Aufgaben: Die Merkmale der Lebewesen

Betrachte das Schema: Ein Lebewesen erfüllt drei Lebensfunktionen, die mit den Buchstaben A, B und C gekennzeichnet sind. Benenne die Lebensfunktion, die jeder Buchstabe darstellt, beschreibe kurz, worin sie besteht, und nenne ein Beispiel für ein Tier oder eine Pflanze, das bzw. die sie ausführt.

Nenne die vier häufigsten Bioelemente in Lebewesen und erkläre, was es bedeutet, dass alle Lebewesen eine gemeinsame chemische Zusammensetzung haben.

Ein Regenwurm, eine Eiche und ein Pilz haben sehr unterschiedliche Größen und Formen. Nenne mindestens drei gemeinsame Merkmale, die zeigen, dass alle drei Lebewesen sind.

Nenne die drei Lebensfunktionen der Lebewesen und gib für jede ein Beispiel aus deinem eigenen heutigen Tag.

Ordne diese Dinge den Lebewesen oder der unbelebten Materie zu und begründe einen der Fälle: ein Stein, ein Pilz, eine Wolke, ein Glühwürmchen, das Wasser eines Flusses und das Moos an einer Mauer.

Wasser ist der häufigste Stoff in den meisten Lebewesen. Erkläre, was diese Aussage bedeutet, und nenne zwei Beispiele, die sie zeigen (zum Beispiel, wie viel Prozent des menschlichen Körpers ungefähr aus Wasser bestehen oder was mit einem Salatkopf geschieht, wenn er austrocknet).

Gib an, zu welcher Lebensfunktion jeder Vorgang gehört: Eine Pflanze stellt mit Licht ihre Nahrung her, ein Kaninchen flieht, als es einen Fuchs hört, ein Storchenpaar zieht seine Jungen auf und eine Sonnenblume richtet ihre Blüte zur Sonne aus.

Feuer „wächst“, bewegt sich, „ernährt sich“ von Holz und kann sich in Funken „fortpflanzen“, die ein anderes Feuer entzünden. Erkläre, warum es trotzdem niemand für ein Lebewesen hält.

Ist ein Virus ein Lebewesen? Begründe deine Antwort und berücksichtige dabei, welche Lebensfunktionen es ausführen kann und welche nicht (Viren können sich nur vermehren, wenn sie sich in einer fremden Zelle befinden).

Ein Salzkristall „wächst“, wenn man mehr Salz zu seiner Lösung gibt. Erkläre, warum dieses Wachstum den Kristall nicht zu einem Lebewesen macht, und nenne mindestens zwei Unterschiede zum Wachstum einer Pflanze.

Eine Katze, die ein Geräusch hört, dreht die Ohren dorthin und bleibt regungslos. Bestimme den Reiz und die Reaktion, gib an, welche Lebensfunktion sie ausführt, und erkläre, warum ihr das nützt.

Bestimme in jedem Fall den Reiz und die Reaktion und begründe, in welchem davon ein Nervensystem beteiligt ist: (a) Ein Samen keimt, wenn die Temperaturen im Frühling steigen; (b) du ziehst die Hand weg, wenn du eine heiße Pfanne berührst, ohne nachzudenken.

Viele Wüstentiere verlassen ihre Baue nur nachts. Erkläre, welche Lebensfunktion dieses Verhalten betrifft und welchen Vorteil es für das Überleben in dieser Umgebung bringt.

Ein Bakterium pflanzt sich fort, indem es sich in zwei gleiche Zellen teilt, während ein Hund nach der Paarung Welpen bekommt. Erkläre, was beide Formen der Fortpflanzung gemeinsam haben und einen wichtigen Unterschied zwischen ihnen.

Eine Kaulquappe verwandelt sich in einen Frosch: Sie verändert ihre Form, verliert den Schwanz und bildet Beine und Lungen aus. Erkläre an diesem Beispiel den Unterschied zwischen Wachsen und Sich-Entwickeln.

Alle Lebewesen brauchen Energie zum Leben. Erkläre, woher eine Pflanze und woher ein Tier sie bezieht, und nenne zwei Tätigkeiten aus deinem Alltag, die du nur dank der Energie aus der Nahrung ausführen kannst.

Ein Archäologenteam hat in einem versiegelten Gefäß 3000 Jahre alte Weizenkörner gefunden. Eine Person aus dem Team behauptet: „Sie sind völlig trocken, bewegen sich nicht und wachsen nicht, also sind sie unbelebte Materie, genau wie Sandkörner.“\na) Entwirf einen experimentellen Test, mit dem sich herausfinden lässt, ob diese Samen noch leben, ohne wochenlang abwarten zu müssen, ob sich eine vollständige Pflanze bildet.\nb) Mehrere Samen werden in ein luftdichtes Gefäß mit Sensoren bei 20 °C gegeben, und man stellt fest, dass der Sauerstoffgehalt in 48 Stunden von 20,9 % auf 20,4 % sinkt, während das Kohlenstoffdioxid um 0,5 % zunimmt. Deute dieses Ergebnis: Welche Lebensfunktion wird auf Zellebene nachgewiesen, und was zeigt es über den Ruhezustand der Samen?

