Biologie: Ernährung & Verdauung - Kantonsschule Olten
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KANTONSSCHULE OLTEN Maturitätsvorprüfung Naturwissenschaften/<strong>Biologie</strong> 2005<br />
MAR-Gymnasium / W-Profil<br />
Klassen 4aW, 4bW<br />
Name: ___________________________________________________<br />
Punkte: ____________<br />
Note: _______________<br />
<strong>Biologie</strong>:<br />
<strong>Ernährung</strong> & <strong>Verdauung</strong> – Genetik<br />
Bitte genau lesen: Die Antworten der Fragen 1 - 10 sind direkt auf die Frageblätter zu schreiben. Bei<br />
Multiple-Choice-Fragen können eine bis mehrere Antworten richtig sein – gewählte Antworten bitte<br />
deutlich und eindeutig ankreuzen! Wenn in einer Frage ZWEI Beispiele verlangt werden, dann sind<br />
GENAU ZWEI Beispiele anzuführen; zusätzliche Antworten werden nicht bewertet und gelten als<br />
falsch! Auf saubere Schrift und Darstellung wird Wert gelegt! Unleserliches wird nicht gewertet.<br />
Zeitvorstellung: Aufgaben 1-10: total 25-30 Minuten, Aufgabe 11: 20-25 Minuten<br />
VIEL GLÜCK!<br />
1. [4 Punkte] Die aufgenommene Nahrung dient im Körper zu unterschiedlichen Zwecken. Beschreibe,<br />
wozu die folgenden Stoffe dienen – und gib zu jedem dieser Stoffe ein konkretes Nahrungsmittel<br />
an, welches reich an solchen Nährstoffen ist:<br />
Aufbaustoffe: [Beispiel: __________________________ ]<br />
_____________________________________________________________________________<br />
Betriebsstoffe: [Beispiel: __________________________ ]<br />
_____________________________________________________________________________<br />
2. [4] Nährstoff Fette:<br />
a) Aus welchen Bestandteilen (kleineren Molekülen) sind Fette grundsätzlich aufgebaut<br />
___________________________________________________________________________<br />
b) Und wozu dienen Fette im Körper Beschreibe stichwortartig zwei Beispiele dafür:<br />
___________________________________________________________________________<br />
3. [4] Beschreibe 2 Dinge, die mit der Nahrung bereits im Mund geschehen. Gib auch an, welchen<br />
Zweck diese Vorgänge haben.<br />
a)<br />
_____________________________________________________________________________<br />
b)<br />
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<strong>Kantonsschule</strong> <strong>Olten</strong> Maturitätsprüfung Grundlagenfach <strong>Biologie</strong> 17.8.2005<br />
4. [4] Normalerweise kann ein bestimmtes Enzym nur ein bestimmtes Substrat chemisch verändern.<br />
Weshalb ist das so<br />
_____________________________________________________________________________<br />
5. [5] Im <strong>Verdauung</strong>skanal werden als erste die Kohlenhydrate angegriffen ρRichtig ρFalsch<br />
Kohlenhydrate bilden mengenmässig den grössten Anteil an der Nahrung ρRichtig ρFalsch<br />
Essentielle Aminosäuren sind die, welche wir selbst produzieren können ρRichtig ρFalsch<br />
Glykogen entsteht in der Leber und dient als energiespeichernder Stoff ρRichtig ρFalsch<br />
Ohne Magensäure würde das Pepsin im Magen gar nicht funktionieren ρRichtig ρFalsch<br />
Im Dünndarm nehmen wir Mono-, Di- und Polysaccharide ins Blut auf ρRichtig ρFalsch<br />
Gallenflüssigkeit stammt aus ____________ und baut Fette chemisch ab ρRichtig ρFalsch<br />
