Aufgabe Regulation des Gasaustausches bei Landpflanzen · Abitur NRW Biologie GK · Wasserhaushalt-GN 2026

Regulation des Gasaustausches bei Landpflanzen

Landpflanzen sind in der Lage ihren Wasserhaushalt so zu regulieren, dass er unabhängig vom Wasserangebot weitgehend konstant bleibt. Eine strukturelle Voraussetzung dieser Lebensweise ist die Abgrenzung des Pflanzenkörpers gegenüber der Atmosphäre durch ein Abschlussgewebe. Dieses kann durch regulierbare Spaltöffnungen (Stomata) durchbrochen sein.

1

Nennen Sie die gekennzeichneten Strukturen A - D des Laubblattquerschnittes sowie jeweils eine Funktion dieser Strukturen (M 1).

[4 BE]

Material 1: Laubblattquerschnitt

Abbildung 1 zeigt einen lichtmikroskopischen Ausschnitt des Blattquerschnitts eines Laubblattes.

Bezeichnung

Funktion

A

B

C

D

2

Beschreiben Sie die stomatäre Transpiration beim Berg-Gamander ( Teucrium montanum) im Tagesverlauf (M 2).

Erläutern Sie unter Bezugnahme auf Wasser und Kohlenstoffdioxid als Ausgangsstoffe der Fotosynthese die Bedeutung regulierbarer Spaltöffnungen für den Berg-Gamander (M 2, M 3).

[7 BE]

Material 2: Stomatäre Transpiration beim Berg-Gamander

Der Berg-Gamander ist eine Pflanzenart aus der Gattung Teucrium innerhalb der Familie der Lippenblütengewächse. Die Pflanzenart ist von Mitteleuropa über Südosteuropa bis in den Mittelmeerraum verbreitet und wächst meist auf Trockenrasen und steinigen Böden.

Abbildung 2 stellt die stomatäre Transpiration beim Berg-Gamander an einem trockenen, sonnigen Standort im Tagesverlauf dar. Die stomatäre Transpiration bezeichnet die Wasserdampfabgabe über die Spaltöffnungen.

Material 3: Spaltöffnungen

Spaltöffnungen (Stomata) bestehen aus zwei sogenannten Schließzellen, die meist bohnenförmig um einen Spalt angeordnet und nur an ihren Enden fest miteinander verbunden sind. Der Spalt stellt die Verbindung zwischen der Außenluft und dem Interzellularraum her. Der Öffnungsgrad des Spaltes wird durch die Schließzellen reguliert. Bei vielen Pflanzenarten grenzen daran Nebenzellen an, die indirekt an der Funktion der Schließzellen beteiligt sind. Spalt, Schließzellenpaar und Nebenzellen bilden zusammen den Spaltöffnungsapparat.

3.1

Stellen Sie ein Abzugspräparat der unteren Epidermis vom Laubblatt des Alpenveilchens her (M 4).

Mikroskopieren Sie das Frischpräparat.

Stellen Sie einen Spaltöffnungsapparat in einer mikroskopischen Zeichnung dar (M 3, M 4).

[13 BE]

Hinweis: Nach Fertigstellung der mikroskopischen Zeichnung ist das Präparat unter dem Mikroskop der Aufsicht führenden Lehrkraft vorzuzeigen.

Hinweis: Sollte Ihnen die Durchführung nicht gelingen oder sollten Ihnen die Ergebnisse unbrauchbar erscheinen, können Sie Ersatzergebnisse von der Aufsicht führenden Lehrkraft anfordern. Für die Durchführung werden in diesem Fall sechs Bewertungseinheiten nicht erteilt.

Material 4: Mikroskopie

Geräte: Lichtmikroskop, Objektträger, Deckgläschen, Präparierbesteck, Pasteurpipette

Materialien: Laubblatt vom Alpenveilchen, Leitungswasser, weißes Papier DIN A4

3.2

Erläutern Sie mit Hilfe Ihrer mikroskopischen Zeichnung den Einfluss von Licht auf den Öffnungszustand der Spaltöffnung (M 3, M 4, M 5).

[6 BE]

Material 5: Spaltöffnungsmechanismus

Der Öffnungsgrad der Spaltöffnungen wird durch verschiedene abiotische Umweltfaktoren, wie zum Beispiel Licht, Temperatur und Wasserangebot, reguliert. Des Weiteren beeinflusst die Kohlenstoffdioxid-Konzentration in den Schließzellen den Öffnungszustand der Spaltöffnungen.

Die Formänderung der Schließzellen eines Spaltöffnungsapparates erfolgt durch osmotische Prozesse. Wenn die Schließzellen Wasser aufnehmen, vergrößern sie ihr Volumen und verändern dadurch ihre Form, sodass der Spalt sich öffnet.

Eine Erhöhung des osmotischen Potenzials und die in der Folge eintretende Öffnung der Spaltöffnungen erfolgt bei einer niedrigen Kohlenstoffdioxid-Konzentration in den Schließzellen. Umgekehrt führt eine hohe Kohlenstoffdioxid-Konzentration zu einer Absenkung des osmotischen Potenzials der Schließzellen und die Spaltöffnungen schließen sich.