Unterrichtseinheit Lehrer für Lehrer - Odysseum

Unterrichtseinheit
Lehrer für Lehrer
„Wassertransport bei Bäumen“

Unterrichtsmaterial von Lehrkräften für Lehrkräfte
Bezeichnung/ Titel:
Wassertransport bei Bäumen
Beschreibung:
Unterrichtsreihe Grüne Pflanzen – Grundlage des Lebens
Schulform:
Sek.I, Realschule
Klasse/ Stufe:
Klassen 7
Fach, - Sachgebiet:
Biologie
Dauer: 8 Schulstunden (ganze Reihe)
Lehrplanbezug:
Grüne Pflanzen – die Grundlage des Lebens
Lernziel/-kontrolle:
siehe Arbeitsblätter mit Lösungen (Anhang II)
Vorbildung: Kenntnisse über den Aufbau von Pflanzen, Fachbegriffe:
Wurzelhaar, Wurzelrinde, Leitgewebe/Zentralzylinder, Leitbündel (Gefäßteil/
Siebteil), Spaltöffnungen
Anmerkungen:
siehe Unterlagen
Autor/ Autorin:
Li Uong
Kontakt:
Käthe-Kollwitz-Realschule Köln- Brück
Odysseum Themenwelt:
Themenraum I „Tricks der Biologie“
Exponat:
Nr.7 Wie Bäume Wasser transportieren
Nr. 175 Baumstamm unter der Lupe

Verlaufsplan
Darstellung der Unterrichtseinheit mit Einordnung der Lerneinheit des
Odysseumsbesuches
Lerneinheit Problemfrage/ Inhalt
1. Lerneinheit Wie sind Blütenpflanzen aufgebaut?
2. Lerneinheit Transportvorgänge in Blütenpflanzen am
Beispiel:
Wie erfolgt der Wassertransport in Bäumen?
(Odysseumsbesuch als Einstieg/Impuls)
3. Lerneinheit Nachbereitung/ Vertiefung des Odysseumbesuches
4.Lerneinheit Wie können Pflanzen Nährstoffe selber aufbauen und
speichern? (Fotosynthese)
5. Lerneinheit Können Pflanzen atmen?
6. Lerneinheit Wie ist der Zusammenhang zwischen Atmung und
Fotosynthese
7. Lerneinheit Was brauchen Pflanzen noch zum Leben?
Didaktischer Kommentar/ Lernziele
Der Aufenthalt im Odysseum soll als Einstieg in das Thema „Wie erfolgt der
Wassertransport in Bäumen?“ dienen. Die Schülerinnen und Schüler sollen hier mit
Hilfe der Exponate, der Informationstexte und den Abbildungen im Odysseum eine
erste Vorstellung vom Thema erhalten. Sie eignen sich ihr Wissen an, indem sie
selbständig (einzeln oder in Gruppen) die speziell auf die Exponate erstellten
Arbeitsblätter bearbeiten (siehe Anhang I). Eine Nacharbeitung der Inhalte kann
zunächst durch die Besprechung der Arbeitsblätter erfolgen (Lösungen zu den
Arbeitsblättern im Anhang II). Eine Vertiefung der Inhalte ist unbedingt notwendig.
Eine praxisnahe und handlungsorientierte Vertiefung könnte durch eine
anschließende Versuchsreihe erfolgen (siehe nachbereitende Unterrichtsvorschläge).
Die verschiedenen Versuche könnte man beispielsweise in Form eines
Stationenlernens durchführen. Denkbar wäre auch eine arbeitsteilige Gruppenarbeit,

