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NATURA_LB 2_NRW_049523 1 Ökosystem Wald 9Illustrator: Otto Nehren, Achern

Umweltfaktoren prägen das Ökosystem Wald [SB S. 22/23]

1. 1 Erkunden eines Ökosystems

1 Ökosystem Wald

[zu SB S. 22/23]

1 Fertige eine Mind-Map zum Wald mit den Informationen dieser Doppelseite an. siehe Abbildung

Lösungen

0 2 Erkläre am Beispiel des Waldes den Zusam-menhang zwischen Biotop, Biozönose und Ökosystem. Ein Ökosystem besteht zum einen aus der Biozönose, der Gesamtheit aller im gleichen Lebensraum vorkommenden Organismen, und zum anderem aus dem Biotop, dem räumlich abgegrenzten Bereich mit den abiotischen Umweltfaktoren, in dem die Organismen vorkommen. Biotop und Biozönose zusammen bilden das komplette Ökosystem.

3 Recherchiere im Internet nach den abiotischen Faktoren des Nationalparks in der Eifel und des Stadtwalds in Duisburg. Erläutere an-schließend, inwiefern sich diese auf die Lebens gemeinschaften im Ökosystem auswirken. siehe Tabelle auf Seite 10

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So können Sie mit dem Thema arbeiten

Einstieg/Motivation Leitfrage Woraus besteht das Ökosystem Wald?Methodenauswahl• Zeichnen Sie als stummen Impuls einen Baum an die Tafel und schreiben Sie den Begriff

„Wald“ darüber. Knüpfen Sie an das Vorwissen der Schülerinnen und Schüler an und ergän-zen Sie durch die Schüleräußerungen das Bild an der Tafel. (Die Schülerinnen und Schüler werden fehlende Tiere und Pflanzen benennen und vermutlich auch Sonne und Wasser.)

• Alternativ können Sie auch die Abbildung 1 im Schülerbuch S. 22 zeigen. Die Schülerinnen und Schüler beschreiben das Bild und erkennen, dass zum Beispiel die Tiere fehlen.

• Filmeinsatz: „Forschen und Entdecken — Der Wald” (s. Literatur- und Medienhinweise, Lehrerband S. 10).

Erarbeitung • Die Schülerinnen und Schüler erarbeiten mit dem Arbeitsblatt „Wälder bestehen nicht nur aus Bäumen“ die Bestandteile eines Ökosystems (s. Lehrerband S. 11).

• Die Schülerinnen und Schüler erarbeiten mit dem Schülerbuch S. 22/23 die Begrifflichkeiten zum Thema Ökosystem Wald. Sie fertigen eine Mind-Map an (s. Schülerbuch S. 23, Aufgabe 1).

Sicherung • Die Schülerinnen und Schüler überprüfen in Partnerarbeit ihre Ergebnisse des Arbeitsblatts. Sie korrigieren diese ggf. gemeinsam.

• Sie präsentieren die erstellten Mind-Maps, vergleichen und ergänzen diese.

Vertiefung • Die gelernten Fachbegriffe werden auf ein weiteres Ökosystem angewendet (s. Arbeitsblatt „Wälder bestehen nicht nur aus Bäumen“, Lehrerband S. 11).

• Eine Exkursion in den Wald unternehmen. • Besprechung der Bedeutung von Wäldern im Hinblick auf Naturschutz, Erholung, als Sauer-

stofflieferant ….

Kompetenzerwerb Kompetenzbereiche: Der Schwerpunkt liegt auf dem Fachwissen. Die Schülerinnen und Schüler können die biotischen und abiotischen Faktoren des Ökosystems Wald benennen und neue Sachverhalte konzeptbezogen beschreiben. In der Sicherungsphase liegt der Schwerpunkt auf der Kommunikation. Die Schülerinnen und Schüler kommunizieren ihre Arbeitsergebnisse unter Einbezug der Fachsprache. Basiskonzept: System

Wald

abiotische Umweltfaktoren

biotische Umweltfaktoren

physikal. & chem. Bedingungen

Lufttemperatur

Niederschlagsmenge

Tageslichtdauer

fressen – gefressen werden

Bodenfeuchte

Biotop

KonkurrenzBiozönose

NadelwälderLaubmisch-

wälder

Forste

Pflanzen

Tiere

Wald-gemein-schaft

Öko-system

10 NATURA_LB 2_NRW_049523 Illustrator: Jörg Mair, München

ÖkosystemeWeltweit gibt es verschiedene Lebensräume (Biotope). Der Biotop (ein Lebensraum mit all seinen abiotischen Umweltfaktoren) und die Biozönose (eine Gemeinschaft der Lebewesen, die einen Biotop besiedeln) sind Teile eines Öko- systems. Dabei bestimmt die herrschende Temperatur im Wesentlichen die Lebensbedin-gungen der dort lebenden Pflanzen und Tiere. Aber auch andere abiotische Faktoren, wie z. B. die Bodenverhältnisse, haben charakteristische Einflüsse auf die Lebensgemeinschaften. Ökosys- teme haben im Allgemeinen eine charakteris-tische Struktur. Es kann aber auch fließende Übergänge geben, wie z. B. auf einer Lichtung,

die sich in einem Wald befindet. Dort leben Tiere und Pflanzen beider Ökosysteme, nämlich von Lichtung und Wald. Wenn sich die Lebensbedin-gungen ändern, verändert sich auch die Biozönose. Diesen Vorgang nennt man Sukzession.

Wälder, Seen oder z. B. Wüsten zählen zu den natürlichen Ökosystemen. Städte oder Felder werden als künstliche Ökosysteme definiert, da sie durch den Menschen geschaffen wurden. Der Begriff „Ökosystem“ ist nicht auf eine bestimmte Größenordnung festgelegt. Somit kann man den Wald im Allgemeinen oder nur ein bestimmtes Waldgebiet als Ökosystem bezeichnen.

Zusatzinformation

Fichte33 %

Kiefer28 %

Buche14 %Eiche

9 %

übrigeBaumarten14 %

Tanne > 2 %

Hessen

Rheinland-Pfalz

Baden-Württemberg

Bayern

Saarland

Thüringen

Brandenburg

Nordrhein-Westfalen

Niedersachsen

Sachsen

Sachsen-Anhalt

Mecklenb.-Vorp.

Berlin

Bremen

41 %

40

38

36

35

34

26

26

22

22

20

18

16

10

7

3

Schleswig-Holstein

Hamburgdurchschnittliche Bewaldung = 29,4 %

Wald in Deutschland

Da aufgrund der abiotischen Faktoren in beiden Gebieten vor allem Laub- und Mischwälder vorzufinden sind, lässt sich vermuten, dass auch die Lebensgemeinschaft ähnlich aufgebaut ist. Charakteristische Tiere für diesen Waldtyp sind z. B. Rehe, Füchse, Eichhörnchen, Buchfink, Specht. In einem Stadtwald finden sich im Vergleich natürlich weniger große Tiere. Charakteristische Pflanzen sind Buche, Eiche, Sträucher und Kräuter. Weitere Faktoren können recherchiert und gedeu-tet werden.

ZusatzinformationIm Nationalpark Eifel dominieren im Westen auf-grund des erhöhten Niederschlags Laubwälder, während im Osten gehäuft Nadelbäume vorzu-finden sind. Der Duisburger Stadtwald besteht zu 90 % aus Laubbäumen. Die oben genannten abio-tischen Faktoren spielen heutzutage allerdings kaum noch eine Rolle, da der Mensch immer mehr eingreift. So wurden in beiden Wäldern wieder Laubbäume angepflanzt, um den natürlichen Zustand zu erhalten. Im Nationalpark Eifel lassen sich im Gegensatz zum Duisburger Stadtwald noch weitreichend Nadelwälder finden, da dort weniger saurer Regen auf den Boden gelangt und somit nicht die Nadelbäume angreift. Im Duis-burger Stadtwald wird die wasserundurchlässige Wachsschicht der Nadelblätter durch den sauren Regen porös, sodass diese vermehrt absterben.

Film: „Forschen und Entdecken — Der Wald”, FWULiteratur- und Medienhinweise

Abiotische Faktoren

Nationalpark Eifel Duisburger Stadtwald

Sonnenlicht je nach Gebiet viel oder wenig

eher viel

Niederschlag eher viel (v.a. westlich) eher viel

Temperatur relativ kühle Sommer etwas wärmer

pH-Wert des Bodens

keine Angabe möglich sauer wg. Eintrag von Schad-stoffen

11© Ernst Klett Verlag GmbH, Stuttgart 2018 | www.klett.de | Alle Rechte vor-behalten.Von dieser Druckvorlage ist die Vervielfältigung für den eigenen Unterrichtsgebrauch gestattet. Die Kopiergebühren sind abgegolten.

Wälder bestehen nicht nur aus Bäumen

1 Skizziere in dem Kasten oben den „Wald als Ökosystem” nach deinen Vorstellungen. Verwende dazu auch die Informationen aus dem Text.

2 Übertrage die abiotischen und biotischen Umweltfaktoren aus dem Informationstext in die Tabelle.

3 Überprüfe mit deinem Sitznachbarn deine Skizze und ergänze fehlende abiotische oder biotische Umweltfaktoren in der Skizze und in der Tabelle. Überlegt euch gemeinsam Darstellungsformen für z. B. die Wärme einer Sonne.

4 Auch ein See ist ein Ökosystem. Erkläre in deinem Heft mithilfe der Fachbegriffe Biotop und Biozönose diesen Sachverhalt.

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Der Wald ist ein Ort, an dem du vieles entdecken kannst. Neben verschiedenen Baumarten findest du in diesem Ökosystem auch andere Pflanzenarten, die den Tieren als Lebensraum dienen. Pflanzen, Tiere, Pilze und Mikroorganismen, aber auch der Mensch (also alle Lebewesen) wirken in einem Ökosystem aufeinander und werden somit als bio-tische Umweltfaktoren bezeichnet. Sie leben in einer Gemeinschaft, der Biozönose.