Sämtliche Nährstoffe werden nur durch die Dünndarmwand aufgenommen ρRichtig ρFalsch<br />
6. [6½] In unserer täglichen Nahrung kommen zwei Stoffgruppen vor, die aus langen Kettenmolekülen<br />
bestehen.<br />
a) Das eine sind die ρMono- ρDi- ρPolysaccharide, welche aus Ketten von einzelnen ρMonoρDi-<br />
ρPolysacchariden bestehen. Konkret handelt es sich bei diesen Nährstoffen um ρCellulose<br />
ρRohrzucker ρStärke ρTraubenzucker. Die einzelnen Kettenglieder innerhalb einer<br />
solchen Kette sind unter sich ρgleich ρverschieden.<br />
b) Die andere Stoffgruppe sind die _________________________. Sie bestehen aus 20 verschiedenen<br />
Kettengliedern, welche man als _________________________ bezeichnet.<br />
c) Und schliesslich gibt es noch ein dritte Stoffgruppe aus Kettenmolekülen, die man nicht eigentlich<br />
zu den Nährstoffen zählt – die Nukleinsäuren. Trotzdem kommen sie in jeder tierischen<br />
und pflanzlichen Nahrung vor. Weshalb nämlich<br />
___________________________________________________________________________<br />
7. [6½] Eine Orchideenart bildet rein weisse und gescheckte Blüten; das Gen ‘W’ für Weiss ist dominant,<br />
Gen ‘w’ für Scheckung dagegen rezessiv.<br />
a) Von vierundvierzig Orchideen aus der Kreuzung zweier Pflanzen mit weissen Blüten sind nur<br />
gerade ganze vier gescheckt. Die Genotypen der weissen Eltern: ρsind bestimmbar (nämlich<br />
______ 6 ______) ρkönnen nicht angegeben werden<br />
b) Wie viele gescheckte Blumen hättest Du eigentlich erwartet ________ Warum gerade so viele<br />
___________________________________________________________________________<br />
c) Unter diesen Voraussetzungen ist die oben behauptete Zahl von vier gescheckten Blüten<br />
ρmöglich ρunmöglich. Kurze Begründung<br />
___________________________________________________________________________<br />
8. [3] Bindung zwischen Nukleotiden: Sie können ‘Kopf an Kopf’ miteinander verbunden werden.<br />
a) Durch welche Art von Bindung zwischen den Molekülen geschieht dies ________________<br />
b) Die Analyse einer DNA-Kette aus einem Bakterium ergibt, dass 22 % ihrer Nukleotide Adenin<br />
enthalten. Der %-Anteil der anderen drei Basen: Cytosin: ______%, Guanin _____%,<br />
Thymin ______%<br />
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<strong>Kantonsschule</strong> <strong>Olten</strong> Maturitätsprüfung Grundlagenfach <strong>Biologie</strong> 17.8.2005<br />
9. [4] Zwischen dem Ablauf der Replikation und der Transkription gibt es mehrere entscheidende<br />
Unterschiede. Nenne einen davon:<br />
_____________________________________________________________________________<br />
Beide bilden sozusagen den ersten Schritt zu wichtigen biologischen oder biochemischen Vorgängen<br />
in den Zellen, nämlich...<br />
Die Replikation steht am Anfang der/des_____________________________________________<br />
Die Transkription steht am Anfang der/des ___________________________________________<br />
10. [5] Der unten angegebene DNA-Ausschnitt enthält den Code zum Aufbau einer Sequenz von<br />
einigen Aminosäuren.<br />
a) Schreibe auf der entsprechenden Zeile die mRNA-Basensequenz hin, welche bei der<br />
Transkription dieses DNA-Stranges erzeugt wird. Sauber darstellen!<br />
DNA : TCTACCCGTAGGAATATTCTC-<br />
GA...ACCTCCACTCTCAC<br />
mRNA :<br />
–––––––––––––––––––––––...––––––––––––<br />
