Arbeitsblatt: Grüne Pflanzen

Biologie Sek 3ab Hefteintrag 1. Ohne Pflanzen kein Leben auf der Erde Fast überall auf der Erde – sowohl an Land wie auch im Wasser, in den feuchtheissen Gebieten der Tropen wie auch in den kalten Polargebieten – begegnen wir Pflanzen. Es gibt sie als mikroskopisch kleine Organismen bis hin zu Baumriesen. Pflanzen sind in der Lage mithilfe des Sonnenlichtes Nährstoffe zu produzieren und somit eigene Körpermasse in Form von Blättern, Früchten, Holz etc. herzustellen. Ohne Pflanzen gäbe es also auf der Erde kein menschliches und kein tierisches Leben. Pflanzen bilden die Nahrungsgrundlage für Mensch und Tier. Grüne Pflanzen sind die einzigen Sauerstofflieferanten. Ohne die weltweite „grüne Lunge könnten Tiere und Menschen nicht mehr leben. Biologie Sek 3ab Hefteintrag 2. Pflanzengewebe und ihre Leistungen 2.1 Stofftransport in der Pflanze Wurzeln wachsen nur in der Zellteilungszone ihrer Spitze. Dort liegt ein zartes Bildungsgewebe, in dem durch ständige Zellteilungen neue Zellen entstehen. Dieses Gewebe ist umhüllt von der Wurzelhaube, welche schleimige äussere Zellen hat und damit das Eindringen der Wurzel in den Boden erleichtert. An die Zellteilungszone schliesst sich die Streckungszone an, wo die Zellen in die Länge wachsen. Diese Zone geht in die Wurzelhaarzone über, die für die Wasseraufnahme verantwortlich ist. Hier wachsen die meisten Zellen der Oberhaut zu dünnen Wurzelhaarzellen aus. Diese schieben sich zwischen die Bodenteilchen und nehmen mineralstoffhaltiges Wasser über ihre feinen Zellwände auf. Das Wasser wird über Zellen der Wurzelrinde bis zum Zentralzylinder weitergeleitet. Dort gelangt es in ein Leitgewebe, von dem aus es in alle Teile der Pflanze emporsteigt. Biologie Sek 3ab Hefteintrag 2.2 Grüne Pflanzen bauen organische Stoffe auf Damit beim Menschen Lebensvorgänge wie Atmung, Bewegung und Wärmeerzeugung stattfinden können, braucht es Energie. Diese Energie nimmt der Mensch über die Nahrung in Form von Kohlenhydraten, Eiweissstoffen und Fetten auf, welche in Getreide, Kartoffeln, Obst und Gemüse gespeichert sind. Wie es den grünen Pflanzen gelingt, diese organischen Stoffe zu bilden und zu speichern, sehen wir am Beispiel der Maispflanze: Maiskörner eines reifen Maiskolbens schmecken süss. Der Geschmack stammt vom Traubenzucker (ein Kohlenhydrat), den die Pflanze gebildet und gespeichert hat. „Zuckerfabriken sind die grünen Blätter. Sie haben eine grosse Oberfläche, um möglichst viel Sonnenenergie einzufangen. Biologie Sek 3ab Hefteintrag Die äussere Zellschicht besteht aus dicht aneinandergefügten Zellen und heisst Epidermis. Sie ist von einer wachsartigen Schicht – der Kutikula – überzogen und schützt das Blatt vor übermässigem Wasserverlust. Zwischen der unteren und oberen Epidermis findet man ein lockeres Grundgewebe mit zahlreichen grünen Körnern, den Chloroplasten. Ausserdem wird das Blatt von Leitbündeln durchzogen, die als Blattadern erkennbar sind. Als Verbindung zur „Aussenwelt sind Spaltöffnungen über die Epidermis verteilt. Jede Spaltöffnung wird von zwei gekrümmten Zellen, den Schliesszellen, gebildet. Mithilfe der Spaltöffnungen regulieren die Pflanzen sowohl ihren Wasserhaushalt als auch die Aufnahme und Abgabe von Gasen wie Kohlenstoffdioxid und Sauerstoff. Bei geöffneten Spaltöffnungen gelangt das für die Zuckerproduktion wichtige Kohlenstoffdioxid (CO2) hinein. Über die Blattadern wird Wasser herantransportiert. Die Chloroplasten nehmen beides auf. Der grüne Blattfarbstoff Chlorophyll in den Chloroplasten baut nun mithilfe des Sonnenlichtes den organischen Stoff Traubenzucker auf. Dabei entweicht Sauerstoff und gelangt durch die Spaltöffnung ins Freie. Diesen Vorgang nennt man Fotosynthese. Biologie Sek 3ab Hefteintrag Einfach gesagt: Die Pflanze verbraucht Die Pflanze produziert In den Chloroplasten wird der Traubenzucker in Kohlenhydrate, Eiweissstoffe und Fette umgebaut und durch die Blattadern abtransportiert. Biologie Sek 3ab Hefteintrag 2.3 Können Pflanzen atmen? Der Aronstab wächst in schattigen Laubwäldern und fällt durch seine aussergewöhnliche Form – insbesondere durch einen braunvioletten Kolben – auf. Man hat herausgefunden, dass dieser Kolben eine beachtliche Wärme entwickelt, so dass die Aussentemperatur bis zu 16C überschritten werden kann. Die Wärme dient dazu, Geruchsstoffe zu verbreiten und Insekten anzulocken. Als „Heizmaterial dient dem Aronstab Stärke. Diese ist in den Zellen gespeichert und muss zuerst wieder in Traubenzucker zerlegt werden. In den Zellen wird dann Traubenzucker zusammen mit Wasserstoff in Kohlenstoffdioxid und Wasser umgewandelt. Dabei wird Energie freigesetzt, welche einerseits der Pflanze zur Aufrechterhaltung der eigenen Lebensvorgänge dient und andererseits als Wärme verloren geht. Diesen Vorgang bezeichnet man als Zellatmung. (Abb. Chemische Gleichung) Auch Tiere und Menschen betreiben Zellatmung. Sie können die benötigten Nährstoffe aber nicht selber herstellen, sondern müssen sie mit der Nahrung aufnehmen. Biologie Sek 3ab Hefteintrag Der Sauerstoff stammt aus der Fotosynthese der grünen Pflanzen und gelangt über die Atemwege bis zu den Körperzellen, wo die Zellatmung stattfindet. Das Kohlenstoffdioxid, das dabei frei wird, wird von der Pflanze für die Fotosynthese benötigt. Fotosynthese und Zellatmung bilden also einen Stoffkreislauf. Biologie Sek 3ab Hefteintrag 2.4 Ohne Mineralstoffe kein Pflanzenwachstum Zimmerpflanzen brauchen Wasser und Licht. Weshalb aber sehen viele Pflanzen nach einiger Zeit nicht mehr „gesund aus? Für ein gesundes Wachstum brauchen die Pflanzen Mineralstoffe. Diese sind im Wasser gelöst, welches über die Wurzeln aufgenommen wird. Für die Ernährung der Pflanze sind u.a. chemische Verbindungen mit Calcium, Kalium, Phosphor, Stickstoff, Schwefel, Magnesium und Eisen von Bedeutung. Wenn die Pflanze von einem Mineralstoff zu wenig hat, kommt es zu Mangelerscheinungen. Die Pflanzen verkümmern und gehen ein. Fehlende Mineralstoffe können durch Düngung ausgeglichen werden.