Abitur Biologie Ökologie 2018 PDF

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Zusammenfassungen des Themekomplex Ökologie für das Bioabi 2018 in NRW...

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Biologie Abitur Ökologie 2018

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Inhalt Ökologie im Allgemeinen........................................................................................................................4 Ökosysteme............................................................................................................................................5 Trophiebenen und Energiefluss..........................................................................................................5 Beziehungen zwischen den Trophieebenen........................................................................................6 Nahrungspyramide.............................................................................................................................6 Nahrungsnetz.....................................................................................................................................6 Nahrungskette....................................................................................................................................6 Umweltfaktoren.....................................................................................................................................7 Abiotische Faktoren............................................................................................................................7 Biotische Faktoren..............................................................................................................................7 Beziehungen zwischen Organismen...............................................................................................7 Lotka-Volterra.................................................................................................................................8 Generelles zum Prädatismus..........................................................................................................9 Schutztrachten und Verteidigung-Strategien......................................................................................9 Fortpflanzungsstrategien......................................................................................................................10 K-Strategen.......................................................................................................................................10 r-Strategen........................................................................................................................................10 Vergleich der beiden.........................................................................................................................10 Ökologische Nische...........................................................................................................................11 Definition......................................................................................................................................11 Toleranz und Reaktionsnorm............................................................................................................11 Physiologische und ökologische Potenz............................................................................................11 Bioindikatoren......................................................................................................................................12 Das Wirkungsgefüge der Umweltfaktoren............................................................................................12 Minimumgesetz................................................................................................................................12 Wirkungsgesetz der Umweltfaktoren...........................................................................................12 Überwinterungsstrategien....................................................................................................................13 Winterstarre.....................................................................................................................................13 Winterschlaf.....................................................................................................................................13 Winterruhe.......................................................................................................................................13 Vergleich der Überwinterungsmethoden.....................................................................................13 Wasserhaushalt von Pflanzen...............................................................................................................14 2

Aufbau der Cuticula..........................................................................................................................14 Zustand der Stomata........................................................................................................................14 Transpiration und Evaporation..........................................................................................................14 Besondere Pflanzen..........................................................................................................................15 Der Weg des Wassers in einem Baum..............................................................................................16 Populationsökologie.............................................................................................................................16 Populationsdichte.............................................................................................................................16 Populationswachstum......................................................................................................................17 Graph zum Wachstum einer Bakterienpopulation...........................................................................17 Tiergeografische Regeln.......................................................................................................................18 Allensche Regel.................................................................................................................................18 Besagt was?..................................................................................................................................18 Warum ist das so?........................................................................................................................18 Eselsbrücke...................................................................................................................................18 Bergmannsche Regel........................................................................................................................18 Besagt was?..................................................................................................................................18 Warum ist das so?........................................................................................................................18 Eselsbrücke...................................................................................................................................18 Schädlingsbekämpfung.........................................................................................................................19 Chemische Schädlingsbekämpfung...............................................................................................19 Biologische Schädlingsbekämpfung..............................................................................................19 Genetische Schädlingsbekämpfung..............................................................................................19 Integrierte Schädlingsbekämpfung...............................................................................................19 Stickstoffkreislauf.................................................................................................................................20 Einfluss anthropogener Faktoren auf ein Ökosystem...........................................................................21 Die Störung des biologischen Gleichgewichts...................................................................................21 Landschaftsumgestaltung.................................................................................................................21 Aussterben von Tier-/Pflanzenarten.................................................................................................21 Umweltverschmutzung.....................................................................................................................21 Abbau von Kies, Sand, Gestein (Ausbeutung natürlicher Ressourcen).............................................21 Langzeitfolgen von Atomkraft/Kernenergie (Tschernobyl)................................................................21 Ökosystem See.....................................................................................................................................22 Gliederung des Sees.........................................................................................................................22 Oligotrophe und eutrophe Seen.......................................................................................................22 Eutrophierung..................................................................................................................................23 3

Der Prozess...................................................................................................................................23 Gegenmaßnahmen.......................................................................................................................23 See im Wechsel der Jahreszeiten......................................................................................................24 Sommerstagnation.......................................................................................................................24 Winterstagnation..........................................................................................................................24 Frühjahrszirkulation......................................................................................................................24 Herbstzirkulation..........................................................................................................................24 Fotosynthese........................................................................................................................................25 Allgemeines......................................................................................................................................25 Absorptionsspektren....................................................................................................................25 Aufbau der Chloroplasten.................................................................................................................25 Lichtabhängige Reaktion...................................................................................................................26 Lichtunabhängige Reaktion..............................................................................................................27 Formeln............................................................................................................................................28 Begriffsliste...........................................................................................................................................29

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Ökologie im Allgemeinen

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Ökosysteme

  100%

10%



1%



0,1%

  