––<br />
AS : –––––––––––––––––––––––...––––––––––––<br />
––<br />
b) Denke daran: Jede Proteinkette fängt mit der<br />
Start-Aminosäure Methionin an! Suche also<br />
zunächst die Stelle in der m-RNA, wo Met<br />
codiert wird. Beachte die vorangehenden<br />
Nukleotide gar nicht. (Dasselbe gilt für die<br />
Nukleotide, welche nach einem Stoppcodon<br />
in der m-RNA eingereiht sind.)<br />
Schreibe jetzt auf die Linie unter dem<br />
mRNA-Strang (‘AS’) die Abkürzungen der<br />
Aminosäuren hin, welche durch diesen DNA-<br />
Ausschnitt codiert werden. Verwende dazu<br />
die ‘Codesonne’.<br />
___________________________________________________________________________<br />
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<strong>Kantonsschule</strong> <strong>Olten</strong> Maturitätsprüfung Grundlagenfach <strong>Biologie</strong> 17.8.2005<br />
11. Diese Aufgabe ist auf einem separaten Blatt zu lösen!<br />
In einer Untersuchung wird festgestellt, dass Frau Muster erblich nachtblind ist. (Nachtblindheit<br />
beruht auf einer Unterfunktion der Sinneszellen für das Schwarz-Weiss-Sehen. Der Arzt erklärt<br />
ihr, dass das Gen für diese sehr seltene Krankheit auf dem X-Chromosom liegt, die Krankheit also<br />
geschlechtsgekoppelt vererbt wird.)<br />
Frau Muster berichtet, bei welchen Personen ihrer Familie diese Erkrankung ebenfalls aufgetreten<br />
ist:<br />
• Meine Schwester und ich sind nachtblind, meine beiden Brüder nicht.<br />
• Mein Vater war auch nachtblind, meine Mutter jedoch nicht. Mein Vater hat noch drei Geschwister:<br />
eine Schwester, die nachtblind ist und zwei gesunde Brüder.<br />
• Meine Grossmutter väterlicherseits und deren Vater, also mein Urgrossvater, waren ebenfalls<br />
nachtblind!<br />
Aus der Familie meiner Mutter sind keine Erkrankungen bekannt.<br />
• Auch in der Familie meines Mannes gibt es niemanden, der nachtblind ist. (Du brauchst den<br />
Mann von Frau Muster nicht in den Stammbaum einzuzeichnen!)<br />
Löse nun sämtliche Teilaufgaben auf einem separaten Blatt. Vergiss nicht, auch deinen Namen<br />
darauf zu schreiben!<br />
a) [3] Erstelle anhand der Aussagen von Frau Muster den Familienstammbaum. Benutze dazu<br />
mindestens einen Drittel einer Seite! Zeichne das Symbol für Frau Muster, welche natürlich<br />
auf der untersten Zeile des Stammbaums zu finden ist, ungefähr in der Seitenmitte (bezüglich<br />
links/rechts) und bezeichne sie mit einem Pfeil.<br />
Zeichne sämtliche erwähnten Personen ein! Der unerwähnte Rest der Familie ist gesund und<br />
muss nicht eingezeichnet werden.<br />
b) [3] Welche Art der Vererbung liegt vor (Dominant, rezessiv) Begründe genau, weshalb das<br />
ganz eindeutig so sein muss.<br />
c) [3] Trage alle bestimmbaren Genotypen in das Schema ein. Defektes X-Chromosom: X (mit<br />
einem Punkt auf dem X markieren)<br />
d) [3] Frau Muster hat vor kurzem einen gesunden Mann geheiratet. Könnten nun die Nachfahren<br />
(Kinder und Enkel) von Frau Muster ebenfalls nachtblind werden Wenn ja, mit welchen<br />
Wahrscheinlichkeiten ( Diese Nachkommen müssen nicht in den Stammbaum eingezeichnet<br />
werden!)<br />
Unterscheide dabei zwischen ihren Töchtern und Söhnen, dann zwischen Enkelinnen und Enkeln<br />
der gesunden, respektive der kranken Töchter und Söhne von Frau Muster. (Alle angeheirateten<br />
