Aufgabenblock — AFB III
Zehn Aufgaben zum Beurteilen, Planen und Stellungnehmen. Lösen Sie zuerst die Auswahl, formulieren Sie Ihre Antwort dann in eigenen Worten und vergleichen Sie erst danach mit der Musterlösung.
A Springkraut: große, dünne Blätter, dünne Kutikula, viele Spaltöffnungen auf Höhe der Epidermis.
B Oleander: ledrige Blätter, dicke Kutikula, mehrschichtige Epidermis, Spaltöffnungen in behaarten Krypten.
C Hauswurz: dicke, fleischige Blätter mit Wasserspeichergewebe, kleine Oberfläche.
Ein Balkon liegt den ganzen Tag in der Sonne, gegossen wird nur am Wochenende. Beurteilen Sie die Eignung der drei Pflanzen: Markieren Sie alle zutreffenden Urteile.
Musterlösung anzeigen
Musterlösung: Kriterium ist, ob die Pflanze bei starker Sonne mehrere Tage ohne Wasser auskommt. Springkraut (A) besitzt ein typisches Mesophytenblatt: große, dünne Fläche, dünne Kutikula, Spaltöffnungen an der Oberfläche — es verliert viel Wasser und welkt. Oleander (B) senkt mit dicker Kutikula und Spaltöffnungen in behaarten Krypten die Transpiration; die Haare halten eine feuchte, windstille Luftschicht fest. Die Hauswurz (C) speichert Wasser und hat eine kleine Oberfläche.
Urteil: B und C sind geeignet, A nicht. Die Merkmale sind erblich (Angepasstheit) — keine der Pflanzen baut ihre Blätter in wenigen Tagen um.
„Unsere blauen Pflanzen-LEDs (450 nm) treiben die Fotosynthese stärker an als rote (680 nm): Blaue Photonen tragen viel mehr Energie. Pro Watt Strom wachsen Ihre Tomaten deshalb schneller.“
Nehmen Sie Stellung zur Werbung: Prüfen Sie zuerst jede Aussage, die in Ihre Stellungnahme eingehen soll.
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Musterlösung: Richtig ist, dass ein blaues Photon (450 nm, ≈ 2,76 eV) etwa 1,5-mal so viel Energie trägt wie ein rotes (680 nm, ≈ 1,82 eV). Das Chlorophyll gelangt dabei aber in den Zustand S₂ und fällt in Bruchteilen einer Pikosekunde strahlungslos auf S₁ zurück; der Überschuss wird Wärme. Über den Energietrichter erreicht das Reaktionszentrum je Photon dieselbe Anregungsenergie — eine Ladungstrennung pro Photon.
Bei gleicher elektrischer Leistung liefert eine rote LED deshalb mehr Photonen und damit mehr Ladungstrennungen. Meine Position: Die Werbung geht von einer richtigen Tatsache aus, zieht aber den falschen Schluss. Pro Watt ist rotes Licht mindestens ebenso wirksam; blaues Licht kann aus anderen Gründen (z. B. Wuchsform) sinnvoll ergänzt werden.
Atmungsrate R = 1 µmol O₂ · h⁻¹ (Tag und Nacht gleich). Im Licht gilt bis 8 klx annähernd \(P_\text{netto}=0{,}5\cdot I-1\) (I in klx, P in µmol O₂ · h⁻¹), darüber Lichtsättigung. Die Pflanze steht täglich 12 h im Licht und 12 h im Dunkeln.
Mögliche Standorte: A Flur 1,5 klx · B Zimmermitte 3 klx · C Nordfenster 6 klx · D Südfenster 25 klx
Die Pflanze soll wachsen, aber möglichst wenig Platz am Fenster wegnehmen. Legen Sie die nötige Mindest-Lichtintensität fest und legen Sie sich auf den Standort mit dem geringsten Licht fest, an dem die Tagesbilanz noch positiv ist.
| Festlegung | Ihre Angabe |
|---|---|
| Mindest-Lichtintensität für eine ausgeglichene Tagesbilanz in klx | |
| gewählter Standort (Buchstabe) |
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Musterlösung: Am Lichtkompensationspunkt (hier 2 klx) wäre nur die Bilanz während der Lichtphase ausgeglichen; die nächtliche Atmung bliebe ungedeckt. Für die Tagesbilanz gilt \(12\,\mathrm{h}\cdot(0{,}5\cdot I-1)=12\,\mathrm{h}\cdot1\), also \(I=4\,\mathrm{klx}\).
Festlegung: Standort C (6 klx) — Tagesbilanz \(12\cdot2-12=+12\,\mu\mathrm{mol\,O_2}\). A und B liegen unter 4 klx (negative Bilanz), D wäre möglich, ist aber nicht der Standort mit dem geringsten ausreichenden Licht.