Ein Blick in die Zuckerfabrik der Planzen die Vorgänge der Fotosynthese verstehen VORANSICHT. Mit vielen. Das Wichtigste auf einen Blick

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1 II Planzen Beitrag 2 Die Vorgänge der Fotosynthese verstehen (Klasse 7/8) 1 von 24 Ein Blick in die Zuckerfabrik der Planzen die Vorgänge der Fotosynthese verstehen Nadine Graf, VS-Villingen und Dr. Erwin Graf, Freiburg Ein frischer Fruchtsalat aus süßen Erdbeeren, Kiwis und Trauben ist ein wahrer Genuss. Ein wichtiger Geschmacksfaktor ist Zucker, der über die Planzen in die Früchte transportiert wurde. Doch wo sitzt die Zuckerfabrik in den Planzen und welche Voraussetzungen müssen erfüllt sein, bevor Zucker entsteht? Diesen Fragestellungen gehen Ihre Schüler in zahlreichen Experimenten nach. Dabei untersuchen sie Laubblätter unter dem Mikroskop, chromatograieren Blattfarbstoffe, weisen Stärke in Blättern nach und führen Versuche mit Wasserpestsprossen durch. Mit vielen Schülerversuchen! Lecker, so ein süßer Fruchtsalat! Doch wie gelangt der Zucker eigentlich in die Früchte? Pixelio.de Das Wichtigste auf einen Blick Klasse: 7/8 Dauer: 6 Stunden Kompetenzen: Die Schüler können die Voraussetzungen für die Fotosynthese der grünen Planzen nennen und beschreiben. sind in der Lage, die Wortgleichung zur Fotosynthese aufzustellen und zu erläutern. führen selbstständig Versuche durch und inden Erklärungen zu ihren Beobachtungen. Aus dem Inhalt: Von welchen abiotischen Umweltfaktoren hängt die Fotosynthese ab? Wie ist ein Laubblatt aufgebaut? Welche Blattfarbstoffe inden sich in einem Laubblatt?

2 6 von 24 Die Vorgänge der Fotosynthese verstehen (Klasse 7/8) Planzen Beitrag 2 II Die Reihe im Überblick V = Vorbereitungszeit SV = Schülerversuch Ab = Arbeitsblatt/Informationsblatt D = Durchführungszeit Fo = Folie LEK = Lernerfolgskontrolle LK = Lösungskarte Stunde 1: Der Fotosynthese auf der Spur Material Thema und Materialbedarf M 1 (Fo) Priestleys Glasglockenversuche (1770) / Querschnitt eines Laubblattes M 2 (SV) Der Fotosynthese auf der Spur Versuche mit der Wasserpest r Wasserpestplanzen r Thermometer D: 30 min r Bechergläser (500 ml) r Mineralwasser r Glasstäbe r starke Lichtquellen (z. B. Diaprojektor, Halogenstrahler) r Baumwollfaden r Teichwasser r kaltes, vorher abgekochtes Teichwasser Stunden 2 3: Wo indet die Fotosynthese statt? Stärkenachweis in Blättern Material M 3 (SV) D: 30 min Thema und Materialbedarf Versuch 1: Stärkenachweis in panaschierten Blättern r Blätter von Buntnessel, Ahorn oder Geranie M 4 (SV) r Lugol sche Lösung r Heizplatten r Tiegelzangen r Bechergläser (200 ml) r Glasschalen für Wasserbad r Siedesteinchen r Petrischalen r Schutzbrillen Versuch 2: Stärkenachweis in belichteten und unbelichteten Blättern D: 30 min r Buntnessel oder Geranie im Blumentopf r Siedesteinchen r Petrischalen r Lugol sche Lösung r Baumwollfaden r Heizplatten r Scheren r Tiegelzangen r Alufolie r Bechergläser (200 ml) r Schutzbrillen r Glasschalen für Wasserbad