Biomasse

Individuenzahl

Energie

Trophiebenen und Energiefluss

Der Energiegehalt der jeweiligen Biomasse nimmt mit gleicher Weise mit jeder Trophieebene ab Der Abbau erfolgt solange, bis das organische Material keine energiereichen Bindungen mehr enthält  Finale Energie: Wärmeenergie (für den Stoffwechsel der Lebewesen nutzlos)  Stoffe werden auf-, um-, und abgebaut, gehen aber nie verloren Energiefluss/Einbahnstraße der Energie:  Bsp. Sonnenenergie wurde über mehrere Energieformen in eine Energieform umgewandelt, die für Lebewesen für weitere Stoffwechselprozesse nicht mehr zur Verfügung steht  Energieentwertung Immer „geht Energie für die Individuen verloren“ (Wärmeenergie), durch Ausscheidung, Bewegung etc. Sonnenstrahlung als Quelle der Energie Energiearme anorganische Stoffe werden in energiereiche organische Stoffe umgewandelt Die energiereichen, organischen Stoffe sind die Basis für Um- und Abbauvorgänge

Beziehungen zwischen den Trophieebenen

Nahrungspyramide

Nahrungsnetz

Immer daran denken eine Legende zu erstellen, aus der hervorgeht, was aussagt

wird gefressen von

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Nahrungskette

Umweltfaktoren Als Umweltfaktor wird ein Element der Umwelt bezeichnet, das mit anderen Elementen (z.B. Lebewesen) in Wechselwirkung steht. Umweltfaktoren können auch als ökologische Faktoren oder Ökofaktoren beschrieben werden. Meist wird der Umweltfaktor als Beschreibung eines Umwelteinflusses auf einen Organismus verstanden. Dieser kann das Lebewesen fördern oder schädigen. Wie stark eine Art durch bestimmte Faktoren determiniert wird entscheidet über ihre sogenannte ökologische Potenz.

Abiotische Faktoren Abiotische Umweltfaktoren sind Faktoren der nicht lebenden Umwelt, die auf ein Lebewesen einwirken, z.B. Klima- und Bodenfaktoren. Sie beeinflussen den Stoff- und Energiewechsel, die Entwicklungsvorgänge sowie die Verhaltensreaktionen von Organismen.      

Licht verfügbare Wassermenge verfügbare Mineralstoffe Temperaturverhältnisse Sauerstoffversorgung Salzgehalt Gewässer

Biotische Faktoren Biotische Umweltfaktoren sind alle Einwirkungen auf einen Organismus, die von anderen Lebewesen ausgehen. Sie können innerhalb einer Art (intraspezifisch) und zwischen verschiedenen Arten (interspezifisch) auftreten.        8

Pflanzenfresser Beutetiere Nahrungspflanzen Konkurrenz Parasiten Symbiose Räuber & Beute

Beziehungen zwischen Organismen Mutualismus Regelmäßige, aber nicht lebensnotwendige Beziehung der Symbionten, aus der beide Partner einen Vorteil ziehen

Nutznießertum / Karpose Lockere Beziehung, wobei der Vorteil bei nur einem der beiden Partner liegt, der andere aber weder einen Vorteil noch einen Nachteil aus der Beziehung zieht

ParasitismusBefall eines Organismus mit dem Vorteil für den Parasit. Der Wirt zieht hierbei einen Nachteil aus der Beziehung

AllianzLockerste Form einer Symbiose: Beide Arten ziehen zwar einen Vorteil aus dem Zusammenleben, sind aber ohne einander gleichwohl lebensfähig

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EktosymbioseDie Partner einer Symbiose bleiben körperlich getrennt

EndosymbioseBezeichnung für diejenige Form der Symbiose, bei der der Symbiont (Endosymbiont) innerhalb des Wirtsorganismus lebt. Die Endosymbiontentheorie besagt, dass dadurch entstanden sind, dass prokaryotische Vorläuferorganismen eine Endosymbiose eingegangen sind.

Eusymbiose (obligatorische Symbiose)Die einzelnen Symbionten sind ohne ihren Symbiosepartner alleine nicht mehr lebensfähig. Eine wechselseitige Beziehung ist zwingend notwendig, um überleben zu können.

Lotka-Volterra Die Lotka-Volterra-Regeln zeigen Gesetzmäßigkeiten in isoliert betrachteten Räuber-Beute-Populationen auf

1. Die Individuenzahl von Beute und Räuber schwanken periodisch. Dabei folgen die Maxima und Minima der Räuber phasenverzögert denen der Beute.

