Fortpflanzung bei Samenpflanzen

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1 Fortpflanzung bei Samenpflanzen Fach Natur und Technik Jahrgangsstufe 5 Prüfungsart Zeitrahmen Benötigte Materialien / zugelassene Hilfsmittel Kurzarbeit 30 Minuten keine Aufgabenstellung 1. Beschrifte die in folgender Abbildung mit 1-3 gekennzeichneten Blütenbestandteile in der Tabelle und ergänze dort auch ihre Funktion. 6 BE Name 1: 1: Funktion 2: 2: 3: 3: Blüte:

2 Heuschnupfen: sehr häufig Heuschnupfen: sehr häufig Heuschnupfen: sehr selten Heuschnupfen: selten Heuschnupfen: sehr häufig Heuschnupfen: selten Illustrierende Prüfungsaufgabe zum LehrplanPLUS 2. Heuschnupfen kann von bestimmten Pollenkörnern ausgelöst werden, wenn sie in die Nase eines Menschen gelangen. In folgender Tabelle sind Blüten verschiedener Pflanzenarten abgebildet und es ist angegeben, wie häufig diese Pflanzen für Heuschnupfen verantwortlich sind. Klatsch-Mohn Gemeine Hasel Vogel-Kirsche Wind Tiere Wind Tiere Wind Tiere Hänge-Birke Wiesen-Knäuelgras Frühlings-Adonisröschen Wind Tiere Wind Tiere Wind Tiere 2.1 Kreuze in der Tabelle für jede Pflanzenart an, ob sie wind- oder tierbestäubt ist und begründe deine Zuordnung für Pflanze 1 mit einem auf dem Bild sichtbaren Merkmal. 4 BE 2.2 Gib den Zusammenhang zwischen der Art der Bestäubung und der angegebenen Heuschnupfenhäufigkeit an und formuliere eine Hypothese, die diesen Zusammenhang erklären kann. 4 BE

3 3 Folgende Abbildung zeigt die Fruchtblätter von zwei verschiedenen Pflanzenarten. 3 BE Beschreibe einen wesentlichen Unterschied im Bau der abgebildeten Fruchtblätter und leite daraus ab, welche der beiden Pflanzen eher an Windbestäubung angepasst ist. 4 In bestimmten Regionen der Welt werden in der Landwirtschaft so große Mengen an Insektenvertilgungsmitteln eingesetzt, dass keine Insekten mehr zur Bestäubung vorhanden sind. Ihre Aufgabe übernehmen jetzt Menschen, indem sie die Pollenkörner zwischen den Blüten per Hand übertragen. Dabei ergaben sich folgende Beobachtungen: 4.1 Fasse die Beobachtungen in einem Satz zusammen. 2 BE 4.2 Wähle unter folgenden Werkzeugen dasjenige aus, mit dem Menschen die Blüten am besten bestäuben können, und begründe deine Wahl. 3 BE Pinsel Löffel Pinzette Föhn

4 4.3 Für Obstbauern ist es wichtig zu wissen, von welchen Insekten ihre Obstbäume bestäubt werden könnten. Um diese Frage zu untersuchen, werden ihnen die folgenden drei Untersuchungsmöglichkeiten vorgeschlagen: 3 BE Möglichkeit A: Man beobachtet an einer Blüte, von welchen Insektenarten diese häufig angeflogen wird. Möglichkeit B: Die Insekten auf der Obstwiese werden eingesammelt und es wird bestimmt, von welcher Pflanzenart die Pollen auf dem Insektenkörper stammen. Möglichkeit C: Ein Bienenstock wird im Frühjahr auf die Obstwiese gestellt und es wird im Herbst gemessen, ob die Bäume mehr Obst tragen. Entscheide, welche der drei Möglichkeiten am besten geeignet ist, um die Fragestellung zu beantworten, und erkläre, warum die anderen beiden Möglichkeiten zu weniger verlässlichen Ergebnissen führen. 5 In der folgenden Tabelle sind einige in Deutschland vorkommende Pflanzenarten und ihre Merkmale aufgelistet: Pflanzenart Blütenfarbe Blattstellung Anzahl Kelchblätter Anzahl Kronblätter Wuchshöhe Ackersenf Gelb, selten Weiß wechselständig cm Wiesenkerbel Weiß wechselständig cm Leberblümchen Blau, selten Rosa oder Weiß wechselständig cm Hirtentäschel Weiß wechselständig cm Wilder Pastinak Gelb wechselständig cm 5.1 Begründe, warum die Merkmale Blütenfarbe und Wuchshöhe für eine Zuordnung der genannten Arten zu Pflanzenfamilien nicht geeignet sind. 3 BE

