Phototropismus und Gravitropismus. Spielerische Experimente mit Pflanzenbewegungen für Kinder im Grundschulalter


Bachelorarbeit, 2015

40 Seiten, Note: 2,0


Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

1. Einleitung. 3

2. Phototropismus und Gravitropismus als Beispiele für Pflanzenbewegungen. 4
2.1 Phototropismus. 4
2.1.1 Aufbau der primären Sprossachse. 4
2.1.1.1 Äußerer Aufbau. 4
2.1.1.2 Innerer Aufbau. 5
2.1.2 Ablauf des Phototropismus. 6
2.1.2.1 Einfluss von Auxin. 6
2.1.2.2 Aufnahme des Lichtes. 7
2.1.2.3 Transport von Auxin. 8
2.1.3 Vorteile für die Pflanze. 8
2.2 Gravitropismus. 9
2.2.1 Aufbau der Wurzel 9
2.2.1.1 Wurzelsysteme. 9
2.2.1.2 Innerer Aufbau. 10
2.2.2 Theorien zum Ablauf. 10
2.2.3 Vorteile für die Pflanze. 12
3. Experimentieren als Methode im Sachunterricht 13

4. Durchführung von Experimenten in der Grundschule. 14
4.1 Bedingungen an der Schule. 14
4.2 Die Arbeitsgemeinschaft 15
4.3 Durchführung der Experimente. 15
4.3.1 Thema Phototropismus. 15
4.3.1.1 Einführung in das Thema. 15
4.3.1.2 Realisierung. 16
4.3.2 Thema Geotropismus. 17
4.3.2.1 Einführung in das Thema. 17
4.3.2.2 Realisierung. 18
4.4 Reflexion. 18

5. Fazit und pädagogische Schlussfolgerung. 20

Literaturverzeichnis. 22

Anhang. 23

1. Einleitung

Das Experimentieren und Ergründen von Sachverhalten liegt nach wie vor in der Natur von Kindern. Doch leider haben sich die Lebenssituation von Kindern und ihre Erfahrungsmöglichkeiten in den letzten Jahren stark verändert (vgl. Von Reeken 2011, S.4). Die meisten Kinder nehmen die Natur nur noch unbewusst oder beiläufig wahr und der Zugang zu der „realen“ Welt verschließt sich mehr und mehr. Technische Medien wie Fernseher oder Computer haben mittlerweile einen großen Einfluss- bereits auf Kinder im Grundschulalter. Um dieser Natur- Entfremdung der modernen Kindheit entgegen zu wirken, müssen Kinder wieder mehr sensibilisiert werden für den Umgang mit der Natur und ihrer Umwelt.

Das Grundschulfach Heimat- und Sachunterricht spielt dabei eine große Rolle und hat aus didaktischer Sicht den Auftrag, Schüler und Schülerinnen dabei zu unterstützen, Zusammenhänge und Phänomene der Umwelt wahrzunehmen, zu erkennen und diese auch zu verstehen (vgl. GDSU 2013, S. 9). Das Fach soll das Interesse an der Umwelt erhalten und fördern, sodass die Schüler und Schülerinnen einen verantwortungsvollen Umgang mit der Natur erlangen. Um diesem Ziel folgen zu können, muss ihnen die Abhängigkeit der lebenden von der nicht lebenden Natur bewusst werden (vgl. GDSU 2013, S. 41).

Welches Wissen und welche Fähigkeiten sich die Grundschüler von der Schuleingangsphase bis zum Ende der 4. Klassenstufe aneignen sollten, ist im Thüringer Lehrplan der Grundschule für Heimat- und Sachkunde festgelegt. Zu diesem Inhalt findet man näheres unter dem Gliederungspunkt „2.1 Lebewesen und Lebensräume“. Unter dem Aspekt Methodenkompetenz der 4. Klasse heißt es: „Der Schüler kann Erkundungen in die Lebensräume durchführen und dokumentieren“, außerdem kann er „(…) Erkundungsaufträge erfüllen“ (Thüringer Ministerium für Bildung, Wissenschaft und Kultur 2010, S.12). Der Begriff des Experimentierens schließt verschiedene Arbeitsweisen wie das Aufstellen von Vermutungen, das Planen, Durchführen und Auswerten eines Versuchs, sowie das Erstellen eines Protokolls mit ein (vgl. Thüringer Ministerium für Bildung, Wissenschaft und Kultur 2010, S.7).

Besonders bei Kindern im Grundschulalter ist es wichtig, neue Erkenntnisse und neues Wissen so praxisnah wie möglich zu lehren. Doch welche Möglichkeiten eignen sich am besten, praxisnah zu arbeiten? Ist naturwissenschaftliches Lernen mit Hilfe von Experimenten schon mit Kindern in der Grundschule empfehlenswert und wenn ja, aus welchen Gründen?

