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ÜBUNGEN
zur PHS-Vorlesung in PFLANZENBIOLOGIE
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| BIO-Startseite |
30.05.2002
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Einleitende Überlegungen
Probleme lösen sind ein wichtiges Hilfsmittel, um selbstständiges Lernen zu fördern. Die im Vorlesungsskript jeweils am Ende der Kapitel gestellten Probleme sind verschiedenen Schwierigkeitsstufen zuzuordnen. Selbstständiges Lernen kennzeichnet sich dadurch aus, dass es unter der Kontrolle des Lernenden stehen sollte. Dazu sind 5 Merkmale notwendig:
1. Der Lernende muss erkennen, was er lernen soll.
Die gestellten verschiedenen Fragetypen sind eine Orientierungshilfe durch die Stofffülle. Der Lernende soll bei der Beantwortung merken, wo Wissenslücken vorhanden sind und so zur Auseinandersetzung mit den Informationsgrundlagen (Skript Humanbiologie, Pflichtliteratur, evtl. zusätzliche Informationsquellen) anregen.
2. Selbstständiges Lernen gelingt nur, wenn die Lernenden über ausreichende geordnete kognitive Wissenstrukturen ("geistiges Gerüst bzw. Skelett") verfügen, um die neuen Informationen "einbauen" zu können.
Das Vorwissen muss daher trag- und ausbaufähig sein. Dieses "geistige Gerüst" muss der Lerner selber aufbauen, es ist ein aktiver, konstruktiver, kumulativer und zielorientierter Prozess (sog. Konstruktivismus). Hilfen dazu bieten die Zusammenfassungen sowie die als "Konzepte" bzw. "Konzeptkarte" gestellten Fragen.
3. Die Lernenden müssen über geeignete Lern- und Arbeitstechniken verfügen.
Dazu gehören einfache Arbeitstechniken wie Lesetechniken, Organisation des Arbeitsplatzes, feste Lernzeiten, Arbeitsdisziplin u.v.a. und Instrumente der Informationsbeschaffung und Verarbeitung (z.B. Lehrbuch, Nachschlagewerke, Zugriff auf Datenbanken [Bibliothek, via Internet u.a.], Lernstrategien).
4. Die Lernenden müssen ihren eigenen Lernfortschritt überwachen und abschätzen können (eigenes Lernen reflektieren).
Dazu hilft dieser vorliegende Lösungsschlüssel, da er einen mindestens teilweisen Soll-Ist-Vergleich zulässt. Bei Abweichungen von der erwarteten Antwort müssen Teile des Lernprozesses verbessert wiederholt werden, evtl. mit neuer Lernstrategie.
5. Motivation und Konzentration lassen sich auf längere Zeit nur aufrecht erhalten, wenn die Lernenden gutes Feedback im Hinblick auf Lernprozesse und Lernergebnisse erhalten.
Lösungsskizzen ermöglichen dies teilweise mindestens bezüglich der Lernergebnisse.
Das rasche Überfliegen der Fragen und das sofortige Nachschlagen der Antworten ist kein geeigneter Pfad auf dem Weg zum Lernerfolg!
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| Fragetypen: |
F: Fragen, P: Problemlösen, K: Konzepte, L: Lernen,
S: Schulbiologische Anwendungen. |
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 : Internetsuchstrategie |
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ÜBUNGEN zur "Biologie der Pflanzen"
zu den Lösungeni...(Z(Zugang nur mit Passwort)
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Pflanzenbiologie Kap. 1: Einführung
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F1: Einmalige Pflanzenmerkmale:
Welche Merkmale sind einmalig und charakteristisch für Pflanzen?
F2: Oberflächen - innere und äussere:
Warum haben Pflanzen riesige äussere Oberflächen und Tiere grosse innere Oberflächen?
F3: Pflanzen im Jahres- und Lebenslauf:
Bei welchen Anlässen im Jahres- oder Lebenslauf haben Pflanzen eine besondere Bedeutung?
F4: Fossile und nachwachsende Rohstoffe:
Worin unterscheiden sich fossile Rohstoffe (Bsp. Erdöl, Kohle) von den nachwachsenden Rohstoffe (Bsp. Rapsöl)?
P5: Pflanzenstudium:
Warum lohnt es sich, das Leben der Pflanzen zu erforschen?
P6: Naturwissenschaftliche Methode zur Pflanzenerforschung:
6.1: Naturwissenschaftliche Methode: Was versteht man unter der "naturwissenschaftlichen Methode"?