wonach alle Gruppen ihre Ergebnisse im Plenum nach Durchführung der Versuche
vorstellen. Für beide Varianten müsste man bei sorgfältiger Vorarbeit (z.B.
Bereitstellen der Materialien) mindestens 2 Schulstunden einplanen. Die einzelnen
Links hinter den Versuchsvorschlägen weisen auf bereits fertiggestellte Arbeitsblätter
für die einzelnen Versuche hin. Sie müssten gegebenenfalls je nach Lerngruppe
verändert werden.
Das Schwerpunktziel der Lerneinheit soll sein, dass die Schülerinnen und Schüler
wissen, dass der Wassertransport über den Wurzeldruck, die Kapillarkräfte und den
Transpirationssog erfolgt.
Eines der Feinziele ist, dass die Schülerinnen und Schüler den Aufbau von Wurzel,
Stamm, Blätter genau kennen. Die Arbeitsblätter für den Aufenthalt vor Ort sind so
gestaltet, dass durch abwechselnde Aufgabentypen (eigene Vermutungen aufstellen,
diese überprüfen, gezielte Informationen aus Texten rausfiltern, Lückentext, Skizze
anfertigen, Vergleichen...) möglichst viele Kompetenzen gefördert werden.
Unterrichtsideen „Wie Bäume Wasser transportieren“
A Vorbereitende Unterrichtsvorschläge
- Untersuchung des Aufbaus von Blütenpflanzen (mit Wurzel)
o In welche Teile lässt sich die Pflanze untergliedern
o Aufbau zeichnen und mit Fachausdrücken beschriften lassen
- Untersuchung der einzelnen Teile auf Aufbau und Funktion:
o Wurzel:
� Mikroskopieren
� Versuch: „Was passiert, wenn eine Pflanze keine Wurzel mehr
hat?“

B Unterrichtsideen während des Aufenthaltes im Odysseum
Siehe Anhang I: Arbeitsblätter vor Ort
C Nachbereitende Unterrichtsvorschläge
o Besprechung der Ergebnisse der Arbeitsblätter (Lösungen siehe Anhang
II)
Vertiefende Unterrichtseinheiten:
o Sprossachse: Sprossquerschnitt mikroskopieren und nochmals die
Fachausdrücke erarbeiten (Siebteil/ Siebröhre, Gefäßteil/ Gefäße,
Festigungsgewebe, Kambium...)
o Versuchsreihe:
� Versuch Wurzeldruck:
� Guttationsversuch
o (http://www.uni-
� Versuch Transpirationssog:
tuebingen.de/abot/GP00/schulversuche.ppt)
� Das Gipspilzmodell
o (http://www.uni-
duesseldorf.de/MathNat/Biologie/Didaktik/Wasserhau
shalt/dateien/aufgaben/4_sog.pdf)
o http://www.uni-tuebingen.de/abot/versuche/files-
p14/Ausarbeitung.pdf
o
� Versuch Kapillarkräfte:
� Versuch mit dem Strohhalm (Beispiel im Odysseum)
� Versuch mit mehreren Glasröhrchen

o http://www.exphys.jku.at/didaktik/AHS_BHS/Unterricht/Stoffg
ebiete/Fluessigkeiten/05%20Fluessigkeiten%20Scha
uer.PDF
o zusätzliche Versuchsreihe
� Versuch Adhäsion/ Kohäsion
� http://www.exphys.jku.at/didaktik/AHS_BHS/Unterricht/Stoffg
ebiete/Fluessigkeiten/05%20Fluessigkeiten%20Schauer.PD
F
o Blätter:
� Blattadern sichtbar machen (Wasser durch Tinte oder
Lebensmittelfarbe einfärben)
� Verdunstungsversuche/Transpirationsnachweis
� Nachweis der Spaltöffnungen durch Lackabdruck
� http://www.kopernikusschule.de/WPU-WEB-
Mikroskopie/Mikroskopie-03.htm
� Blätter verschiedene Schnitte mikroskopieren, Aufbau von Blättern
besprechen

Anhang
I Arbeitsblätter vor Ort (Kopiervorlagen)
II Arbeitsblätter mit Lösungen (Nachbereitung)

I Arbeitsblätter vor Ort
Problemfrage:
Wie schaffen es Bäume, das Wasser aus dem Boden zu den einzelnen Blättern
zu transportieren?
Stelle zur Problemfrage eine Vermutung an.
Meine Vermutung:
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
Arbeitsaufträge: An alle Spürnasen...
Aufgabe 1) Für Grobmotoriker!
Finde heraus, in welche verschiedenen Teile ein Baum grob unterteilt ist.
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
Aufgabe 2) Schau Genau!
Schaue dir einen Baumstamm genauer an.
Ein Blick auf die Baumscheibe im Odysseum
verrät dir, in welche Abschnitte ein
Baumstamm unterschieden wird.

