Angewandte Biologie – Mineralstoffernährung, Epidemien und Lebensmittelsicherheit
BiologieGesundheit und KrankheitAlter 16–17
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Zum Starten anmeldenDrei Themen der angewandten Biologie in einer Simulation, auswählbar über den Parameter Thema. Mineralstoffernährung: Wählen Sie das fehlende Element und die Versorgungsstufe und sehen Sie, wie sich Blattsymptome, Pflanzenhöhe und Ertrag verändern. Epidemien beim Menschen: ein SIR-Modell mit Basisreproduktionszahl R₀ und Impfquote, das die täglichen Fallzahlen und die Schwelle der Herdenimmunität zeigt. Lebensmittelsicherheit: Bakterien in Lebensmitteln verdoppeln sich abhängig von der Lagertemperatur, berechnet wird die Zeit bis zur infektiösen Dosis von 10⁶ KBE/g.
Lektion: Mineralstoffernährung, Ertragssteigerung und nachhaltige Landwirtschaft; Epidemien beim Menschen und ihre Vorbeugung; Lebensmittelhygiene und -sicherheit
Was sie zeigt
Hier sind drei quantitative Modelle zusammengefasst. Die Mineralstoffernährung folgt dem Gesetz des Minimums: Der knappste Nährstoff begrenzt Wachstum und Ertrag, und Stickstoff-, Phosphor- und Kaliummangel zeigen jeweils typische Blattsymptome. Das Epidemiemodell ist ein SIR-Modell mit 7 Tagen Infektiosität, in dem eine Impfquote über 1 − 1/R₀ die Ausbreitung verhindert. Die Lebensmittelsicherheit modelliert exponentielles Bakterienwachstum, N = N₀·2^(t/g), mit einer Generationszeit, die in der Gefahrenzone von 5 bis 60 °C kurz und bei Kühlschranktemperatur sehr lang ist.
So funktioniert es
Wechseln Sie das Thema über die drei Reiter. Ziehen Sie unter Mineralstoffe seitlich, um das Angebot zu ändern, und vergleichen Sie mit Mangelelement ändern Symptome und Ertrag. Stellen Sie unter Epidemien (SIR) R₀ durch Ziehen ein und klicken Sie auf Impfquote +20%, bis der Ausbruch ausbleibt. Stellen Sie unter Lebensmittel die Lagertemperatur ein, lesen Sie ab, wann die infektiöse Dosis erreicht wird, und vergleichen Sie danach mit In Kühlschrank (4 °C).
Einstellbare Parameter
- Aktuelles Thema 1. Mineralstoffernährung und Ertrag, 2. Epidemien beim Menschen (SIR-Modell), 3. Lebensmittelhygiene und -sicherheit
- Fehlendes Mineralelement Ausreichend Nährstoffe, Stickstoffmangel (N), Phosphormangel (P), Kaliummangel (K)
- Mineralstoffangebot im Verhältnis zum Bedarf 0–150 %
- Basisreproduktionszahl R₀ 0,5–15
- Geimpfter Anteil der Bevölkerung 0–100 %
- Lagertemperatur der Lebensmittel -5–45 °C
Fragen zum Erkunden
- Welcher Anteil der Bevölkerung muss bei R₀ = 4 mindestens geimpft sein, um einen Ausbruch zu verhindern?
- Wie unterscheiden sich die Blattsymptome bei Stickstoffmangel von denen bei Kaliummangel?
- Wie lange braucht ein Lebensmittel bei 30 °C im Vergleich zu 4 °C, um die infektiöse Dosis zu erreichen?
