Abiturprüfung 2009

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Unterlagen für die Lehrkraft
Abiturprüfung 2009
Biologie, Leistungskurs
1. Aufgabenart
Bearbeitung fachspezifischen Materials mit neuem Informationsgehalt
2. Aufgabenstellung
Thema: Adipositas (Fettleibigkeit)
II.1 Beschreiben Sie das Ziel und den Ablauf der Polymerase-Kettenreaktion, und beziehen
Sie dabei die Abbildung 1 in Material A ein.
(12 Punkte)
II.2 Ermitteln Sie die Art der aufgetretenen Mutationen auf dem codogenen Strang der DNA
für die drei Fallbeispiele, indem Sie von der mRNA auf die DNA zurückschließen.
Leiten Sie die Aminosäuresequenz der gebildeten Proteine ab (Material B, E).
Entwickeln Sie pro Fallbeispiel eine Hypothese, wie sich die Mutation auf die Struktur
und die Funktion der gebildeten Proteine auswirken wird.
(21 Punkte)
II.3 Stellen Sie die Regulation der Nahrungsaufnahme (Material C) unter Berücksichtigung
der unterschiedlichen Körperregionen in einer Skizze dar. Erklären Sie für jeden der
drei Patienten (Material B), ob eine regelmäßige Injektion von Leptin oder MSH als
Therapie bei Fettleibigkeit geeignet ist.
(21 Punkte)
II.4 Erörtern Sie am Fall der Familie Smith, welche Probleme bzw. welche Handlungsmöglichkeiten
sich aus dem positiven Gentest ergeben könnten (Material D).
(12 Punkte)
3. Materialgrundlage
• Feldmann, D. (2005). Untersuchung zu Mutationen in Kandidatengenen für die Adipositas
in einem Kollektiv von Patienten mit extremem Übergewicht. Inaugural-Dissertation,
Julius-Maximilian-Universität Würzburg, 46 ff.
• Gibson, W. et al. (2004). Congenital Leptin Deficiency Due to Homozygosity for the 133G
Mutation: Report of Another Case and Evaluation of Response to Four Years of Leptin
Therapy. The Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism 89, No. 10, 4821 – 4826
• Hebebrand, J. et al. (2006). Gene, die wahren Dickmacher. Biologie in unserer Zeit 36 (4),
208 – 210
• Hebebrand, J. (2005). Genetische Faktoren der Adipositas im Kindes- und Jugendalter.
Praxis der Naturwissenschaften Biologie 54 (8), 8 – 11
• Hebebrand, J. et al. (2005). Genetik und Gen-Umwelt-Interaktionen. In: Wabitsch, M. et
al. Adipositas bei Kindern und Jugendlichen, Springer-Verlag, Berlin, 27 – 36
• Nottebom, K. (2003). Mutationsanalyse des Pro-Opiomelanocortin-Gens bei extrem adipösen
Kindern und Jugendlichen. Inaugural-Dissertation, Philipps-Universität Marburg, 7 ff.
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4. Bezüge zu den Vorgaben 2009
1. Inhaltliche Schwerpunkte
Genetische und entwicklungsbiologische Grundlagen von Lebensprozessen
• Molekulare Grundlagen der Vererbung und Entwicklungssteuerung
– Replikation, Proteinbiosynthese bei Pro- und Eukaryonten, Mutagene und
Mutationen
– Regulation der Genaktivität am Beispiel der Prokaryonten
• Aspekte der Cytogenetik mit humanbiologischem Bezug
– Stammbaumanalyse und Erbgänge in der humangenetischen Beratung
• Angewandte Genetik
– Werkzeuge und Verfahrensschritte der Gentechnik am Beispiel der PCR und des
genetischen Fingerabdrucks
– Methoden der Bakteriengenetik
2. Medien/Materialien
• entfällt
5. Zugelassene Hilfsmittel
• Wörterbuch zur deutschen Rechtschreibung
6. Vorgaben für die Bewertung der Schülerleistungen
Teilleistungen – Kriterien
a) inhaltliche Leistung
Teilaufgabe II.1
Anforderungen
Der Prüfling
1 beschreibt sinngemäß als Ziel der PCR die gezielte Vervielfältigung ausgewählter
DNA-Abschnitte, um genügend Material für weitere Analysen zu haben.
