nach
im Wasse
heutig em
klett.de/digitaler-unterrichtsassistent
… und dem komplett digitalen eCourse Beine genutzt haben könnte
asstheit
Kenntnisstand war es wohl eine Angep 1 Acanthostega (Rekonstruktion) einer ersten Zellmembran
Komplett digital unterrichten und immer den
an das Atmen von Luft, die den Umbau
2 Phospholipid
3 Mögliche Entwicklungsschritte zu
eCourse
roten Faden im Blick haben – lassen Sie sich den Phospholipid-Moleküls. • komplett digital unterrichten
1 Beschreiben Sie den Aufbau eines
Daten auf DVD &
landbewohnende Wirbeltiere“ • exklusive Version für Lehrkräfte
Klett eCourse online zeigen: klett.de/ecourse . • Zusätzliches ARBEITSBLATT „Erste
klung des Lebens auf der Erde 2 Erklären Sie mithilfe der Abbildung
1und 3 das Verhalten eines Phosp
holipides im Wasser.
Kapitel 8: Evolution; 8. 5 Die Entwic
2 • auf PC, Tablet, Smartphone, auch offline
mbranen anhand der Abbildungen
zur Entstehung der ersten Zellme
3 Erläutern Sie einen möglichen Weg 1 Wahrnehmung der Geschmacksqualität „süß“ (links) und „salzig“ (rechts) • interaktives Üben
und 3.
• Inhalte ausblenden, ergänzen und teilen
2018 | www.klett.de | Alle Rechte
Illustratoren: Otto Nehren, Achern;
Wolfgang Herzig, Essen
Source/Don W. Fawcett), Mittenwald
1 Erklären Sie, dass ein Schlag auf das Auge zur Wahrnehmung von Licht führen kann.
Herzig, Essen 459
• kombinierbar mit Begleitmaterialien
© Ernst Klett Verlag GmbH, Stuttgart Foto: Mauritius Images (Science Illustratoren: Otto Nehren, Achern; Wolfgang
Vervielfältigung für den eigenen
vorbehalten. Von dieser Druckvorlage ist die
Klett Verlag GmbH, Stuttgart 2022 | www.klett.de | Alle Rechte vor- Foto: Mauritius Images (Science Source/Do
n W. Fawcett),
© Ernst hren sind abgegolten. den eigenen
für 2
klett.de/ecourse
Kopiergebü
Druckvorlage ist die Vervielfältigung
Die
Unterrichtsgebrauch gestattet.
behalten. Von dieser Mittenwa ld Vergleichen Sie die Transduktion von Zucker und Kochsalz (Abb. 1 links und rechts).
Illustrator: Stefan Leuchtenberg, Augsburg Kopiergebühren sind abgegolten.
Unterrichtsgebrauch gestattet. Die
NATURA_LB Oberstufe_049134
458
© Ernst Klett Verlag GmbH, Stuttgart 2018 | www.klett.de | Alle Rechte Illustrator: Otto Nehren, Achern
vorbehalten. Von dieser Druckvorlage ist die Vervielfältigung für den eigenen
58 NATURA_LB Oberstufe_049134 Foto: Getty Images Plus (iStock/robertprzybysz), München © Ernst Klett
Unterrichtsgebrauch Verlag
gestattet. DieGmbH, Stuttgartsind
Kopiergebühren 2022 | www.klett.de | Alle Rechte vor-
abgegolten.
behalten. Von dieser Druckvorlage ist die Vervielfältigung für den eigenen
Illustrator: Otto Nehren, Achern
Unterrichtsgebrauch gestattet. Die Kopiergebühren sind abgegolten.
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