Lerneinheit 10 · Klasse 7/8 · Biologie

Wasser wandert

„Warum wird eine Kartoffel in Salzwasser leichter — und was passiert dabei in jeder einzelnen Zelle?"

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Thema im Lehrplan: Biologie: Osmose — Wasseraufnahme und -abgabe von Pflanzenzellen, Plasmolyse und Deplasmolyse; Anschluss an die Diffusion im Teilchenmodell.
Fach: Biologie
Klassenstufe: Klasse 7/8
Dauer: ca. 45 min · 6 Missionen und 5 Übertragsaufgaben

Ablauf

Kartoffelstäbchen — Eine Stunde in Salzwasser, dann auf die Waage: Wird die Kartoffel schwerer oder leichter — und gibt es eine Lösung, in der nichts passiert? 3 Missionen: Wasser oder Salzwasser · Weniger Salz · Die Grenze
Unter dem Mikroskop — Rote Zwiebelhaut in Salzlösung: Was passiert in jeder einzelnen Zelle? Die Skala im Okular misst es. 3 Missionen: Salzlösung auf Zwiebelhaut · Schwächere Lösungen · Zurück ins Wasser
Übertrag — 5 Aufgaben zu einer neuen Situation, ohne Simulation. Die eigenen Messreihen stehen daneben.

Der Denkfehler, an dem die Einheit ansetzt

„Die Kartoffel saugt das Salzwasser auf und wird schwerer" — tatsächlich wandert Wasser hinaus, wenn außen mehr gelöst ist; dass das Stäbchen leichter wird, beweist es. Unter dem Mikroskop dann: „Die ganze Zelle schrumpft" — bei Pflanzenzellen bleibt die Wand stehen, nur der Inhalt zieht sich zurück, und in Wasser dehnt er sich wieder aus.

Das sollen die Lernenden am Ende sagen können

Wasser wandert durch die Zellhaut dorthin, wo mehr gelöst ist. In Salzwasser verliert eine Kartoffel deshalb Wasser und wird leichter, in reinem Wasser nimmt sie welches auf. Bei etwa 1 % Salz ändert sich nichts — dort ist außen so viel gelöst wie innen. Unter dem Mikroskop sieht man, was in jeder Zelle geschieht: Der Zellinhalt zieht sich von der Wand zurück, die Wand bleibt stehen; in Wasser dehnt er sich wieder aus. Diesen Vorgang nennt man Osmose.

Tipp für den Unterricht

Beide Versuche gelingen mit einfachsten Mitteln: Kartoffelstäbchen gleicher Größe (Apfelausstecher), Kochsalz, eine Küchenwaage mit 0,1 g, eine Stunde Wartezeit; für die Plasmolyse rote Zwiebelhaut, die man nicht färben muss. Die Einheit „Was Wärme mit den Teilchen macht" (Diffusion) ist eine gute Vorbereitung, „Wie groß ist eine Zelle?" (5/6) übt das Mikroskopieren.

So arbeiten die Lernenden

Vor jedem Versuch legen sie sich fest, was herauskommt — der Versuchsaufbau bleibt gesperrt, bis sie das getan haben. Dann zeigt der Versuch, ob die Vorhersage stimmte, und jedes Ergebnis landet in einer Messreihe. Die Regel wird nicht vorgesagt, sie ergibt sich aus den eigenen Messwerten. Sterne bewerten die Vorhersage, nicht den Fleiß.

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