Einsatzfertige Klausuraufgabe (40 BE, 90 Min.) für den Biologie-Leistungskurs im Inhaltsfeld Neurobiologie. Zwei der stärksten bekannten Nervengifte – Botulinum- und Tetanustoxin – greifen denselben molekularen Angriffspunkt an (das SNARE-Protein Synaptobrevin) und rufen dennoch gegensätzliche Lähmungen hervor. Ausgehend von gelelektrophoretischen Originaldaten (Schiavo et al., Nature 1992) erschließen die Lernenden den gemeinsamen Wirkmechanismus, erklären die Blockade der Erregungsübertragung an der neuromuskulären Synapse und leiten her, warum dieselbe molekulare Wirkung an einer hemmenden Synapse die entgegengesetzte (spastische) Lähmung erzeugt.

Diese Klausuraufgabe orientiert sich an den Vorgaben des Kernlehrplans Biologie (Sekundarstufe II, Gymnasium/Gesamtschule NRW) für den Leistungskurs und an den Konstruktionsvorgaben für das Zentralabitur. Sie ist materialgebunden und mit den offiziellen Operatoren operationalisiert formuliert; alle drei Anforderungsbereiche sind abgedeckt (AFB I = 20 %, II = 55 %, III = 25 %). Bearbeitungszeit: 90 Minuten.

Inhaltlich deckt die Aufgabe mehrere Schwerpunkte des Inhaltsfeldes Neurobiologie ab: die Funktion der erregenden chemischen und der neuromuskulären Synapse, die Stoffeinwirkung an Synapsen (Synapsengifte), die Funktion einer hemmenden Synapse (Verrechnung) sowie Störungen des neuronalen Systems. Der besondere Reiz liegt in der AFB-III-Bewegung: Aus einem identischen molekularen Mechanismus (Spaltung von Synaptobrevin) leiten die Lernenden zwei gegensätzliche Krankheitsbilder her – schlaffe Lähmung an der erregenden, spastische Lähmung an der hemmenden Synapse – und beurteilen abschließend, warum Botulinumtoxin therapeutisch (und kosmetisch) nutzbar ist, während gegen Tetanus geimpft werden muss.

Paketinhalt:

• Aufgabenblatt mit Situierung und fünf operationalisierten Teilaufgaben (40 BE)

• drei Materialien: M1 neuromuskuläre Synapse (beschriftete Abbildung), M2 gelelektrophoretische Spaltungsdaten (verändert nach Schiavo et al. 1992), M3 hemmender Schaltkreis im Rückenmark

• alle Abbildungen selbst erstellt und mit Quellen belegt

• Übersichtstabelle „Erwartete Schülerleistung (Stichpunkte)" mit AFB/BE sowie ausführlicher Erwartungshorizont im Format „Der Prüfling …" mit BE-Aufschlüsselung

• AFB-Verteilungsnachweis und Notenschlüssel

• editierbare Word-Datei– vollständiges Quellenverzeichnis

Hinweis:

Die Aufgabe deckt alle drei Anforderungsbereiche ab und ist als vollständige Klausur unter Abiturbedingungen (90 Minuten) einsetzbar – ebenso als abiturnahe Übung oder Wiederholung im Inhaltsfeld Neurobiologie.

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