6.2: Pflanzenbiologische Forschung: Pflanzenbiologen wenden ebenfalls naturwissenschaftliche Methoden zur Erforschung der Pflanzenwelt an. Zeigen Sie das an einem Beispiel auf!
P7: Überbevölkerung und Pflanzen:
Wie beeinflusst die sog. "globale Überbevölkerung" die "botanische Welt"?
K8: Organismen namens "Pflanzen":
Welche Organismen werden zur Gruppe der "Pflanzen" gestellt?
K9: Pflanzen, Pilze und Bakterien:
9.1: arum sind eigentlich Pilze keine Pflanzen?
9.2: Worin unterscheiden sich Pilze von Bakterien?
K10: Bestimmungsschlüssel:
Stellen Sie einen möglichst einfachen Bestimmungsschlüssel zur Unterscheidung von Pflanzen, Pilzen, Bakterien und Tieren zusammen!
K11: Pflanzenbiotechnologie:
"Pflanzenbiotechnologie wird eine Milliardenindustrie werden, die jeden Aspekt unseres Lebens und das der Gesellschaft verändern wird!"
Was können Sie sich unter dieser Behauptung aus einer Fachzeitschrift vorstellen? Geben Sie möglichst konkrete Beispiele an.
K12: Nachwachsende Rohstoffe:
12.1: Industriepflanzen: Stellen Sie in Form einer Tabelle zusammen: "Industriepflanzen", daraus gewonnene Rohstoffe, daraus hergestellte Produkte.
12.2: CO2-neutral: Nachwachsende Rohstoffe sind weitgehend "kohlenstoffdioxidneutral". Was heisst das?
Weshalb ist aber der Anbau von nachwachsenden Rohstoffen nicht vollständig "kohlenstoffdioxidneutral"?
L13: Pflanzen als "biologisch wichtigste Organismen":
Wieso dürfte man Pflanzen als die "biologisch wichtigsten Organismen" bezeichnen?
L14: Liste bedeutender Pflanzen:
Stellen Sie eine Liste mit den bedeutendsten Nahrungspflanzen zusammen!
L15: Experimentelles Design:
Ein Mann kommt in die Arztpraxis mit schweren Magenkrämpfen. Er hatte bislang nur einen Schokolade-Milchshake zu sich genommen. Der Arzt weiss, dass manche Menschen eine Schokolade-Allergie haben und dass einige eine sog. Laktose-Intoleranz (Laktose = Milchzucker) aufweisen. Laktose-Intoleranz erschwert die Verdauung von Milchprodukten und kann zu Magenkrämpfen führen. Der Milchshake enthält natürlich sowohl Milch als auch Schokoladenbestandteile.
Der Arzt müsste jetzt dem Patient den Ratschlag erteilen, entweder Schokolade zu meiden, oder Milchprodukte zu meiden, oder gar beides! Die Magenkrämpfe könnten natürlich ebenso auf noch andere Ursachen zurückzuführen sein.
Entwickeln Sie ein Experiment, das dem Arzt die notwendigen Entscheidungshilfen liefern könnte!
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S16: Zeichen des Lebens, auch bei Pflanzen:
Auch pflanzliches Leben äussert sich durch verschiedenste Lebenszeichen. Ergänzen Sie die nebenstehende Abb. mit den dazu typischen Stichworten wie Bewegung, ..... .
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S17: Pflanzennutzung:
Stellen Sie eine Liste von Stoffen zusammen, die für Mensch und Tier als Nahrung bzw. als Rohstoff für Heilmittel und Kosmetika dienen!
Ermitteln Sie, welcher dieser Stoffe auf Rohstoffen beruhen, die von Pflanzen produziert werden!
Fertigen Sie dazu eine Tabelle nach folgendem Muster an:
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Verwendete Stoffe
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Rohstoffe als Grundlage
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Pflanzen, die diesen Rohstoff produzieren
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z.B. Birkenhaarwasser
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Birkensaft
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Pflanzenbiologie Kap. 2: Vom Samen zum Keimling
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Fl: Umweltfaktoren der Keimung:
Nennen Sie zwei Umweltfaktoren, welche die Keimung von Samen beeinflussen!
F2: Umweltbedingungen der Samenentwicklung:
Nennen Sie sechs Umweltbedingungen, welche die Entwicklung der Samenpflanzen beeinflussen können!