5 5.2 Trage unter den entsprechenden Blütendiagrammen ein, welche der oben genannten Pflanzenarten zu den Kreuzblütlern und welche zu den Doldenblütlern gehören. 2 BE Kreuzblütler Doldenblütler Blütendiagramm Kreuzblütler: Blütendiagramm Doldenblütler:

6 Heuschnupfen: sehr häufig Heuschnupfen: sehr häufig Heuschnupfen: sehr selten Heuschnupfen: selten Heuschnupfen: sehr häufig Heuschnupfen: selten Erwartungshorizont 1. Illustrierende Prüfungsaufgabe zum LehrplanPLUS Name 1: Staubblatt 2: Kronblatt 3: Kelchblatt Funktion 1: Produktion von Pollen 2: Anlockung von Bestäubern 3: Schutz der Blüte 2.1 Klatsch-Mohn Gemeine Hasel Vogel-Kirsche Wind Tiere X Wind X Tiere Wind Tiere X Hänge-Birke Wiesen-Knäuelgras Frühlings-Adonisröschen Wind X Tiere Wind X Tiere Wind Tiere X Z. B.: Blüte 1 zeigt große Blütenkronblätter.

7 2.2 Zusammenhang: Windbestäubte Arten lösen Heuschnupfen häufiger aus als tierbestäubte. Hypothese: Windbestäubte Arten produzieren mehr Pollenkörner, die in der Luft transportiert werden. Dadurch steigt die Wahrscheinlichkeit an, dass sie in die Atmungsorgane von Menschen gelangen, und somit ist die Heuschnupfenhäufigkeit größer. 3. Z. B.: Die Narbe von Pflanze B hat eine größere Oberfläche. B ist besser an Windbestäubung angepasst, weil dadurch eine größere Wahrscheinlichkeit besteht, mit Pollen in der Luft in Kontakt zu kommen. 4.1 Der Bestäubungserfolg durch Bienen ist größer als der Bestäubungserfolg durch Menschen. 4.2 Z. B.: Der Pinsel ist am besten geeignet, da die Pollenkörner an den Pinselhaaren haften und sich zielgerichtet abstreifen lassen. 4.3 Am besten geeignet ist Möglichkeit B. Möglichkeit A zeigt nicht, ob die Insekten an den angeflogenen Blüten Pollen aufnehmen. Möglichkeit C ist z. B. deswegen ungeeignet, weil der Ertrag von vielen Faktoren abhängt (z. B. Witterung). 5.1 Blütenfarbe ist ungeeignet, weil z. B. das Leberblümchen nicht eindeutig einer Familie zugeordnet werden könnte. Wuchshöhe ist ungeeignet, weil diese z. B. vom Lebensalter der Pflanze abhängig ist Kreuzblütler Doldenblütler Acker-Senf, Hirtentäschel Wiesen-Kerbel, Wilder Pastinak

8 Hinweise Lehrplanbezug Kompetenzerwartungen Die Schülerinnen und Schüler... bearbeiten beispielsweise biologische Alltagsphänomene, indem sie die Phasen des naturwissenschaftlichen Erkenntnisweges berücksichtigen, und wählen für einfache Problemstellungen aus wenigen vorgegebenen eine passende Arbeitsweise oder -technik aus. (NT5 2.1) verwenden bei der Beschreibung von biologischen Sachverhalten und der Argumentation zu biologischen Themen Elemente der Fachsprache. (NT5 2.1) nutzen u. a. Tabellen und einfache Diagramme zur Dokumentation, Veranschaulichung und Erklärung von Ergebnissen. (NT5 2.1) untersuchen mit einfachen Hilfsmitteln (z. B. Pinzette, Lupe, Binokular) den Aufbau von Blüten und beschreiben die Hauptaufgabe der verschiedenen Teile bei der geschlechtlichen Fortpflanzung. (NT5 2.4) präparieren Blüten, erstellen Blütendiagramme und vergleichen dieses abstrahierte Blütenmodell mit den tatsächlichen Verhältnissen in der Natur. (NT5 2.4) vergleichen Wind- und Tierbestäubung, indem sie eine Kosten-Nutzen-Analyse erstellen. (NT5 2.4) systematisieren die Vielfalt der Samenpflanzen durch den Vergleich morphologischer Merkmale und entdecken dabei Gemeinsamkeiten und Unterschiede im Bauplan von Samenpflanzen. (NT5 2.4) Inhalte zu den Kompetenzen: naturwissenschaftlicher Erkenntnisweg: Phasen des naturwissenschaftlichen Erkenntniswegs (Frage, Hypothesen, naturwissenschaftliche Untersuchung planen und durchführen, Datenauswertung und -interpretation) (NT5 2.1) naturwissenschaftliche Arbeitsweisen: u. a. Beobachten, Vergleichen, Experimentieren (NT5 2.1) Anfertigung und Auswertung verschiedener Darstellungsformen, Wechsel der Darstellungsform: einfache Texte, Tabellen und Diagramme, Übersichtszeichnungen, ggf. weitere Darstellungsformen (NT5 2.1) biologische Bedeutung der Fortpflanzung, Blüte als Fortpflanzungseinheit: Kelchblatt, Kronblatt, Staubblatt, Fruchtblatt (NT5 2.4) Symbolik in Blütendiagrammen (NT5 2.4) Bestäubung und Befruchtung (NT5 2.4) Vergleich der Wind- und Tierbestäubung (NT5 2.4) Kennzeichen von zwei einheimischen Pflanzenfamilien im Vergleich (z. B. Blütenbau, Blattstellung, Blütenstand) (NT5 2.4)