Die abiotischen Umweltfaktoren im Wald bestimmen die Lebensbedingungen der dort vorkommenden Pflanzen und Tiere. Zu den abiotischen Umweltfak-toren zählen Temperatur, Niederschlagsmenge, Sonnenlicht, Wind sowie der Säure- und Mineral-stoffgehalt des Bodens. Ein Lebensraum mit all seinen abiotischen Faktoren wird als Biotop bezeich-net. Biozönose und Biotop zusammen bilden ein Ökosystem.

Biotische Umweltfaktoren Abiotische Umweltfaktoren

12 NATURA_LB 2_NRW_049523


H ARBEITSBLATT Wälder bestehen nicht nur aus BäumenLösungen 1 individuelle Lösung

2

3 individuelle Lösung

4 Der See ist ein Ökosystem, weil es sich aus einer Biozönose aus Tieren und Pflanzen und dem Biotop zusammensetzt. Der Biotop unterliegt den abiotischen Umweltfaktoren, wie z. B. der Niederschlagsmenge oder der Tageslichtdauer. Zusammen bilden Biotop und Biozönose das Ökosystem.

Praktische Tipps Ermutigen Sie die Schülerinnen und Schüler dazu, einen Wald nach ihren Vorstellungen zu zeichnen. Erinnern Sie daran, dass es um eine Skizze geht und nicht um eine malerische Detaildarstellung. Geben Sie ein Zeitfenster von 15 Minuten vor.Die Schülerinnen und Schüler sollen exemplarisch Bestandteile eines Waldes zeichnen. Besprechen Sie abschließend die gefundenen Darstellungsformen. Betonen Sie die Wechsel-beziehung zwischen den abiotischen und biotischen Umweltfaktoren im Ökosystem Wald.

Kompetenzerwerb Kompetenzbereich „Schwerpunkt Fachwissen“: Die Schülerinnen und Schüler wenden ihr All-tagswissen zum Thema „Wald” an und können abiotische sowie biotischen Umweltfaktoren benennen. Sie erkennen, dass Biotop und Biozönose ein Ökosystem bilden.Basiskonzept: „System“: Die Schülerinnen und Schüler lernen die verschiedenen Umweltfak-toren des Ökosystems Wald und ihre Wechselwirkungen kennen. Sie können die Lebewesen zu ihrer unbelebten Umwelt in Beziehung setzen.

Biotische Umweltfaktoren

Tiere

Pflanzen

Mensch

Mikroorganismen

Pilze

Abiotische Umweltfaktoren

Temperatur

Niederschlagsmenge

Sonnenlicht

Wind

Säure- und Mineralstoffgehalt des Bodens

Illustrator: Prof. Jürgen Wirth, Dreieich

1 Ökosystem Wald 13NATURA_LB 2_NRW_049523


Der Stockwerkbau des Waldes [SB S. 24]

Laub- und Nadelbäume — zwei Lebensweisen [SB S. 25]

[zu SB S. 24]

1 Erstelle aus den Daten in Abb. 2 ein Dia-gramm mit einem Tabellenkalkulationspro-gramm. siehe Abbildung

Lösungen

0$ 2 Nenne den abiotischen Umweltfaktor, der die Ausprägung der Stockwerke besonders beeinflusst, und erläutere dessen Rolle. Der abiotische Faktor „Licht“ spielt für die Aus-prägung der Stockwerke eine überaus große Rolle. In der oberen Baumschicht ist sehr viel Sonnenlicht vorhanden, sodass die Pflanzen uneingeschränkt Fotosynthese betreiben können. Schon in der Strauchschicht ist viel weniger Licht vorhanden, sodass dort Pflanzen wachsen, die mit wenig Sonnenlicht zurecht-kommen. Das Gleiche gilt für die Kraut- und Moosschicht. An Stellen, wo z. B. Kiefern wach-sen, ist die Krautschicht allerdings üppiger, da diese vermehrt Licht durchlassen, im Gegen-satz zu Laubbäumen oder Tannen.

0$


Einstieg/Motivation LeitfrageWie ist ein Laubmischwald aufgebaut?Methodenauswahl• Zeigen Sie den Schülerinnen und Schülern die Abbildungen eines Mischwaldes und eines

Fichtenforstes.• Sammeln Sie die Beiträge der Schülerinnen und Schüler zu den Fotos: Sie werden z. B. fest-

stellen, dass die Vielfalt an Pflanzen in einem Mischwald viel höher ist als abgebildet, dass der Fichtenforst viel dunkler ist und dass die Pflanzen in einem Mischwald unterschiedlich groß sind. Lenken Sie das Unterrichtsgespräch auf das Lichtangebot in den verschiedenen Waldtypen.

Erarbeitung • Die Schülerinnen und Schüler erarbeiten den Stockwerkbau eines Waldes mithilfe des Schü-lerbuches Seite 24/25.

• Die Schülerinnen und Schüler informieren sich im Internet über die verschiedenen Stockwerke und benennen jeweilige Pflanzenarten.

• Die Schülerinnen und Schüler bearbeiten das Arbeitsblatt „Jede Pflanze hat ihren Platz“ (s. Lehrerband S. 15). Sie ordnen verschiedene Pflanzenarten den Stockwerken zu.

Sicherung • Die verschiedenen Stockwerke werden benannt und charakteristische Pflanzenarten werden zugeordnet.

• Korrektur der Schülerlösungen zum Arbeitsblatt „Jede Pflanze hat ihren Platz”, Lehrerband S. 15.• Filmeinsatz: „Die Stockwerke des Waldes” (s. Literatur- und Medienhinweise, Lehrerband S. 14).

Vertiefung • Die einzelnen Stockwerke bieten ökologische Nischen für die Tiere im Wald. Die Schülerinnen und Schüler können Tiersteckbriefe anfertigen und die Tiere ihrem jeweiligen Lebensraum zuordnen.

• Sie können die Lichtverteilung im Laubwald im Sommer grafisch darstellen lassen (s. Schü-lerbuch S. 24, Aufgabe 1).

• Thematisierung von Pflanzengesellschaften.• Sie können Bestimmungsübungen von typischen Waldpflanzen durchführen lassen.

Kompetenzerwerb Kompetenzbereich: Der Schwerpunkt liegt auf der Erkenntnisgewinnung. Die Schülerinnen und Schüler können Pflanzenarten eines Mischwaldes ihrem Lebensraum zuordnen und die verschiedenen Stockwerke benennen. Sie erkennen, dass das Lichtangebot die Pflanzenarten der verschiedenen Stockwerke bestimmt.Basiskonzepte: System sowie Struktur und Funktion

Reflexion an denBlättern

Baumschicht

Strauchschicht

Krautschicht

Moosschicht

2 2

7

79

10

Illustrator: Otto Nehren, Achern

NATURA_LB 2_NRW_04952314

WaldexkursionBei einer Waldexkursion können die Schülerin-nen und Schüler die Stockwerke selbst entde-cken. Sie können dabei auch das Bestimmen von Pflanzen üben.

Auch das Untersuchen der Bodenschicht ist für die Schülerinnen und Schüler interessant, da sie dort mit der Becherlupe viele Tiere beobachten können. Eine Anleitung zur Untersuchung von Bodenproben nach ihrer Wasserhaltefähigkeit sowie zur Bestimmung der Tiere der Laubstreu finden Sie auf den Seiten 42/43 im Schülerbuch.

Praktische Tipps

Waldtypen in DeutschlandNadelwaldTypische Nadelbäume sind z. B. Tannen, Kiefer- gewächse, Lärchen, Fichten und Douglasien. Nadelwälder kommen in borealen Gebieten vor. In Deutschland wurden Wälder für die Forst-wirtschaft hauptsächlich durch den Menschen geschaffen. Als Forste werden Wälder bezeich-net, die für die Holzwirtschaft genutzt werden. Besonders die Fichte wird großflächig in Mono-kulturen angepflanzt. Solche Wälder sind sehr artenarm.

LaubwaldEin Laubwald besteht aus Bäumen, wie z. B. Eichen, Buchen, Ahorne, Birken oder Erlen. Der Wandel der Jahreszeiten ist in Laubwäldern durch die Färbung des Laubes gut zu beobach-ten. Hier gibt es viele verschiedene Pflanzen- und Tierarten.

MischwaldDer Mischwald ist gegliedert in Laub- und Nadel-mischwald, je nachdem, welcher Baumbestand überwiegt. Da die Baumkronen in einem Misch-wald viel Licht durchlassen, ist die Bodenflora reich an Arten, ebenso wie die dort lebende Bodenfauna. Mischwälder sind ökologisch stabiler als Wälder aus Reinkulturen.

Zusatzinformation

Eisenreich, W., Handel, A., Zimmer, U.: Der neue BLV Naturführer für unterwegs. 8. Auflage, BLV, München 2004

Film: „Die Stockwerke des Waldes”, FWU

Literatur- und Medienhinweise

• Differenzierendes ARBEITSBLATT „Jede Pflanze hat ihren Platz” Kapitel 1: Ökosystem Wald, 1. 1 Erkunden eines Ökosystems

Daten auf DVD &

[zu SB S. 25]

1 Bereite ein Kurzreferat zu den Angepasst-heiten von Laub- und Nadelbäumen an ihre Umweltbedingungen vor. Gehe auf die Prob-leme beider Baumtypen und die jeweiligen Lösungen ein. Stelle deine Ergebnisse der Klasse vor. individuelle Lösung

$ 2 Erkläre, warum Laubbäume in tropischen Regenwäldern immer Blätter tragen. Die Laubbäume werfen in den Tropen ihre Blätter nicht ab, weil dort ganzjährig ein gleichmäßiges Klima herrscht und der Laubab-wurf in kühleren Regionen der Überwinterung dient. Der Laubabwurf und das Wachsen neuer Blätter erfolgen in den Tropen über das ganze Jahr verteilt.

