Aufgabe 2 · Abitur NRW Biologie LK · Stickstoff 2025

Thema: Enzyme, Stofftransport und Zellatmung · Aus der Prüfung LK · Stickstoff (2025)

Aufgabenstellung

Material 2: Stickstoffdüngung

Um eine ausreichende Stickstoffversorgung und damit einen hohen Ertrag zu sichern, werden Pflanzen gedüngt. Die Pflanzen erhalten dadurch stickstoffhaltige Mineralstoffe in Form von Nitraten und Ammoniumverbindungen. Von 2010 bis 2022 wurden dabei in Deutschland in der Landwirtschaft jährlich zwischen 1,1 und 1,8 Millionen Tonnen Stickstoff verbraucht. Dazu zählen mineralischer Dünger, aber auch die Gülle aus der Tierhaltung von Schweinen und Rindern. Bei einer übermäßigen Stickstoffdüngung wird jedoch der Wasserhaushalt der Pflanze beeinträchtigt.

Material 3: Untersuchung eines Frischpräparates

Geräte: Lichtmikroskop, Objektträger, Deckgläschen, Pasteurpipette, Präparierbesteck, Filterpapier

Materialien: rote Küchenzwiebel, Leitungswasser

Chemikalie: Kaliumnitrat-Lösung (ω=10 %\omega = 10\,\%)

2.1

Stellen Sie eine Hypothese zur Auswirkung übermäßig nitratgedüngter Böden auf den Wasserhaushalt der Pflanzen auf (M 2). [3 BE]

2.2

Planen Sie einen Modellversuch mit dem Sie Ihre Hypothese überprüfen können (M 1, M 2, M 3). Führen Sie den Modellversuch durch (M 2, M 3). [7 BE]

Hinweis: Sollten Ihnen die Planung und/oder die Durchführung nicht gelingen oder sollten Ihnen die Ergebnisse unbrauchbar erscheinen, können Sie korrekte Daten von der Aufsicht führenden Lehrkraft anfordern. Für die Planung und Durchführung werden in diesem Fall bis zu sieben Bewertungseinheiten nicht erteilt.

2.3

Stellen Sie Ihr Ergebnis in einer mikroskopischen Zeichnung dar (M 3). [7 BE]

Hinweis: Nach Fertigstellung der mikroskopischen Zeichnung ist das Präparat unter dem Mikroskop der Aufsicht führenden Lehrkraft vorzuzeigen. Fertigen Sie eine Zeichnung auf weißem Papier an und laden Sie ein Foto hoch.

2.4

Erklären Sie anhand Ihrer Beobachtungsergebnisse ein verändertes Pflanzenwachstum bei übermäßiger Nitratdüngung auch unter Rückbezug auf die aufgestellte Hypothese (M 2, M 3). [6 BE]

Aufgabenstellung: Aufgabe 2 · Abitur NRW Biologie LK · Stickstoff 2025

Lösung

Nach den offiziellen Korrekturhinweisen

2.1 Stellen Sie eine Hypothese zur Auswirkung übermäßig nitratgedüngter Böden auf den Wasserhaushalt der Pflanzen auf (M 2).

Lösung: Übermäßig nitratgedüngter Boden verschlechtert die Versorgung der Pflanze mit Wasser. Begründung: Die erhöhte Konzentration von Nitrat-Ionen im Boden führt zu veränderten osmotischen Verhältnissen. In der bezüglich des gelösten Stoffes hypertonen Umgebung verlässt Wasser osmotisch die Zelle.

2.2 Planen Sie einen Modellversuch mit dem Sie Ihre Hypothese überprüfen können (M 1, M 2, M 3). Führen Sie den Modellversuch durch (M 2, M 3).

Lösung: Planung: - Anfertigen und Mikroskopieren eines Abzugpräparats der Epidermis der Zwiebelschuppe der roten Küchenzwiebel in Leitungswasser - Leitungswasser gegen die Kaliumnitrat-Lösung austauschen oder ein zweites Präparat mit Kaliumnitrat-Lösung anfertigen - Mikroskopieren des Präparats Durchführung (Bewertung nach Beobachtungsbogen): - Herstellung Präparat - Einstellung Mikroskop - Qualität des Präparats - sachgerechte Arbeitsweise unter Berücksichtigung der Sicherheitsbestimmungen

2.3 Stellen Sie Ihr Ergebnis in einer mikroskopischen Zeichnung dar (M 3).

Lösung: Formal und inhaltlich richtige mikroskopische Zeichnung einer plasmolysierten Epidermiszelle der Schuppenblätter der roten Küchenzwiebel: - Zellwand mit unveränderter äußerer Kontur - Abgelöster Protoplast / Zellmembran, die sich von der Zellwand zurückgezogen hat - Gefärbte Vakuole (Anthocyane der roten Küchenzwiebel) mit verringertem Volumen - Vollständige und korrekte Beschriftung der sichtbaren Strukturen (Zellwand, Zellmembran / Protoplast, Vakuole / Zellsaftraum, Plasmolyseraum / Außenmedium)

2.4 Erklären Sie anhand Ihrer Beobachtungsergebnisse ein verändertes Pflanzenwachstum bei übermäßiger Nitratdüngung auch unter Rückbezug auf die aufgestellte Hypothese (M 2, M 3).

Lösung: - Bei Zugabe einer 10 %igen Kaliumnitrat-Lösung bildet das äußere Milieu eine hypertonische Lösung. - Als Folge tritt osmotisch Wasser aus dem Zellplasma und aus der Vakuole aus. - Das Zytoplasma und die Vakuole verlieren dadurch an Volumen. - Diesen osmotisch verursachten Wasserentzug nennt man Plasmolyse. Dabei löst sich der Protoplast von der Zellwand ab. - Durch übermäßige Nitratdüngung würde demnach die Wasseraufnahme verhindert/erschwert. - Die Fotosynthese und damit der Aufbau organischer Biomasse ist vermindert und damit das Pflanzenwachstum reduziert.

Die ausführliche Erklärung Schritt für Schritt (mit KI) gibt es mit Premium. Premium

Löse sie direkt hier: automatische Korrektur, Hinweise und Lösung Schritt für Schritt.

‹ Aufgabe 1 · LK · Stickstoff 2025 · Aufgabe 3 - Chemiosmotische ATP-Synthese · LK · Stickstoff 2025 ›

Mehr Aufgaben zu Enzyme, Stofftransport und Zellatmung