Abitur Berlin Biologie 2026 · GK · Tomaten-GN

Tomaten als Kulturpflanzen

Die Tomate ( Solanum lycopersicum) ist ein weltweit beliebtes Nahrungsmittel. Um hohe Erträge zu ermöglichen, wurden u. a. wissenschaftliche Studien zur Reifung von Tomatenpflanzen durchgeführt, bei der eine Reihe verschiedener Stoffwechselschritte ablaufen. Der exzessive Tomatenanbau hat sowohl ökologische als auch soziale Folgen.

Material 1: Reifung von Tomatenfrüchten

Eine unreife Tomatenfrucht ist zunächst grün. In diesem Stadium kann sie Fotosynthese betreiben. Im Laufe des Reifungsprozesses wird sie rot, da die enthaltenen Chlorophylle abgebaut werden und u. a. der rote Farbstoff Lycopin synthetisiert und angereichert wird. Eines der in Abbildung 1 angegebenen Absorptionsspektren zeigt das Spektrum von Farbstoffen unreifer Tomaten, das andere das Spektrum reifer Tomaten. Tabelle 1 stellt den Zusammenhang zwischen Lichtfarbe und Wellenlänge dar.

Tabelle 1: Zusammenhang zwischen Lichtfarbe und Wellenlänge

Lichtfarbe

violett

blau

grün

gelb

orange

rot

ungefähre Wellenlänge in nm

380 – 435

435 – 480

480 – 570

570 – 590

590 – 610

610 – 700

1

Begründen Sie, welches der in Abbildung 1 dargestellten Absorptionsspektren einer reifen bzw. unreifen Tomatenfrucht zugeordnet werden kann (M 1).

[5 BE]

Material 2: Tomaten im Gewächshaus

Werden Tomaten in Gewächshäusern kultiviert, können Umweltbedingungen so angepasst werden, dass ihr Wachstum gefördert wird.

Um günstige Bedingungen für das Wachstum zu bestimmen, wurden in einem Gewächshaus Untersuchungen an Tomatenpflanzen durchgeführt. Zunächst wurde die Kohlenstoffdioxid-Konzentration in der Umgebungsluft einmal täglich um 06:00 Uhr durch künstliche Begasung erhöht. Außerdem wurde darauf geachtet, dass die Türen des Gewächshauses stets geschlossen waren und ausreichend Tageslicht durch die Gewächshausscheiben fallen konnte. Dann wurden innerhalb eines Frühlingstages Daten zur Kohlenstoffdioxid-Konzentration, zur Lichtintensität und zur Fotosyntheserate erhoben. Folgendes Diagramm (Abb. 3) zeigt die Ergebnisse.

3

Ordnen Sie die in Abbildung 3 dargestellten Kurvenverläufe den drei untersuchten Variablen jeweils begründet zu (M 2).

[6 BE]

Tomaten als Kulturpflanzen

Die Tomate ( Solanum lycopersicum) ist ein weltweit beliebtes Nahrungsmittel. Um hohe Erträge zu ermöglichen, wurden u. a. wissenschaftliche Studien zur Reifung von Tomatenpflanzen durchgeführt, bei der eine Reihe verschiedener Stoffwechselschritte ablaufen. Der exzessive Tomatenanbau hat sowohl ökologische als auch soziale Folgen.

2 Geben Sie die Stoff- und Energiebilanz der Zellatmung an.

Fassen Sie die Untersuchungsergebnisse in Abbildung 2 zusammen und erklären Sie diese (M 1).

[11 BE]

Forschende hatten sich zum Ziel gesetzt, die Reifung geernteter Tomatenfrüchte zu verlangsamen, um dadurch ihre Lagerfähigkeit zu erhöhen. Für die Reifung sind zahlreiche Enzyme verantwortlich, die durch die Wirkung des Reifehormons Ethen produziert werden, wofür die Zelle Energie bereitstellen muss. Die Forschenden verhinderten durch ein gentechnisches Verfahren die Ethen-Produktion. Die Reifung der veränderten Tomatenfrüchte wurde mit der Reifung unveränderter Tomatenfrüchte (Wildtyp) verglichen (Abb. 2). Alle Tomatenfrüchte befanden sich bei Beginn der Untersuchung in grünem Zustand.