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Lösungen


Illustrator: Wolfgang Herzig, Essen

Jede Pflanze hat ihren Platz

Bei einem Waldspaziergang im Sommer ist dir vielleicht schon aufgefallen, dass am Waldrand ganz andere Pflanzen wachsen als im Waldesinneren. Das hat vor allem mit der Menge des Lichteinfalls zu tun. Verschie-dene Pflanzenarten wachsen je nach Lichtangebot in verschiedenen Stockwerken eines Waldes.

1 Stelle einen Laubmischwald zusammen: a) Schneide alle obigen Abbildungen der Pflanzen mit dem zugehörigen Namen aus. b) Schlage eine neue Doppelseite in deinem Biologieheft im Querformat auf. Schreibe die Überschrift „Der Stockwerkbau des Mischwaldes — jede Pflanze hat ihren Platz“ auf. c) Stelle jetzt deinen „Wald“ zusammen, indem du die verschiedenen Abbildungen der Pflanzen anordnest. Lass dafür oben und unten jeweils mindestens 5 cm und am rechten Blattrand 10 cm frei. d) Beschrifte die Stockwerke, indem du mit deinem Lineal rechts entsprechende Linien ziehst und die Begriffe „Krautschicht“, „Moosschicht“, „Baumschicht“ und „Strauchschicht“ zuordnest. e) Eine Schicht im Stockwerkbau des Waldes fehlt hier noch. Zeichne die fehlende Schicht ein und

beschrifte sie ebenfalls.

2 Stell dir vor: Ein starker Sturm hat im Wald mehrere Bäume umgerissen. Erkläre, welche längerfristigen Auswirkungen das auf die Pflanzen der unteren Stockwerke hat. Schreibe die Antwort in dein Heft.

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ARBEITSBLATT Jede Pflanze hat ihren PlatzLösungen 1 Individuelle Lösung.

Anordnung der Schichten von oben nach unten: Baumschicht, Strauchschicht, Kraut-schicht, Moosschicht. Ergänzung: Wurzelschicht.

2 Die Zusammensetzung der Arten in einem Wald wird maßgeblich durch das Lichtangebot beeinflusst. Je nachdem, wie viel Licht durch die Baumkronen fällt, können verschiedene Kräuter- und Sträucherarten auf dem Waldboden wachsen. Fällt ein alter Baum in einem Sturm um, dann beginnt der Wettbewerb unter den Pflanzen am Waldboden neu: Das einfallende Licht wird zuerst von schnellwüchsigen Kräutern genutzt.

Praktische Tipps ExkursionInformieren Sie sich über einen Baumkronenpfad in Ihrer Nähe. Einige Nationalparks haben in die Baumkronen Brücken gebaut. Baumhäuser und Pfade in luftiger Höhe sind für die Schülerinnen und Schüler ein spannendes Ausflugsziel.

Zusatzinformation Typische Pflanzen- und Tierarten der Stockwerke

Bäume, wie z. B. Buchen oder Fichten, haben ein dichtes Blätterdach und lassen nur wenig Sonnenlicht hindurch. Dies hat zur Folge, dass die Krautschicht in Schattenwäldern viel gerin-ger ausfällt als an Stellen, an denen z. B. Lärchen oder Kiefern wachsen. Die Pflanzen dienen Tieren als Nahrungsquelle oder Brutplatz. Die Dornen der Sträucher haben eine Schutzfunk- tion, z. B. für die Nester der Vögel.

Zusatzaufgaben • Sie können als nachbereitende Hausaufgabe den Schülerinnen und Schülern eine Recherche zu verschiedenen Waldtierarten aufgeben.

• Anschließend an die Bearbeitung des Arbeitsblatts ordnen die Schülerinnen und Schüler den Stockwerken im Wald Tiere zu. Die Schülerinnen und Schüler werden erkennen, dass die Waldorganismen sehr variabel an den Wald angepasst sind.

Differenzierende Aufgabe

Die Aufgabe 1 kann auch ohne die Begriffe der verschiedenen Schichten gestellt werden. (Anmerkung: Diese Aufgabe finden Sie auf dem Differenzierenden Arbeitsblatt, Daten auf DVD, Lehrerband S. 14).

Kompetenzerwerb Kompetenzbereich „Schwerpunkt Erkenntnisgewinnung”: Die Schülerinnen und Schüler können typische Pflanzenarten eines Laubmischwaldes den verschiedenen Stockwerken zu-ordnen. Sie erkennen, dass das Lichtangebot der begrenzende Faktor in der Artenvielfalt ist. Basiskonzept „System”: Mithilfe des Arbeitsblatts können die Schülerinnen und Schüler die Angepasstheiten der Pflanzenarten in einem Laubmischwald an ihren Lebensraum nachvoll-ziehen.

Stockwerke Pflanzenarten Tierarten

Baumschicht Nadelbäume: Tanne, Kiefer, Fichte Laubbäume: Eiche, Buche, Ahorn

Eichhörnchen, Baummarder Vögel: Specht, Zaunkönig, Kleiber, Waldkauz Insekten (in den Baumstämmen)

Strauchschicht Holunder, Faulbaum, Weißdorn, Hasel, Himbeere, Brombeere, Hagebutte

Eichhörnchen, Reh, Vögel

Krautschicht Gras, Farn, Kräuter: Springkraut, Schar-bockskraut, Buschwindröschen, Leberblümchen, Goldnessel

Kaninchen, Fuchs, Dachs, Maus, Schmetterling, Käfer, Biene, Wespe

Moosschicht Moos, Flechte, Pilz, Sauerklee, Hasenwurz

Insekt, Spinne, Maus, Igel, Eidechse, Salamander, Assel, Aaskäfer, Wanze, Schnecke

Wurzelschicht ————

Maus und Dachs (Tunnel und Bau) Tausendfüßer, Regenwurm Reptilien und Amphibien (zur Überwinterung)

1 Ökosystem Wald 17



Praktikum: Wir bestimmen Bäume [SB S. 26/27]

[zu SB S. 26/27]

1 Bestimme verschiedene Blätter mithilfe des Bestimmungsschlüssels. Hast du genug Zeit, nimm auch ein Bestimmungsbuch zuhilfe. individuelle Lösung

Lösungen


Einstieg/Motivation LeitfrageWie lassen sich Bäume anhand ihrer Blattmerkmale bestimmen?Methodenauswahl• Bringen Sie Blätter verschiedener Bäume mit und legen Sie diese als stummen Impuls auf

den Overhead-Projektor. Die Schülerinnen und Schüler aktivieren ihr Vorwissen und be-nennen die gezeigten Blätter.

• Starten Sie alternativ dazu die Unterrichtsstunde, indem Sie ein Blatt hochhalten und als Impulsaussage behaupten, es sei ein Eichenblatt.

• Je nach Jahreszeit bietet es sich an, mit den Schülerinnen und Schülern in den Wald oder Park zu gehen, um Blätter für die Bestimmungsübungen zu sammeln (s. Praktische Tipps, Lehrerband S. 18).

Erarbeitung • Die Schülerinnen und Schüler lesen den kurzen Einleitungstext zum Praktikum im Schüler-buch auf S. 26.

• Die Schülerinnen und Schüler bestimmen anhand der Blattmerkmale mithilfe des Bestim-mungsschlüssels (s. Schülerbuch S. 27) selbst gesammelte oder von Ihnen bereitgestellte Blätter (s. Aufgabe 1, Schülerbuch S. 27).

• Zur Dokumentation der Bestimmungsübung legen die Schülerinnen und Schüler ein Herba- rium an.

Sicherung • Korrektur der Schülerlösungen zu Aufgabe 1 im Schülerbuch S. 27.• Präsentation der Herbarien.

Vertiefung • Die Schülerinnen und Schüler bearbeiten das Arbeitsblatt „Kennst du diesen Baum?“ (s. Lehrerband S. 19).

• Die Schülerinnen und Schüler üben das Skizzieren von Blättern und Früchten.• Bäumebestimmung mithilfe von Bestimmungsbüchern: Hier können auch bewusst unter-

schiedlich gestaltete Bücher bzw. solche mit unterschiedlichen Bestimmungskriterien ein- gesetzt und verglichen werden.

Kompetenzerwerb Kompetenzbereich: Der Schwerpunkt liegt auf dem Fachwissen und der Erkenntnisgewinnung. Die Schülerinnen und Schüler können kriterienbezogene Vergleiche anstellen und Unterschiede bzw. Gemeinsamkeiten verschiedener Blätter analysieren.Basiskonzept: Struktur und Funktion

NATURA_LB 2_NRW_04952318 Foto: Fotolia.com (GOL), New York

Material sammelnInnerhalb dieser Unterrichtsreihe bietet es sich an, Bestimmungsübungen zu den heimischen Baumarten durchzuführen. Wenn die Schülerin-nen und Schüler Pflanzenmaterial im Wald oder Park sammeln, weisen Sie sie bitte darauf hin, nicht unnötig viele Blätter von den Bäumen zu pflücken. Wenn die Blätter oder auch Früchte nicht vom Boden aufgelesen werden können, beschränken Sie die Anzahl auf zwei Blätter pro Baum. Baumrinde, Knospen oder auch Blüten sollten gar nicht entfernt werden. Sie können gut fotografisch festgehalten werden.

PflanzenbestimmungenDie Schülerinnen und Schüler können im Wald Pflanzen bestimmen und dadurch Pflanzen-gesellschaften erkennen. Teilen Sie dafür die Schülerinnen und Schüler in Kleingruppen ein und weisen Sie ihnen Bereiche im Wald zu.

Wählen Sie Waldgebiete nach z. B. Trocken- oder Nassstandorten aus. Förster geben gerne Hilfe-stellungen. Üben Sie zuvor mit der Klasse das Bestimmen von Pflanzen und benennen Sie im Unterricht häufig vorkommende Laub- und Nadelbäume in Deutschland. Lassen Sie die Schülerinnen und Schüler im Wald mithilfe von Bestimmungs-büchern ein Waldstück erforschen und den Bestand der Pflanzen protokollarisch dokumen-tieren.

