Planung der 1

5A - 31. Unterrichtseinheit, am 24.1.´14
Test-Ersatzprüfung – Biologie und Umweltkunde
Neues Thema: Zellkern -
Klasse: 5A Name: Vrecun Celina, Rohrer Jonas
Genetik-Buch-Seiten 46,47
Chromosomenaufbau, DNA
http://www.youtube.com/watch?v=h66nQq0_P3c , Film Watson/Crick anschauen.
http://www.youtube.com/watch?v=WdsetFP3Ifw … Doku
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Die Formenvielfalt der Pflanzen
Das Pflanzenreich
Lebewesen können in 4 Lebensreiche (Organismengruppen) eingeteilt werden. Es werden die Reiche der Bakterien, der Pilze, der Tiere und der Pflanzen
unterschieden.
Das Pflanzenreich besteht aus Algen-, Farn-, Moos- und Samenpflanzen. Pflanzen bestehen aus Pflanzenzellen (Bild 1). Diese Zellen enthalten die üblichen
Zellbestandteile Zellkern, Zellmembran, Zellplasma und Mitochondrien. Im Unterschied zu den anderen Organismengruppen sind in den Pflanzenzellen
zusätzlich Chloroplasten mit dem Chlorophyll (grüner Farbstoff), raues und glattes endoplasmatisches Retikulum, Ribosomen, Dictyosomen, Vakuolen und
Zellwände ausgebildet.
Die Samenpflanzen werden auch Blütenpflanzen genannt, da sie Blüten und Samen ausbilden. Dagegen sind Algen-, Moos- und Farnpflanzen blütenlose
Pflanzen, da sie weder Samen noch Blüten ausbilden.
Zu den Algenpflanzen werden die Geißel-, Braun-, Rot- und Grünalgen gezählt. Bei den Algen gibt es Einzeller (z.B. Chlorella) und Vielzeller (z.B. Volvox).
Lebensraum der Algen ist das Wasser.
Die vielzelligen Moospflanzen bevorzugen feuchte Standorte auf dem Land und werden in Laubmoose (z.B. Torfmoos) und Lebermoose (z.B.
Brunnenlebermoos) eingeteilt.
Farnpflanzen werden in die Klassen Urfarne, Bärlappe (z.B. Keulen-Bärlapp), Schachtelhalme (z.B. Acker-Schachtelhalm) und Farne (z.B. Adlerfarn)
unterteilt.
Am höchsten sind die Samenpflanzen entwickelt. Sie bevorzugen das Landleben. Es werden die Nacktsamer (z.B. Eibe) und die Bedecktsamer unterschieden.
Die Bedecktsamer können weiter in die Klassen Einkeimblättrige (z.B. Tulpe) und Zweikeimblättrige (z.B. Gänseblümchen) eingeteilt werden. Farn- und
Samenpflanzen bestehen aus Wurzel, Sprossachse und Laubblatt.
Ernährung der grünen Pflanzen
Fotosynthese
Die Pflanzen ernähren sich von anorganischen, energiearmen Stoffen (Kohlendioxid, Wasser) und wandeln diese in organische, energiereiche Stoffe (Glukose,
Sauerstoff) um. Dabei werden äußere Lichtquellen (Sonnenlicht oder künstliche Lichtquellen) genutzt. Dieser Stoff- und Energiewechselvorgang wird als
autotrophe Assimilation bezeichnet.
Dieser Vorgang wird als Fotosynthese bezeichnet und lässt sich in folgender Summengleichung zusammenfassen:
6 CO2 + 12 H2O + Lichtenergie  C6H12O6 + 6 H2O + 6 O2
Dabei wird Lichtenergie in chemische Energie (Glukose) umgewandelt.
Die Fotosynthese ist wegen des produzierten Sauerstoffs Voraussetzung für das pflanzliche, tierische und menschliche Leben auf der Erde. Die Pflanzen sind
außerdem Bestandteile jeder Nahrungskette und bilden somit für die Menschen und Tiere eine Hauptnahrungsquelle. Die Leistung der Fotosynthese ist u.a.
abhängig von der Temperatur (Bild 1).
Bild 1: Abhängigkeit der Fotosynthese von der Temperatur
Laubblatt
Pflanzen nehmen über die Laubblätter, in deren Zellen Chloroplasten mit Chlorophyll enthalten sind, Kohlendioxid auf und wandeln diesen mit Hilfe des
Wassers in Stärke und Sauerstoff um. Der entstandene Sauerstoff wird an die Umwelt abgegeben. Grüne Pflanzen, die im Wasser leben, geben den
produzierten Sauerstoff an das Wasser ab (Bild 2).
