Quellen, Keimung, Wachstum
Erfahre, wie aus einem kleinen Samen einer Feuerbohne eine blühende Pflanze wird. Von der Quellung über die Keimung bis hin zum Wachstum: Tauche ein in die faszinierende Welt der Pflanzenentwicklung. Interessiert? Dies und vieles mehr findest du im folgenden Text!
- Quellung, Keimung und Wachstum – Biologie
- Die Samen der Feuerbohne
- Quellung am Beispiel der Feuerbohne
- Keimung am Beispiel der Feuerbohne
- Wachstumsphasen am Beispiel der Feuerbohne
- Keimungs- und Wachstumsbedingungen
- Ausblick – das lernst du nach Quellen, Keimung, Wachstum
- Zusammenfassung – Quellung, Keimung, Wachstum
- Häufig gestellte Fragen zum Thema Quellung, Keimung, Wachstum
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Grundlagen zum Thema Quellen, Keimung, Wachstum
Quellung, Keimung und Wachstum – Biologie
Hast du im Garten schon einmal Blumen eingepflanzt oder Gemüse angebaut? Dann weißt du bestimmt, dass Pflanzen zum Beispiel aus Samen entstehen. Doch wie kann aus einem kleinen Samen überhaupt eine große Pflanze entstehen, die am Ende eine schöne Blüte oder sogar Gemüse trägt? Diese Entwicklung kann man in die Schritte Quellung, Keimung und Wachstum unterteilen. Die Entwicklung einer Pflanze möchten wir dir im folgenden Text gerne am Beispiel der Feuerbohne veranschaulichen.
Die Samen der Feuerbohne
Die Samen der Feuerbohne sind genau die Bestandteile der Frucht, die uns im Alltag als Bohnen bekannt sind. Sie sind ungefähr 2,5 Zentimeter lang und nierenförmig. Die Samenschale hat eine rotbraune Farbe und schwarze Flecken. Sie schützt den Samen vor äußeren Einflüssen, zum Beispiel Frost. Der Aufbau des Samens ist in der folgenden Abbildung dargestellt.
Im Inneren der Bohne befinden sich Keimwurzel, Keimstängel (auch Keimspross) und Keimblätter. Diese Bestandteile des Samens gehören zum sogenannten Keimling, der auch als pflanzlicher Embryo bezeichnet wird. Hier ist es ähnlich wie bei der Entwicklung eines menschlichen Babys: Werden die Keimungsbedingungen erfüllt, wird aus den zu Beginn sehr kleinen Pflanzenanlagen im Samen eine fertige Pflanze entstehen. Dabei versorgen die Keimblätter den Keimling mit den ersten notwendigen Nährstoffen.
Im Samen erkennt man außerdem schon kleine Ansätze der Laubblätter. Diese sind später ein wichtiger Bestandteil der entwickelten Pflanze.
Fehleralarm
Ein häufiger Irrtum bei Schülerinnen und Schülern ist die Annahme, dass Samen und Früchte dasselbe sind. Tatsächlich ist der Samen ein Teil der Frucht, der zu einer neuen Pflanze heranwächst.
Quellung am Beispiel der Feuerbohne
Du weißt bestimmt, dass man Samen nicht unbedingt im Winter in die Erde setzen sollte. Die Bedingungen für das Wachstum der Pflanze wären nun sehr ungünstig. Der Samen an sich ist jedoch durch seine Schale vor der Trockenzeit und auch vor dem Frost gut geschützt. Er befindet sich in der sogenannten Samenruhe. Erst durch die Quellung verändert sich sein Zustand.
Was ist Quellung? – Definition
Damit aus einem Samen eine Pflanze wachsen kann, muss er erst einmal Wasser aufnehmen. Diesen Prozess bezeichnet man als Quellung von Samen.
Besonders Samen mit einer harten Schale muss man vorquellen lassen, also vor der Aussaat in Wasser einlegen. Samen mit weicher Schale ziehen das Wasser aus der Erde, in die sie gepflanzt werden. Die Wasseraufnahme durch die Quellung führt zur Weiterentwicklung des Keimlings und zu einem Wachstum des Samens. Schließlich bricht die Samenschale sogar auf.
