Gymnasiale Oberstufe
Klasse 11

Profilkurs

BIOLOGISCHES GRUNDPRAKTIKUM

Stoffverteilung
2 Wochenstunden
Kurszeit 60 h

Stoffeinheiten:

1. Einführung in biologische Arbeitstechniken (1h)
- Morphologie (Beschreibung)
- Anatomie (Mikroskopie)
- Physiologie

2. Pflanzenbestimmungsübungen (6)
- Blütenbau wichtiger Pflanzenfamilien

3. Einführung in mikroskopische Arbeitstechniken (5)
- Laborvorschriften, Verhalten bei Unfällen
- Fixieren/Fixiermittel
- Färben/Farbstoffe/Nachweisreagenzien
- mikroskopische Schnitte
- Dauerpräparate

4. Das generative Compartment der Angiospermae (4)
- Androeceum, Pollen, Bau, Bestimmung, Präparation
- Gynaeceum, Bau, Präparation

5. Samen (11)
- Bildung, Aufbau, Bestimmung, Oberflächenstrukturen
- Inhaltsstoffe, qualitative Bestimmung

6. Keimung (14)
- Keimfaktoren (physikalische Bedingungen der Samenkeimung)
- Keimblätter, Struktur, Inhaltsstoffe, Nervatur
- Wachstumsbedingungen (physikalische, chemische, Wachstumshormone

7. Photosynthese (20)
- Grundlagen
- Assimilation/Dissimilation
- Chlorophyll (Extraktion, Chromatographie, wirksames Lichtspektrum)
- Blattanatomie, Anpassung an Respiration, Transpiration, (Wechselwirkung Umwelt-Photosynthese-Wassertransport-Transpiration)

Inhaltliche Schwerpunkte:

 

2. Pflanzenbestimmungsübungen:
2.1. Inhalte:
- Erkennen und Beschreiben wichtiger Blütenbauschemata
- Bestimmungsübungen, Handhabung der Bestimmungsliteratur
- Blütendiagramme
- Anlegen eines Herbariums (Jahresarbeit)
2.2. Untersuchungsgegenstand:
- Rosaceae (Rosengew.)
- Apiaceae (Doldenblütengew.)
- Brassicaceae (Kreuzblütengew.)
- Fabaceae (Schmetterlingsblütengew.)
- Lamiaceae (Lippenblütengew.)
- Asteraceae (Korbblütengew.)

 

3. Einführung in mikroskopische Arbeitstechniken
3.1. Inhalte:
- Verhalten und Arbeitsschutz im Praktikum
- wichtige Fixierlösungen und ihre Wirkung (Ethanol, Methanol, Formalin, Ethansäure, Pikrinsäure, Quecksilberchlorid, Trichloressigsäure, Chromsäure, Kaliumbichromat, etc.)
- Fixiergemische (Ethanol-Formalin, Carnoysches Gemisch, Bouins-Gemisch, Sublimat-Ethanol, etc.)
- Färbereagenzien/Nachweismittel (Eau de Javelle, KOH, Chlordioxidessigsäure, HNO3, AgNO3, Lugolsche Lsg., Phloroglucin, Chlorzinkiod-Lsg., Thymol, Neutralrot, Methylenblau, Karminessigsäure, Methylgrün, Pikro-Nigrosin, Safranin, Eosin, etc.)
- Anfertigung mikroskopischer Schnitte
- Handschnitte
- Mikrotomschnitte
- Dauerpräparate, Objektpräparation (Fixierung,Entwässerung, Färbung, Einbettung)
3.2. Untersuchungsgegenstand:
- Stengel von Ranunculus repens (Kriechender Hahnenfuß), oder Chelidonium majus (Schöllkraut)

 

4. Das generative Compartment der Angiospermae
4.1. Inhalte:
- Anfertigung von Blütenknospen-Schnitten / Untersuchung der Antheren (Zeichnung)
- Pollenmorphologie (Beschreibung, Zeichnung)
- Unterscheidung von Exine/Intine
- Wirkung von Wasser, Zuckerlösung und konz.H2SO4 auf Pollen
- Anfertigen eines Frischpräparates eines Gynaeceums (Zeichnung)
4.2. Untersuchungsgegenstand:
- Blütenknospen von Lilium- oder Iris-Arten, oder anderer Liliifloren
- Pollen verschiedener Lilium-, Amaranthus-, Leguminosen-Arten

 

5. Samen
5.1. Inhalte:
- Schnitte durch Früchte verschiedener Entwicklungsstadien
- Anfertigen von Dauerpräparaten zur Darstellung der Samenentwicklung
- Untersuchung der Oberflächenstruktur verschiedener Samen incl. Verbreitungseinrichtungen
- Qualitative Analyse der Inhaltstoffe (Fette, Eiweiße,KH, Vitamine, Kleber, Lignin, Zellulose)
5.2. Untersuchungsgegenstand
- Früchte von Capsella bursa pastoris (Hirtentäschel), oder Alisma plantago aquatica
- Samen von Lepidium sativum (Gartenkresse), Galium aparine (Klebkraut), Cirsium arvense (Acker-Kratzdistel), Taraxacum officinale (Löwenzahn), div. Leguminosen, Avena fatua (Hafer), Triticum aestivum (Weizen), Zea mays (Mais)

