Pflanzen und wirbellose Tiere - Biologie begreifen

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Inhalt

Vorwort . . . 2

Beschaffung und Pflege der Versuchstiere . . . 3

Versuche mit Pflanzen

P1 Ist die Keimung von Kressesamen abhängig von der verfügbaren Wassermenge? . . . 4

P2 Keimt und wächst die Kresse genauso erfolgreich, wenn sie mit anderen Pflanzen um Wasser und Licht konkurriert? . . . 4/6 P3 Wie wirkt sich die Bepflanzungsdichte auf das Wachstum von Brutblatt-Pflanzen aus? . . . . 8

P4 Wie unterscheiden sich die Keimlinge verschiedener Pflanzen? . . . 10

P5 Sind die Samen einer Pflanzenart alle gleich groß? . . . 12

P6 Warum ist Frost für Laubbäume gefährlich? . . . 14

P7 Worin unterscheiden sich die Blätter der Buche? . . . 16

P8 Wie wirkt Salz auf Pflanzen? . . . 18

P9 Wie viel Alkohol ist schädlich? . . . 20

P10 Pudding mit Früchten – warum klappt das nicht immer? . . . 23

Versuche mit wirbellosen Tieren

T1 Wie verhalten sich wechselwarme Tiere bei niedrigen Temperaturen? . . . 26

T2 Wie bewegen sich Fliegenmaden bei unterschiedlichen Temperaturen? . . . 28

T3 Erzeugt der Stoffwechsel wechselwarmer Tiere Wärme? . . . 30

T4 Was fressen Mehlwürmer am liebsten? . . . 32

T5 Welchen Boden bevorzugen Regenwürmer? . . . 34

T6 Empfinden Regenwürmer kalt und warm? . . . 36

T7 Können Regenwürmer hören? . . . 38

T8 Können Regenwürmer hell und dunkel unterscheiden? Können Regenwürmer Farben erkennen? . . . 40

T9 Nehmen Mehlwürmer genauso viel zu, wie sie fressen? . . . 43

Versuch mit Pilzen

Pilze Die Pilzsporen des Champignons dauerhaft sichtbar machen . . . 46

Zeitaufwand für die Versuche . . . 48

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Anordnung des Lineals im Gefäß mit Wasser

3฀cm฀Wasser

P2 Keimt und wächst die Kresse genauso erfolgreich, wenn sie mit anderen Planzen um Wasser und Licht konkurriert?

Material pro Gruppe

•฀฀Lineal฀aus฀Kunststoff฀(45฀cm)

•฀฀Klebeband฀

•฀฀Schere

•฀฀2฀Papierstreifen฀von฀einer฀Haushaltsrolle,฀passend฀zur฀Oberläche฀des฀Lineals฀zugeschnitten฀

•฀฀hohes฀und฀breites฀Gefäß,฀in฀dem฀das฀Lineal฀mit฀einem฀Winkel฀von฀etwa฀45°฀schräg฀hineingestellt฀

werden kann

•฀฀15฀g฀einer฀Sprossenmischung฀(mit฀3฀verschiedenen฀Samensorten)฀in฀einem฀kleinen฀Becherglas฀

•฀฀5฀g฀Kressesamen฀in฀einem฀kleinen฀Becherglas

Versuchsdurchführung

1) Legt auf die Oberseite von Lineal 1 zwei Streifen Haushaltsrollenpapier übereinander.

2) Klebt beide Streifen am oberen Ende (45-cm-Ende) des Lineals mit jeweils einem Klebestreifen fest.

3) Haltet nun das beklebte Lineal mit der Papierseite nach oben unter einen dünnen Wasserstrahl am Waschbecken, bis das Papier klatschnass ist.

4) Legt das Lineal waagerecht auf eine wasserunempfindliche Unterlage. Das Papier wellt sich durch die Wasseraufnahme. Zieht vorsichtig am nicht festgeklebten Ende, bis das Papier wieder glatt auf dem Lineal liegt. Schneidet das überstehende Stück Papier ab.

5) Streut nun gleichmäßig die Sprossenmischung auf das nasse Papier.

6) Streut dann die Kressesamen über die Sprossen mischung.

7) Drückt alle Samen vorsichtig mit den Fingern an, damit sie nicht übereinanderliegen und gut haften.

Wartet eine halbe Stunde, bis die Kressesamen am Papier festkleben.

8) Füllt das hohe Gefäß bis zu einer Höhe von 3 cm mit Wasser und stellt das Lineal mit dem 0-cm-Ende hinein.