Die Quellung der Feuerbohne findet nach dem Einpflanzen in die Erde statt. Die Bohne nimmt Wasser auf, wächst und lockert zugleich die Erde auf, die sie umgibt. Auch das ist gut für das weitere Wachstum der Pflanze.
Keimung am Beispiel der Feuerbohne
Wenn die Samenschale durch die Quellung geplatzt ist, kann die Keimwurzel durch die Samenschale treten. Mit diesem Schritt beginnt die sogenannte Keimung des Samens.
Was ist Keimung? – Definition
Mit dem Austritt der Keimwurzel bildet sich ein Wurzelsystem aus, das Wasser und Nährstoffe aus der Umgebung aufnimmt. Als Nächstes brechen Keimstängel und Laubblätter durch die Samenschale und schließlich auch durch die Erde an die Oberfläche.
Es gibt Pflanzen, bei denen auch die Keimblätter durch die Schale brechen und das Tageslicht erreichen (epigäische Keimung). In anderen Fällen, zum Beispiel bei der Feuerbohne, verbleiben die Keimblätter aber mit der Samenschale im Boden (hypogäische Keimung).
Generell ist die Keimung einer Pflanze mit der vollständigen Ausbildung des Keimlings abgeschlossen. Das bedeutet, dass die Primärblätter voll entwickelt sind. Das sind die ersten Laubblätter, die nach den Keimblättern entstehen. Sie betreiben Fotosynthese: Mithilfe von Sonnenlicht können die Pflanzen aus bestimmten Stoffen Energie gewinnen. Dadurch und durch die Verwurzelung kann sich die Pflanze selbstständig ernähren.
Auch die Keimung der Feuerbohne beginnt, wie oben beschrieben, mit der Ausbildung der Wurzeln. Anschließend brechen Keimstängel und Laubblätter durch die Samenschale. Bei Erreichen des Sonnenlichts stellt sich der Keimstängel auf und die Blätter entfalten sich. Sie betreiben nun Fotosynthese.
Wusstest du schon?
Einige Samen können über 1.000 Jahre alt werden und trotzdem noch keimen! Der älteste bekannte Samen, der erfolgreich gekeimt ist, war eine über 2.000 Jahre alte Dattelpalme aus Israel. Natur kann wirklich unglaublich sein, oder?
Wachstumsphasen am Beispiel der Feuerbohne
Vielleicht konntest du schon einmal das Wachstum von Pflanzen beobachten: Erst bekommt die Pflanze größere Blätter, dann bildet sich irgendwann eine Blüte aus. Diese Schritte lassen sich der vegetativen und der generativen Wachstumsphase zuordnen.
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Vegetative Wachstumsphase – Definition:
Die vegetative Wachstumsphase umfasst das Wachstum von Blättern, Stängel und Wurzeln: Der Stängel verdickt sich, die Laubblätter werden größer und neue kommen hinzu und das Wurzelsystem vergrößert sich. Diese Wachstumsphase beginnt schon während der Keimung. Das vegetative (selbstständige) Wachstum dient der Nährstoffzufuhr und somit der Erhaltung der Pflanze. -
Generative Wachstumsphase – Definition:
In der generativen Wachstumsphase von Pflanzen werden die Geschlechtsmerkmale ausgebildet. Dazu gehören zum Beispiel Blüten. Das Ergebnis der generativen Phase ist die Bildung von Früchten und Samen. Das generative (erzeugende) Wachstum dient der Fortpflanzung.
Einen Teil des vegetativen Wachstums der Feuerbohne haben wir bereits als Keimung kennengelernt. Danach verdickt sich das Wurzelsystem und auch der Stängel. Dieser kann einige Meter hoch wachsen. Am Stängel wachsen viele große Laubblätter.
Während des generativen Wachstums bildet die Feuerbohne, meist im Zeitraum von Juni bis September, rote Blüten aus. Zum Ende der Blütezeit wachsen aus den verwelkten Blüten längliche Hülsenfrüchte. Diese enthalten die Bohnen, also die Samen der Pflanze. Aus diesen können wieder neue Pflanzen gewonnen werden.