Anschließend präsentieren die Schülerinnen und Schüler ihre Ergebnisse dem Klassenverband und überlegen sich mögliche Bezeichnungen für die untersuchten Pflanzengesellschaften. Gehen Sie abschließend auf die Unterschiede der Waldgebiete ein und halten Sie fest, dass der Standort der Pflanzen Aufschlüsse über die dort herrschenden abiotischen Bedingungen gibt.

Praktische Tipps

Der höchste Baum der WeltNordamerikanische Mammutbäume (Sequoia sempervirens) können ebenso wie die Eukalyp-tusbäume in Australien über 100 Meter groß werden.

Im Redwood National Park in Kalifornien stehen die größten Bäume der Welt. Der sogenannte „Tall Tree“ war bis 1995 mit 112 Metern der höchs-te Baum. Inzwischen hat ihn der Küstenmam-mutbaum „Hyperion“ mit 115,5 Metern knapp überholt.

Zusatzinformation

Bachofer, M.; Mayer, J.: Der Kosmos Baumführer. 370 Bäume und Sträucher Mitteleuropas. Kosmos Verlag, Stuttgart 2015Mayer, J.; Schwegler, H. W.: Welcher Baum ist das? Bäume, Sträucher, Ziergehölze. Kosmos Verlag, Stuttgart 2016


• Zusätzliches ARBEITSBLATT „Jeder Baum hat seinen Platz“ Kapitel 1: Ökosystem Wald, 1. 1 Erkunden eines Ökosystems

Daten auf DVD &

1 Küstenmammutbaum (Sequoiadendron giganteum)



Kennst du diesen Baum?

Die Form und Farbe der Blätter, Blüten, Knospen und Früchte oder die Struktur der Rinde liefern wichtige Hinweise, um einen Baum bestimmen zu können. Manche Bäume kannst du aber auch schon relativ gut an ihrer Gesamterscheinung — dem Habitus — erkennen.

1 a) Schneide die Beschreibungen der Bäume unten aus. b) Ordne die Beschreibungen den Baumabbildungen zu. Bei richtiger Zuordnung ergeben die Buchstaben ein Lösungswort. c) Klebe die Beschreibungen in die Tabelle.

2 Nenne verschiedene Merkmale, nach denen sich Bäume bestimmen lassen.

3 Informiere dich und gestalte ein Informationsplakat zu einem weiteren Baum deiner Wahl.

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Kennzeichnend für die Gemeine Fichte ist der gerade und schnelle Wuchs. Typisch für diesen Nadelbaum ist außerdem die nach oben hin spitz zulaufende Krone mit etagen artig angeordneten Ästen. I

Typisch für die Stieleiche sind die knorrigen, weit ausladenden und oft waagrecht abstehenden Äste. Der Baum bildet eine mächtige, unregelmäßige Krone. B

Das Markenzeichen der Hängebirke ist ihre weiße Rinde. Der Baum wird ca. 25 m hoch, ist von eher schlankem Wuchs und die Zweigenden sind leicht herabhängend. P

Die Wald-Kiefer ist ein Nadelbaum. Gerade bei älteren Exemplaren befindet sich die Krone oft im oberen Bereich eines geraden Stammes und ist je nach Standort halbkugel- oder kegelförmig. M

Die Europäische Lärche ist der einzige bei uns heimische Nadelbaum, der im Winter seine Nadeln verliert. Die Nadelblätter bilden an den Ästen kleine Büschel. A

Bei der Schwarzerle, die meist an Gewässer ufern wächst, fällt der häufig bis in die Kronenspitze gerade durch-laufende Stamm auf. O



ARBEITSBLATT Kennst du diesen Baum?Lösungen 1 Lösungswort: Baumprofi

2 Form und Farbe der Blätter, Früchte, Blüten, Struktur der Rinde, Standort, Habitus

3 individuelle Lösung

Praktische Tipps Habitus von BäumenDer Habitus eines Baumes kann je nach Art typische Merkmale aufweisen. Nichtsdestotrotz variiert die Kronenform auch je nach Standort des Baumes. Ein freistehender Baum hat eine andere Wuchsform als ein Baum, der dicht gedrängt im Baumverband steht. Die Größe der Baumkrone beeinflusst zum einen die Raumeroberung bezüglich benachbarter Bäume und zum anderen ist sie für den Strahlungsdurchlass des Sonnenlichts zum Waldboden bedeutsam. Nutzen Sie die Exkursion in den Wald oder Park, um die Schülerinnen und Schüler auf Unter-schiede im Wachstum hinzuweisen und sie zu diskutieren.

Zusatzinformation Doppelgänger: Hainbuche und RotbucheDer Name „Hainbuche“ ist irreführend. Der Baum ähnelt zwar stark der Rotbuche, zählt aber zu den Birken- und nicht zu den Buchengewächsen. Die Blätter beider Bäume sind oval und in ihrer Form somit ähnlich. Unterschiedlich ist jedoch der Blattrand: Bei der Rotbuche ist er wellig buchtig bis leicht gezähnt, bei der Hainbuche doppelt gesägt. Im Herbst verfärben sich die Blätter der Buche orangegelb, die Blätter der Hainbuche goldgelb.Auffällig sind auch die unterschiedlichen Stammformen von Rotbuche und Hainbuche. Die Rinde ist bei beiden Bäumen silbergrau und glatt. Während die Rotbuche einen glatten Stamm hat, weist die Hainbuche an der Stammoberfläche Ein- und Ausbuchtungen auf, sodass das Holz gewellt erscheint (Spannrückigkeit).An den Früchten kann man den Unterschied besonders deutlich erkennen. Die Rotbuche bildet einzeln stehende Bucheckern, die Hainbuche hingegen traubenförmig angeordnete, geflügelte Nussfrüchte. Rotbuchen erreichen eine Höhe von bis zu 40 Metern. Hainbuchen werden maxi-mal 25 Meter hoch.

Kompetenzerwerb Kompetenzbereich „Schwerpunkt Fachwissen“: Die Schülerinnen und Schüler können Kennt-nisse über Baumarten und Bestimmungsmerkmale wiedergeben.Basiskonzept „Struktur und Funktion“: Mithilfe des Arbeitsblatts können die Schülerinnen und Schüler ausgehend von Beschreibungen ausgewählte Baumarten am Habitus erkennen.

1 Blatt und Früchte der Rotbuche 2 Blatt und Früchte der Hainbuche




NATURA_LB 2_NRW_049523 Illustrator: Wolfgang Herzig, Essen

[zu SB S. 28/29]

1 Erläutere anhand von Abb. 2 und 4, welche Angepasstheiten Frühblüher entwickelt haben, um im Frühling zu blühen. Frühblüher überdauern den Winter mit Speicherorganen. Das können Zwiebeln (z. B. Schneeglöckchen), Wurzeln (z. B. Schar-bockskraut) oder Teile der Sprossachse (z. B. Buschwindröschen) sein. Gespeichert werden Nährstoffe, die zum Wachstum im Frühjahr benötigt werden, sie ermöglichen der Pflanze so ein frühes Austreiben bei geeigneten Tempe-raturen. Frühblüher haben den Vorteil, dass verhältnismäßig viel Sonnenlicht sie erreicht, da die Blätter der Baumschicht noch nicht ausgebildet sind.

Lösungen

0 2 Stelle die Werte aus Abb. 3 in einem Linien- diagramm von Hand oder mit einem Tabel-lenkalkulationsprogramm dar und erkläre den Kurvenverlauf. Achte auf die Wahl sinn-voller Achsen und Einheiten. Temperatur und Lichtintensität sind zueinan-der gegenläufig. Hinweis: Es ist auch möglich, 2 separate Diagramme zu zeichnen.

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Der Wald im Jahresverlauf [SB S. 28/29]


Einstieg/Motivation LeitfrageWie verändert sich der Wald im Jahresverlauf?Methodenauswahl• Machen Sie mit den Schülerinnen und Schülern eine Exkursion in einen Laub- oder Misch-

wald. Teilen Sie die Klasse in unterschiedliche Beobachtungsgruppen ein (s. Praktische Tipps, Lehrerband S. 22). Tragen Sie die Ergebnisse später zusammen und sammeln Sie Hypothe-sen, welche Veränderungen im Jahresverlauf zu erwarten sind.

• Alternativ: Zeigen Sie als Impuls die vier Bilder des Waldes aus dem Schülerbuch S. 28. Die Schülerinnen und Schüler beschreiben den Wechsel der Jahreszeiten. Thematisieren Sie den Laubfall. Die Schülerinnen und Schüler sollen Hypothesen zum Laubfall bilden. Informatio-nen zur Bodenvegetation gehen nicht aus den Bildern hervor und müssen ergänzt werden.

Erarbeitung • Die Schülerinnen und Schüler lesen den Text im Schülerbuch (S. 28/29) und überprüfen ihre Hypothesen. Sie bearbeiten anschließend die Aufgaben 1 und 3 im Schülerbuch S. 29.

• Die Schülerinnen und Schüler bearbeiten das Arbeitsblatt „Frühblüher im Wald“ (s. Lehrer-band S. 23).

• Erstellen von Lernplakaten zum Thema „Frühblüher“ unter Einbezug der Abbildung „Das Schneeglöckchen im Jahresverlauf“ (s. Schülerbuch S. 29).

Sicherung • Vergleich und Korrektur der Schülerlösungen zu den Aufgaben 1 und 3 im Schülerbuch S. 29.• Korrektur der Schülerlösungen zum Arbeitsblatt „Frühblüher im Wald“ (s. Lehrerband S. 23).• Präsentation der Lernplakate zum Thema „Frühblüher“.