9) Stellt das Gefäß nun ans Fenster, und zwar so, dass das Licht auf das mit Samen belegte Lineal fällt.

10) Formuliert eure Versuchserwartungen.

11) Beobachtet die Vorgänge in den Petrischalen und auf dem Lineal einmal täglich während der durch euren Lehrer bestimmten Beobachtungszeit. Nutzt die Zenti meterangaben auf dem Lineal. Nehmt das Lineal zum Ablesen vorsichtig aus dem Gefäß.

 Notiert eure Erwartungen und Beobachtungen im Heft.

Auswertung

Vergleicht eure Erwartungen mit den Beobachtungen. Erklärt und begründet eure Beobachtungen.

2 Lagen Haushaltsrolle

Lineal 1฀Klebestreifen฀für฀jeden฀

Streifen Haushaltsrolle

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P3 Wie wirkt sich die Beplanzungsdichte auf das Wachstum von Brutblatt-Planzen aus?

Information

Das Brutblatt (Kalanchoe daigremontianum) bildet durch vegetative Vermehrung an den Blatträndern zahlreiche erbgleiche, bewurzelte Pflänzchen. Nach dem Einpflanzen in feuchte Erde wachsen diese gut an und entwickeln sich unter günstigen Pflegebedingungen rasch.

Ziel des Versuchs

Die Schüler setzen einen Langzeitversuch an, den sie ein halbes/ganzes Schuljahr beobachten und dokumentieren.

In dem Versuch geht es darum, das Pflanzenwachstum erbgleicher Brutblatt-Pflänzchen in unterschiedlicher Pflanz- dichte zu vergleichen.

Didaktisch-methodische Hinweise

Das Brutblatt ist eine recht anspruchslose Zimmerpflanze. Als Sukkulente ist sie einfach zu pflegen und überdauert auch die Ferien ohne sichtbare Schäden.

Da die Ableger erbgleich sind, entfallen mögliche genetische Unterschiede als Erklärung für die unterschiedliche Entwicklung der Pflänzchen.

Die Variable in diesem Langzeitversuch ist die Konkurrenz der Pflänzchen um die Ressourcen (Licht, Wasser, Nähr- stoffe, Platz). Die Töpfe sollten gleich groß sein und auch die verwendeten Pflänzchen sollten eine vergleichbare Größe haben. Wichtig ist es außerdem, dass alle Töpfe in gleicher Weise gepflegt werden. Seltenes Gießen verlang- samt zwar die Ausbildung der Unterschiede, verhindert sie aber nicht.

Zu empfehlen ist die Verwendung von nährstoffreicher Gartenerde; die handelsübliche Blumen- oder Graberde scheint das Wachstum dieser Pflanzen nicht immer zu begünstigen.

Der Versuch kann, einmal angelegt, in seinem „Endzustand“ über mehrere Jahre vorgestellt werden, bis die Einzel- pflanze blüht und anschließend eingeht.

Zu erwartende Beobachtungen

Bereits nach wenigen Wochen wird erkennbar, dass die Pflanzen in den Töpfen unterschiedlich schnell wachsen.

Diese Unterschiede verstärken sich im Laufe des Jahres weiter.

Die Pflanze in Topf 1 besitzt einen kräftigen Stamm und ebensolche Blätter. Die Pflanzen in Topf 3 sind kleiner als die in Topf 2. Auch können einzelne Pflanzen größer als die dann deutlich kleineren Konkurrenten im gleichen Topf sein.

Besonders auffällig ist der zurückgebliebene Wuchs vieler Ableger in Topf 4 und ein ausgeprägtes Längenwachs- tum weniger großer Pflanzen, die die kleineren überragen. Diese Pflanzen zeigen einen schlankeren Stamm und z. T. größere, aber weniger kräftigere Blätter als die Pflanzen in den Töpfen 1 bis 3.

Auswertung/Erklärung

In Topf 1 stehen der Pflanze ohne Konkurrenz der gesamte Platz, die Nährstoffe, das Licht und das Wasser zur Verfügung. (Diese Pflanze wird zur Blüte kommen, alle anderen nach unseren Beobachtungen nicht.) In Topf 2 und 3 teilen sich 3 bzw. 5 Pflanzen die Ressourcen (keine wird blühen). In Topf 4 herrscht aufgrund der dichten Bepflan- zung Platz- und Nährstoffmangel. Außerdem kann man eine besonders ausgeprägte Lichtkonkurrenz erkennen.

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P3 Wie wirkt sich die Beplanzungsdichte auf das Wachstum von Brutblatt-Planzen aus?

