Pflanzenhormone und Wachstum

Aktives Lernen eignet sich hier, weil Pflanzenhormone unsichtbare Prozesse steuern, die Schülerinnen und Schüler durch Experimente sichtbar machen können. Durch das direkte Beobachten von Wachstumsreaktionen verstehen sie, wie fein reguliert und lokal Hormone wirken, statt abstrakte Theorien zu memorieren.

• Klasse 9
• Biologie Vom Molekül zur Biosphäre
• 4 Aktivitäten
• 35 Min.–50 Min.

Lernziele

1. Erklären Sie die spezifischen Rollen von Auxinen, Gibberellinen und Cytokininen bei der Zellstreckung, Zellteilung und Differenzierung.
2. Analysieren Sie die Mechanismen des Phototropismus und Gravitropismus, indem Sie die Signalwege von Auxinen beschreiben.
3. Bewerten Sie die Auswirkungen von Pflanzenhormonen auf landwirtschaftliche Praktiken wie Fruchtbildung und Lagerfähigkeit von Erntegut.
4. Vergleichen Sie die antagonistische und synergistische Wirkung verschiedener Pflanzenhormone auf das Pflanzenwachstum.
5. Entwerfen Sie ein einfaches Experiment zur Demonstration der Wirkung eines Pflanzenhormons auf das Pflanzenwachstum.

Fallstudienanalyse

⏱ 45 Min.·Kleingruppen

Experiment: Phototropismus mit Bohnen

Keimen Sie Bohnensamen in Petrischalen und belichten Sie sie einseitig mit einer Lampe. Messen Sie täglich die Krümmung der Sprossachse und diskutieren Sie Auxin-Verteilung. Fotografieren Sie den Verlauf für eine Präsentation.

Vorbereitung & Details

Erklären Sie die Funktion von Auxinen, Gibberellinen und Cytokininen.

Moderationstipp: Sorgen Sie bei dem Phototropismus-Experiment für gleichmäßige Keimlinge und eine konstante Lichtquelle, um vergleichbare Ergebnisse zu erhalten.

Setup: Gruppentische mit Platz für die Fallunterlagen

Materials: Fallstudien-Paket (3-5 Seiten), Arbeitsblatt mit Analyseraster, Präsentationsvorlage

• Analysieren
• Bewerten
• Erschaffen
• Entscheidungsfähigkeit
• Selbststeuerung

Lernen an Stationen

⏱ 50 Min.·Kleingruppen

Lernen an Stationen: Gravitropismus testen

Richten Sie Stationen ein: horizontale Wurzeln in Feuchtigkeit, vertikale Kontrolle, Dunkelstation. Gruppen rotieren, zeichnen Skizzen und notieren Veränderungen nach 24 Stunden. Erklären Sie Ergebnisse im Plenum.

Vorbereitung & Details

Analysieren Sie, wie Pflanzen auf Licht und Schwerkraft reagieren (Phototropismus, Gravitropismus).

Moderationstipp: Bereiten Sie bei den Stationen zum Gravitropismus verschiedene Ausrichtungen (horizontal, invertiert) vor und weisen Sie die Schüler an, die Wurzel- und Sprosswachstumsrichtung über mehrere Tage zu dokumentieren.

Setup: Im Raum verteilte Tische/Stationen

Materials: Stationskarten mit Arbeitsanweisungen, Unterschiedliche Materialien je Station, Timer für die Rotation

• Erinnern
• Verstehen
• Anwenden
• Analysieren
• Selbststeuerung
• Beziehungsfähigkeit

Fallstudienanalyse

⏱ 40 Min.·Partnerarbeit

Gibberellin-Effekt beobachten

Tauchen Sie Zwergerbensamen in Gibberellin-Lösung und Kontrollproben in Wasser. Messen Sie Keimlingslängen nach 5 Tagen und vergleichen Sie in Diagrammen. Diskutieren Sie Anwendungen in der Landwirtschaft.

Vorbereitung & Details

Bewerten Sie die Bedeutung von Pflanzenhormonen für die Landwirtschaft.

Moderationstipp: Führen Sie beim Gibberellin-Experiment eine Kontrollgruppe mit Wasser durch, um den Effekt des Hormons auf die Stängellänge klar herauszustellen.

Setup: Gruppentische mit Platz für die Fallunterlagen

Materials: Fallstudien-Paket (3-5 Seiten), Arbeitsblatt mit Analyseraster, Präsentationsvorlage

• Analysieren
• Bewerten
• Erschaffen
• Entscheidungsfähigkeit
• Selbststeuerung

Rollenspiel

⏱ 35 Min.·Kleingruppen

Hormon-Rollenspiel

Weisen Sie Gruppen Hormone zu und lassen Sie sie Szenarien wie Lichtreiz nachstellen. Jede Gruppe präsentiert Mechanismen mit Modellen aus Ton. Bewerten Sie gegenseitig die Erklärungen.

Vorbereitung & Details

Erklären Sie die Funktion von Auxinen, Gibberellinen und Cytokininen.

Moderationstipp: Bereiten Sie beim Hormon-Rollenspiel Rollenkarten mit Hormoneigenschaften vor und leiten Sie die Schüler an, die Karten in einer Kette zu ordnen, die die antagonistischen Wirkungen zeigt.