3 II Planzen Beitrag 2 Die Vorgänge der Fotosynthese verstehen (Klasse 7/8) 7 von 24 Stunden 4 5: Ein Laubblatt genauer betrachtet Material M 5 (SV/LK) D: 25 min M 6 (SV) D: 25 min Thema und Materialbedarf Mikroskopieren von Laubblättern r Laubblätter (z. B. von Christrose, Buche, Ahorn) r Mikroskope r Pinzetten r Objektträger r Deckgläschen r Flaschenkorken (oder Holundermark oder Styroporblöcke) r Rasierklingen r scharfe Messer r evtl. Klarlack für Dauerpräparate Grün ist nicht nur grün Untersuchung von Blattfarbstoffen r verschiedene grüne Blätter (z. B. Buche, Ahorn, Gräser, aufgetaute Spinatblätter) r Vogelsand oder gewaschener Seesand Stunde 6: Zusammenfassung und Lernerfolgskontrolle Material M 7 (Ab) M 8 (LEK) Thema und Materialbedarf Die Fotosynthese auf einen Blick r Rundilter r Mörser (Reibschale) r Pistille (Stößel) r Spatel r Petrischalen Teste dich selbst! Was weißt du alles über die Fotosynthese? Dein Bio-Lexikon Begriffe von A bis Z Minimalplan Ihnen steht wenig Zeit zur Verfügung? Dann lassen Sie die Papierchromatograie von Blattfarbstoffen (M 6) weg. Die Lernerfolgskontrolle M 8 können Sie auch als Hausaufgabe einsetzen.

4 8 von 24 Die Vorgänge der Fotosynthese verstehen (Klasse 7/8) Planzen Beitrag 2 II M 1 Priestleys Glasglockenversuche (1770) a b c Querschnitt eines Laubblattes

5 II Planzen Beitrag 2 Die Vorgänge der Fotosynthese verstehen (Klasse 7/8) 13 von 24 Versuch 2: Stärkenachweis in belichteten und unbelichteten Blättern M 4 Schülerversuch in Gruppenarbeit Vorbereitung: 5 min Durchführung: 30 min Das benötigt ihr r Planze im Blumentopf r Lugol sche Lösung r 2 Heizplatten r Tiegelzange r 2 Bechergläser (200 ml) r Wasserbad r 4 Siedesteinchen r 2 Petrischalen r Baumwollfaden r Schere r Alufolie r Schutzbrille! So führt ihr den Versuch durch Teil I: 1. Umhüllt vier Blätter der Planze so mit Alufolie, dass kein Licht auf die Blätter gelangt, die Blätter aber noch genügend Luft für den Gasaustausch erhalten. 2. Lasst die Planze mindestens einen Tag an einem hellen Ort, z. B. auf der Fensterbank, stehen. 3. Nehmt nach etwa einem Tag an zwei Blättern die Alu-Verpackung der Blätter ab, markiert diese beiden Blätter mit dem Baumwollfaden und lasst die Planze mindestens einen weiteren Tag an einem hellen Ort stehen. Teil II: 1. Schneidet zwei Blätter ein nicht mehr verpacktes und ein noch in Alufolie verpacktes Blatt ab und führt folgende Schritte gemäß Versuch 1 durch: Gebt die Blätter für 1 2 min in das kochende Wasser. Gebt die Blätter für ca. 5 min in den heißen Spiritus, bis die Blätter farblos sind. Spült die Blätter kurz unter ließendem Wasser ab. Legt jeweils ein Blatt in eine Petrischale und gebt einige Tropfen Lugol sche Lösung auf die Blätter. 2. Achtet ca. 2 Minuten auf Farbänderungen an verschiedenen Stellen der beiden Blätter. Beobachtungen: Aufgabe Wie könnt ihr euch eure Beobachtungen erklären?