1&2

2. Die Mittelwerte der Populationsgrößen der Räuber und Beute bleiben, trotz der Schwankungen konstant. 3. Wenn sowohl Räuber- als auch Beutepopulation gleichermaßen dezimiert werden, so erholt sich die Beutepopulation immer schneller als die Räuberpopulation. Kritik an den Lotka-Volterra-Regeln  Gelten nur bei gleichbleibenden Umweltbedingungen (isolierte Betrachtung  biotische und abiotische Faktoren werden vernachlässigt)  Populationen werden von weiteren Faktoren beeinflusst o Inter- und Intraspezifische Konkurrenz wird nicht betrachtet o Zu- und Abwanderung von Arten wird nicht betrachtet  Es gibt meist mehr als nur eine Beute für die Räuber (bei Knappheit kann andere Beute gefressen werden)  Krankheiten etc. können auch nur eine Population betreffen und dementsprechend dezimieren

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Generelles zum Prädatismus Viele Räuber wirken hemmend auf die Beute Je mehr Räuber, desto weniger Beute

Räuber

-

+

Viel Beute wirkt fördernd auf die Räuber Je mehr Beute, desto mehr Räuber

Beute

Schutztrachten und Verteidigung-Strategien chemische Schutzeinrichtungen Duftstoffe, ätzende Reaktionsgemische, „Tinte“ (Tintenfisch), Sekrete

Scheinwarntracht / Mimikry Ein ungefährliches Lebewesen profitiert davon, dass es aussieht, wie ein gefährliches Lebewesen und dadurch von Fressfeinden gemieden wird an

mechanische Schutzeinrichtungen Dornen und Stacheln

Verteidigung Flucht, treten, Boxen, wehren, Schwarmbildung, Tarnen (energetisch am günstigsten)

Warntracht Zeigt Gefahr für Fressfeind durch auffällige Farbe o.ä. an

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Nacharmungstracht / Mimese Stärker als Tarntracht. Ähneln in Haltung, Gestalt und Farbe damit s von Feinden „übersehen“ werden

Schrecktracht Eine Schrecktracht z.B. in Form von Augenflecken bei manchen Schmetterlingen, soll ein wesentlich größeres Tier vortäuschen und den Räuber erschrecken

Fortpflanzungsstrategien Generell lässt sich sagen, dass man die beiden Vermehrungsstrategien immer im Vergleich sehen muss, so kann auch ein Insekt ein K-Stratege sein, wenn man ihn mit beispielsweise einer Daphnie vergleicht.

K-Strategen Arten, die dank ihrer geringen Reproduktionsrate die Kapazität ihres Lebensraumes nicht so rasch überschreiten. Folgende Merkmale sind charakteristisch für K-Strategen:  Langlebigkeit  geringe Anzahl an Nachkommen  lange Tragezeit  hohe „Investition“ der Eltern (lange und intensive Betreuung der Jungen)  lange Zeit bis zur ersten Fortpflanzung  Leben in Biotopen mit stabilen Bedingungen  große Lebensspanne

r-Strategen Arten, die sich bei günstigen Bedingungen, dank ihres enormen Vermehrungspotenziales schnellstens ausbreiten. Folgende Merkmale sind charakteristisch für r-Strategen:  Kurzlebigkeit (hohe Jugendsterblichkeit)  Zahlreiche Nachkommen  geringe „Investition“ der Eltern  kurze Tragezeit  Können sehr schnell Populationen aufbauen und sich in neuen Lebensräumen ausbreiten  Kurze Zeit bis zur ersten Fortpflanzung  Leben in Biotopen mit unvorhersehbaren wechselnden Bedingungen

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Vergleich der beiden

Ökologische Nische Definition Die ökologische Nische beschreibt die Gesamtheit der Beziehungen zwischen einer Art und ihrer Umwelt, wobei sowohl biotische Faktoren (andere Organismen, z.B. Nahrung, Konkurrenten, Feinde, Symbionten, Parasiten) als auch abiotische Faktoren (physikalische Faktoren, wie Temperatur, Feuchtigkeit und andere) berücksichtigt werden. Die ökologische Nische ist also kein Raum, der besetzt, sondern ein Beziehungsgefüge, das im Verlauf der Evolution einer Art (in Anpassung an ihre Umwelt) gebildet (hergestellt) wurde

Toleranz und Reaktionsnorm

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Physiologische und ökologische Potenz 



Art erträgt große Schwankungen eines Umweltfaktors ( euryök), ohne dabei ihre Aktivität herabzusetzen  hohe physiologische Potenz  Solange also diese Art nicht mit anderen Arten konkurrieren muss, kann sie sich unter vielen Bedingungen verbreiten.

Art ist auf bestimmte Bedingungen angewiesen (stenök)

Verbreiten sich die beiden vorhin einzeln untersuchten Arten in einem gemeinsamen Biotop, so gewinnt die ökologische Potenz der Arten an Bedeutung: 

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Art hat ein deutlich höheres ökologisches Op...