Ein Mitschüler behauptet Folgendes: „Pflanzen wie die Kiefer ernähren sich vom Boden und vom Dünger genau so, wie sich ein Hirsch ernährt, indem er Zweige frisst; der einzige Unterschied ist, dass der Hirsch umherzieht, um Futter zu suchen, und die Kiefer nicht.“\na) Widerlege seine Aussage, indem du erklärst, woher diese beiden Lebewesen tatsächlich Stoffe und Energie beziehen.\nb) Sage voraus, was mit der Masse des Hirsches und der Biomasse der Kiefer geschehen würde, wenn man beide zusammen in eine große durchsichtige Kuppel einschließt, in die von außen nur Wasser, aber Sonnenlicht gelangt. Und was, wenn wir die Kuppel mit einer undurchsichtigen Plane abdecken, die das Licht vollständig abhält? Begründe die ökologische Rolle beider in beiden Fällen.

Ein Saugroboter bewegt sich durchs Haus, weicht Hindernissen aus und fährt von allein zu seiner Station zurück, um den Akku aufzuladen. Gehe die Merkmale der Lebewesen eines nach dem anderen durch und schließe mit Argumenten, ob der Roboter als lebendig gelten könnte.

Entwirf eine kleine Untersuchung, um zu prüfen, ob Linsensamen Licht zum Keimen brauchen: Hypothese, Versuchsaufbau mit zwei Gefäßen (eines in einem dunklen Schrank und eines am Fenster), konstante Variablen, was du jeden Tag beobachten wirst und welche Lebensfunktion du untersuchst.

Ein unbebrütetes Ei, ein trockener Samen, eine Schneeflocke und die Flamme einer Kerze: Erstelle eine Tabelle mit den Merkmalen der Lebewesen (aus Zellen bestehen, die Lebensfunktionen ausführen, eine gemeinsame chemische Zusammensetzung haben) und entscheide von Fall zu Fall, ob jedes lebt, Teil eines Lebewesens war oder nie lebendig war, und verteidige jede Entscheidung.

Um zu untersuchen, wie die Umgebung die Vermehrung von Brotschimmel beeinflusst, wurden vier identische Brotscheiben 6 Tage lang in geschlossene Behälter gelegt und der Prozentsatz der befallenen Oberfläche gemessen:\n- Behälter 1 (trockenes Brot bei 20 °C): 0 % Schimmel.\n- Behälter 2 (Brot mit 5 ml Wasser bei 4 °C im Kühlschrank): 2,5 % Schimmel.\n- Behälter 3 (Brot mit 5 ml Wasser bei 20 °C): 85,0 % Schimmel.\n- Behälter 4 (Brot in 30 ml Wasser getaucht bei 20 °C): 8,0 % Schimmel.\na) Leite aus diesen Daten ab, welche zwei Umweltbedingungen der Schimmel braucht, um sich erfolgreich zu ernähren und fortzupflanzen. Warum war sein Wachstum in Behälter 4 so gering, obwohl Feuchtigkeit und eine milde Temperatur vorhanden waren?\nb) Ein Schüler behauptet: „Der Schimmel in Behälter 3 ist durch Urzeugung aus dem feuchten Brot entstanden.“ Widerlege seine Aussage anhand der Zelltheorie und erkläre, wie der Schimmel tatsächlich auf die Brotscheibe gelangt ist.

Wenn du vergisst, eine Zimmerpflanze zwei Wochen lang zu gießen, verwelkt sie schließlich. Begründe, welche Lebensfunktionen durch den Wassermangel gestört werden, in welcher Reihenfolge deiner Meinung nach die Symptome auftreten und was dies über den Zusammenhang zwischen den Lebensfunktionen zeigt.

Eine Raumfahrtagentur untersucht drei Himmelskörper des Sonnensystems, um auszuwählen, wohin sie eine Mission auf der Suche nach Mikroorganismen schicken soll:\n- Planet A: Oberflächentemperatur von 450 °C, kein flüssiges Wasser, dichte Atmosphäre aus Kohlenstoffdioxid und Wolken aus Schwefelsäure.\n- Mond B: Oberflächentemperatur von -160 °C unter einer Eiskruste, aber mit einem unterirdischen Ozean aus flüssigem Wasser von 1,5 °C in Kontakt mit hydrothermalen Unterwasservulkanen.\n- Mond C: Temperatur von -180 °C, mit großen Seen und Flüssen aus flüssigem Methan an der Oberfläche, aber ganz ohne Wasser.\na) Sage unter Anwendung dessen, was du über extremophile Bakterien der Erde und die Merkmale der Lebewesen weißt, begründet voraus, auf welchem der drei Himmelskörper man am ehesten Leben findet. Begründe deine Wahl, indem du die beiden anderen wegen der Einschränkungen für Zellen ausschließt.\nb) Warum gilt das Vorhandensein von flüssigem Wasser als unverzichtbare Voraussetzung für Leben, während Lichtmangel oder extreme Temperaturen die Existenz bestimmter Lebewesen nicht verhindern?