Vertiefung • Untersuchen und Skizzieren weiterer Speicherorgane, wie z. B. Erdspross oder Wurzelknolle (s. Praktische Tipps und Zusatzinformation, Lehrerband S. 24).

• Internetrecherche zu weiteren Frühblühern und Erstellen von Steckbriefen als Hausaufgabe. (Es besteht auch die Möglichkeit, Referate zu vergeben.)

• Besprechung von Überwinterungsstrategien bei Tieren: Winterstarre, Winterruhe und Winterschlaf.

• Im Herbst: Frühblüher im Schulgarten setzen.

Kompetenzerwerb Kompetenzbereich: Der Schwerpunkt liegt auf dem Fachwissen und der Erkenntnisgewinnung. Die Schülerinnen und Schüler können Kenntnisse über den Laubwald im Jahresverlauf wieder-geben und Vergleiche anstellen, um die Unterschiede der Jahreszeiten zu benennen.Basiskonzept: System

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WaldexkursionErarbeiten Sie vor der Exkursion in den Wald mit den Schülerinnen und Schülern auf die aktuelle Jahreszeit abgestimmte Beobachtungsaufgaben, die gruppenspezifisch gelöst werden sollen. Die Schülerinnen und Schüler können sich selbst je nach Interessenlage einer Gruppe zuordnen. Mögliche Themenschwerpunkte wären bei-spielsweise: • Vegetation am Waldboden untersuchen• Tiere durch Hören und Sehen erfassen und

benennen• Waldbodenprobe entnehmen (Experimente

dazu s. Schülerbuch S. 42/43)• Laub- und Blütenaustrieb verschiedener Pflan-

zenarten dokumentieren (Frühjahr) • Baumbestimmung anhand von Knospen,

Rinde und Baumgestalt (Winter)

Frühling, Sommer, Herbst und WinterDie Schülerinnen und Schüler erstellen in einer arbeitsteiligen Gruppenarbeit Lernplakate zum Wald zu den vier Jahreszeiten. Eine übergrei-fende Thematik für alle Gruppen wäre z. B., auf die verschiedenen Überlebensstrategien von Waldtieren und -pflanzen im Jahresverlauf einzugehen.

Legen Sie für die Gestaltung der Plakate vorher gemeinsam Kriterien fest (Übersichtlichkeit, große Schrift, Farbigkeit etc.). Wertvolle Tipps zur Präsentation der Lernplakate finden Sie im Schülerbuch auf den Seiten 16/17.

Praktische Tipps

BlühkalenderDieser Kalender zeigt die Blühdauer verschiedener Frühblüher.

Zusatzinformation

Golte-Bechtle, M.; Spohn, R.; Spohn, M.: Was blüht denn da? Kosmos Naturführer. 2. Auflage, Franckh-Kosmos, Stuttgart 2015Grappendorf, D.: Was blüht denn da? — Das Herbarium: Pflanzensammlung anlegen. Kosmos, Stuttgart 2017Lüder, R.: Bäume bestimmen — Knospen, Blüten, Blätter, Früchte: Der Naturführer für alle Jahres-zeiten. Haupt, Bern 2013


3 Erkläre, weshalb es für Laubbäume lebens-bedrohlich wäre, ihre Blätter vor dem Winter nicht abzuwerfen. In den Blättern der Laubbäume findet die Fotosynthese statt, durch die Energie gewon-nen wird. Dafür werden Wasser und Sonnen-licht benötigt. Gefriert im Winter der Boden, kann Wasser nicht mehr durch die Wurzeln

$ aufgenommen werden. Die Blätter werden also nicht mit genügend Wasser versorgt, weil dieses laufend durch Verdunstung über die Blätter frei wird. Deshalb verlagern Laubbäume im Herbst die Nährstoffe aus den Blättern in Stamm und Wurzeln und die Blätter werden abgeworfen. So wird das Austrocknen und Absterben der Bäume verhindert.

Lösungen

Februar März April Mai

Winterling

Schneeglöckchen

Märzenbecher

Gänseblümchen

Krokus

Huflattich

Leberblümchen

Buschwindröschen

Scharbockskraut

Schlüsselblume

Sumpfdotterblume

Küchenschelle

Löwenzahn

Bärlauch

Maiglöckchen


Illustratoren: Prof. Jürgen Wirth, Dreieich Wolfgang Herzig, Essen

Frühblüher im Wald

Marion geht am liebsten im Wald spazieren. Zu jeder Jahreszeit sieht er anders aus. Heute ist ein besonders schöner, warmer Frühlingstag und der ganze Waldboden ist wie von einem grünen Teppich bedeckt, der mit blauen, weißen und gelben Blüten durchsetzt ist. Merkwürdig, im Sommer oder Herbst hat Marion diesen Pflanzenteppich am Waldboden nie gesehen. Wieso ist er nur im Frühling da?

Das Buschwindröschen blüht von März bis April. Es bedeckt dann große Flächen des Wald bodens. Meistens sind die Blüten des Buschwindröschens weiß oder rosa, in Auwäldern vorwiegend gelb. Un-terirdische Sprosse (Rhizome) dienen als Speicherorgan. Alle Teile dieser Pflanze sind schwach giftig.

Leberblümchen bilden vielerorts im Laubwald einen regelrechten Teppich aus blau-violetten Blüten. Die Blütezeit dauert von März bis April. Auffällig sind bei dieser Pflanze die drei lappigen Blätter. Das Leberblümchen bildet Rhizome als Speicherorgan. Die Pflanze steht unter Natur-schutz und darf nicht gepflückt werden.

Das Scharbockskraut ist vorwiegend in feuch-ten Laubwäldern zu finden. Früher setzte man die Blätter aufgrund ihres Vitamin-C-Gehalts gegen Skorbut („Scharbock“) ein. Die Blätter sind jedoch nur vor der Blütezeit und in klei-nen Mengen ungiftig. Die leuchtend gelben Blüten sind in der Zeit von März bis Mai zu sehen. Das Scharbockskraut besitzt Wurzel-knollen als Überdauerungsorgane.

Bärlauch blüht von Mitte April bis Ende Mai und überdeckt mit seinen weißen Blütenständen stellenweise den ganzen Waldboden. Typisch für diese Pflanze ist der würzige Geruch, der an Knoblauch erinnert. Als Speicherorgan bildet der Bärlauch eine Zwiebel. Bärlauch kann man auch essen; beim Sammeln im Wald muss man jedoch vorsichtig sein sein, denn es gibt extrem giftige Doppelgänger.

1 Werde zum Experten. Arbeite mit deinem Sitznachbarn zusammen. Jeder von euch liest sich zwei Informations kästen durch. Stellt euch anschließend gegenseitig die beiden Pflanzen vor. Erwähnt dabei den Namen, die Blütezeit, die Farbe und Besonderheiten.

2 Zeichne jede der Pflanzen in der Zeit, in der sie blüht, dreimal auf dem Waldboden in Abbildung 1 ein. Vergiss die jeweils typische Farbe nicht.

3 Alle abgebildeten Pflanzen nennt man Frühblüher. Sie treiben frühzeitig im Frühjahr aus und haben bereits im Frühsommer ihren Entwicklungszyklus abgeschlossen. Bärlauch, Scharbockskraut und Buschwindröschen ziehen sich dann sogar wieder vollständig in die Erde zurück. Erkläre anhand der Abb. 1 diese Aussage unter Einbezug der Lichtintensität im Wald.

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0

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Lichtintensität

Januar Februar März April Mai Juni Juli August September Oktober November Dezember

1 Laubwald im Wandel der Jahreszeiten



ARBEITSBLATT Frühblüher im WaldLösungen 1 und 2 individuelle Lösung

3 Die Baumkronen lassen im Frühling noch viel Licht bis auf den Waldboden durch. Früh-blüher nutzen die hohe Lichtintensität im Laubwald optimal aus. Dank der in den Speicher-organen direkt verfügbaren Nährstoffe können die Pflanzen des Waldbodens früh aus-treiben und Blätter ausbilden, mit denen sie Fotosynthese betreiben können. Sobald der Laubausbruch der Bäume beginnt, ziehen sich die frühblühenden Waldpflanzen wieder zurück in die Erde. Das Angebot an Sonnenlicht wird zu gering, sie können nicht mehr ausreichend Fotosynthese betreiben.

Praktische Tipps Speicherorgane untersuchenAus dem Biologieunterricht der Grundschule sind den Schülerinnen und Schülern bereits Speicherorgane von Frühblühern bekannt. Aktivieren Sie das Vorwissen Ihrer Klasse und lassen Sie Zwiebel, Rhizom, Wurzelknolle und Sprossknolle in einer arbeitsteiligen Gruppenarbeit vergleichend untersuchen (s. Zusatzinformation).

Zusatzinformation Frühblüher und ihre SpeicherorganeFrühblüher besitzen zur Speicherung von Reservestoffen unterschiedliche Speicherorgane.

ZwiebelSchneeglöckchen und Bärlauch, aber auch unsere typischen Gartenpflanzen Tulpe, Hyazinthe und Narzisse sind Beispiele für Frühblüher mit einer Zwiebel als Speicherorgan. Die Zwiebel ist ein unterirdisch oder nah an der Bodenoberfläche wachsender gestauchter Spross, der von fleischig verdickten Blättern umschlossen ist, die der Speicherung von Reservestoffen dienen.

WurzelknolleEinige Frühblüher, wie beispielsweise das Scharbockskraut, besitzen eine verdickte Haupt-wurzel mit Speicherfunktion. Diese wird als Wurzelknolle bezeichnet.

Rhizome (unterirdisch wachsende Sprosse)Bei Buschwindröschen, Winterling und Leberblümchen dienen verdickte Sprosse, auch Rhizome genannt, als Speicherorgan. Sie wachsen meistens horizontal im oder über dem Boden und bilden an den Spitzen und Blattachseln Knospen, aus denen oberirdische Sprosse austreiben.