6. Keimung
6.1. Inhalte:
- Quellung: - Ermittlung der Wasseraufnahme (Volumen- und Gewichtszunahme
- Nachweis des Quellungsdruckes
- Nachweis der Keimfähigkeit an Samen verschiedenen Alters
- Abhängigkeit der Keimrate vom Quellungsgrad/Temperatur
- Nachweis des Sauerstoffverbrauchs bei der Keimung
- Atmungsquotient
- Stärkenachweis in Keimblättern von Leguminosen
- Einfluß des Lichtes auf das Längenwachstum bei Keimpflanzen
- Nachweis des Einflusses von Wachstumshormonen
- Geotropismus, Phototropismus, Hydrotropismus, Chemotropismus
6.2. Untersuchungsgegenstand:
- Leguminosenkeimlinge/-samen
- Weizen-, oder Hafercoleoptilen

7. Photosynthese
7.1. Inhalte:
- Anatomie der Laubblätter (Epidermis-Präparate, Blattquerschnitte)
- epidermale Bildungen an Pflanzen mit unterschiedlichen Standortansprüchen (Haare, epicuticuläre Wachse, etc.)
- Nachweis der Wasseraufnahme durch die Blätter
- Nachweis der Blatt-Transpiration
- Abhängigkeit der Transpiration von Licht und relativer Luftfeuchtigkeit
- cytologische Grundlagen:-Chloroplasten-Isolierung
-Mikroskopie der Chloroplasten
-Nachweis der Plasmaströmung
-Plasmolyse
- Ablauf der Photosynthese:cyclische Photophosphorylierung
-Photolyse des Wassers
-CO2-Bindung und -reduktion
- Chlorophyll-Extraktion und Auftrennen eines Rohchlorophyll-Extraktes durch 
a) verschiedene Lösungsmittel und 
b) durch Papierchromatographie
- Nachweis von Chlorophyll in roten Blättern
- Absorptionsspektrum des Chlorophylls
- Stärkenachweis in panaschierten Blättern
- Licht- und CO2-Abhängigkeit der Assimilationsstärke-Bildung
- CO2-Verbrauch bei der Photosynthese

weiterführende Literatur:

Strasburger,Eduard (1978):
Lehrbuch der Botanik,
Jena, Gustav Fischer

Schmeil,Otto (1904):
Lehrbuch der Botanik,
Stuttgart, Erwin Nägele

Vogel,G.;Angermann,H. (1967):
Atlas zur Biologie,
München, dtv

Rothmaler,Werner (1984):
Exkursionsflora,
Berlin,Volk und Wissen

Weymar,Herbert (1971):
Lernt Pflanzen kennen,
Radebeul,Neumann

Aichele,Dietmar (1986):
Was blüht denn da?,
Stuttgart, Kosmos

Strasburger,E.;Koernicke,M. (1950):
Das kleine botanische Praktikum,
Jena, Gustav Fischer

Pohlheim,Frank (1976):
Botanisches Grundpraktikum - Morphologie,
Potsdam, PH

Schlüter,Werner (1975):
Mikroskopie,
Berlin, Volk und Wissen

Baer,H.-W.;Grönke,O. (1974):
Biologische Arbeitstechniken,
Berlin, Volk und Wissen

Baer,Heinz-Werner (1972):
Biologische Versuche,
Berlin, Volk und Wissen

Füller,Franz (1988):
Biologisches Praktikum,
Bamberg,Buchner

Straka,H. (1975):
Pollen- und Sporenkunde,
Stuttgart, Gustav Fischer

Erdtman,G. (1971):
Pollenmorphology and plant taxonomy- Angiosperms,
New York, Hafner

Erdtman,G. (1960):
The Acetolysis Method,
Svens Botanisk Tidskrift Bd.54,H.4

Erdtman,G.; Vishnu-Mittre (1958):
On Terminology In Pollen And Spore Morphology,
Grana Palynologica 1:3

Krach, J.E. (1976):
Die Samen der Saxifragaceae,
Botanisches Jahrbuch der Systematik, 97/1

Brückner,C. (1985):
Frucht- und Samenanatomie von Pteridophyllum racemosum,
Feddes Repertorium, 96/3

Ehler,N. (1976):
Mikromorphologie der Samenoberflächen der Gattung Euphorbia,
Plant Systematics and Evolution, 126

Thieret,J.W. (1955):
The Seeds Of Veronica And Allied Genera,
Lloydia, 18/1

Klopfer,K.; Robel,J. (1989):
Beiträge zur Systematik, Morphologie und Anatomie der Gattung Amaranthus L.,
1. Karpomorphologie und -anatomie
2. Samenmorphologie und -anatomie
Gleditschia, 17/1, 17/2

Woodcock,E.F. (1932):
Sedd Development in Amaranthus caudatus,
Pap.Mich.Acad.Sci. Arts Letters 15

Klopfer,K.; Pötter,U. (1985):
Vergleichende Untersuchungen der Blattnervatur bei Ackerunkräutern der Gattung Galium,
Wiss.Zeitschr. PH Potsdam, 29

Pötter,U.; Klopfer,K. (1987):
Untersuchungen zur Blatt- und Blütenentwicklung bei Galium
Flora, 179

Klopfer,K.; Schönfeld,St. (1988):
Untersuchungen zur Blattnervatur bei Ackerunkräutern der Gattung Galinsoga,
Wiss.Zeitschr. PH Potsdam, 32

Kummer,St. (1988):
Untersuchungen zur Blattnervatur und Systematik mitteleuropäischer Amaranthus-Arten,
Unver. Diplomarbeit, PH Potsdam

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