•฀฀4฀Kunststoff-Blumentöpfe฀mit฀ca.฀10฀cm฀Durchmesser฀

•฀฀4฀Untersetzer

•฀฀Blumenerde

•฀฀Blätter฀einer฀Brutblatt-Planze฀(Kalanchoe daigremontianum) mit vielen Ablegern

•฀฀Gießkanne฀mit฀Wasser

•฀฀Protokollheft

 Dieser Langzeitversuch soll über ein ganzes/halbes Schuljahr dokumentiert werden.

Legt für die Versuchsreihe ein Protokollheft an.

1) Füllt die Blumentöpfe 1, 2, 3 und 4 mit Erde.

2) Bepflanzt die Blumentöpfe wie folgt:

Topf 1: Ein einzelner Brutblattableger wird in die Mitte des Topfes in die Erde gesetzt.

Topf 2: Drei Brutblattableger werden gleichmäßig verteilt in die Erde gesetzt.

Topf 3: Fünf Brutblattableger werden gleichmäßig verteilt in die Erde gesetzt.

Topf 4: Die Erdoberfläche von Topf 4 wird lückenlos mit Brutblattablegern bedeckt, die nur locker in die Erdoberfläche gedrückt werden.

3) Alle Töpfe werden nach dem Einpflanzen der Ableger auf einen Untersetzer gestellt und gegossen.

Fotografiert die fertig bepflanzten Töpfe 1–4 und klebt die Fotos mit Datumsangabe in das Protokollheft.

4) Alle Töpfe werden nebeneinander auf die Fensterbank eines hellen Fensters gestellt und regelmäßig mit Wasser gegossen.

5) Fertigt alle zwei Wochen ein Foto jedes Topfes mit Datumsangabe an und klebt die Fotos ins Proto- kollheft.

6) Beschreibt nach Abschluss des Beobachtungszeitraums die Ergebnisse.

Auswertung/Präsentation

Versucht, die Ergebnisse zu erklären. Präsentiert eure Arbeit mithilfe einer Bilddokumentation (PowerPoint-Präsentation oder Wandzeitung).

Topf฀1 Topf 2 Topf฀3 Topf 4

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P10 Pudding mit Früchten – warum klappt das nicht immer?

Versuch A

 Notiert alle Beobachtungen im Heft.

1) Beschriftet die 4 Schälchen mit:

(A1) Gelatine (ohne Zusätze) (A2) Gelatine + frische Ananas (A3) Gelatine + Ananas aus der Dose (A4) Gelatine + Kiwi

2) Rührt in der Kunststoffschüssel mit dem Rührgerät die halbe Packung Gelatine mit 250 ml Wasser an. Verteilt die Flüssigkeit anschließend gleichmäßig auf die 4 beschrifteten Schälchen.

 Wichtig! Jetzt müsst ihr sehr sauber arbeiten: Zwischen den verschiedenen Obstsorten darf kein

„Materialaustausch“ stattfinden!

3) Legt den frischen Ananasring auf ein Brettchen und schneidet mit dem ersten Messer 4 Stücke davon ab. Tupft den austretenden Saft mit etwas Haushaltsrolle ab. Legt die 4 Stücke in das Schälchen mit der Aufschrift „Gelatine + frische Ananas“.

4) Öffnet die Dose mit den Ananasstückchen und entnehmt daraus mit dem Löffel 4 Stücke. Legt die Ananasstücke zum Abtropfen auf ein Stück Haushaltsrollenpapier und tupft sie trocken. Legt die 4 Stücke in das Schälchen mit der Aufschrift „Gelatine + Ananas aus der Dose“.

5) Benutzt nun ein frisches Brettchen und ein frisches Messer. Schält die Kiwi und schneidet 4 Stücke davon ab. Tupft auch hier den austretenden Saft mit etwas Haushaltsrollenpapier ab. Legt die 4 Stücke in das Schälchen mit der Aufschrift „Gelatine + Kiwi“.

6) Nehmt für jede Obstsorte einen eigenen, sauberen Löffel und rührt den Inhalt der Schälchen um.

7) Stellt die Schälchen bis zum nächsten Tag an einen ungestörten Ort.

8) Untersucht am nächsten Tag den Inhalt der Schälchen und beschreibt eure Beobachtungen.

Auswertung

a) Vergleicht die Ergebnisse eures Versuchs mit dem der anderen Gruppe.