Diese Arbeit beschäftigt sich mit der experimentellen Erschließung von bestimmten Pflanzeneigenschaften. Es handelt sich um zwei bedeutsame Bewegungen, die Pflanzen durchführen können. Zum einen ist das ihre Reaktion auf die Einwirkung von Licht, zum anderen auf die Schwerkraft. Um hierfür ein Hintergrundwissen zu schaffen, werde ich zunächst auf die in den Pflanzen stattfindenden Vorgänge eingehen.

Im Weiteren werde ich über die Durchführung von zwei verschiedenen Experimenten mit Grundschülern berichten, diese reflektieren und im Anschluss auswerten. Die beiden Experimente beziehen sich jeweils auf eine der Pflanzenbewegungen. Vorher werde ich die Methode „Experimentieren“ vorstellen und versuchen, ihre Vor- und Nachteile zu beleuchten.

Tiere sind imstande, ihren Instinkten zu folgen und ihren Aufenthalt zu wechseln, wenn sich ihre Umgebung verändert. Doch wie sieht es bei den Pflanzen aus? Sie haben im Gegensatz zu anderen Lebewesen nicht die Möglichkeit, ihre Lebensbedingungen zu verändern. Wo sie wachsen, dort bleiben sie. Wie können sie sich an Veränderungen der Lichtverhältnisse und der Schwerkraft anpassen? Und warum sind sie so abhängig von diesen Fähigkeiten?

2. Phototropismus und Gravitropismus als Beispiele für Pflanzenbewegungen

Die Fähigkeit, die Pflanzen dabei hilft sich an eine verändernde Umwelt anzupassen, wird als Tropismus[1] bezeichnet. Es handelt sich um Pflanzenbewegungen, die durch äußere Reize hervorgerufen werden. Je nach der Reizquelle werden mehrere Tropismen unterschieden. Die Reize, die auf die Pflanze wirken, bestimmen die Richtung in die sie sich bewegen- führt diese dem Reiz entgegen, spricht man von einem positiven Tropismus, führt sie von ihm weg, so ist es ein negativer Tropismus. (vgl. Raven 2006, S.709).

2.1 Phototropismus

Der Phototropismus[2] ist eine Art dieser Anpassungsfähigkeiten bei Pflanzen. Es handelt sich um eine Bewegung von Pflanzen, um auf Licht zu reagieren. Die Richtung dieser Bewegung ist also abhängig von dem Einfall des Lichtes.

Um die Vorgänge während des Phototropismus` zu verstehen, möchte ich zunächst mitwirkende Bestandteile in der Pflanze darstellen. Hierfür ist lediglich der primäre Aufbau der Sprossachse relevant. Wie sich der Vorgang innerhalb der Pflanze abspielt, wird ebenfalls im Nachfolgenden dargestellt.

2.1.1 Aufbau der primären Sprossachse

2.1.1.1 Äußerer Aufbau

Die Sprossachse hat eine große Bedeutung für die Pflanze, denn sie gibt ihr zum einen die nötige Standfestigkeit und ist zum anderen für den Transport von Wasser und Nährstoffen von der Wurzel zu den Blättern zuständig. Betrachtet man eine Pflanze von außen, so erkennt man als Erstes den Spross, zu dem der gesamte Teil oberhalb der Erde gehört.

Das Sprossstück oberhalb der Wurzel bis zum ersten Blatt heißt Hypokotyl, darüber liegt das Epykotyl (vgl. Lüttge 2005, S. 409). (siehe Abb. 1) An dem obersten Ende der Pflanzen befindet sich das sogenannte Apikalmeristem, welches für die Bildung von Zellen für die Verlängerung der Pflanze und ebenso für die Ausbildung neuer Blätter und Knospen zuständig ist. Entlang der Sprosse findet man die Blatt- und Knospenanlagen und Phytomere. Letzteres umfasst jeweils ein Blatt, ein Nodium[3], ein Internodium und eine Achselknospe. (siehe Abb. 2) Die sogenannten Blattprimordien[4] sind für die Ausbildung der Blätter zuständig, die Knospenanlagen für die Seitenzweige an dem Spross. (vgl. Raven 2006, S.625).

Weiter unten an dem Knoten des Hypokotyls[5] der Pflanze befinden sich die Kotyledonen, oder auch Keimblätter. Sie bestehen nur aus einigen wenigen Zellschichten und haben einen simpleren Aufbau als die Folgeblätter. Keimblätter sind bereits bei der Entwicklung des Pflanzlichen Embryos im Samen angelegt. Sie verhelfen dem zarten Trieb durch die Erde an die Oberfläche zu stoßen. Oben angekommen wachsen sie dann nicht mehr weiter, sodass der Trieb ungehemmt aufwärts treiben kann (vgl. Purves 2011, S. 905). Während dicotyle[6] Pflanzen meist zwei Keimblätter entwickeln, haben monocotyle [7] dagegen nur eins (vgl. Throm 1993, S. 162).