2 beschreibt sinngemäß den Ablauf der PCR:
• durch Angabe der Phasen der DNA-Denaturierung (Abbildung 1: A), der komplementären
Anlagerung der DNA-Primer (Abbildung 1: B), der Vermehrung
der DNA-Stränge (Abbildung 1: C) sowie der anschließenden erneuten DNA-
Denaturierung (Abbildung 1: D) und ein wiederholtes Durchlaufen dieses Prozesses
(Abbildung 1: E, F, G),
• durch Zuordnung der Temperaturveränderungen zu den einzelnen Phasen.
3 erfüllt ein weiteres aufgabenbezogenes Kriterium. (3)
maximal
erreichbare
Punktzahl
(AFB) 1
3 (I)
9 (I)
1
AFB = Anforderungsbereich
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Teilaufgabe II.2
Anforderungen
Der Prüfling
1 ermittelt sinngemäß als Art der aufgetretenen Mutation bei Fall 1 eine Deletion im
Leptin-Gen, bei der es zum Verlust der Base Cytosin auf dem codogenen Strang der
DNA kam und die zu einer Verschiebung des Leserasters führt.
2 leitet aus den gegebenen Basensequenzen (Normalallel/mutiertes Allel) die Aminosäuresequenz
des codierten Proteins ab:
AS-Sequenz (Normalallel): – Trp – Gly – Val –
AS-Sequenz (mutiertes Allel): – Trp – Gly – Cys –
3 entwickelt eine Hypothese, wie sich die Mutation auf die Struktur und die Funktion
der gebildeten Proteine auswirken wird, wie z. B.:
Die AS-Kette ist ab der Aminosäure Cystein aufgrund der Verschiebung des Leserasters
(Rasterschub-Mutation) völlig verändert, so dass mit hoher Wahrscheinlichkeit
eine Funktionsveränderung bzw. ein Funktionsverlust des Proteins resultieren wird.
4 ermittelt sinngemäß als Art der aufgetretenen Mutation bei Fall 2 eine Punktmutation
im POMC-Gen, bei der die im Ausschnitt des Normalallels an 7. Stelle positionierte
Base Cytosin durch Adenin auf dem codogenen Strang der DNA ersetzt wurde
(Substitution).
5 leitet aus den gegebenen Basensequenzen (Normalallel/mutiertes Allel) die Aminosäuresequenz
des codierten Proteins ab:
AS-Sequenz (Normalallel): – Asp – Leu – Glu – His –
AS-Sequenz (mutiertes Allel): – Asp – Leu Stop His –
6 entwickelt eine Hypothese, wie sich die Mutation auf die Struktur und die Funktion
der gebildeten Proteine auswirken wird, wie z. B.:
Als Folge des Basenaustausches entsteht eine verkürzte Polypeptidkette (Nonsense-
Mutation), so dass mit hoher Wahrscheinlichkeit eine Funktionsveränderung bzw.
ein Funktionsverlust des Proteins resultieren wird.
7 ermittelt sinngemäß als Art der aufgetretenen Mutation bei Fall 3 eine Punktmutation
im MC4-Rezeptor-Gen, bei der die im Ausschnitt des Normalallels an 7. Stelle positionierte
Base Cytosin durch Thymin auf dem codogenen Strang der DNA
ersetzt wurde (Substitution).
8 leitet aus den gegebenen Basensequenzen (Normalallel/mutiertes Allel) die Aminosäuresequenz
des codierten Proteins ab:
AS-Sequenz (Normalallel): – Lys – Arg – Val –
AS-Sequenz (mutiertes Allel): – Lys – Arg – Ile –
9 entwickelt eine Hypothese, wie sich die Mutation auf die Struktur und die Funktion
der gebildeten Proteine auswirken wird, wie z. B.:
Als Folge des Basenaustausches entsteht ein Protein mit einem Unterschied in nur
einer Aminosäure. Dies kann schwerwiegende Folgen für die Funktion des Proteins
haben, wenn z. B. das aktive Zentrum eines Enzyms betroffen ist, oder auch weniger
schwerwiegende, wenn z. B. Bereiche außerhalb des aktiven Zentrums betroffen sind.