SprossknolleBei der Sprossknolle sind Abschnitte der Sprossachse verdickt. Diese können ober- oder unterirdisch angelegt sein. Der Krokus ist ein Frühblüher, der diese Form der Reservestoff-speicherung nutzt.

Kompetenzerwerb Kompetenzbereich „Schwerpunkt Fachwissen“: Die Schülerinnen und Schüler können ihre Kenntnisse zum Themenbereich Frühblüher wiedergeben und in den Jahresverlauf des Waldes einordnen.Basiskonzepte „Struktur und Funktion“ sowie „System“: Mithilfe des Arbeitsblatts kann die Angepasstheit der Frühblüher an ihre Lebensbedingungen im Ökosystem Wald dargestellt werden.




Pflanzen bestehen aus Zellen [SB S. 30/31]

[zu SB S. 30/31]

1 Fasse die Aufgaben der im Text genannten Zellorganellen in tabellarischer Form zusam-men. siehe Tabelle

Lösungen

0 2 „Die Pflanze ist ein Organismus, der in einem Ökosystem wächst. Das Blatt wird in der Bio-logie als Organ bezeichnet. Dieses wiederum besteht aus verschiedenen Geweben, die aus Zellen und von ihnen hergestellten Stoffen bestehen.“ Erläutere diese Aussage mithilfe des Textes. Ein Organismus wie ein Baum ist Teil eines Ökosystems und besteht aus verschiedenen Organen, z. B. Wurzel, Spross oder Blatt. Ein Blatt wiederum besteht aus unterschiedlichen Geweben, also zusammenhängenden Zellen mit der gleichen Funktion (z. B. das Palisaden-gewebe). Verschiedene Gewebe erfüllen ver-schiedene Aufgaben. Die Zellen des Palisaden-gewebes z. B. beherbergen viele Chloroplasten, die besonders viel Licht absorbieren. Eine Zelle besteht aus Zellorganellen, die unterschiedli-che Funktionen einnehmen. So besitzt ein Blatt als Teil eines Baums eine Zellwand (Gewebe) mit Stütz- und Schutzfunktion, die Zellwand beinhaltet aber auch Chloroplasten (Zellorga-nellen) für die Fotosynthese. Die Fotosynthese dient der Nährstoffherstellung.

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Einstieg/Motivation Leitfragen• Wie ist eine Pflanzenzelle aufgebaut?• Welche Aufgaben haben die einzelnen Zellorganellen?Methodenauswahl• Präsentieren Sie als Impuls das Modell einer pflanzlichen Zelle. Die Schülerinnen und Schüler

sollen die Zellorganellen beschreiben und Hypothesen aufstellen, welche Aufgaben diese haben könnten. (Mögliche Schülerantworten: Die grünen Bestandteile [Chloroplasten] machen Fotosynthese. Das blaue blasenförmige Gebilde [Vakuole] kann Flüssigkeit spei-chern.) Tragen Sie die Vermutungen der Schülerinnen und Schüler an der Tafel zusammen.

• Zeigen Sie alternativ die Abbildung einer pflanzlichen Zelle im Schülerbuch S. 31.

Erarbeitung • Die Schülerinnen und Schüler lesen den Text im Schülerbuch auf S. 30/31. Sie überprüfen ihre Hypothesen und erarbeiten die Aufgaben der Zellorganellen (s. Aufgabe 1, Schülerbuch S. 31).

• Bearbeiten des Arbeitsblatts „Die Pflanzenzelle — wer macht hier was?“ (s. Lehrerband S. 27).• Erstellung eines Plakats zum Aufbau der Pflanzenzelle in arbeitsteiliger Gruppenarbeit mit

anschließender Präsentation (s. Praktische Tipps, Lehrerband S. 28).

Sicherung • Vergleich und Korrektur der Schülerlösungen zu Aufgabe 1 im Schülerbuch S. 31.• Korrektur der Schülerlösungen zum Arbeitsblatt „Die Pflanzenzelle — Wer macht hier was?“

(s. Lehrerband S. 27).• Präsentation der Plakate zu den einzelnen Zellorganellen.

Vertiefung • Die Schülerinnen und Schüler üben das Skizzieren einer Pflanzenzelle.• Die Schülerinnen und Schüler mikroskopieren verschiedene Pflanzengewebe, fertigen dazu

Zeichnungen an und beschreiben die Unterschiede (s. Zusatzinformation, Lehrerband S. 26).• Internetrecherche über das Wasserspeichergewebe bei Blatt- und Stammsukkulenz.

Kompetenzerwerb Kompetenzbereich: Der Schwerpunkt liegt auf dem Fachwissen und der Kommunikation. Die Schülerinnen und Schüler können die Bestandteile einer Pflanzenzelle mitsamt ihren Funktio-nen benennen. Sie erkennen die Pflanze als einen Organismus und präsentieren ein Plakat als Ergebnis einer Gruppenarbeit.Basiskonzepte: Struktur und Funktion sowie System

Zellorganell Aufgabe

Zellwand Sie umgibt die Zelle und gibt Struktur und Schutz (nur bei Pflan-zen, Bakterien, Pilzen und Algen).

Zellplasma Flüssige bis gelartige Substanz innerhalb der Zellmembran, die Ort für Stoffwechselreaktionen ist. Enthält die Zellorganellen.

Zellmembran Durch den Aufbau aus speziellen Lipiden weist sie ganz be-stimmte Eigenschaften der Durchlässigkeit auf. So wird kontrol-liert, welche Stoffe in die Zelle gelangen können.

Zellkern Er enthält das Erbmaterial und steuert die Lebensvorgänge in der Zelle.

Chloroplasten Ort der Fotosynthese, bei der mithilfe von Sonnenlicht und Wasser Glucose hergestellt wird. Diese dient der Pflanze als Energielieferant.

Mitochondrien Ort der Zellatmung, wo die Glucose wieder abgebaut und für die Zelle in Form von Energie verfügbar gemacht wird.

Vakuole Sie speichert Wasser und Nährstoffe (nur bei Pflanzen).


Spielerische WiederholungFür einen spielerischen Stundeneinstieg können Sie Namen verschiedener Zellbestandteile (Zell-plasma, Chloroplast, Zellkern, Vakuole, Zellmem-bran) jeweils auf einen Karton schreiben, diese Kartons laminieren und in einen Schuhkarton („Zelle“) mit Griffloch legen.

(Diese „Blackbox-Zellen“ sollten mehrfach vorhanden sein, damit in angemessenen Gruppengrößen gearbeitet werden kann.) Die Schülerinnen und Schüler ziehen ohne hinzuse-hen eine Karte aus der Box und erklären ihren Gruppenmitgliedern die jeweilige Funktion ihres Zellbestandteils.

Praktische Tipps

Verschiedene Gewebe und PflanzenzelltypenDauergewebe: die Zellen sind ausdifferenziert, oftmals sind die Zellen tot und enthalten Luft oder Wasser.• Grundgewebe (Parenchym): erfüllt vielfältige

Funktionen, da die Zellen wenig spezialisiert sind. Parenchymzellen sind groß und dünn-wandig; zwischen den Zellen gibt es viele Interzellularräume. Beispiele: Speicherparenchyme speichern organische Reservestoffe; Hydrenchyme spei-chern Wasser in Pflanzen, die an trockenen Standorten wachsen; Aerenchyme ermög-lichen bei Pflanzen in sumpfigen Gebieten und Wasserpflanzen den Gasaustausch untergetauchter Pflanzenteile; Chlorenchyme sind chloroplastenreich und auf Fotosynthese spezialisiert.

• Abschlussgewebe: grenzt die Pflanze zur Umwelt hin ab. Beispiele: primäres Abschlussgewebe (Epi-dermis) bei krautigen Pflanzen sowie bei krautigen Teilen der Holzpflanzen; sekundäres Abschlussgewebe (Kork) infolge sekundären Dickenwachstums von Wurzeln oder Sprossen; tertiäres Abschlussgewebe (Borke) bildet sich z. B. an Baumstämmen.

• Festigungsgewebe: enthält abgestorbene Zellen mit verdickten Wänden. Beispiele: Sklerenchym in Teilen von Pflanzen, die ausgewachsen sind, als Fasern in stark beanspruchten Pflanzenteilen, als sogenannte Steinzellen beispielsweise in harten Schalen von Früchten.

• Leitgewebe: dient dem Transport von Flüssig-keiten und gelösten Stoffen. Beispiele: Phloem mit Siebzellen oder Siebröhrengliedern, Zellen enthalten keinen Zellkern, sind meist kurzlebig. Sie dienen dem Transport von Stoffwechselprodukten; Xylem mit abgestorbenen Zellen, von denen nur die verholzten Zellwände übrig sind, dienen dem Flüssigkeitstransport, Transpirationssog.

Bildungsgewebe (Meristeme): bestehen aus teilungsaktiven Zellen, welche permanent den gesamten Zellzyklus durchlaufen. Die Zellen sind eher klein und besitzen dünne Zellwände.

Zusatzinformation

3 Entfernt man die Zellwand von Pflanzenzel-len, nehmen sie die Form von Kugeln an (Abb. 4). Nun sieht man, dass die Zellmemb-ran die Zelle zusammenhält, aber verformbar ist. Stelle aufgrund dieses Befunds eine Hypothese zur Funktion der Zellwand auf.

. Die Zellwand dient der Stabilität. Der Zellsaft übt einen Druck auf die Zellwand aus, wodurch diese gespannt wird. Da die Zellwand diesem Druck entgegenwirkt, können Pflanzen meter-hoch wachsen, ohne dass sie umfallen.

Lösungen


Illustrator: Otto Nehren, Achern

Die Pflanzenzelle — wer macht hier was?

Grüne Pflanzen bestehen — wie alle Lebewesen — aus Zellen. Unter dem Mikroskop erkennt man in den Zellen verschiedene Zellbestandteile, die Organellen. Sie liegen im Zellplasma, das von einer hauchdünnen Zellmembran umgeben wird. Diese Zellmembran ist für bestimmte Stoffe durchlässig und reguliert den Stoffaustausch.