9 Zuordnung der Aufgaben zum Kompetenzstrukturmodell und Anforderungsbereich (AFB I III): Aufgabe Fachwissen Erkenntnisse gewinnen 1. I Kommunizieren Bewerten 2.1 II II 2.2 II II 3. II II 4.1 I 4.2 II II 4.3 III III 5.1 II II II 5.2 II II II Hinweise: Insgesamt erfordert die vorliegende Kurzarbeit Kompetenzen aus drei verschiedenen Kompetenzbereichen: Fachwissen: Ein solides und vernetztes Fachwissen über die behandelten Inhalte ist die Grundlage für die Operationalisierung von Kompetenzen. Dementsprechend zielt nur die erste Teilaufgabe auf eine reine Reproduktion von Fachwissen ab, während die übrigen die Reorganisation bzw. den Transfer von Wissen innerhalb vorgegebener Anwendungskontexte erfordern: So muss beispielsweise in Aufgabe 2 das Wissen über Kennzeichen von Wind- und Tierblütigkeit angewendet werden, um windblütige Pflanzen zu identifizieren und einen Zusammenhang zur Allergiehäufigkeit herstellen zu können. Aufgabe 3 greift inhaltlich das Prinzip der Oberflächenvergrößerung auf, das den Schülerinnen und Schülern bereits durch die Behandlung humanbiologischer Inhalte bekannt ist, und erfordert so ein basiskonzeptorientiertes Denken in Struktur-Funktion-Zusammenhängen. Auch in den Teilaufgaben 4.2 bis 5.2 müssen begründete Entscheidungen auf der Grundlage biologischen Fachwissens getroffen werden, wobei Teilaufgabe 4.3 vergleichsweise komplexe analysierende Denkprozesse voraussetzt, um ein gegebenes Problem zu lösen und vollständig zu begründen.

10 Erkenntnisse gewinnen: Mehrere Teilaufgaben greifen das Anwenden von Elementen des naturwissenschaftlichen Erkenntnisprozesses auf, z. B. das Aufstellen von Hypothesen (2.2), die zielführende Auswahl einer zu einer vorgegebenen Fragestellung passenden Untersuchungsmöglichkeit (4.3) oder den Einsatz naturwissenschaftlicher Arbeitsweisen zur erfolgreichen Aufgabenlösung, z. B. kriteriengeleitetes Vergleichen und Ordnen in Aufgabe 5. Kommunizieren: Zentral für diesen Kompetenzbereich ist der sachgerechte Umgang mit verschiedenen für die Naturwissenschaften relevanten Darstellungsformen sowie der eigenständige Wechsel von Darstellungsformen zur Repräsentation von Information. In den Aufgaben 2.1 und 3 müssen hierzu Bilder als Informationsquellen erschlossen werden, in Aufgabe 5 eine Tabelle sowie modellhafte Darstellungen. An anderer Stelle muss die Aussage eines Diagramms in Worten widergegeben werden (4.1). Die Zuordnung zu den Anforderungsbereichen I III ist auch von der inhaltlichen Schwerpunktsetzung des vorangegangenen Unterrichts abhängig.