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Erbsen mit Untermietern
AFB I–IIIErbsen (Pisum sativum) gehören zu den Schmetterlingsblütlern. In einem Versuch wurden Erbsen aus Samen in gewaschenem, stickstofffreiem Sand angezogen und mit einer stickstofffreien Nährlösung gegossen (M1, M2).
M1Erbsen nach acht Wochen in stickstofffreiem Sand (Mittelwerte je Pflanze, Modellwerte)
| Ansatz | Knöllchenbakterien | Nitratdünger | Knöllchen | Trockenmasse in g | Stickstoff in der Pflanze in mg |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | – | – | 0 | 0,8 | 12 |
| 2 | + | – | 38 | 3,1 | 95 |
| 3 | – | + | 0 | 3,4 | 102 |
| 4 | + | + | 6 | 3,5 | 108 |
| 5 | + (Luft ohne N₂: Argon und O₂) | – | 35 | 0,9 | 14 |
M2Aus einem Lehrbuch
Die Nitrogenase der Knöllchenbakterien verbraucht je fixiertem N₂ mindestens 16 ATP. Sie wird durch O₂ rasch zerstört. Die Wirtspflanze bildet in den Knöllchen Leghämoglobin, das O₂ bindet und gezielt an die Atmungskette der Bakterien abgibt; dafür erhalten die Bakterien Kohlenhydrate aus der Fotosynthese der Pflanze.
- Beschreiben Sie die Beziehung zwischen Erbse und Knöllchenbakterien auf molekularer Ebene (M2).
- Werten Sie die Ansätze 1 bis 3 aus (M1).
- Deuten Sie die Ergebnisse der Ansätze 4 und 5.
- Ein Landwirt überlegt, vor dem Weizen Erbsen anzubauen und dafür weniger Mineraldünger zu verwenden. Beurteilen Sie diesen Plan aus ökologischer Sicht.
Hinweise
Hinweis zu Aufgabe a)
Nennen Sie, was jeder Partner liefert und erhält.
Hinweis zu Aufgabe b)
Ansatz 1 dient als Bezug; vergleichen Sie Trockenmasse und Stickstoff.
Hinweis zu Aufgabe c)
Warum bildet eine gut mit Nitrat versorgte Pflanze kaum Knöllchen? Was fehlt in Ansatz 5?
Hinweis zu Aufgabe d)
Denken Sie an den Weg des Stickstoffs nach der Ernte und an mögliche Nachteile.Beurteilen: Zu einem Sachverhalt ein selbstständiges Urteil unter Verwendung von Fachwissen und Fachmethoden formulieren und begründen.