Illustrierende Prüfungsaufgabe zum LehrplanPLUS. Gymnasium, Natur und Technik (Schwerpunkt Biologie), Jahrgangsstufe 5. Verdauung

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1 Verdauung Fach Natur und Technik (Schwerpunkt Biologie) Jahrgangsstufe 5 Prüfungsart Zeitrahmen Benötigte Materialien / zugelassene Hilfsmittel Stegreifaufgabe 20 Minuten --- Aufgabenstellung 1. Das folgende Diagramm stellt wichtige Schritte bei der Verdauung von Stärke und Proteinen in unseren Nahrungsmitteln dar. relativer Anteil Stärke Proteine Fett Weg durch den Verdauungstrakt 1.1 Beschrifte die in dem Diagramm genannten Abschnitte des Verdauungstrakts in der nebenstehenden Abbildung.

2 1.2 Definiere den Begriff Verdauung. 2 BE 1.3 Stelle den relativen Fettanteil auf dem Weg durch den Verdauungstrakt im Diagramm dar, indem du die begonnene Linie ergänzt. 2. Bei einem Patienten wird festgestellt, dass in seinem Dünndarm weniger Nährstoffbestandteile ins Blut aufgenommen werden als bei einem gesunden Menschen, auch wenn beide die gleiche Menge an Nährstoffen zu sich nehmen. Stelle durch Skizzen eine mögliche Veränderung des Darms dar, die zu einer solchen verminderten Aufnahme der Nährstoffbestandteile ins Blut geführt haben könnte. 3. Es gibt das Sprichwort Gut gekaut ist halb verdaut Erkläre mit Bezug auf die folgende Abbildung den biologischen Hintergrund, der dem Sprichwort zugrunde liegt. 3.2 Max möchte eine Untersuchung durchführen, um die Richtigkeit des Sprichworts zu überprüfen. Er führt mit seiner Familie folgendes Experiment durch: Jedes Familienmitglied bekommt 10 Gramm Brot, das eine Minute im Mund behalten wird. Wie oft das Brot vor dem Schlucken gekaut werden soll, ist in folgender Tabelle dargestellt. Familienmitglied Alter in Jahren Das soll mit dem Brot gemacht werden Mutter 36 15x kauen Vater 39 gar nicht kauen Schwester 8 20x kauen Bruder 12 7x kauen Da niemand aus seiner Familie nach dem Essen des Brotes Bauchweh bekommt, ist Max sich sicher, dass das Sprichwort falsch ist. Seine Lehrerin weist ihn darauf hin, dass er diese Schlussfolgerung nicht ziehen darf. Beschreibe zwei Fehler, die Max bei der Planung seines Experiments gemacht hat.

3 Erwartungshorizont mit BE-Verteilung 1.1 Kennzeichnung von Mundhöhle, Magen, Dünndarm, Dickdarm 1.2 Zerlegung von Nahrungsbestandteilen mithilfe von Enzymen 2 BE 1.3 Mundhöhle und Magen: keine Veränderung des relativen Fettanteils, Dünndarm: Absinken des relativen Fettanteils, Dickdarm: keine weitere Veränderung. 2. Skizze gesunder Darm und veränderter Darm Veränderung in einem sinnvollen Merkmal, z. B. Darmlänge, Faltung der inneren Darmoberfläche, Anzahl der Poren/Löcher in der Darmwand pro Fläche 3.1 Beschreibung der Abbildung: Viele kleine Brocken haben eine größere Gesamtoberfläche als ein großer Nahrungsbrocken. Erklärung: An der Oberfläche wirken die Enzyme, d. h. bei größerer Gesamtoberfläche findet mehr Verdauung pro Zeit statt bzw. die Verdauung geht schneller. 3.2 Fehlerquellen sind z. B.: verschiedene Versuchspersonen (Geschlecht, Alter) besitzen z. B. unterschiedliche Speichelmenge beim Kauen; zu kleine Stichprobe; auf falsches Symptom (falsche Messgröße) von schlechter Verdauung geachtet (Bauchweh) Hinweise Lehrplanbezug Kompetenzerwartungen Die Schülerinnen und Schüler... identifizieren bei einfachen naturwissenschaftlichen Untersuchungen mögliche Fehlerquellen und leiten daraus die Notwendigkeit gewissenhafter Planung sowie sorgfältigen Arbeitens zur Fehlervermeidung ab. (NT5 2.1) fertigen einfache schematische Übersichtszeichnungen zu anatomischen und morphologischen Strukturen an und verdeutlichen so deren Funktion. (NT5 2.1) nutzen u. a. Tabellen und einfache Diagramme zur Dokumentation, Veranschaulichung und Erklärung von Ergebnissen. (NT5 2.1) erklären das Zusammenwirken der Verdauungsorgane innerhalb des Verdauungssystems bei der Zerlegung von Nahrung in Stoffe, die ins Blut aufgenommen werden können. (NT5 2.3) überprüfen anhand von einfachen Modellen die Bedeutung der Oberflächenvergrößerung beim Stoffaustausch in der Lunge und der Aufnahme von Stoffen aus dem Verdauungssystem. (NT5 2.3)