Das Laubblatt besteht aus Kutikula, Epidermis, Palisadengewebe, Schwammgewebe, Interzellularräumen, Blattadern und Spaltöffnungen (Bild 3). Die
Blattadern dienen u.a. als Leitbündel, in denen Wasserleitungsbahnen und Siebröhren unterschieden werden.
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Bild 2: Fotosynthese
Bild 3: Querschnitt eines Blattes
Wurzel und Sprossachse
Über die Wurzel (Bild 4) wird das Wasser mit darin gelösten Nährstoffen aufgenommen. Die Wurzel besteht aus Haupt- und Nebenwurzel.
Die Wurzelspitze unterteilt sich in Wurzelhaube (Kalyptra), meristematische Zone, Zellstreckungs- und Wurzelhaarzone. An den Spitzen haben die Wurzeln
die schützenden Wurzelhauben; dort wächst die Wurzel. Hinter den Wurzelhauben befinden sich die Wurzelhaare, welche die wasseraufnehmende Oberfläche
der Wurzel vergrößern. Die dünne Zellwand des Wurzelhaares nimmt das Wasser mit den gelösten Nährstoffen auf und transportiert es durch die Wurzelrinde
in das Kontrollgewebe. Dieses lässt bei Bedarf Wasser in den Zentralzylinder durch, oder es verhindert die Wasseraufnahme. Über den Zentralzylinder wird
das Wasser durch die Leitbündel der Sprossachse bis zu den Laubblättern transportiert.
Im Querschnitt lassen sich folgende Bestandteile unterscheiden: Rhizodermis, Exodermis, Endodermis und Zentralzylinder, welcher das Xylem und das
Phloem beinhaltet.
Die Sprossachse besteht aus Festigungsgewebe und Grundgewebe mit Leitbündeln. In den Leitbündeln werden die Wasserleitungsbahnen und die Siebröhren
unterschieden. In den Siebröhren werden die von der Pflanze produzierten Stoffe zu den Speicherorganen transportiert.
Stofftransport
Der Stofftransport in der Pflanze erfolgt durch Diffusion, Osmose und Transpirationssog. Die Wasseraufnahme aus dem Boden durch die halbdurchlässige
Membran (dünne Zellwand) wird als Osmose bezeichnet. Diese basiert auf dem Prinzip der Diffusion. Auf Grund der Eigenbewegung der Moleküle
durchdringen sich angrenzende Flüssigkeiten. Dadurch kommt es zum Konzentrationsausgleich (Druckausgleich) zwischen den Stoffen. Wenn in den
Wurzelzellen eine geringere Konzentration an Wassermolekülen herrscht als im Erdreich, dann diffundieren die Moleküle in die Wurzelzellen. Die Diffusion
ist abgeschlossen, wenn die Konzentrationen gleich stark sind.
Durch die Spaltöffnungen wird an die Umwelt Wasserdampf abgegeben (Transpiration). Das hat zur Folge, dass der Druck (Turgor) im Zellinneren absinkt. Es
entsteht ein Transpirationssog, der Wasser aus den umgebenden Zellen und Gefäßen durch Osmose heranzieht.
Stoffspeicherung
Bei der Fotosynthese können Pflanzen normalerweise mehr Traubenzucker herstellen, als zum sofortigen eigenen Bedarf verwendet wird. Der überschüssige
Traubenzucker kann in verschiedene Stoffe (Stärke, Fett, Eiweiß) umgewandelt werden. Diese energiereichen Stoffe werden mit Hilfe der Siebröhren in
spezielle Speicherorgane (z.B. Knollen, Zwiebeln) geleitet und dort gespeichert.
Um Glukose, Stärke, Fett und Eiweiß in den Pflanzenteilen nachzuweisen, bedarf es einfacher Experimente
Stärkenachweis
Um Stärke nachzuweisen, bedarf es eines einfachen Experimentes (Bild 5):
Ein stärkehaltiges Pflanzenteil wird in eine Glasschale gegeben und 2-3 Tropfen Iod-Kaliumiodid-Lösung dazugegeben.
Probe färbt sich violett bis braun.
