Aufgabe · Abitur NRW Biologie GK · Tödliche Höhe 2025

Körperliche Aktivität in großer Höhe

Bergtouren in großer Höhe führen zu einer starken körperlichen Belastung. Aus diesem Grund sind Körperzellen auf eine ausreichende Energiezufuhr angewiesen. Über die Ernährung muss der erhöhte Energiebedarf gedeckt werden.

Material 1: Ernährung in großer Höhe

Anspruchsvolle Bergtouren in großer Höhe stellen enorme Anforderungen an unseren Körper. Seine Energieversorgung muss über einen langen Belastungszeitraum sichergestellt werden. Entscheidend dafür ist eine ausreichende Energiezufuhr über die Ernährung. Sind die Kohlenhydratreserven des Körpers in Belastungssituationen verbraucht, kann es schnell zu „Unterzucker“ und damit zu einem plötzlichen Leistungsabfall kommen.

In Obst, Müsli und Vollkornprodukten enthaltene komplexe Kohlenhydrate wie z. B. Stärke liefern nachhaltig Energie. Stärke kann im Körper zum Einfachzucker Glukose abgebaut werden. Lebensmittel, die Glukose enthalten, versorgen den Körper hingegen sofort nach dem Verzehr mit Energie.

Material 2: Untersuchung zur ernährungsphysiologischen Bedeutung von Haferflocken

Ihnen stehen folgende Geräte und Materialien zur Verfügung:

Geräte: Reagenzgläser, Reagenzglasständer, Reagenzglashalter, Wasserbad 80 °C, Mörser mit Pistill, Pipetten, Folienstifte (wasserfest), Schutzkittel, Schutzbrille, Einweghandschuhe

Material: Haferflocken, destilliertes Wasser, Lugol’sche Lösung (Iod-Kaliumiodid-Lösung), Benedict-Reagenz (Alternativ: Fehling-Lösungen I und II).

1

Stellen Sie die Stoff- und Energiebilanz der Glykolyse dar. [4 BE]

2.1

Beschreiben Sie zwei Versuche, mit denen überprüft werden kann, ob Haferflocken zur Kohlenhydratbereitstellung geeignet sind (M 1, M 2). [6 BE]

2.2

Führen Sie beide Versuche durch.

Leiten Sie aus Ihren Beobachtungen das Vorhandensein von Kohlenhydraten ab (M 2). [9 BE]

Hinweis: Sollten Ihnen die Ergebnisse unbrauchbar erscheinen, können Sie Ersatzergebnisse gegen die Nichterteilung von sieben Bewertungseinheiten von der Aufsicht führenden Lehrkraft anfordern.

Hafersuspension

mit Lugol'scher Lösung

mit Fehling-Reagenz (erwärmt)

mit Benedict-Reagenz (erwärmt)

2.3

Werten Sie Ihre Beobachtungen im Hinblick auf die Eignung von Haferflocken als Energielieferant auf langen Bergtouren aus (M 1, M 2). [5 BE]

Material 3: Physiologische Anpassung an Höhe

Mit zunehmender Höhe sinkt der Luftdruck, sodass die aufgenommene Sauerstoffmenge pro Atemzug geringer ist und dem menschlichen Körper weniger Sauerstoff zur Verfügung steht. Um die Sauerstoffversorgung der Körperzellen dennoch sicherzustellen, führt der Körper verschiedene Anpassungsprozesse durch. Diese umfassen unter anderem die Verbesserung der Sauerstoffabgabe aus dem Blut an das Gewebe sowie die Erhöhung der Erythrozytenzahl (Anzahl der roten Blutzellen) im Blut. Diese Effekte bleiben noch für eine gewisse Zeit auch im Flachland erhalten.

Das körperliche Leistungsvermögen in den Hochlagen kann wegen schnellerer Erschöpfung nicht auf dem gleichen Niveau gehalten werden wie auf Meeresspiegelhöhe. In der Folge ist die Leistungsfähigkeit der Muskulatur bei körperlicher Aktivität in der Höhe gegenüber dem Flachland reduziert.

(verändert nach: Friedmann & Bärtsch, 1997, Friedmann, 2000)

Material 4: Höhentraining

Zur Vorbereitung auf sportliche Wettkämpfe wird im Profisportbereich häufig ein Höhentraining nach dem Motto „oben leben – unten trainieren“ durchgeführt.

(verändert nach: Friedmann, 2000)

3

Erklären Sie das in Material 4 vorgestellte Trainingsmotto (M 3). [6 BE]