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Fotosynthese

Beurteilen, widerlegen, planen — hier zählt Ihr eigenes Urteil, gestützt auf Fachwissen.

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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.

A1
Pflanzen für den Südbalkon
AFB III
Material: Drei Balkonpflanzen

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.

Mehrere Antworten können richtig sein. Markieren Sie alle zutreffenden und klicken Sie dann auf „Prüfen“.
Das Urteil stützt sich auf Struktur und Funktion: Xeromorphe Merkmale (B) und Wasserspeicher (C) sichern die Wasserversorgung; das Mesophytenblatt (A) welkt. Haare verstopfen nichts, und erbliche Blattmerkmale ändern sich nicht in wenigen Tagen.
Strategie: Kriterium festlegen (Wasserverlust bzw. Wasservorrat) und jede Pflanze daran messen.Warum so? Ein Urteil braucht einen Maßstab — hier: Übersteht die Pflanze eine Woche Sonne ohne Wasser?
Lösungsskizze: A: Mesophyt, hohe Transpiration → ungeeignet · B: Xerophyt → geeignet · C: Sukkulente → geeignet.
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.

A2
Pflanzen im Schlafzimmer
AFB III

These: „Zimmerpflanzen im Schlafzimmer sind ungesund, weil sie nachts Sauerstoff verbrauchen.“ Nehmen Sie Stellung zur These: Prüfen Sie zuerst jede Aussage, die in Ihre Stellungnahme eingehen soll.

5 Aussagen nacheinander. Eine falsche Einschätzung reicht — dann starten Sie die Serie mit „Neue Runde“ neu.
Aussage 1 von 5

Eine Stellungnahme wägt ab: Richtig ist, dass Pflanzen nachts O₂ verbrauchen. Die Menge ist aber im Verhältnis zum Luftvolumen des Raums und zum Verbrauch des Menschen vernachlässigbar.
Strategie: Die Behauptung in Beobachtung und Folgerung zerlegen und beides einzeln prüfen.Warum so? Oft ist die Beobachtung richtig und nur die Folgerung überzogen — genau das muss eine Stellungnahme herausarbeiten.
Lösungsskizze: Atmung nachts: ja · Fotosynthese nachts: nein · Menge: sehr gering → These überzogen.
Musterlösung anzeigen

Musterlösung: Zutreffend ist, dass Pflanzen auch nachts Zellatmung betreiben und O₂ aufnehmen, während die Fotosynthese ohne Licht ruht. Tagsüber liegt ihre Nettobilanz bei ausreichend Licht jedoch im Plus.

Entscheidend ist die Menge: Die Atmungsrate einiger Zimmerpflanzen ist im Vergleich zu der eines schlafenden Menschen sehr gering, und die Raumluft enthält rund 21 % O₂. Meine Position: Die These geht von einer richtigen Beobachtung aus, ihre Folgerung ist aber übertrieben — ein Gesundheitsrisiko besteht nicht.

A3
Der richtige Standort
AFB III
Material: Grünlilie (Modellwerte)

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.

Füllen Sie alle Felder aus und prüfen Sie dann. Enter in einem Feld prüft ebenfalls. Dezimalzahlen mit Komma oder Punkt.
FestlegungIhre Angabe
Mindest-Lichtintensität für eine ausgeglichene Tagesbilanz in klx
gewählter Standort (Buchstabe)
Tagesbilanz: \(12\cdot(0{,}5I-1)-12\cdot1\ge0\Rightarrow0{,}5I\ge2\Rightarrow I\ge4\,\mathrm{klx}\). Standort B (3 klx) liefert −6 µmol pro Tag, C (6 klx) +12 µmol. D wäre auch geeignet, braucht aber den begehrten Südfensterplatz.
Strategie: Nicht nur den Lichtkompensationspunkt betrachten, sondern die ganze 24-h-Bilanz.Warum so? Nachts atmet die Pflanze weiter — der Überschuss des Tages muss das ausgleichen.
Lösungsskizze: Tag: 12 · (0,5 I − 1), Nacht: −12 · 1; Summe ≥ 0 → I ≥ 4 klx → Standort C.
Musterlösung anzeigen

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.