F3: Nährstoffspeicherung:
Viele Samen speichern ihren Nährstoff hauptsächlich als Fett und nicht als Kohlenhydrat. Nennen Sie einige Beispiele solcher Samen!
F4: Phytohormone:
Wachstums- und Entwicklungsvorgänge von Pflanzen werden durch Hormone gesteuert. Nennen Sie Beispiele für die Wirkung und Anwendung von Phytohormonen!
P5: Aussaattermine:
Viele Pflanzensamen werden in den Gärten vor allem im zeitigen Frühjahr oder ab Ende Juli ausgesät (z.B. Radieschen, Kopfsalat, Knollenfenchel, Chinasalat). Warum wählt der Gärtner diese Aussaattermine?
P6: Keimungshemmung:
Worin liegt der biologische Sinn der Keimungshemmung?
K7: Samenbanken:
Welche Idee steckt hinter den Samenbanken?
K8: Konzept "Samen":
Versuchen Sie, das Konzept "Samen" zu formulieren!
L9: Experimente zu Keimungsfaktoren:
Planen Sie je ein Experiment, mit dem Sie nachweisen können, dass Samen nicht ohne 1. Wasser, 2. Sauerstoff und 3. ohne eine günstige Temperatur keimen!
L10: Experimente zu "Was brauchen Samen zum Keimen"?
Die folgende Tabelle enthält verschiedenste Keimungsfaktoren. Entwickeln Sie Experimente, mit denen Sie kontrollieren können, welche Faktoren zur Keimung notwendig sind!
S11: Beobachtungsauftrag:
Beschreiben Sie den Verlauf der Keimung bei einer Garten-Bohne, einer Erbse und einem Weizenkorn! Beobachten Sie bei keimenden Pflanzen das Erscheinen der Wurzel und des Sprosses!
S12: Samensammlung:
Legen Sie eine Samensammlung in durchsichtigen Kunststoffbehältern an. Welche Samen würden Sie warum sammeln?
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Pflanzenbiologie Kap. 3: Wachstum und Entwicklung
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F1: Wachstumsarten:
Welche Arten von Wachstum kann man in einer Pflanze unterscheiden?
F2: Phytohormone:
Wachstums- und Entwicklungsvorgänge von Pflanzen werden durch Hormone gesteuert. Nennen Sie Beispiele für die Wirkung und Anwendung von Phytohormonen!
P3: Frühjahrs-Saftstrom:
Im Frühjahr werden häufig Bäume (z.B. Birke, Ahorn in Kanada und USA [Ahornsirup]) zur Gewinnung von Stoffen angebohrt. Welche Stoffe sind in dem aufsteigenden Saftstrom wohl vorhanden? Welche Bedeutung hat der aufsteigende Saftstrom für die Pflanzen?
P4: Intensität Stoff-/Energiewechsel:
Warum wird das Wachstum von Pflanzen sehr stark von der Intensität des Stoff- und Energiewechsels beeinflusst?
P5: Beobachtbare Phänomene:
Die Blütenblätter der Tulpe haben beim ersten Öffnen eine Länge von 3 cm. Nach dem Öffnen und Schliessen an mehreren Tagen sind sie 7 cm lang. Erklären Sie diese Beobachtungsergebnisse!
P6: Streckungswachstum:
Pflanzenteile, die sich im Streckungswachstum befinden, sind sehr weich und leicht verletzbar. Warum?
Warum wird die sich streckende Wurzel relativ selten zerstört, obwohl sie sich durch den Boden vorschiebt?
P7: "Lästige" Gartenwinde:
Die Bekämpfung der Gartenwinde erfolgt von vielen Gartenbesitzern, die ohne “chemische Keule“ auskommen möchten, durch das Abdecken der Sprossachse mit einem Blumentopf, dessen Abzugsloch verschlossen ist. Warum stirbt die Ackerwinde im Blumentopf ab?
L8: Teilungswachstum:
Wo an der Pflanze könnte man das Teilungswachstum mit Hilfe eines Lichtmikroskops am besten beobachten?
L9: Versuchsdaten zum Wachstum:
Folgende Werte zeigen das tägliche Wachstum von Gurkenpflanzen in einem Gewächshaus bei unterschiedlichen Temperaturen:
10 OC = 0 mm je Tag 30 OC = 8 mm je Tag
15 OC = 4 35 OC = 4
20 OC = 10 40 OC = 0
25 OC = 10
L9/1: Stellen Sie in einem Koordinatensystem die Temperatur-Optimumskurve grafisch dar! Die Temperatur soll als Abszisse eingetragen werden.