Bild 4: Wurzelaufbau

Die
Bild 5: Stärkenachweis
Die Atmung der grünen Pflanzen
Atmung
Pflanzen benötigen zur Aufrechterhaltung der grundlegenden Lebensprozesse Energie. Diese wird durch die Fotosynthese bereitgestellt. Um diese Energie
nutzen zu können, bedarf es deren Umwandlung. Die Umwandlung energiereicher, organischer Stoffe in energiearme, anorganische Stoffe erfolgt in den
Zellen, speziell in den Mitochondrien (Bild), und wird deshalb innere Atmung oder Zellatmung genannt. Dieser Vorgang ist eine Form der Dissimilation. Die
Atmung wird auch als die Umkehrung der Fotosynthese bezeichnet. Beide Prozesse bedingen aber auch einander.
Die in der Stärke enthaltene Energie wird in Traubenzucker umgewandelt. Des Weiteren werden Sauerstoff und Wasser benötigt. Es entstehen bei dieser
Umwandlung Kohlendioxid und Wasser.
Dieser Vorgang lässt sich in folgender Summengleichung zusammenfassen:
C6H12O6 + 6 H2O + 6 O2  6 CO2 + 12 H2O.
Bild: Mitochondrium
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Die Atmung der Pflanze ist von verschiedenen äußeren und inneren Faktoren abhängig (u.a. Temperatur, Wassergehalt der Zellen, Kohlendioxidgehalt der
Luft, Aktivität, Entwicklungszustand).
Erbsen beispielsweise keimen im Dunkeln und benötigen viel Energie. Diese Energie ist in den Speicherstoffen der Samen enthalten.
Reizbarkeit bei Samenpflanzen
Reizbarkeit
Pflanzen verfügen über keine Sinnesorgane. Die Reize aus der Umwelt werden normalerweise durch verschiedene Bewegungen beantwortet. Bei
Samenpflanzen können diese Bewegungen als Wachstumsvorgang oder als Druckänderung erfolgen.
Bewegungen, die durch eine Änderung des Druckes hervorgerufen werden, können schnell ablaufen. Enthalten Organgewebe unterschiedliche
Saugspannungen, kann es zur Turgorbewegung kommen.
Wächst eine Pflanze, so krümmt sie sich. Die sogenannten Krümmungsbewegungen vollziehen sich sehr langsam und nur an wachsenden Pflanzenteilen. Die
Bewegung kann unabhängig davon erfolgen, aus welcher Richtung der Reiz kommt, z.B. beim sich Öffnen und Schließen von Blüten. Die Krümmung kann
aber auch in Richtung des auslösenden Reizes erfolgen; so beim Tropismus. Dabei spielt der Wuchsstoff Auxin eine entscheidende Rolle.
Krümmungsbewegungen
Wächst eine Pflanze, so krümmt sie sich. Die sogenannten Krümmungsbewegungen vollziehen sich sehr langsam und nur an wachsenden Pflanzenteilen. Die
Bewegung kann unabhängig davon erfolgen, aus welcher Richtung der Reiz kommt, z.B. beim sich Öffnen und Schließen von Blüten. Die Krümmung kann
aber auch in Richtung des auslösenden Reizes erfolgen, z.B. beim Photo- und Geotropismus. Dabei spielt der Wuchsstoff Auxin eine entscheidende Rolle.
Phototropismus ist das Vermögen der Pflanzen, dem Licht entgegen zu wachsen. Auxin wird vermehrt an die Schattenseite transportiert, woraufhin diese
stärker, als die der Lichtquelle zugewandten Seite wächst.
Geotropismus ist das Vermögen der Pflanzen, sich in Richtung der Schwerkraft zu orientieren. Bei dieser Wachstumsbewegung tritt das Auxin vermehrt an
der Unterseite der Pflanze auf. Das bewirkt die Förderung des Sprosswachstums und die Hemmung des Wurzelwachstums.
Arbeitsblatt „Aufbau
des Pflanzenblattes“
a. Beschriften Sie die linke Abbildung!
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b. Welche jeweiligen klimatischen Bedingungen erwarten Sie für die Standorte beider
Pflanzen? Begründen Sie Ihre Meinung.
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Erwartungen:
zu a: 1: obere Kutikula, 2: obere Epidermis, 3: Palisadengewebe, 4: Interzellularraum,
5: Schwammgewebe, 6: Atemhöhle, 7: untere Epidermis, 8: untere Kutikula,
9: Schließzelle, 10: Spaltöffnung
zu b:
links Trockengebiet (dicke Kutikula, versenkte Spaltöffnung, dicke Assimilationszone), rechts Standort mit hoher Luftfeuchtigkeit (dünnes Blatt, vorgewölbte Spaltöffnung)
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