Jedes Organell ist wichtig und übernimmt spezielle Aufgaben innerhalb der Zelle. In den rundlichen grünen Chloroplasten findet die Fotosynthese und somit die Produktion von Glucose statt. Diese wird dann in den Mitochondrien unter Freisetzung von Energie wieder abgebaut. Der Zellkern, der die Erbinformation der Pflanze beinhaltet, steuert alle Vorgänge in der Zelle. Den größten Raum in der Pflanzenzelle nimmt die Vakuole ein. Sie dient der Speicherung von Wasser und darin gelöster Stoffe. Ihre Stabilität erhält die Pflan-zenzelle durch eine doppelwandige Zellwand, die sie nach außen abgrenzt.

1 Lies dir den Eingangstext durch und markiere im Text die Zellbestandteile und ihre Aufgaben farbig.

2 Beschrifte die Zellbestandteile in der Abbildung.

3 Pflanzen verfügen auch über viele verschiedene spezialisierte Zellen, die in ihrem Aufbau Besonder-heiten aufweisen. Dazu gehören z. B. die Schließzellen. Diese befinden sich in der Regel auf der Unter-seite der Blätter und spielen eine wichtige Rolle beim Wasseraustausch zwischen der Pflanze und ihrer Umgebung. Stelle Vermutungen über die Funktionalität der Schließzellen an.

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1 Bau einer pflanzlichen Zelle

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ARBEITSBLATT Die Pflanzenzelle — wer macht hier was?Lösungen 1 Grüne Pflanzen bestehen — wie alle Lebewesen — aus Zellen. Unter dem Mikroskop

erkennt man in den Zellen verschiedene Zellbestandteile, die Organellen. Sie liegen im Zellplasma, das von einer hauchdünnen Zellmembran umgeben wird. Diese Zellmembran ist für bestimmte Stoffe durchlässig und reguliert den Stoffaustausch. Jedes Organell ist wichtig und übernimmt spezielle Aufgaben innerhalb der Zelle. In den rundlichen grünen Chloroplasten findet die Fotosynthese und somit die Produktion von Glucose statt. Diese wird dann in den Mitochondrien unter Freisetzung von Energie wieder abgebaut. Der Zellkern, der die Erbinformation der Pflanze beinhaltet, steuert alle Vorgänge in der Zelle. Den größten Raum in der Pflanzenzelle nimmt die Vakuole ein. Sie dient der Speicherung von Wasser und darin gelöster Stoffe. Ihre Stabilität erhält die Pflanzenzelle durch eine doppelwandige Zellwand, die sie nach außen abgrenzt.

2 a) Vakuole: dient der Speicherung von Wasser und darin gelöster Stoffe. b) Zellwand: gibt Stabilität und grenzt nach außen ab. c) Chloroplasten: betreiben Fotosynthese. d) Zellkern: steuert alle Vorgänge innerhalb der Zelle. e) Mitochondrien: produzieren Energie. f) Zellmembran: reguliert den Stoffaustausch.

3 Über die Schließzellen kann die Pflanze die Abgabe von Wasser(dampf) durch die Spalt-öffnungen an die Umgebung regulieren. Wenn es beispielsweise besonders heiß ist, schließen die Schließzellen die Spaltöffnungen, damit möglichst wenig Wasser verloren geht. Sind die Spaltöffnungen geöffnet, kann hingegen viel Wasser(dampf) entweichen.

Praktische Tipps Lernplakate erstellenKopieren Sie die Abbildung der Pflanzenzelle auf DIN A4. Bilden Sie Kleingruppen, in denen jeweils ein Plakat zur gesamten Pflanzenzelle erstellt werden soll. Die Schülerinnen und Schüler kleben die Abbildung der Zelle in die Mitte ihres Lernplakats. Anschließend werden die Funktionen der einzelnen Zellorganellen arbeitsteilig innerhalb der Gruppe erarbeitet und auf dem Lernplakat notiert. Die Zellorganellen können nochmals zusätzlich kleiner auf das Plakat gezeichnet oder entsprechend farbig gestaltet werden. In anschließenden Kurzreferaten wer-den die Plakate präsentiert und dann im Klassenraum aufgehängt.

Zusatzinformation Chloroplasten können unterschiedlich aussehen. Hier ein paar Beispiele:

ProtoplasmabewegungMithilfe des Protoplasmas hält die Zelle ihren Stoffwechsel aufrecht. Dazu müssen die im Protoplasma enthaltenen Stoffwechselprodukte transportiert werden. Dies geschieht durch Fibrillen, die sich ähnlich wie Muskelfibrillen verkürzen können. Die dadurch hervorgerufene Plasmabewegung kann in einer Minute einen halben Millimeter betragen. So legt ein Chloro-plast zusammen mit dem Protoplasma in einer Stunde das 6000-Fache seiner Länge zurück.

Kompetenzerwerb Kompetenzbereich „Schwerpunkt Fachwissen“: Die Schülerinnen und Schüler lernen, die verschiedenen Zellorganellen sowie deren Funktionen zu benennen.Basiskonzept „Struktur und Funktion“: Die Schülerinnen und Schüler erkennen, dass sowohl spezialisierte Pflanzenzellen als auch die Zellorganellen entsprechend ihres jeweiligen speziel-len Aufbaus spezielle Funktionen erfüllen.

Schraubenalgenzelle mit 2 schraubenförmigen Chloroplasten

Fadenalgenzelle mit fadenförmigen Chloro-plasten

Einzellige Grünalge Chlo-rella mit einem becherför-migen Chloroplast

Moosblättchenzelle mit zahlreichen kuge-ligen Chloroplasten

Zellmembranreguliert den Stoffaustausch.

Chloroplasten Fotosynthese uMitochondrien

steuert alle Vorgänge iFreisetzung von Energie

e VakuoleStabilität

Zellwand nach außen abgrenzt

Speicherungvon Wasser und darin gelöster Stoffe.

Zellkern,

Illustrator: Stefan Leuchtenberg, Augsburg




[zu SB S. 32]

1 Erläutere mit Abb. 2 die Aussage: „Fotosyn-these und Zellatmung sind genau gegenläu- fige Prozesse”. Bei der Fotosynthese werden als Ausgangs-stoffe Wasser und Kohlenstoffdioxid benötigt, während Glucose und Sauerstoff als Produkte entstehen. Letztere werden wiederum für die Zellatmung als Ausgangsstoffe benötigt, wobei Wasser und Kohlenstoffdioxid frei werden. Daher kann man Fotosynthese und Zellatmung als gegenläufige Prozesse bezeichnen.

2 Erläutere, ob die Spaltöffnungen eines Buchenblattes an einem heißen Sommertag eher geöffnet oder geschlossen sind. Die Spaltöffnungen z. B. einer Buche sind bei großer Hitze eher geschlossen. Zwar könn-te die Pflanze an einem sonnigen Tag viel Fotosynthese betreiben und müsste dafür die Spaltöffnungen geöffnet haben, um Kohlen-stoffdioxid aufzunehmen. Aber da an einem heißen Tag sehr viel Wasser verdunstet, be-steht die Gefahr, dass die Pflanze vertrocknet. Um das Vertrocknen zu vermeiden, muss die Verdunstung verringert werden. Daher sind die Spaltöffnungen geschlossen.

Lösungen

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3 Auch Fleischfresser leben indirekt von Pflan-zen. Erkläre diese Aussage. Pflanzen bilden die Nahrungsgrundlage für pflanzenfressende Tiere. Pflanzenfressende Tiere bilden die Nahrung für fleischfressende Tiere. Ohne Pflanzen könnten die Pflanzen-fresser nicht überleben und somit hätten auch die Fleischfresser keine Nahrung. Durch die Fotosynthese brauchen Pflanzen zur Ernäh-rung keine anderen Lebewesen.

4 Begründe, warum die Blätter der Pflanzen abends mehr Stärke aufweisen als morgens. Pflanzen betreiben tagsüber mithilfe des Sonnenlichts Fotosynthese. Dabei entsteht Glu-cose. Überschüssige Glucose kann die Pflanze in Form von Stärke speichern. Da die Pflanze bei hoher Sonneneinstrahlung tagsüber viel Fotosynthese betrieben hat, weist die Pflanze abends mehr Stärke auf als morgens. Morgens sind die Stärkespeicher durch die Zellatmung erschöpft.

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Fotosynthese und Zellatmung [SB S. 32]

Praktikum: Fotosynthese [SB S. 33]


Einstieg/Motivation LeitfrageWie hängen Fotosynthese und Zellatmung zusammen?MethodenauswahlDie Schülerinnen und Schüler sollen Hypothesen aufstellen, wie sich Pflanzen bei Dunkelheit mit Energie versorgen. (Mögliche Schülerantworten: gar nicht, durch Nutzung vorher angeleg-ter Reserven, durch einen anderen Stoffwechselvorgang, Zellatmung)

Erarbeitung • Die Schülerinnen und Schüler lesen den Text im Schülerbuch S. 32.• Bearbeitung des Arbeitsblatts „Der Zusammenhang zwischen Fotosynthese und Zellatmung“

(s. Lehrerband S. 31).

Sicherung • Korrektur der Schülerlösungen zum Arbeitsblatt (s. Lehrerband S. 31).• Aufstellung der Wortgleichungen für Fotosynthese und Zellatmung (Wasser + Kohlenstoff-

dioxid Glucose + Sauerstoff / Glucose + Sauerstoff Wasser + Kohlenstoffdioxid).• Filmeinsatz: „Fotosynthese” (s. Literatur- und Medienhinweise, Lehrerband S. 30).