•฀฀4฀Schälchen

•฀฀1฀Messbecher

•฀฀1฀Kunststoffschüssel

•฀฀Rührgerät

•฀฀Folienstift฀

•฀฀Dosenöffner

•฀฀4฀Teelöffel

•฀฀2฀Brettchen

•฀฀2฀Messer

•฀฀Haushaltsrolle฀

•฀฀250฀ml฀Wasser

•฀฀½฀Päckchen฀„Gelatine฀ix“฀

(ohne Erwärmen)

•฀฀1฀frischer฀Ananasring

•฀฀1฀Dose฀Ananasstückchen

•฀฀1฀Kiwi฀

Gelatine Gelatine Gelatine Gelatine

frische฀Ananas

Ananas aus der Dose

Kiwi

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•฀฀2฀Mehlkäfer฀in฀einem฀Aufbewahrungsgefäß฀

•฀฀1฀Kühlaggregat฀

•฀฀Thermometer

•฀฀Stoppuhr

 Notiert alle Beobachtungen im Heft.

1) Messt mit dem Thermometer zunächst die Raumtemperatur und notiert sie.

2) Messt anschließend die Temperatur an der Oberfläche des Kühlaggregats und notiert sie.

3) Legt einen Mehlkäfer mit dem Rücken auf ein Kühlaggregat. Beobachtet die Beinbewegungen des Mehlkäfers.

4) Nehmt den Mehlkäfer sofort vom Kühlaggregat herunter, wenn sich die Beinbewegungen nicht mehr verändern, und legt ihn mit dem Rücken auf den Tisch. Beobachtet ihn erneut.

5) Gebt den Mehlkäfer nach Abschluss des Versuchs in sein Aufbewahrungsgefäß zurück.

6) Wiederholt den Versuch mit dem zweiten Mehlkäfer. Notiert diesmal mit der Stoppuhr genau die Dauer der verschiedenen Phasen und schreibt eure Beobachtungen auf.

Auswertung

a) Erklärt und begründet eure Beobachtungen.

b) Begründet, warum die Tiere sofort wieder vom Kühlaggregat heruntergenommen werden müssen, wenn sich die Beinbewegungen nicht mehr verändern.

T1 Wie verhalten sich wechselwarme Tiere bei niedrigen Temperaturen?

Kühlaggregat

Mehlkäfer in Rückenlage

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•฀฀großer฀Teller฀

•฀฀verschiedene฀Lebensmittel:฀1฀Esslöffel฀Weizenmehl฀(405),฀¼฀Stück฀geschälte฀Möhre฀oder฀¼฀Apfel,฀

¼฀Scheibe฀Käse,฀¼฀Scheibe฀Wurst฀

•฀฀6฀muntere฀Mehlwürmer

 Zeichnet eine Tabelle wie hier dargestellt in euer Heft.

Mehl Möhre/Apfel Käse Wurst Mitte

1. Durchgang 2. Durchgang 3. Durchgang

1) Verteilt die Speisen wie auf der Zeichnung angegeben auf dem Rand des Tellers.

2) Setzt 6 Mehlwürmer in die Mitte des Tellers und beobachtet ca. 10 Minuten lang, was passiert. Stoßt während der Beobachtungszeit nicht an den Tisch oder den Teller, damit die Mehlwürmer sich nicht erschrecken.

3) Notiert in der Tabelle, welche Lebensmittel von wie vielen Mehlwürmern aufgesucht werden.

4) Wiederholt den Versuch noch zweimal, indem ihr die Mehlwürmer erneut in die Mitte des Tellers legt.

Notiert bei jedem Durchgang das Ergebnis in eurer Tabelle.

Auswertung

Informiert euch über die Anteile an Kohlenhydraten (Zucker, Stärke, Zellulose = Ballaststoffe), Proteine und Fett in den angebotenen Lebensmitteln und zieht begründete Rückschlüsse aus euren Beobachtungen.

Zusatzversuch

a) Bietet den Mehlwürmern verschiedene Mehlsorten zur Wahl an.

b) Bietet den Mehlwürmern neben Mehl auch Brot und ein Stück Trockenkuchen an.

Lasst diese Versuche nach der Vorbereitung bis zur nächsten Stunde an einem geschützten Ort Wichtig: Bietet den Mehlwürmern niemals Klebriges (Marmelade, Senf usw.)

oder in Öl, Essig oder Salzwasser eingelegte Speisen an!

T4 Was fressen Mehlwürmer am liebsten?