Tomaten als Kulturpflanzen

Die Tomate ( Solanum lycopersicum) ist ein weltweit beliebtes Nahrungsmittel. Um hohe Erträge zu ermöglichen, wurden u. a. wissenschaftliche Studien zur Reifung von Tomatenpflanzen durchgeführt, bei der eine Reihe verschiedener Stoffwechselschritte ablaufen. Der exzessive Tomatenanbau hat sowohl ökologische als auch soziale Folgen.

Material 3: Tomatenanbau in Europa

Tomatenfrüchte reifen besonders gut in den südlichen europäischen Ländern, aber auch in Deutschland, Österreich und der Schweiz. Etwa zwei Drittel der europäischen Tomaten werden in Spanien und Italien produziert.

Um Tomaten ganzjährig anbauen zu können, müssen die Gewächshäuser zum Teil beheizt werden, wofür Energie benötigt wird. In verschiedenen Untersuchungen der Technischen Hochschule Zürich wurden Daten für den Energiebedarf der inländischen Tomatenproduktion mit Daten für den Energiebedarf der Produktion von importierten Tomaten aus spanischen Gewächshäusern verglichen. Tabelle 2 zeigt ausgewählte Daten für den Monat Mai.

Tabelle 2: Energiebedarf für das Tomatenangebot im Monat Mai in der Schweiz aus zwei unterschiedlichen Anbaugebieten Anbaugebiet · Energiebedarf für Gewächshausbeheizung in kg CO 2 -Äquivalenten pro kg Produkt · Energiebedarf für Transport in kg CO 2 -Äquivalenten pro kg Produkt

Almería (Spanien) · 0,0 · 0,2

Bern (Schweiz) · 5,0 · 0,1

(Quelle: In Anlehnung an Zhiyenbek et al., 2016, S. 24, Abb. 20 und S. 25, Abb. 24)

Die Vergütung von Arbeitern in der Landwirtschaft ist in Ländern unterschiedlich hoch. Tabelle 3 zeigt den Lohn eines Feldarbeiters im Vergleich zum durchschnittlichen Einkommen in verschiedenen europäischen Ländern.

Tabelle 3: Lohn eines Feldarbeiters und Durchschnittseinkommen in verschiedenen Ländern Land · durchschnittlicher Brutto-Monatslohn eines Feldarbeiters · monatliches Durchschnitts-Bruttoeinkommen

Schweiz · 4600 € · 7700 €

Niederlande · 1900 € · 4300 €

Italien · 1300 € · 2600 €

Spanien · 630 € · 2400 €

(Quellen: In Anlehnung an RTL.de, 2020, Durchschnittliches Einkommen weltweit, o. D., rbb24, 2023, Landwirtschaftliches Einkommen, o. D., Landwirtschaft, Lebensmittelindustrie, Niederlande salaries, o. D.)

Es wird kontrovers diskutiert, in der Schweiz Tomaten aus z. B. spanischen Gewächshäusern zu kaufen. Um hier zu einer Urteilsfindung zu gelangen, ist es notwendig, fachliche Aussagen mit Werten in Beziehung zu setzen. Folgende Werte werden häufig genannt: Umweltschutz, Gesundheit, Freiheit, Leidverringerung, Wohlstand, Würde des Menschen, Bildung und Fortschritt.

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Bewerten Sie anhand einer Pro- und Contra-Argumentation mit je einem Argument, das sich auf einen selbstgewählten Wert bezieht, ob im Monat Mai in der Schweiz regional produzierte oder aus Spanien importierte Gewächshaustomaten gekauft werden sollten (M 3). [8 BE]