Vertiefung • Die Schülerinnen und Schüler bearbeiten die Aufgabe 1 im Schülerbuch auf S. 32. • Die Schülerinnen und Schüler beschreiben die Wechselbeziehungen zwischen autotrophen

und heterotrophen Lebewesen in Bezug auf Sauerstoff, Kohlenstoffdioxid oder Nährstoffe (s. auch Zusatzaufgabe, Lehrerband S. 32).

• Sie können mit Ihren Schülerinnen und Schülern erarbeiten, zu welchen Tageszeiten oder unter welchen Bedingungen Pflanzen mehr Fotosynthese oder mehr Zellatmung betreiben. Hier können Sie auf den Wasserhaushalt und die Schließung der Spaltöffnungen bei zu hoher Temperatur und Sonneneinstrahlung eingehen (s. Zusatzinformation, Lehrerband S. 30). Die Schülerinnen und Schüler bearbeiten anschließend Aufgabe 2 im Schülerbuch S. 32.

Kompetenzerwerb Kompetenzbereich: Der Schwerpunkt liegt auf dem Fachwissen. Die Schülerinnen und Schüler können die Zusammenhänge zwischen Fotosynthese und Zellatmung nennen und darstellen. Basiskonzept: System


Fotosynthese und Zellatmung im TagesrhythmusBei Dunkelheit findet keine Fotosynthese statt, da die ersten Reaktionen während der Foto-synthese lichtabhängig sind (lichtabhängige Reaktion). Es findet jedoch Zellatmung statt, das heißt, die Pflanze nimmt Sauerstoff auf und gibt Kohlenstoffdioxid ab.

In der Morgendämmerung beginnt die Pflanze mit der Fotosynthese und mit zunehmender Lichtintensität steigt die Fotosyntheserate zunächst proportional an, bis bei einer bestimm-ten Lichtintensität ein Maximum erreicht wird. Die Pflanze nimmt während der Fotosynthese abhängig von der Lichtstärke und Lichtintensität Kohlenstoffdioxid auf und gibt Sauerstoff ab. Den Punkt, an dem die Pflanze genau so viel Sauerstoff verbraucht, wie sie produziert, nennt man Kompensationspunkt. Obwohl die Pflanze

auch tagsüber weiterhin Zellatmung betreibt, um ihren Stoffwechsel aufrechtzuerhalten, sinkt die Kohlenstoffdioxidabgabe, da das bei der Zellatmung entstehende Kohlenstoffdioxid direkt bei der Fotosynthese verbraucht wird. Mit zunehmender Dunkelheit kommt die Fotosyn-these nach und nach zum Erliegen und die Rate der Zellatmung überwiegt.

Fotosynthese und Zellatmung bei Trockenheit und HitzeIn heißen und trockenen Zeiten mit hoher Sonneneinstrahlung schließen die Pflanzen ihre Spaltöffnungen, um Wasserverluste durch Transpiration zu vermeiden. Dadurch kann je-doch auch kein Kohlenstoffdioxid aufgenommen werden, sodass die Fotosyntheserate deutlich absinkt und die Rate der Zellatmung trotz hoher Lichtintensität überwiegt.

Zusatzinformation

Filme: „Fotosynthese — Assimilation organischer Nährstoffe“, GIDA „Fotosynthese“, FWU

• Differenzierendes ARBEITSBLATT „Der Zusammenhang zwischen Fotosynthese und Zellatmung“ Kapitel 1: Ökosystem Wald, 1. 1 Erkunden eines Ökosystems


Daten auf DVD &

Zur FotosyntheseSobald den Schülerinnen und Schülern die Vorgänge der Fotosynthese klar sind, achten Sie darauf, dass sie nicht davon sprechen, dass Pflanzen Kohlenstoffdioxid in Sauerstoff umwandeln, da dies fachlich falsch ist und sich

ansonsten zu sehr einprägt. Stattdessen können sie z. B. sagen, dass Pflanzen Kohlenstoffdioxid aufnehmen und Sauerstoff herstellen oder dass Pflanzen Kohlenstoffdioxid aufnehmen, der zum Aufbau von Glucose benötigt wird. Dabei entsteht Sauerstoff.

Praktische Tipps

[zu SB S. 33]

1 VAN HELMONT kam zu folgendem Ergebnis: „169 Pfund Holz, Rinde und Wurzeln ent-standen aus Wasser allein.“ Beurteile diese Erkenntnis des 17. Jahrhunderts aus heutiger Sicht. VAN HELMONT wusste nicht, dass ein Luft-bestandteil, das Kohlenstoffdioxid, einen entscheidenden Beitrag zur Bildung von Bio- masse leistet. Seine Aussage trifft aus heutiger Sicht nicht zu.

2 Erläutere die Beobachtungen PRIESTLEYS und beurteile, ob seine Aussage zur Luftverbesse-rung stimmt. Eine Kerze in einem geschlossenen Gefäß brennt in Anwesenheit einer Pflanze länger als ohne, da über die Fotosynthese Sauerstoff produziert wird, den die Kerze zum Brennen benötigt. Analog gilt das Ergebnis für das Überleben der Maus. Durch die Fotosynthese-leistung der Pflanze steht der Maus in einem geschlossenen Behälter länger Sauerstoff zur Verfügung als ohne Pflanze. Seine Aussage ist richtig.

Lösungen

3 Führe die Versuche durch. Protokolliere und deute die Ergebnisse. a) Das Wasser färbt sich blau. Die Intensität der Färbung nimmt mit der Zeit zu. Teil- weise kann man beobachten, dass sich die Blaufärbung von den Blättchen aus aus- breitet. Die Färbung ist ein Nachweis, dass Sauerstoff gebildet wird. b) Der glimmende Span beginnt zu leuch-

ten / zu brennen. Das heißt, dass es sich bei dem Gas um Sauerstoff handelt.

4 Warum färbt sich Indigoblau bereits am Anfang des Versuchs? Erkläre. Weil in Wasser aus dem Wasserhahn Sauer-stoff enthalten (gelöst) ist. Um diese Blau-färbung zu vermeiden, müsste man Wasser verwenden, das z. B. durch Abkochen sauer-stofffrei gemacht wurde.



Der Zusammenhang zwischen Fotosynthese und Zellatmung

Wie du weißt, besitzen Pflanzen in vielen ihrer Zellen Chloroplasten und Mitochondrien. Beide Arten von Zell- organellen stehen in einer Wechselbeziehung zueinander: In den Chloroplasten findet bei Lichteinwirkung Fotosynthese statt, und es wird dabei Glucose gebildet. In den Mitochondrien findet zu jeder Tageszeit die Zellatmung statt, bei der Glucose verbraucht wird. Bei Tageslicht überwiegt aber meistens die Fotosynthese-aktivität.

1 Beschrifte die obige Abbildung, die die Stoffwechselvorgänge im Blatt darstellt, mit den folgenden Begriffen: Chloroplast, Energie, Glucose, Kohlenstoffdioxid (2x), Mitochondrium, Sauerstoff (2x), Sonnenenergie/Licht, Wasser (2x).

2 Fasse jeweils in einem kurzen Satz zusammen, was bei der Fotosynthese und was bei der Zellatmung passiert.

3 Erkläre, wieso die Fotosynthese so wichtig für unser Leben auf der Erde ist.

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32 NATURA_LB 2_NRW_049523 Illustrator: Wolfgang Herzig, Essen


ARBEITSBLATT Der Zusammenhang zwischen Fotosynthese und Zellatmung

Lösungen 1

2 Bei der Fotosynthese bilden Pflanzen mithilfe von Licht und Chlorophyll aus Kohlenstoff- dioxid und Wasser Glucose und Sauerstoff. Bei der Zellatmung wird in den Mitochondrien mithilfe von Sauerstoff und Glucose Kohlen-stoffdioxid und Wasser produziert. Dabei wird Energie freigesetzt.

3 – Bildung von Sauerstoff für die Atmung aller Lebewesen. – Bildung von Traubenzucker und Stärke für die Ernährung aller Lebewesen. – Regulierung des Kohlenstoffdioxidgehalts der Luft (verhindert Erwärmung, Treibhauseffekt). – Grundlage für die Entstehung von Kohle und Erdöl. – Aufbau von Rohstoffen: Holz.

Zusatzaufgabe Erstelle ein Schema, das die Wechselbeziehungen zwischen Fotosynthese betreibenden Pflan-zen und atmenden Lebewesen darstellt.

Differenzierende Aufgabe

Die Aufgabe 1 des Arbeitsblatts „Der Zusammenhang zwischen Fotosynthese und Zellatmung“ (s. Lehrerband S. 31) kann auch ohne die Angabe der Begriffe gestellt werden. (Anmerkung: Das Differenzierende Arbeitsblatt hierzu finden Sie auf der DVD, s. Lehrerband S. 30).

Kompetenzerwerb Kompetenzbereich „Schwerpunkt Fachwissen”: Die Schülerinnen und Schüler lernen die Zusammenhänge zwischen Fotosynthese und Zellatmung kennen und stellen sie dar. Basiskonzept „System“: Die Schülerinnen und Schüler erkennen, welche Stoffe für die Fotosyn-these und welche für die Zellatmung gebraucht werden bzw. dabei entstehen.

Sonnenenergie/Licht

Sauerstoff

Sauerstoff

Kohlenstoffdioxid

Kohlenstoffdioxid

Chloroplast

MitochondriumWasser

Wasser

Energie

Traubenzucker

Fotosynthese Atmung

Nährstoffe

Luft

Sauerstoff

Saue

rstoff Kohlenstoffdioxid

Kohl

en

stoffd

ioxidDer Sauerstoff aus der Fotosynthese wird für die Atmung von Lebewesen benötigt. Das Kohlenstoffdioxid aus der Atmung wird für die Fotosynthese der Pflanzen benötigt. Die Nährstoffe, die von Pflanzen produziert werden (Stärke), bilden die Grundlage für alle Nahrungsketten.

1 Ökosystem Wald - Klett€¦ · Faktoren des Nationalparks in der Eifel und des Stadtwalds in...

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