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Aufgabenblock — AFB II
Zehn Aufgaben, in denen Wissen aus mehreren Unterkapiteln zusammenkommt: Daten auswerten, Befunde erklären, Aussagen prüfen. Zwei gestufte Tipps helfen beim Ansatz, die Lösung zeigt einen vollständigen Weg.
A1
Vier Evolutionsfaktoren im Vergleich
AFB IIVergleichen Sie die Evolutionsfaktoren, indem Sie jede Eigenschaft oder jedes Beispiel dem passenden Faktor zuordnen.
Setzen Sie in jeder Zeile das passende Kreuz — hier ist es genau eins pro Zeile. Enter setzt und löscht.
| Eigenschaft oder Beispiel | Mutation | Rekombination | Selektion | Gendrift |
|---|---|---|---|---|
| erzeugt neue Allele | ||||
| kombiniert vorhandene Allele neu, ohne ihre Frequenzen zu verändern | ||||
| begünstigt Allele, deren Träger mehr fortpflanzungsfähige Nachkommen haben | ||||
| wirkt umso stärker, je kleiner die Population ist, und hängt nicht von der Fitness ab | ||||
| Crossing-over in der Meiose I | ||||
| Flaschenhals- und Gründereffekt | ||||
| Industriemelanismus beim Birkenspanner | ||||
| entsteht spontan oder durch UV-Strahlung, ungerichtet |
Mutation liefert neue Allele, Rekombination mischt sie nur. Selektion und Gendrift verändern Allelfrequenzen — die Selektion gerichtet nach der Fitness, die Gendrift zufällig und vor allem in kleinen Populationen.
Fragen Sie bei jeder Zeile: Entsteht etwas Neues, wird gemischt oder werden Häufigkeiten verschoben — und wenn ja, nach welchem Prinzip?
Rekombination ändert die Kombinationen, nicht die Anteile der Allele im Genpool.
Lösung anzeigen
Mutation ist die einzige Quelle neuer Allele; sie ist ungerichtet. Rekombination (Crossing-over, zufällige Verteilung der Chromosomen, zufällige Befruchtung) erzeugt neue Kombinationen, lässt die Allelfrequenzen aber unverändert. Selektion verschiebt die Frequenzen zugunsten der Allele, deren Träger unter den herrschenden Bedingungen mehr Nachkommen haben (Birkenspanner). Gendrift verändert sie zufällig; besonders stark wirkt sie in kleinen Populationen, etwa bei Flaschenhals- und Gründereffekt.
A2
Die Uhr der Pferde
AFB IIMaterial: Unterschiede in einem Gen (Modellwerte)
| Artpaar | Unterschiede d | Trennung nach Fossilien |
|---|---|---|
| Pferd – Nashorn | 44 | vor etwa 55 Mio. Jahren |
| Pferd – Esel | 4 | ? |
| Esel – Zebra | 2 | ? |
Füllen Sie alle Felder aus und prüfen Sie dann. Enter in einem Feld prüft ebenfalls. Dezimalzahlen mit Komma oder Punkt.
| Größe | Wert |
|---|---|
| Rate r (Unterschiede je Linie und Mio. Jahre) | |
| Trennung Pferd – Esel in Mio. Jahren | |
| Trennung Esel – Zebra in Mio. Jahren |
Eichung: \(r=\dfrac{d}{2t}=\dfrac{44}{2\cdot55}=0{,}4\). Dann \(t=\dfrac{4}{0{,}8}=5\) und \(t=\dfrac{2}{0{,}8}=2{,}5\) Millionen Jahre.
Die Eichung nutzt die fossil datierte Trennung: Stellen Sie \(t=d:(2r)\) nach r um.
\(r=d:(2t)\); danach gilt für jedes weitere Paar \(t=d:0{,}8\).
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Die Trennung von Pferd und Nashorn ist fossil datiert. Aus \(d=2rt\) folgt \(r=44:(2\cdot55)=0{,}4\) Unterschiede je Linie und Million Jahre. Unter der Annahme einer konstanten Rate gilt für Pferd und Esel \(t=4:0{,}8=5\) Mio. Jahre, für Esel und Zebra \(t=2:0{,}8=2{,}5\) Mio. Jahre. Die Werte sind Schätzungen: Bei so wenigen Unterschieden wirkt sich schon eine einzige zusätzliche Mutation stark auf das Ergebnis aus.
A3
Wege der Weitergabe
AFB IIOrdnen Sie jede Weitergabe ein: Ist sie genetisch oder kulturell, und auf welchem Weg erfolgt sie?
Wählen Sie in jedem Menü den passenden Eintrag. Alle Felder müssen stimmen.
| Beispiel | Weitergabe |
|---|---|
| Ein Kind trägt das Allel für Laktasepersistenz von seiner Mutter. | |
| Ein Vater bringt seiner Tochter das Fahrradfahren bei. | |
| Eine Lehrerin zeigt ihrer Klasse, wie man ein Mikroskop bedient. | |
| Jugendliche übernehmen innerhalb weniger Wochen einen neuen Tanz voneinander. | |
| Ein junger Schimpanse lernt das Termitenangeln von einem erwachsenen Weibchen, das nicht seine Mutter ist. |
Gene werden nur von Eltern auf Kinder weitergegeben. Kultur zusätzlich schräg von anderen Älteren und horizontal unter Gleichaltrigen — deshalb verbreitet sie sich schneller.
Klären Sie zuerst: Wird ein Allel oder etwas Gelerntes weitergegeben?
Vertikal: Eltern → Kinder; schräg: andere Ältere → Jüngere; horizontal: innerhalb einer Generation.
Lösung anzeigen
Nur das Allel wird genetisch und damit ausschließlich vertikal vererbt. Fahrradfahren lernt die Tochter kulturell vom Vater (vertikal). Lehrerin und fremdes Schimpansenweibchen geben Wissen schräg weiter, Jugendliche untereinander horizontal. Weil Kultur alle drei Wege nutzt und nicht auf die nächste Generation warten muss, verläuft kulturelle Evolution viel schneller als die biologische.