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M2.3 Lern­auf­ga­be II

In­fo­box

Diese Seite ist Teil einer Ma­te­ria­li­en­samm­lung zum Bil­dungs­plan 2004: Grund­la­gen der Kom­pe­tenz­ori­en­tie­rung. Bitte be­ach­ten Sie, dass der Bil­dungs­plan fort­ge­schrie­ben wurde.


Ex­pe­ri­men­te zum Wachs­tum von Pflan­zen

Vor­wis­sen

(Siehe Be­ob­ach­tun­gen zur Kar­tof­fel­ern­te und den Ver­su­chen von Priest­ley und van In­gen­housz: )

Pflan­zen neh­men Koh­len­stoff­di­oxid auf und geben Sau­er­stoff ab. Die grü­nen Pflan­zen­tei­le pro­du­zie­ren au­ßer­dem Stär­ke; sie wach­sen und wer­den schwe­rer. Die Sau­er­stoff­pro­duk­ti­on und die Stär­ke­pro­duk­ti­on er­folgt nur bei Be­lich­tung. Die Stär­ke nut­zen Pflan­zen um zu wach­sen oder um sie ein­zu­la­gern (z.B. Kar­tof­fel­knol­le). Sie wer­den schwe­rer.

Fra­gen:

Nimmt das Ge­wicht der Pflan­ze nur zu, weil sie mehr Ge­wicht an Koh­len­stoff­di­oxid auf­nimmt als sie Ge­wicht an Sau­er­stoff ab­gibt?

Ver­mu­tung:

Aus dem auf­ge­nom­me­nen Koh­len­stoff­di­oxid wird Stär­ke pro­du­ziert. Dabei wird Sau­er­stoff ab­ge­ge­ben. Die Ge­wichts­zu­nah­me der Pflan­zen ent­spricht daher der Ge­wichts­dif­fe­renz des auf­ge­nom­me­nen Koh­len­stoff­di­oxids und des ab­ge­ge­be­nen Sau­er­stoffs.

Ex­pe­ri­ment:

Dem Schwei­zer Na­tur­for­scher Theo­do­re de Saus­su­re hatte als Ers­ter einen Ap­pa­rat ent­wi­ckelt, mit dem er den Ge­halt von Gasen in der Luft wäh­rend der Fo­to­syn­the­se recht genau mes­sen konn­te. In Vor­ver­su­chen ver­ge­wis­ser­te er sich, dass Pflan­zen keine Ge­wichts­zu­nah­me zei­gen, wenn sie in rei­nem Sau­er­stoff auf­be­wahrt wer­den.

In einem ge­schlos­se­nen Ver­suchs­ge­fäß wur­den sie­ben Pflan­zen der Art Vinca minor sechs Tage lang Zeit aus­rei­chend be­lich­tet. Alle Pflan­zen hat­ten aus­rei­chend Was­ser. Der Ge­halt an den Gasen Stick­stoff, Koh­len­stoff­di­oxid und Sau­er­stoff sowie das Tro­cken­ge­wicht wurde zu Be­ginn und am Ende des Ver­suchs ge­mes­sen.

Er­geb­nis:

Mes­sun­gen mit sie­ben Pflan­zen von Klei­nem Im­mer­grün (Vinca minor) [Mess­ge­nau­ig­keit ±30cm 3 ]

 

Stick­stoff [cm 3 ]

Sau­er­stoff [cm 3 ]

Koh­len­stoff­di­oxid [cm 3 ]

Tro­cken­ge­wicht [mg] *

zu Be­ginn

ca. 4250

ca. 1100

ca. 400

ca. 2700**

nach 6 Tagen

ca. 4270

ca. 1440

ca. 40

ca. 3230

*  Tro­cken­ge­wicht (= Ge­wicht nach Trock­nung im Ofen, d.h. nach voll­stän­di­ger Ent­fer­nung des Was­sers )

** Das Tro­cken­ge­wicht wurde aus sie­ben gleich schwe­ren Ver­gleichs­pflan­zen be­stimmt .

Aus­wer­tung:

 

Ab­ga­be von Sau­er­stoff

Auf­nah­me von Koh­len­stoff­di­oxid

Zu­nah­me an Tro­cken­ge­wicht nach 6 Tagen [mg]

Vo­lu­men [cm 3 ]

ca. 340

ca. 360

ge­mes­sen:

Masse [mg]

ca. 340 • 1,3mg=

ca.

er­war­tet:

1.  Er­gän­ze die feh­len­den Ta­bel­len­wer­te. Ver­wen­de fol­gen­de Daten: 1 cm 3 Koh­len­stoff­di­oxid wiegt 1,8 mg, 1 cm 3 Sau­er­stoff wiegt 1,3 mg. Bei­spiel­rech­nung: siehe Spal­te Sau­er­stoff.

2.  Be­wer­te die oben ge­nann­te Ver­mu­tung. Wird sie un­ter­stützt oder wi­der­legt?

3.  Finde eine Er­klä­rung für die Ver­such­s­er­geb­nis­se.

 

er­war­te­te Schü­ler­leis­tung: Ver­mu­tung wi­der­legt, da nur 648 mg- 442 mg= 206 mg Ge­wichts­zu­nah­me durch Koh­len­stoff­di­oxid er­klär­bar sind. Ge­mes­sen wurde aber eine Ge­wichts­zu­nah­me von 530 mg. Die Pflan­zen müs­sen noch einen wei­te­ren Stoff auf­ge­nom­men haben. Dafür kommt nur Was­ser in Frage. Stär­ke ent­steht also aus Was­ser und Koh­len­stoff­di­oxid; Sau­er­stoff ist Ne­ben­pro­dukt.

 

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wei­ter: Modul 3

 

Modul 2: Aus Was­ser und CO 2 er­zeu­gen Pflan­zen Stär­ke und Sau­er­stoff: Her­un­ter­la­den [docx] [632 KB]

Modul 2: Aus Was­ser und CO 2 er­zeu­gen Pflan­zen Stär­ke und Sau­er­stoff: Her­un­ter­la­den [pdf] [859 KB]

Hil­fen: Her­un­ter­la­den [docx] [88 KB]