4 Inhalte zu den Kompetenzen: naturwissenschaftliche Arbeitsweisen: u. a. Beobachten, Vergleichen, Experimentieren (NT5 2.1) Anfertigung und Auswertung verschiedener Darstellungsformen, Wechsel der Darstellungsform: einfache Texte, Tabellen und Diagramme, Übersichtszeichnungen, ggf. weitere Darstellungsformen (NT5 2.1) Verdauungsorgane und Grundprinzip des Verdauungsvorgangs, Resorption der Stoffe ins Blut, Oberflächenvergrößerung (NT5 2.3) Zuordnung der Aufgaben zum Kompetenzstrukturmodell und Anforderungsbereich (AFB I III): Aufgabe Fachwissen Erkenntnisse gewinnen Kommunizieren Bewerten 1.1 I 1.2 I 1.3 II II 2. III III 3.1 II II 3.2 II II II Hinweise: Insgesamt erfordert die vorliegende Stegreifaufgabe Kompetenzen aus drei verschiedenen Kompetenzbereichen: Fachwissen: Ein solides und vernetztes Fachwissen über die behandelten Inhalte ist die Grundlage für die Operationalisierung von Kompetenzen. Dementsprechend zielen nur die ersten beiden Teilaufgaben auf eine reine Reproduktion von Fachwissen ab, während die übrigen die Reorganisation bzw. den Transfer von Wissen innerhalb vorgegebener Anwendungskontexte erfordern: So wird in Aufgabe 2 Wissen benötigt, um ein neues medizinisches Phänomen zu erklären, wozu ein Denken in Struktur-Funktions-Zusammenhängen erforderlich ist. In Aufgabe 3 wird ein Sprichwort aus dem Alltag sowohl auf biologische Grundlagen zurückgeführt als auch auf der Basis eines konzeptuellen Verständnisses der naturwissenschaftlichen Arbeitsweise Experimentieren ein vorgegebenes fehlerhaftes Untersuchungsdesign zielführend modifiziert.

5 Erkenntnisse gewinnen: Teilaufgabe 3.2 fokussiert auf Elemente des naturwissenschaftlichen Erkenntnisprozesses und fordert von den Schülerinnen und Schülern das Identifizieren von Fehlern in einer Untersuchungsplanung, die sich auf eine Fragestellung aus dem Themenbereich Verdauung bezieht. Dazu ist ein Verständnis für ein systematisches Vorgehen beim Planen eines naturwissenschaftlichen Experiments notwendig. Kommunizieren: Zentral für diesen Kompetenzbereich ist der sachgerechte Umgang mit verschiedenen für die Naturwissenschaften relevanten Darstellungsformen sowie der eigenständige Wechsel von Darstellungsformen zur Repräsentation von Information. In Aufgabe 2 wird hierzu die zeichnerische Darstellung einer Hypothese in bildhafter Form verlangt, in Aufgabe 3.1 müssen für die Aufgabenlösung relevante Informationen aus einer schematischen, modellhaften Skizze entnommen werden und Aufgabe 3.2 erfordert den Umgang mit Daten aus einer Tabelle, um das zugrundeliegende Untersuchungsdesign zu beurteilen. Die Zuordnung zu den Anforderungsbereichen I III ist auch von der inhaltlichen Schwerpunktsetzung des vorangegangenen Unterrichts abhängig.