Es ist aber auch möglich, dass die Struktur des Proteins nur geringfügig betroffen ist,
wenn die Eigenschaften der Aminosäurereste ähnlich sind.
10 erfüllt ein weiteres aufgabenbezogenes Kriterium. (2)
maximal
erreichbare
Punktzahl
(AFB)
2 (II)
2 (I)
3 (II)
2 (II)
2 (I)
3 (II)
2 (II)
2 (I)
3 (II)
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Teilaufgabe II.3
Anforderungen
Der Prüfling
1 stellt die Regulation der Nahrungsaufnahme in einer Skizze dar, wie z. B.:
maximal
erreichbare
Punktzahl
(AFB)
9 (II)
Eine Darstellung der genaueren zytologischen Zusammenhänge wird nicht erwartet.
2 erklärt sinngemäß bezüglich der Injektion von Leptin oder MSH bei Fall 1, dass sowohl
die regelmäßige Injektion von Leptin (bewirkt eine vermehrte MSH-Ausschüttung)
als auch von MSH geeignet sind.
3 erklärt sinngemäß bezüglich der Injektion von Leptin oder MSH bei Fall 2:
• Nur MSH ist aufgrund der Bindung an den MC4-Rezeptoren und die daraus
resultierende Appetithemmung zur Therapie geeignet.
• Die Injektion von Leptin führt lediglich dazu, dass mehr MSH mit veränderter
AS-Sequenz gebildet wird, das aber nicht an den MC4-Rezeptor binden kann.
4 erklärt sinngemäß bezüglich der Injektion von Leptin oder MSH bei Fall 3:
• Weder die Injektion von Leptin noch von MSH sind zur Therapie geeignet.
• Beide können nicht an den aufgrund einer Mutation veränderten MC4-Rezeptor
binden.
5 erfüllt ein weiteres aufgabenbezogenes Kriterium. (2)
4 (II)
4 (II)
4 (II)
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Teilaufgabe II.4
Anforderungen
Der Prüfling
1 erörtert am Fall der Familie Smith die Handlungsmöglichkeiten, die sich aus einem
positiven Gentest ergeben könnten, wie z. B.:
• Entscheidung über gezielte therapeutische Intervention (z. B. Medikamente,
Diät; Sport/Bewegung),
• Konsequenzen für die weitere Familienplanung.
Es werden auch andere plausible Erklärungen zugelassen.
2 erörtert am Fall der Familie Smith die Probleme, die sich aus einem positiven
Gentest ergeben könnten, wie z. B.:
• Problem der psychischen Belastung, die sich z. B. aus der Diagnose einerseits
und der Ungewissheit einer phänotypischen Ausprägung andererseits ergibt,
• Probleme beim Umgang mit Gewichtszunahmen beim Kind (z. B. bessere Einschätzung
des Erfolgs schon kleiner Gewichtsabnahmen, bei einer erkrankten
Person schnellere Rechtfertigung einer Gewichtszunahme).
Es werden auch andere plausible Erklärungen zugelassen.
3 erfüllt ein weiteres aufgabenbezogenes Kriterium. (2)
maximal
erreichbare
Punktzahl
(AFB)
6 (III)
6 (III)
b) Darstellungsleistung
Anforderungen
Der Prüfling
• führt seine Gedanken schlüssig, stringent und klar aus.
• strukturiert seine Darstellung sachgerecht.
• verwendet eine differenzierte und präzise Sprache.
• gestaltet seine Arbeit formal ansprechend.
maximal
erreichbare
Punktzahl
9
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7. Bewertungsbogen zur Prüfungsarbeit
Name des Prüflings:____________________________________ Kursbezeichnung:____________
Schule: _____________________________________________
Teilaufgabe II.1
Anforderungen
Der Prüfling
maximal
erreichbare
Punktzahl
(AFB)
1 beschreibt sinngemäß als … 3 (I)
2 beschreibt sinngemäß den … 9 (I)
3 erfüllt ein weiteres aufgabenbezogenes Kriterium: (3)
……………………………………………………………..
……………………………………………………………..