Partner sind vollkommen gesund!)<br />
e) [2] Könnte dieser Stammbaum auch mit einer autosomalen Vererbung zu erklären sein Falls<br />
ja, ist er dann dominant und/oder rezessiv Falls nein, erkläre, warum nicht.<br />
4 von 4
KANTONSSCHULE OLTEN Maturitätsprüfung 2005<br />
Abteilung Chemie<br />
Klassen 4cL, 4bW<br />
Fach: CHEMIE Zeit: 1 Stunde<br />
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------<br />
Hilfsmittel: PSE, Säure/Base-Tabelle, Umrechnungsfaktoren für Normbedingungen<br />
(=Beilage), dein persönlicher Taschenrechner<br />
• Alle Antworten sind auf die karierten Antwortbögen mit Kugelschreiber oder<br />
mit Tintenfüllfeder zu notieren. Deinen Namen nicht vergessen.<br />
• Für allfällige Notizen kann das beigelegte nichtkarierte Blatt verwendet werden.<br />
Die Notizen werden nicht bewertet !<br />
• Achte auf einen vollständigen, nachvollziehbaren und gut leserlichen Lösungsweg.<br />
• Liefere keine Auswahlsendungen und antworte nur auf das, was gefragt ist.<br />
• Jede der 4 Aufgaben ergibt jeweils 10 Punkte. Punktzahl der Teilaufgaben s. ( ).<br />
• Am Schluss der Prüfung sind alle Blätter, auch das Notizblatt, abzugeben.<br />
• Beachte auch die allgemeinen Bestimmungen für die gesamte Prüfung.<br />
V I E L E R F O L G !<br />
Atombau, Stöchiometrie, Nomenklatur<br />
1. a) Erläutere unter Einbezug des Gesetzes von Coulomb die unterschiedlich hohen<br />
Ionisierungsenergien der Elektronen in der K- und M- Schale von Atomen. (2)<br />
b) Welche Stoffmenge Fluor reagiert mit wie viel g Aluminium zu 21,33 g<br />
Aluminiumfluorid (inkl. Reaktionsgleichung) (3,5)<br />
c) Welches Volumen nimmt das benötigte Fluor aus 1.b) bei 50°C und 960 mbar<br />
ein (Hinweis: Falls in b) kein Resultat für Fluor vorliegt, kann diese Aufgabe<br />
mit der Stoffmenge n (Fluor) = 0,16 mol gelöst werden. (2,5)<br />
d) Wie heisst der gezeichnete Stoff (2)<br />
Reaktionstypen<br />
2. a) Zeige mit Lewisformeln die einzelnen Schritte der Polymerisationsreaktion zum<br />
Kunststoff Poly-2-propen (inkl. einer Stoppreaktion). (5).<br />
b) Zeige möglichst genau anhand der Reaktionsgleichung mit Lewisformeln,<br />
weshalb die Reaktion der Buttersäurenbildung aus Butanal mittels des Oxidationsmittels<br />
Kupfer(ll)-oxid eine Redox-Reaktion ist (inkl. Oxidationszahlen). (5)<br />
Bindungslehre und Säure/Basen<br />
3. a) Ordne den folgenden 7 Stoffen ihre Schmelztemperaturen zu und begründe jeweils<br />
kurz deinen Entscheid. (6)<br />
Cl 2 , NaBr, Na, CH 4 , Methansäure, MgO, NH 3 :<br />
-183, -102, -78, +8, +98, +747, +2800 (in °C)<br />
b) Welche Konzentration weist eine Kaliumhydroxid–Lösung auf, wenn 22,05 ml<br />
davon 40 ml einer 0,2 M Kohlensäure vollständig zu neutralisieren vermögen<br />
(inkl. Reaktionsgleichung) (4)<br />
Bitte wenden !
Kreuz und Quer durch die Chemie<br />
4. 11 der unten stehen Aussagen sind korrekt. Nenne 10 davon Als Lösung sind<br />
auf dem Antwortblatt lediglich 10 Zahlen zu notieren.<br />
1. An der Oberfläche eines Tropfsteins entsteht fortlaufend CO 2 .<br />
2. Die Bindungslänge zwischen den C-Atomen ist bei Ethen grösser als bei Ethan.<br />
3. CF 3 Cl (ein FCKW) ist deshalb hoch problematisch, weil das durch kurzwelliges<br />
Licht in der Stratosphäre abgespaltene Chlorradikal die folgenden zwei Reaktionen<br />
