Einsatzfertige Klausuraufgabe (40 BE, 90 Min.) für den Biologie-Leistungskurs im Inhaltsfeld Neurobiologie (Schwerpunkt Ruhepotenzial, Ionenkanäle und Hormonwirkung). Bei einem sechs Tage alten Mädchen wird ein stark erhöhter Blutzuckerspiegel gemessen; eine genetische Untersuchung findet eine Mutation in einem Kanalprotein. Ausgehend von Patch-Clamp-Messungen an veränderten und unveränderten Kanälen erschließen die Lernenden, wie die Insulinausschüttung einer β-Zelle elektrisch gesteuert wird, entwickeln eine begründete Hypothese zu den Folgen der Mutation für das Membranpotenzial und beurteilen datenbegründet, ob sich aus Laborbefunden vorhersagen lässt, welche Kinder von Insulinspritzen auf Tabletten umgestellt werden können.
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 ab 2025. Geprüft werden die Entstehung und Beeinflussung des Ruhepotenzials, die Funktion ATP- und spannungsgesteuerter Ionenkanäle sowie die Verschränkung hormoneller und neuronaler Steuerung.
Kontext ist ein veröffentlichter Krankheitsfall: Ein Neugeborenes erkrankt in der ersten Lebenswoche an Diabetes. Ursache ist eine Mutation in einem ATP-gesteuerten Kaliumkanal der β-Zellen der Bauchspeicheldrüse. Über Patch-Clamp-Messungen erschließen die Lernenden den Steuerungsmechanismus der Insulinausschüttung, übertragen ihr Wissen über das Ruhepotenzial einer Nervenzelle auf eine erregbare endokrine Zelle und beurteilen abschließend die Aussagekraft von In-vitro-Befunden für eine Therapieentscheidung.
Die Aufgabe ist durchgängig operationalisiert und materialgestützt und deckt alle drei Anforderungsbereiche ab (AFB I 22,5 %, AFB II 57,5 %, AFB III 20 %). Der Anforderungsbereich III ist als echtes datenbegründetes Urteil angelegt und schließt die Reflexion methodischer Grenzen ein.
Paketinhalt
Aufgabenstellung mit Titel, Einleitungstext und sechs Teilaufgaben
4 Materialien: Schema der β-Zelle · Patch-Clamp-Befund zur Hemmung durch ATP · Befund zur Hemmung durch den Wirkstoff · Behandlungsverlauf als Tabelle
Stichpunkt-Übersicht mit Anforderungsbereich und Bewertungseinheiten je Teilaufgabe
Ausführlicher Erwartungshorizont im „Der Prüfling …”-Format mit BE-Aufschlüsselung
Übersicht der geprüften Kompetenzerwartungen mit KLP-Codes und Teilaufgaben-Zuordnung
Formate: bearbeitbare Word-Datei und PDF
Hinweise
Voraussetzungen: Die Aufgabe setzt die Unterrichtsvorhaben zur Erregungsentstehung und Erregungsleitung sowie zur Informationsweitergabe über Zellgrenzen voraus. Bekannt sein müssen das Ruhepotenzial, Bau und Funktion der erregenden chemischen Synapse sowie die Grundzüge der Hormonwirkung. Kenntnisse zum Glucosestoffwechsel sind nicht erforderlich: Der Abbau der Glucose wird im Material als gegeben gesetzt. Die Aufgabe eignet sich damit für die zweite Klausur im Inhaltsfeld Neurobiologie.
Die Klausuraufgabe kann mit einer weiteren Aufgabe zu einer vollständigen Klausur kombiniert oder als gezielte Übungsaufgabe für das Abitur eingesetzt werden.
Einsatzfertige Klausuraufgaben für den Biologie-Leistungskurs (40 BE, 90 Min.) und den Biologie-Grundkurs (30 BE, 70 Min.) im Inhaltsfeld Neurobiologie (Schwerpunkt Ruhepotenzial und Ionenkanäle). Bei einem sechs Tage alten Mädchen wird ein stark erhöhter Blutzuckerspiegel gemessen; eine genetische Untersuchung findet eine Mutation in einem Kanalprotein. Beide Fassungen nutzen denselben Fall, prüfen ihn aber unterschiedlich: Der Grundkurs stellt die Signalkette der β-Zelle in einem Fließschema dar und analysiert, warum der erste Behandlungsversuch scheiterte; der Leistungskurs vergleicht zusätzlich mit der chemischen Synapse, erschließt den Weg des Hormons und beurteilt, ob sich aus Laborbefunden vorhersagen lässt, welche Kinder von Spritzen auf Tabletten umgestellt werden können.Beide Klausuraufgaben orientieren sich an den Vorgaben des Kernlehrplans Biologie (Sekundarstufe II, Gymnasium/Gesamtschule NRW) und an den Konstruktionsvorgaben für das Zentralabitur ab 2025. Sie sind durchgängig operationalisiert und materialgestützt und decken jeweils alle drei Anforderungsbereiche ab.Leistungskurs: 40 BE, 90 Minuten, sechs Teilaufgaben, vier Materialien. AFB I 22,5 % · II 57,5 % · III 20 %. Der Anforderungsbereich III ist als offenes datenbegründetes Urteil angelegt: Lässt sich aus In-vitro-Messungen am Ionenkanal vorhersagen, ob eine Umstellung auf Tabletten gelingt?Grundkurs: 30 BE, 70 Minuten, vier Teilaufgaben, drei Materialien. AFB I 23,3 % · II 56,7 % · III 20 %. Der Anforderungsbereich III ist als gelenkte Analyse eines Behandlungsverlaufs angelegt und damit dem Grundkurs-Register angemessen.Die beiden Fassungen unterscheiden sich im Aufgabenformat (Fließschema statt Fließtext), im Materialzuschnitt, in der Schlussfrage und in den Voraussetzungen.Paketinhalt:LeistungskursAufgabenstellung mit Titel, Einleitungstext und sechs Teilaufgaben4 Materialien mit drei Abbildungen und einer TabelleStichpunkt-Übersicht, ausführlicher Erwartungshorizont, Kompetenzerwartungen-ÜbersichtGrundkursAufgabenstellung mit Titel, Einleitungstext und vier Teilaufgaben3 Materialien mit zwei Abbildungen und einer TabelleStichpunkt-Übersicht, ausführlicher Erwartungshorizont, Kompetenzerwartungen-ÜbersichtHinweise:Beide Fassungen nutzen denselben Fall und teilweise dieselben Materialien. Das Bundle richtet sich damit an Lehrkräfte, die einen Grundkurs und einen Leistungskurs parallel unterrichten, sowie an alle, die beide Niveaus im Bestand haben möchten. Setzen Sie nicht beide Fassungen nacheinander im selben Kurs ein — der Fall ist den Lernenden dann bereits bekannt.Voraussetzungen unterscheiden sich. Die Grundkurs-Fassung setzt allein das Ruhepotenzial voraus und ist bereits nach der Behandlung der Erregungsentstehung einsetzbar. Die Leistungskurs-Fassung setzt zusätzlich die erregende chemische Synapse und die Grundzüge der Hormonwirkung voraus. Kenntnisse zum Glucosestoffwechsel sind in beiden Fassungen nicht erforderlich.Die Klausuraufgaben können jeweils mit einer weiteren Aufgabe zu einer vollständigen Klausur kombiniert werden. Sie eignen sich außerdem als Übungsaufgaben zur gezielten Abiturvorbereitung
Klassenstufen: Q1 (11./12. Jhg.), Q2 (12./13. Jhg.)
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