L9/2: Leiten Sie aus der Optimumskurve eine Schlussfolgerung für die günstigste Entwicklung von Gurkenpflanzen in Gewächshäusern ab! Begründen Sie Ihre Aussage auch aus ökonomischer Sicht!
S10: Streckungswachstum:
Mit welchem Versuch könnte man das Streckungswachstum eindrücklich demonstrieren?
S11: Buntnessel:
Züchten Sie aus Samen der Buntnessel (Coleus blumei Hybriden, z.B. von Migros, Samen Mauser) eine Pflanze. Schneiden Sie ein Sprossstück ab und stellen Sie es ins Wasser. Was beobachten Sie im Laufe der nächsten Tage? Erklärung dafür?
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Pflanzenbiologie Kap. 4: Der Bau der Pflanze
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F1: Funktion Wurzelhaare:
Wurzeln besitzen eine grosse Anzahl Wurzelhaare. Nennen Sie die Funktionen der Wurzelhaare!
F2: Pflanzliche Gewebe:
Welche pflanzlichen Gewebesysteme gibt es? Was ist der Unterschied zwischen einem Bildungsgewebe (Meristem) und einem Dauergewebe?
F3: Funktionen Blatt und Wurzel:
Geben Sie für die Pflanzenorgane Wurzel und Laubblatt je drei Funktionen an!
P4: Speicherstoffe und Gewebe:
Was für Stoffe werden in welchem Gewebe und wo im Pflanzenkörper gespeichert?
P5: Wurzelspeicher:
Nennen Sie zwei Beispiele von zu Wurzelspeichern umgewandelten Wurzeln. Wieso speichert die Pflanze nicht Glukose (Traubenzucker) in den Wurzeln, sondern Stärke?
P6: Laubblatt zur Fotosynthese:
Warum ist die Morphologie und Anatomie des Laubblattes so geeignet zur Ausführung der Fotosynthese?
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K7: Moose vs. Samenpflanzen:
Warum sind Samenpflanzen gegenüber den Moospflanzen höher entwickelt? Nutzen Sie für Ihre Begründung diefolgenden Abbildungen!
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K8: Konzept "Pflanzenblatt":
Formulieren Sie ein Konzept "Pflanzenblatt", das kurz und bündig das Wesen des Blattes festhält!
K9: Bionik am Beispiel Laubblatt:
Vergleichen Sie den Bau eines "technischen Sonnenkollektors" mit dem des "natürlichen Sonnenkollektors" Pflanzenblatt! Halten Sie Gemeinsamkeiten und Unterschiede fest!
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S10: Samenpflanzengestalt:
Beschriften Sie die in der Abbildung gekennzeichneten Teile einer Samenpflanze!
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S11: Wurzelquerschnitt:
Die folgende Abbildung zeigt den Querschnitt einer Wurzel. Benennen Sie die gekennzeichneten Teile!
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S12: Wurzellängsschnitt:
Beschriften Sie die in der Abbildung A gekennzeichneten Teile eines Wurzelquerschnittes und geben Sie deren Funktion an! Beschriften Sie die in der Abbildung B gekennzeichneten Zonen einer Wurzel!
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S13: Leitbündel:
Benennen Sie die in der nachfolgenden Abbildung gekennzeichneten Teile eines Leitbündels! Welche Aufgaben erfüllen diese Teile?
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S14: Laubblattquerschnitt:
Benennen Sie die in der Abbildung gekennzeichneten Teile eines Laubblattquerschnittes! Unterstreichen Sie die Gewebearten (bzw. Zellen), in denen die Zellen autotroph assimilieren!
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Pflanzenbiologie Kap. 5: Fortpflanzung/Vermehrung
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F1: Geschlechtliche und ungeschlechtliche Fortpflanzung:
Worin sehen Sie die prinzipiellen Unterschiede zwischen der geschlechtlichen und ungeschlechtlichen Fortpflanzung?
F2: Wirtschaftliche Bedeutung der ungeschlechtliche Vermehrung:
Zeigen Sie an Beispielen auf, dass die ungeschlechtliche Fortpflanzung bei einigen Samenpflanzen von grosser wirtschaftlicher Bedeutung ist!