6 II Planzen Beitrag 2 Die Vorgänge der Fotosynthese verstehen (Klasse 7/8) 21 von 24 Erläuterung (M 7) Arbeitsblatt M 7 dient zur übersichtlichen Zusammenfassung des bisher Gelernten. Setzen Sie es zum Ende der Unterrichtsreihe ein und lassen Sie es selbstständig von Ihren Schülern bearbeiten, bevor Sie es im Unterrichtsplenum besprechen. Lösungen (M 7) 1. Aufbau eines Laubblattes einer grünen Planze (Rotbuche; Querschnitt; Schema) obere Epidermis Palisadengewebe Schwammgewebe untere Epidermis 2. Darstellung der Vorgänge bei der Fotosynthese (vereinfachtes Schema) Wasser Lückentext zur Fotosynthese Lichtenergie obere Kutikula Chloroplast Spaltöffnung Trauben- + Kohlenstoffdioxid + zucker grüne Planze (Chlorophyll) Sauerstoff Zum Aufbau von Biomasse wie Holz, Stärke oder Cellulose benötigt die Planze Wasser, das sie über die Wurzeln dem Boden entnimmt. Außerdem benötigt die grüne Planze das farblose Gas Kohlenstoffdioxid, das sie über die Spaltöffnungen der Blätter aufnimmt. Von der Sonne erhält die grüne Planze die zum Aufbau der Biomasse erforderliche Energie. Das Chlorophyll (Blattgrün) bindet die Energie des Sonnenlichts und macht sie für die Planzen nutzbar. Aus Kohlenstoffdioxid und Wasser bildet die grüne Planze mithilfe des Sonnenlichts den Energieträger Traubenzucker und das Gas Sauerstoff, das nur zum Teil von den Planzen selbst zum Leben benötigt wird; der Rest an Sauerstoff wird über die Umwelt abgegeben. Spaltöffnungen der grünen Blätter an die

7 24 von 24 Die Vorgänge der Fotosynthese verstehen (Klasse 7/8) Planzen Beitrag 2 II Dein Bio-Lexikon Begriffe von A bis Z Biomasse Chlorophyll Chloroplast chemische Energie Fotosynthese Glucose Kohlenstoffdioxid Lugol sche Lösung Zellorganell Palisadengewebe Gesamtheit aller lebenden und toten Lebewesen und der von ihnen stammenden Substanzen grüner Blattfarbstoff, der Sonnenlicht aufnimmt und für die Fotosynthese zur Verfügung stellt. Man unterscheidet zwei Arten von Chlorophyll, die chemisch etwas unterschiedlich gebaut sind: Chlorophyll a und Chlorophyll b. Zellbestandteil, in dem sich das Chlorophyll beindet; für die Fotosynthese erforderlich chemisch gebundene Energie in bestimmten Stoffen wie etwa Traubenzucker, Fruchtzucker, Stärke oder Holz; kann bei Bedarf wieder freigesetzt werden (z. B. chemisch gebundene Energie in Holz bei einem Grillfeuer oder einem Waldbrand) Stoffwechselprozess, bei dem Lichtenergie in chemische Energie umgewandelt wird. Dabei wird aus Kohlenstoffdioxid und Wasser Glucose und Sauerstoff gewonnen. Traubenzucker; Kohlenhydrat, das bei der Fotosynthese gebildet wird farb- und geruchloses, unbrennbares Gas in der Atmosphäre (ca. 0,03 Vol.-%) Iod-Kaliumiodid-Lösung; Nachweismittel (Reagenz) für Stärke, die durch Iod-Kaliumiodid-Lösung blau-violett gefärbt wird abgegrenzter Bereich einer Zelle mit einer besonderen Funktion Zellschicht unter der oberen Epidermis eines Laubblattes; enthält viele Chloroplasten Sauerstoff Schließzellen Schwammgewebe Spaltöffnung Stärke Vakuole Zellatmung farb- und geruchloses Gas in der Luft, das für die meisten Lebewesen lebensnotwendig ist; zu etwa 21 Vol.-% in der Atmosphäre vorhanden; wird bei der Fotosynthese freigesetzt spezialisierte, bohnenförmige Epidermiszellen, die paarweise die Öffnungsweite der Spaltöffnung kontrollieren lockere Zellschicht mit unregelmäßig geformten Zellen unter dem Palisadengewebe eines Laubblattes; enthält Chloroplasten Spalt zwischen den beiden bohnenförmigen Schließzellen auf der Blattunterseite; dient dem Gasaustausch der Planze mit der Umwelt Kohlenhydrat, das aus Glucose aufgebaut ist; Energiespeicher bei den meisten Planzen; kann mit Lugol scher Lösung nachgewiesen werden Zellorganell, das dem Ausscheiden von Stoffen dient und den Zellsaft mit Reservestoffen und Farbstoffen enthält Prozess, bei dem Sauerstoff benötigt wird; dient der Freisetzung von Energie; läuft in den Zellen von allen Lebewesen, die Sauerstoff zum Leben benötigen, ständig ab