Einsatzfertige Klausuraufgabe (40 BE, 90 Min.) für den Biologie-Leistungskurs im Inhaltsfeld Stoffwechselphysiologie (Schwerpunkt abbauender Stoffwechsel / Atmungskette). Amygdalin – als „Vitamin B17" beworben – soll Krebs heilen, setzt im Körper aber Cyanid frei. Ausgehend von einem realen, dokumentierten Vergiftungsfall mit Laborwerten und einem Konzentrations-Wirkungs-Diagramm erschließen die Lernenden den Elektronentransport und die chemiosmotische ATP-Bildung, erklären, warum trotz ausreichender Sauerstoffversorgung des Blutes eine zelluläre Unterversorgung entsteht, und werten die Hemmung der Cytochrom-c-Oxidase quantitativ aus.

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 = 25 %, II = 52,5 %, III = 22,5 %).

Am Beispiel einer Amygdalin-/„Vitamin-B17"-Vergiftung verbindet die Aufgabe den Aufbau und die Funktion der Atmungskette, die oxidative Phosphorylierung und die Folgen einer gezielten Hemmung der Cytochrom-c-Oxidase (Komplex IV). Die Lernenden beschreiben den Elektronentransport bis zur Reduktion von Sauerstoff und die daran gekoppelte ATP-Bildung, erklären die Veränderung der Blutwerte trotz ausreichender Sauerstoffversorgung, werten eine Konzentrations-Wirkungs-Beziehung zur Empfindlichkeit von Komplex IV aus und übertragen die Reservekapazität der Atmungskette auf den Unterschied zwischen einer akuten Vergiftung und einer über den Tag verteilten Einnahme.

Geprüfte Inhalte: Atmungskette · oxidative Phosphorylierung · Chemiosmose / Protonengradient · ATP-Synthase · Reduktion von Sauerstoff an Komplex IV · innere Mitochondrienmembran · Hemmung der Atmungskette · anaerobe Glykolyse / Laktatbildung · Konzentrations-Wirkungs-Beziehung

Paketinhalt:

• Aufgabenstellung mit 5 Teilaufgaben (offizielle Operatoren, BE- und AFB-Zuordnung)

• 4 abgestimmte Materialien (Atmungsketten-Abbildung, klinischer Fallbericht mit Laborwerten, Konzentrations-Wirkungs-Diagramm, Kurztext zur Dosierung)

• Stichpunkt-Übersicht als AFB-/BE-Überblick

• ausführlicher Erwartungshorizont im „Der Prüfling …"-Format mit Aufschlüsselung je BE

• KLP-Kompetenztabelle (geprüfte Kompetenzerwartungen)

• vollständiger Quellennachweis

Hinweis:

Reine LK-Fassung (40 BE); die Klausuraufgabe kann entweder als Übungsaufgabe in der Abiturvorbereitung oder als Baustein für eine Klausur in der Q1 genutzt werden.

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