P3: Wachstum Blütenblätter:
Die Blütenblätter der Tulpen haben beim ersten Öffnen eine Länge von 3 cm. Nach dem Öffnen und Schliessen an mehreren Tagen sind sie 7 cm lang. Erklären Sie diese Beobachtungsergebnisse!
P4: Kommerzielle ungeschlechtliche Vermehrung:
Warum wird bei der Gewinnung von Pflanzengut durch ungeschlechtliche Vermehrung jede krank erscheinende Pflanze vor der Ernte entfernt (z.B. bei Kartoffeln, Erdbeeren, Tulpen, Gladiolen)?
P5: Blütenbildung und Umweltfaktoren:
Die folgende Tabelle zeigt den Zusammenhang zwischen der Lichteinstrahlung und dem Erscheinungsbild beim Wald-Ziest:
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| Lichteinstrahlung |
Erscheinungsbild
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Blütenbildung
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Laubblattfärbung
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Wuchshöhe [cm]
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55%
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--
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--
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0
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60 %
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keine
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dunkelgrün
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22
|
|
65 %
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spärlich
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dunkelgrün
|
40
|
|
70 %
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reich
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grün
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60
|
|
90 %
|
sehr reich
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gelbgrün
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30
|
|
100 %
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--
|
--
|
0
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Bestimmen Sie den Maximum-, Minimum- und Optimumwert der Lichteinstrahlung (mit Diskussion)!
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P6: Licht und Blütenbildung:
Die tägliche Belichtungsdauer hat Einfluss auf die Ausbildung von Blüten. Danach. werden Langtagpflanzen (Belichtung mehr als 12 Std. täglich) und Kurztagpflanzen (Belichtung weniger als 12 Stunden täglich) unterschieden. Warum muss Kopfsalat als Langtagpflanze im Frühjahr oder Herbst ausgesät werden?
P7: Langtagpflanzen:
Weshalb werden Langtagpflanzen, von denen der Mensch weder Blüten noch Früchte zur Ernährung nutzt, im Frühjahr oder im Herbst angebaut? Nennen Sie ein Beispiel für den Anbau von Langtagpflanzen unter Kurztagbedingungen!
P8: Bienen:
Im Volksmund heisst es oft: „Bienen sind nützlich, da sie die Obstblüten befruchten!“ Stimmt überhaupt diese Aussage? Begründen Sie ihre Antwort!
P9: Samenpflanzen und Umwelt(un)abhängigkeit:
Erläutern Sie die grössere relative Umwelt(un)abhängigkeit der Samenpflanzen gegenüber den Farnpflanzen am Beispiel der Fortpflanzung!
P10: Verbreitung des Busch-Windröschens:
Busch-Windröschen stehen am Waldrand in Gruppen von vielen Individuen, nie einzeln. Wie ist das zu erklären?
P11: Kartoffelknolle:
Das Ergrünen junger Kartoffelknollen an der Erdoberfläche kann als Beweis dafür angesehen werden, dass es sich um Sprossknollen und nicht um Wurzelknollen handelt. Begründen Sie diese Aussage!
L12: Wichtige Begriffe:
Definieren Sie die Begriffe Wachstum, Individualentwicklung, Fortpflanzung, Vermehrung, Samen, Frucht!
L13: Entwicklungsphasen:
Welche Entwicklungsphasen werden bei Samenpflanzen unterschieden?
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L14: Ungeschlechtliche Fortpflanzungsformen:Ordnen Sie jeweils 1 bis 3 Organismen den verschiedenen Formen der ungeschlechtlichen Fortpflanzung zu!
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S15: Multiple Choice Antworten:
Bei pflanzlichen Organismen gibt es die geschlechtliche und ungeschlechtliche Fortpflanzung. Welche Beispiele treffen für die ungeschlechtliche Fortpflanzung zu?
a: Zwiebeln
b: Sporen der Moospflanzen
c: Windbestäubung
d: Insektenbestäubung der Apfelblüte
d: Ausläufer
f: Stecklinge
g: Entwicklung von Samen auf der Samenschuppe der Tanne
h: Knollen der Kartoffel
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S16: Blütenteile:
S16a: Beschriften Sie die in der Abbildung gekennzeichneten Blütenteile!
S16b: Beschreiben Sie in der Schülersprache den Vorgang der Befruchtung!
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S17: Bau der Blüten:
S17a: Beschriften Sie die abgebildeten Blüten!
S17b: Ordnen Sie die Begriffe Windbestäubung und Insektenbestäubung zu (mit Begründung)!
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