Käse

6฀Mehlwürmer Möhre/Apfel

Wurst

Mehl

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Versuch Zeitlicher Ablauf des Versuchs

benötigte Unterrichts-

stunden P1 Ist die Keimung von Kresse-

samen abhängig von der verfügbaren Wassermenge?

•฀Ansetzen฀des฀Versuchs฀ca.฀30฀min฀

•฀Beobachtung฀täglich฀jeweils฀ca.฀10฀min฀

•฀Auswertung฀nach฀einer฀Woche

1 E 1 E P2 Keimt und wächst die Kresse

genauso erfolgreich, wenn sie mit anderen Pflanzen um Wasser und Licht konkurriert?

•฀Ansetzen฀des฀Versuchs฀ca.฀30฀min฀

•฀Beobachtung฀täglich฀jeweils฀ca.฀10฀min

•฀Auswertung฀nach฀3฀Wochen

1 E 1 E

P3 Wie wirkt sich die Bepflanzungs- dichte auf das Wachstum von Brutblatt-Pflanzen aus?

•฀Ansetzen฀des฀Versuchs฀ca.฀30฀min

•฀Kontinuierliche Dokumentation alle 2 Wochen, jeweils ca. 15 min

•฀Präsentation฀der฀Ergebnisse

1 E 1 E P4 Wie unterscheiden sich die

Keimlinge verschiedener Pflanzen?

•฀Vorbereitung฀des฀Planzenmaterials฀durch฀den฀Lehrer฀ab฀

5 Tage vor der Untersuchung; jeden Tag ca. 15 min

•฀Untersuchung฀und฀Auswertung฀ca.฀80฀min 1 D

P5 Sind die Samen einer Pflanzenart alle gleich groß?

•฀Versuchsdurchführung฀und฀-auswertung฀ca.฀40฀min 1 E

P6 Warum ist Frost für Laubbäume gefährlich?

•฀Versuchsdurchführung฀ca.฀50฀min,฀anschließend฀1.฀Auswertung฀

•฀2.฀Auswertung฀nach฀1–2฀Tagen,฀ca.฀10฀min

1 D

P7 Worin unterscheiden sich die Blätter der Buche?

•฀Versuchsdurchführung฀und฀-auswertung฀ca.฀45฀min 1 D

P8 Wie wirkt Salz auf Pflanzen? •฀Ansetzen฀des฀Versuchs฀A฀ca.฀20฀min฀

•฀Am฀Folgetag:฀Durchführung฀des฀Versuchs฀B฀und฀Auswertung฀

(A und B)

1 E 1 E

P9 Wie viel Alkohol ist schädlich? •฀Vorbereitung฀der฀alkoholischen฀Lösungen฀ca.฀45฀min฀

•฀Auswertung฀nach฀mind.฀2–3฀(besser฀5–7)฀Tagen฀

1 E 1 E 1 E P10 Pudding mit Früchten – warum

klappt das nicht immer?

•฀Auswertung฀(möglichst)฀am฀Folgetag

1 E 1 E T1 Wie verhalten sich wechsel-

warme Tiere bei niedrigen Temperaturen?

•฀Versuchsdurchführung฀ca.฀25฀min,฀anschließende฀Auswertung 1 E

T2 Wie bewegen sich Fliegenmaden bei unterschiedlichen Tempera- turen?

T3 Erzeugt der Stoffwechsel wechselwarmer Tiere Wärme?

•฀Versuchsdurchführung฀ca.฀75฀min,฀anschließende฀Auswertung 1 D

T4 Was fressen Mehlwürmer am liebsten?

•฀Versuchsdurchführung฀ca.฀45฀min,฀anschließende฀Auswertung 1 D

T5 Welchen Boden bevorzugen Regenwürmer?

T6 Empfinden Regenwürmer kalt und warm?

T7 Können Regenwürmer hören? •฀Versuchsdurchführung฀ca.฀15฀min,฀anschließende฀Auswertung 1 E

T8 Können Regenwürmer hell und dunkel unterscheiden?

Können Regenwürmer Farben erkennen?

•฀Versuchsdurchführung฀(Versuche฀A฀und฀B)฀ca.฀75฀min,฀

anschließende Auswertung

1 D

T9 Nehmen Mehlwürmer genauso viel zu, wie sie fressen?

•฀Beobachtung฀ca.฀2-mal฀die฀Woche฀jeweils฀5฀min

•฀Auswertung฀nach฀10–14฀Tagen

1 E 1 E Pilze Die Pilzsporen des

Champignons dauerhaft sichtbar machen

•฀Auswertung฀nach฀3฀Tagen

1 E 1 E

Zeitaufwand für die Versuche