viele tausend Male nacheinander durchlaufen kann und dabei in jedem<br />
Zyklus ein O 3 Molekül zerstört.<br />
1. Cl . + O 3 → O 2 + ClO . 2. ClO . + :O → O 2 + Cl . → 1. → 2. → 1. usw.<br />
4. CoCl 2 ist hygroskopisch und erscheint als Salzhydrat (CoCl 2 . 6 H 2 O) rosa<br />
(= Möglichkeit zum Wassernachweis).<br />
5. Weil Mg ein grösseres Bestreben zur Elektronenaufnahme hat als Zn, ist Mg ein<br />
stärkeres Reduktionsmittel als Zn.<br />
6. Der Lösungsprozess eines Salzes in Wasser verläuft dann endotherm, wenn die<br />
Hydratationsenergie grösser ist als die Gitterenergie.<br />
7. Die wässrigen Lösungen von 2- und 3 protonigen Säuren enthalten einen bzw.<br />
zwei Ampholyten.<br />
8. Die Bildung von Octan und Sauerstoff aus Kohlenstoffdioxid und Wasser<br />
verläuft exotherm, also ΔH < 0.<br />
9. Im Oltner Trinkwasser hat es mehr gelöste Hydrogencarbonationen (HCO 3 - ) als<br />
Calcium- und Carbonationen (Ca 2+ und CO 3 2- ).<br />
10. Hydrieren ist Substituieren.<br />
11. Sekundäre Alkanole haben die geringere Viskosität als die entsprechenden<br />
zweiwertigen Alkanole.<br />
12. Emulgatoren verhindern oder verzögern ein Entmischen von hydrophilen und<br />
hydrophoben Stoffen.<br />
13. In einer Galvanischen Zelle fliessen die Elektronen freiwillig vom negativen zum<br />
positiven Pol.<br />
14. Wenn viel I 2 an ein Öl addiert werden kann, handelt es sich um ein Öl mit wenig<br />
ungesättigten Fettsäuren.<br />
15. Die polare Nonansäure ist eher hydrophil als hydrophob.<br />
16. Metallgitter sind aus positiv geladenen Atomrümpfen aufgebaut, zwischen<br />
denen sich ein frei bewegliches Elektronengas befindet.<br />
17. Die Umkehrreaktion einer Esterbildung ist eine Kondensation.<br />
18. Säure- und Baseschmelzen leiten den elektrischen Strom, da diese Ionen<br />
enthalten (Säuren: Oxoniumionen, Basen: Hydroxidionen).<br />
19. Durch Erhöhen des Druckes p kann bei der industriellen Ammoniaksynthese die<br />
% - Ausbeute von NH 3 erhöht werden.<br />
20. Hexanhexaol ist süss.
Vormatura Naturwissenschaften 2005<br />
Physik<br />
Name:<br />
Klasse:<br />
4NM / 4bL / 4cL<br />
Punkte:<br />
1 2 3 4 gesamt<br />
Note:
1. Wasserrutsche (12 P)<br />
In einem Schwimmbad befindet sich eine Kinderwasserrutsche, die unten im Querschnitt<br />
dargestellt ist. Das Kind (m = 20,00 kg) setzt sich zum Hinabrutschen hin. Durch<br />
kräftiges Abstoßen hat das Kind in A eine Anfangsgeschwindigkeit von v 0 = 1,00 m/s.<br />
Die Reibung ist in den Rechnungen nicht zu berücksichtigen.<br />
a) Nenne die Bewegungsformen vom Startpunkt A bis zum<br />
Eintauchen ins Wasser im Punkt D. Begründe deine Aussagen kurz.<br />
b) Berechne die erreichten Geschwindigkeiten in den Punkten B, C.<br />
(zur Kontrolle: v C = 6,34 m/s)<br />
c) Berechne die Geschwindigkeit im Punkt D sowie die Strecke w.<br />
2. Silver Star (8 P)<br />
Die Achterbahn „Silver Star“ im Europapark verspricht im Internet „puren Nervenkitzel“:<br />
Der "Silver Star" ist ein technischer Quantensprung: Mit 73 Metern Höhe, einer<br />
Höchstgeschwindigkeit von bis zu 130 km/h und enormen Fliehkräften bis zu 4g verspricht er<br />
eine besondere Kombination des Gefühls, der Geschwindigkeit und der Schwerelosigkeit.<br />
Zuerst werden die Wagen also auf eine Höhe von 73 m gezogen, anschliessend folgt eine rasante<br />
Abfahrt mit einem Neigungswinkel von 69°, die in einem Bogen endet.<br />
a) Welche maximale Geschwindigkeit ist am Ende der ersten Abfahrt möglich, wenn diese auf<br />
einer Höhe von 9,0 m über dem Boden endet<br />
b) Wie viel Prozent der mechanischen Energie sind am Ende der ersten Abfahrt verloren<br />
gegangen, wenn die tatsächliche Geschwindigkeit dort 120 km/h ist<br />
c) Welchen Radius muss der unten anschliessende Kreisbogen haben, damit die<br />
Zentripetalbeschleunigung am untersten Punkt die versprochenen 4g beträgt
3. Lämpchenschaltung (6 P)<br />
Zwei Lämpchen L 1 (3,8 V; 50 mA) und<br />
L 2 (6,0 V; 0,60 W) sollen in der skizzierten<br />
Schaltung Verwendung finden.<br />
a) Berechne die Widerstände R 1 und R 2 der<br />
Lämpchen.<br />
b) Berechne R 0 und R 3 so, dass beide Lämpchen<br />
genau zu den vorgeschriebenen Betriebsdaten<br />
leuchten.<br />
4. BRAUN’sche Röhre (11 P)<br />
a) Beschreibe anhand der Abbildung den prinzipiellen Aufbau und erkläre die Wirkungsweise<br />
einer BRAUN’schen Röhre (Elektronenstrahlröhre).<br />
b) In der BRAUN’schen Röhre treffen die nicht abgelenkten Elektronen mit einer Geschwindigkeit<br />
von v = 2,65 ·!10 7 m/s auf den Bildschirm.<br />
Berechne die Beschleunigungsspannung unter der Annahme, dass die<br />
Anfangsgeschwindigkeit der Elektronen 0 m/s beträgt.<br />
c) Der Elektronenstrahl soll in der Röhre durch ein<br />
elektrisches Feld nach oben abgelenkt werden.<br />
Skizziere für diesen Fall die Flugbahn der<br />
Elektronen innerhalb des Plattenpaares und<br />
gib die die Polarität der Spannung an den<br />
Ablenkplatten an (in nebenstehender Abbildung).<br />
d) Die Beschleunigungsspannung soll nun verringert werden; Polarität und Spannung an den<br />
Ablenkplatten bleiben unverändert.<br />
Skizziere eine mögliche Bahnkurve. Begründe die Veränderung.<br />
Viel Erfolg!