2.1.1.2 Innerer Aufbau

Wie die Aufgaben der Sprossachse bereits verraten, sind an ihrem inneren Aufbau stets Leit-, Festigungs- und Grundgewebe (Parenchym) beteiligt, um die Standfestigkeit und den Transport von Nährstoffen zu gewährleisen. Weiterhin beinhaltet der Spross Abschlussgewebe, das für den Zusammenhalt der verschiedenen Schichten sorgt (vgl. Kull 2005, S. 98, 99). Diesen drei Verbänden von Zellen werden alle Bestandteile der Sprossachse ihren Funktionen nach zugeordnet.[8]

Bei den dikotylen und monokotylen Pflanzen ist der innere Aufbau der Sprossachse unterschiedlich gegliedert.

Der Spross wird bei den dicotylen Pflanzen durch eine Schicht aus Epidermis- Zellen nach außen abgegrenzt. Darunter befindet sich ein mehrschichtiges Festigungsgewebe, die primäre Rinde (vgl. Throm 1993, S. 94). Diese besteht aus der Hypodermis, dem Rindenparenchym [9], welches der Photosynthese dient und einer Stärkescheide.

Letzteres besitzt in ihren Zellen stärkehaltige Plastide, die sogenannten Amyloplasten. Es folgt ein miteinander verbundenes, in sich verzweigtes System, bestehend aus Leitbündeln. Umgeben von einem Sclerenchym-Gewebe[10] und durch Markstrahlen voneinander getrennt, liegen diese Leitbündel im Kreis angeordnet. (siehe Abb. 3) Bei den Dikotylen Sprossachsen liegen sie offen vor und besitzen ein Cambium [11].

Vollständige Leitbündel bestehen stets aus Phloem und Xylem, deren gemeinsame Anordnung den Leitbündeltyp bestimmt. Beide haben die Aufgabe, Stoffe durch die Sprossachse zu transportieren. Bei den Phloemen werden organische Stoffe aus den Blättern durch Siebröhren und Geleitzellen in die Pflanze verteilt. In den Xylemen bewegen sich Wassermoleküle und Nährsalze in sogenannten Tracheiden und Tracheen (vgl. Lüttge 2005, S. 417).

Im Zentrum der Sprossachse befindet sich das Gewebe Markparenchym, ein farbloses Speichergewebe (vgl. Kull 2005, S.117). Die Gesamtheit der Gewebe innerhalb der Stärkescheide wird auch als Zentralzylinder bezeichnet.

[...]


[1] griech.: „trópos“ = Wendung, Richtung (vgl. Raven 2006, S.888)

[2] griech.: „photós“; „trópos“ = Lichtwendung (vgl. Raven 2006, S.877)

[3] Knoten (vgl. Raven 2006, S.625)

[4] Blattanlage (vgl. Brechner 2005)

[5] Abschnitt der Sproßachse unterhalb der Keimblätter (vgl. Kull 2005, S. 113)

[6] zweikeimblättrige Pflanzen/ Dykotyledonae (vgl. Brechner 2005)

[7] einkeimblättrige Pflanzen/ Monokotyldonae (vgl. Brechner 2005)

[8] Für weitere Informationen siehe (vgl. Kull 2005, S. 97 ff.).

[9] Grundgewebe der primären Rinde (vgl. Brechner 2005)

[10] Festigungsgewebe englumiger Zellen, bestehend aus abgestorbenen Inhalt (vgl. Kull 2005, S.104)

[11] Teilungsgewebe, das für das sekundäre Dickenwachstum zuständig ist

Ende der Leseprobe aus 40 Seiten

Details

Titel
Phototropismus und Gravitropismus. Spielerische Experimente mit Pflanzenbewegungen für Kinder im Grundschulalter
Hochschule
Universität Erfurt
Note
2,0
Autor
Jahr
2015
Seiten
40
Katalognummer
V334572
ISBN (eBook)
9783668248243
ISBN (Buch)
9783668248250
Dateigröße
4382 KB
Sprache
Deutsch
Schlagworte
Phototropismus, Gravitropismus, Sachunterricht, Grundschule, Pflanzenbewegung, Pflanzenkunde, Experimente, Experimente mit Kindern
Arbeit zitieren
Bianca Bürger (Autor), 2015, Phototropismus und Gravitropismus. Spielerische Experimente mit Pflanzenbewegungen für Kinder im Grundschulalter, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/334572

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