Finde heraus, wie die einzelnen Teile 1-6 heißen und welche Funktionen sie haben
oder wie sie beschrieben werden. Fülle die Tabelle stichwortartig aus.
1)
2)
3)
4)
5)
6)
Teil des Baumstammes
Aufgabe 3) Auf Spurensuche!
Funktion
Xxxxxxxxxxxxxx Siehe Aufgabe 4! xxxxxxxxxxxxxxxxx
a) In welchem Teil des Baumstammes wird das Wasser also transportiert?
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________

) Tauche ab, in die Welt des Winzigen, indem du dir die
Rasterelektronenmikroskopaufnahme genauer anguckst. Das Wasser wird, wie du
erkennen kannst, in den „Gefäßen“ transportiert. Beschreibe diese genauer.
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
Aufgabe 4) Ein Exkurs...was uns eine Baumscheibe noch verrät.
Wenn du dir die Baumscheibe nochmals anguckst erkennst du sicherlich die vielen
Ringe. Beantworte folgende Fragen:
a) Wie entstehen die unterschiedlichen Ringe?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
b) Wie unterscheiden sich „Frühholz“ und „Spätholz“ voneinander?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
c) Was bezeichnet man als Jahresring?
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_________________________________________________________________
d) Was verraten uns die verschiedenen Ringe über die Standort- und
Wachstumsbedingungen eines Baumes?
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________

_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
Aufgabe 5) Ein langer Weg!
Schau dir die Zeichnung im Odysseum genau an.
a) Beschreibe den Weg des Wassers.
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_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
b) Was passiert an den Blättern? Stelle eine Vermutung an.
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_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
c) Überprüfe deine Vermutung, indem du den Informationstext neben dem Bild
liest. Lagst du richtig? Erkläre das Phänomen des Verdunstungssoges.
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_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
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d) Schreibe eine Anleitung zum im Odysseum beschriebenen Versuch zur
Kapillarkraft. Führe den Versuch zum späteren Zeitpunkt in der Schule durch.
Versuch zum Thema: ____________________________________________
Versuchsmaterial: ____________________________________________
____________________________________________
Versuchsdurchführung: ____________________________________________
Versuchsskizze:
____________________________________________
____________________________________________
____________________________________________
____________________________________________
Versuchsbeobachtung: ____________________________________________
____________________________________________
Versuchserklärung: ____________________________________________
_________________________________________________
_________________________________________________
_________________________________________________
_________________________________________________

e) Welche dritte Kraft hilft dem Baum beim Wassertransport? Fülle folgenden
Lückentext aus.
Wie du bereits erfahren hast sorgt der _________________________ dafür, dass
das Wasser durch Unterdruck nach oben gezogen wird. Was ist aber, wenn z.B.
im _____________________________ noch keine Blätter an den Bäumen sind?
Dann hilft neben den Kapillarkräften zusätzlich der
___________________________________, um das Wasser nach oben zu
transportieren. Das _________________________ von
_________________________an den Wurzeln des Baumes erleichtern
________________________________. Der Wurzeldruck wirkt beim
Wassertransport nur unterstützend, da er alleine das Wasser nur
____________________________ hoch in den _______________________
transportieren könnte.
Aufgabe 6) Dein bisheriges Ergebnis!
Fasse dein bisheriges Wissen zum Thema „Wie transportieren Bäume Wasser?“
in ganzen Sätzen zusammen. Schreibe einen zusammenhängenden Text.
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_______________________________________________________________

Aufgabe 7)
Vergleiche deine Zusammenfassung mit deiner Vermutung, die du ganz am
Anfang zur Problemfrage „Wie transportieren Bäume das Wasser?“ formuliert
hast. Lagst du mit deiner Vermutung richtig?
a) Was hast du heute dazu gelernt. Notiere.
� ___________________________________________________________
� ___________________________________________________________
� ___________________________________________________________
� ___________________________________________________________
� ___________________________________________________________
� ___________________________________________________________
� ___________________________________________________________
b) Welche Fragen hast du noch? Worüber würdest du gerne noch mehr erfahren?
Notiere.
� ___________________________________________________________
� ___________________________________________________________
� ___________________________________________________________
� ___________________________________________________________
� ___________________________________________________________
� ___________________________________________________________