Setup: Spielfläche oder entsprechend angeordnete Tische für das Szenario

Materials: Rollenkarten mit Hintergrundinfos und Zielen, Szenario-Briefing

• Anwenden
• Analysieren
• Bewerten
• Sozialbewusstsein
• Selbstwahrnehmung

Dieses Thema unterrichten

Unterrichten Sie dieses Thema über Hands-on-Erfahrungen, da Pflanzenhormone oft in geringen Mengen wirken und lokale Effekte zeigen. Vermeiden Sie zu viele Fachbegriffe zu Beginn. Nutzen Sie stattdessen das Vorwissen der Schüler über Pflanzenwachstum und lassen Sie sie selbst Hypothesen entwickeln. Forschung zeigt, dass Lernende Konzepte besser behalten, wenn sie experimentell überprüfen, was sie sehen.

Was Sie erwartet

Am Ende können die Schülerinnen und Schüler die Funktionen der drei Hormongruppen benennen, ihre antagonistischen Wirkungen erklären und Tropismen als gerichtete Wachstumsreaktionen beschreiben. Sie nutzen Messdaten aus Experimenten, um Hypothesen zu überprüfen und Schlussfolgerungen zu ziehen.

Vorsicht vor diesen Fehlvorstellungen

Häufige Fehlvorstellung

Während des Experiments zum Phototropismus mit Bohnen könnte den Schülern auffallen, dass einige behaupten, Pflanzenhormone wirken wie Tierhormone mit schnellen Effekten.

Was Sie stattdessen lehren sollten

Nutzen Sie die Krümmungsmessungen aus diesem Experiment: Lassen Sie die Schüler die Geschwindigkeit der Reaktion über Tage hinweg diskutieren und mit Tierhormonen vergleichen, die schneller wirken.

Häufige Fehlvorstellung

Beim Hormon-Rollenspiel könnte ein Schüler äußern, dass alle Hormone nur das Wachstum fördern.

Was Sie stattdessen lehren sollten

Fordern Sie die Schüler auf, die Rollenkarten für Auxin und Cytokinin gegenüberzustellen und zu beschreiben, wie sie in der Pflanzenentwicklung gegensätzlich wirken.

Häufige Fehlvorstellung

Bei den Stationen zum Gravitropismus könnten einige Schüler annehmen, dass Pflanzen bewusst auf Reize reagieren.

Was Sie stattdessen lehren sollten

Nutzen Sie die Wachstumsdokumentation dieser Station: Lassen Sie die Schüler passive Mechanismen wie Auxin-Umlagerungen und deren Folgen beschreiben, um bewusste Reaktionen auszuschließen.

Ideen zur Lernstandserhebung

Kurze Überprüfung

Während des Experiments zum Phototropismus mit Bohnen zeigen Sie drei kurze Fallstudien zu Pflanzenreaktionen. Die Schüler identifizieren das Hormon und den Tropismus-Typ und begründen ihre Wahl anhand der beobachteten Krümmung.

Lernstandskontrolle

Nach dem Gibberellin-Experiment gibt jeder Schüler eine Karte mit einem Hormonbegriff ab und erklärt in 1-2 Sätzen dessen Wirkung auf das Pflanzenwachstum sowie ein landwirtschaftliches Beispiel.

Diskussionsfrage

Nach dem Hormon-Rollenspiel leiten Sie eine Diskussion: 'Wie könnten wir das Wissen über Pflanzenhormone nutzen, um Pflanzen in einer Marskolonie zum Wachsen zu bringen?' Die Schüler berücksichtigen die Rolle verschiedener Hormone und Umweltfaktoren.

Erweiterungen & Unterstützung

• Challenge: Fordern Sie die Schüler auf, eine Hypothese zu entwickeln, wie sich eine Kombination aus Auxin und Cytokinin auf die Bildung von Adventivwurzeln auswirkt, und planen Sie ein eigenes Mini-Experiment.
• Scaffolding: Geben Sie Schülern mit Schwierigkeiten eine Tabelle mit vorgegebenen Messwerten und lassen Sie sie die Wachstumsveränderungen beschreiben und zeichnen.
• Deeper exploration: Vergleichen Sie mit den Schülern, wie menschliche Hormone (z. B. Adrenalin) und Pflanzenhormone wirken: Konzentration, Wirkgeschwindigkeit und Zielgewebe

Schlüsselvokabular

Auxin	Eine Gruppe von Pflanzenhormonen, die hauptsächlich für die Zellstreckung verantwortlich sind und eine Schlüsselrolle bei Tropismen wie dem Phototropismus spielen.
Gibberellin	Eine Klasse von Pflanzenhormonen, die das Längenwachstum von Sprossen und Blättern fördern und die Keimung von Samen stimulieren.
Cytokinin	Pflanzenhormone, die die Zellteilung (Mitose) anregen und das Wachstum von Seitenknospen fördern, was zu Verzweigung führt.
Phototropismus	Die gerichtete Wachstumsreaktion einer Pflanze auf Licht, typischerweise das Wachstum des Sprosses in Richtung der Lichtquelle, vermittelt durch Auxine.
Gravitropismus	Die Wachstumsreaktion einer Pflanze auf die Schwerkraft, bei der Wurzeln nach unten und Sprosse nach oben wachsen, beeinflusst durch Auxin-Umverteilung.