Summe II.1 Teilaufgabe 12
Lösungsqualität
EK 2 ZK DK
Teilaufgabe II.2
Anforderungen
Der Prüfling
maximal
erreichbare
Punktzahl
(AFB)
1 ermittelt sinngemäß als … 2 (II)
2 leitet aus den … 2 (I)
3 entwickelt eine Hypothese … 3 (II)
4 ermittelt sinngemäß als … 2 (II)
5 leitet aus den … 2 (I)
6 entwickelt eine Hypothese … 3 (II)
7 ermittelt sinngemäß als … 2 (II)
8 leitet aus den … 2 (I)
9 entwickelt eine Hypothese … 3 (II)
10 erfüllt ein weiteres aufgabenbezogenes Kriterium: (2)
……………………………………………………………
……………………………………………………………
Summe II.2 Teilaufgabe 21
Lösungsqualität
EK ZK DK
2
EK = Erstkorrektur; ZK = Zweitkorrektur; DK = Drittkorrektur
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Teilaufgabe II.3
Anforderungen
Der Prüfling
maximal
erreichbare
Punktzahl
(AFB)
1 stellt die Regulation … 9 (II)
2 erklärt sinngemäß bezüglich … 4 (II)
3 erklärt sinngemäß bezüglich … 4 (II)
4 erklärt sinngemäß bezüglich … 4 (II)
5 erfüllt ein weiteres aufgabenbezogenes Kriterium: (2)
……………………………………………………………..
……………………………………………………………..
Summe II.3 Teilaufgabe 21
Lösungsqualität
EK ZK DK
Teilaufgabe II.4
Anforderungen
Der Prüfling
maximal
erreichbare
Punktzahl
(AFB)
1 erörtert am Fall … 6 (III)
2 erörtert am Fall … 6 (III)
2 erfüllt ein weiteres aufgabenbezogenes Kriterium: (2)
……………………………………………………………..
……………………………………………………………..
Summe II.4 Teilaufgabe 12
Summe der II.1, II.2, II.3 und II.4 Teilaufgabe 66
Lösungsqualität
EK ZK DK
Darstellungsleistung
Anforderungen
Der Prüfling
• führt seine Gedanken …
• strukturiert seine Darstellung …
• verwendet eine differenzierte …
• gestaltet seine Arbeit …
maximal
erreichbare
Punktzahl
Summe Darstellungsleistung 9
9
Lösungsqualität
EK ZK DK
Summe insgesamt (inhaltliche und Darstellungsleistung) 75
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Festlegung der Gesamtnote (Bitte nur bei der letzten bearbeiteten Aufgabe ausfüllen.)
maximal
erreichbare
Punktzahl
Übertrag der Punktsumme aus der ersten bearbeiteten Aufgabe 75
Übertrag der Punktsumme aus der zweiten bearbeiteten Aufgabe 75
Punktzahl der gesamten Prüfungsleistung 150
aus der Punktsumme resultierende Note
Note ggf. unter Absenkung um ein bis zwei Notenpunkte
gemäß § 13 Abs. 2 APO-GOSt
Lösungsqualität
EK ZK DK
Paraphe
ggf. arithmetisches Mittel der Punktsummen aus EK und ZK: ___________
ggf. arithmetisches Mittel der Notenurteile aus EK und ZK: _____________
Die Klausur wird abschließend mit der Note: ________________________ (____ Punkte) bewertet.
Unterschrift, Datum:
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Grundsätze für die Bewertung (Notenfindung)
Für die Zuordnung der Notenstufen zu den Punktzahlen ist folgende Tabelle zu verwenden:
Note Punkte Erreichte Punktzahl
sehr gut plus 15 150 – 143
sehr gut 14 142 – 135
sehr gut minus 13 134 – 128
gut plus 12 127 – 120
gut 11 119 – 113
gut minus 10 112 – 105
befriedigend plus 9 104 – 98
befriedigend 8 97 – 90
befriedigend minus 7 89 – 83
ausreichend plus 6 82 – 75
ausreichend 5 74 – 68
ausreichend minus 4 67 – 58
mangelhaft plus 3 57 – 49
mangelhaft 2 48 – 40
mangelhaft minus 1 39 – 30
ungenügend 0 29 – 0
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