II Arbeitsblätter mit Lösungen (Nachbereitung)
Alle Lösungen stammen inhaltlich den Informationstexten und Abbildungen des
Odysseums.
An vielen Stellen Bedarf es einer Vertiefung der Lerninhalte! (siehe vertiefende
Unterrichtsvorschläge)
- Meine Vermutung: individuelle Formulierung
Aufgabe 1) Wurzel, Stamm, Blätter
Aufgabe 2)
Teil des Baumstammes
1)
Borke
2)
Bast
3)
Kambium
4)
Splintholz
5)
Jahresringe
6)
Kernholz
Äußere Teil der Rinde
Funktion/ Beschreibung
Innere Teil der Rinde, Versorgungsleitungen,
Nährstofftransport
Wachstumsgewebe, zwischen Rinde und Splintholz,
nach außen wächst die Rinde, nach innen Holzzellen
Junges, aktives Holz, Wasser und Nährstofftransport
Innere Holz, nicht aktiv (tot), kein Transport

Aufgabe 3)
a) Das Wasser wird im Splintholz, dem neu gebildeten Holz, transportiert.
b) Die Gefäße sehen aus wie langgestreckte, runde Röhrchen.
Aufgabe 4)
a) Die unterschiedlichen Ringe entstehen durch unterschiedliche
Wachstumsphasen.
b) Frühholz wächst im Frühjahr und ist heller. Spätholz wächst im Herbst und ist
dunkler.
c) Immer ein heller und ein dunkler Ring bilden zusammen einen Jahresring.
d) Breite Ringe verraten uns, dass der Baum in dem Jahr ausreichend Wasser/
Feuchtigkeit zur Verfügung hatte und somit stark wachsen konnte. Schmale
Ringe hingegen deuten auf trockenes Wetter hin. Der Baum konnte aufgrund
von Trockenheit nicht so stark wachsen.
Aufgabe 5)
a) Das Wasser, welches sich im Boden befindet, wird durch die Wurzeln
aufgenommen. Der Transport erfolgt im Splintholz des Stammes über die
Gefäße bis hin zu den Blättern der Baumkrone.
b) Individuelle Formulierung
c) An den Blättern befinden sich Spaltöffnungen. Durch diese Öffnungen
entweicht das Wasser , welches auf der Oberfläche der Blätter dann
verdunstet. Dadurch entsteht in den Gefäßen ein Unterdruck, der das Wasser
entgegen der Schwerkraft bis in die Baumkrone nach oben zieht.
d) Versuch zum Thema: Kapillarkräfte
Versuchsmaterial: Becherglas, Wasser, Strohhalm
Versuchsdurchführung: Fülle das Becherglas zur Hälfte mit Wasser. Tauche
nun den Strohhalm senkrecht in das Wasser.
Versuchsskizze:
Strohhalm
Becherglas
Wasser

Versuchsbeobachtung: Das Wasser steigt in der engen Röhre ein Stück gegen die
Schwerkraft nach oben.
Versuchserklärung: Kapillarkräfte wirken in dünnen Röhren, bzw. in Hohlraümen,
die einen sehr kleinen Innendurchmesser haben. Diese
Hohlräume werden auch Kapillaren genannt. Diese
Bezeichnung stammt vom lateinischen Wort „capillus“ ab,
was „Haar“ bedeutet. Je dünner die Kapillare ist desto stärker
sind die Kapillarkräfte, die der Schwerkraft entgegen wirken.
(weitere Versuche mit Röhren unterschiedlichem
Durchmesser ratsam und evtl. Versuche zu Kohäsionskräften
und Adhäsionskräften)
e)
Wie du bereits erfahren hast sorgt der Verdunstungssog dafür, dass das
Wasser durch Unterdruck nach oben gezogen wird. Was ist aber, wenn z.B. im
Frühjahr noch keine Blätter an den Bäumen sind? Dann hilft neben den
Kapillarkräften zusätzlich der Wurzeldruck, um das Wasser nach oben zu
transportieren. Das Einströmen von Wasser an den Wurzeln des Baumes
erleichtern chemische Vorgänge. Der Wurzeldruck wirkt beim Wassertransport
nur unterstützend, da er alleine das Wasser nur wenige Meter hoch in den
Stamm transportieren könnte.
Aufgabe 6) individuelle Lösung
Aufgabe 7) individuelle Lösung