Keimungs- und Wachstumsbedingungen
Wenn du aus Samen Pflanzen ziehen möchtest, dann solltest du dich am besten informieren, was die optimalen Bedingungen für die Keimung und das Wachstum sind. Da gibt es nämlich große Unterschiede. Manche Pflanzenarten benötigen während des Wachstums viel Wasser, andere nur wenig. Auch beim Bedarf von Sonnenlicht und Wärme muss man auf einen geeigneten Platz für die Pflanze achten. Da kann dir aber ein Verkäufer im Fachhandel oder der Informationstext auf einer Samenverpackung weiterhelfen.
Schlaue Idee
Führe ein Keimungsexperiment mit verschiedenen Samen durch. Platziere sie in feuchtem Küchenpapier und beobachte, wie unterschiedlich schnell sie keimen. Das zeigt dir, dass nicht alle Pflanzen die gleichen Bedingungen für die Keimung benötigen.
Ausblick – das lernst du nach Quellen, Keimung, Wachstum
Werde zur Expertin oder zum Experten der Pflanzenwelt! Vertiefe dein Wissen mit den Themen Verbreitung von Früchten und Samen und Bau und Funktion des Laubblattes.
Zusammenfassung – Quellung, Keimung, Wachstum
- Der Samen der Feuerbohne enthält einen Keimling, bestehend aus Keimwurzel, Keimstängel und Keimblättern. Die Samenschale schützt den Samen vor äußeren Einflüssen wie Frost.
- Vor der Keimung nimmt der Samen Wasser auf, ein Prozess, der als Quellung bezeichnet wird. Dadurch wird der Keimling aktiviert und das Wachstum beginnt.
- Nach der Quellung bricht die Keimwurzel durch die Samenschale und entwickelt ein Wurzelsystem. Der Keimstängel und die Laubblätter treten durch die Erde und beginnen mit der Fotosynthese.
- Die Pflanze durchläuft eine vegetative Wachstumsphase, in der Blätter, Stängel und Wurzeln wachsen, und eine generative Phase, in der Blüten und später Früchte gebildet werden.
- Unterschiedliche Pflanzenarten benötigen verschiedene Bedingungen für Keimung und Wachstum, wie Wasser, Licht und Wärme.
Häufig gestellte Fragen zum Thema Quellung, Keimung, Wachstum
Transkript Quellen, Keimung, Wachstum
Das ist Little Bean.
Er ist traurig, so klein zu sein. Nur aus diesem Grund haben ihm sein Herrchen und Frauchen auch diesen bescheuerten Namen gegeben – kleine Bohne.
Bis Little Bean eines Tages mitbekommt, was sein Frauchen zu ihrem Sohn sagt: „schau mal, das ist eine Bohne, aus der kann mal was Großes werden, wenn du sie richtig pflegst.
„Woas?, was großes, aus einer Bohne? Was kann das sein?“
Finden wir es gemeinsam heraus, in diesem Video über das Thema „Quellen, Keimung, Wachstum“.
Nun gut, hier siehst du eine Feuer-Bohne. Besser gesagt den Samen einer Feuerbohne.
Um zu verstehen, wie daraus mal was Großes werden kann, schauen wir uns diesen einmal genauer an.
Der Samen ist umgeben von einer ledrigen Samenschale, die ihn vor Frost und Austrocknung schützt.
Im Inneren bestehen die beiden Hälften zum größten Teil aus den Keimblättern.
Wenn man genau hinsieht, erkennt man auch die Keimwurzel, den Keimstängel und erste Laubblätter.
Aus dem Keimling, der auch Embryo genannt wird, entsteht unter geeigneten Bedingungen dann irgendwann mal eine Pflanze.
Aber wie soll das funktionieren?
Nochmal zurück zum Anfang.
Hast du schon mal Blumen oder Kräuter gepflanzt? Dann weißt du sicher, dass Pflanzen aus Samen entstehen.
In unserem Fall stellt nun also die Feuer-Bohne den Samen der Pflanze dar.
Man kann Samen meist lange Zeit aufbewahren, ohne dass sie sich verändern.
Wie aber entwickelt sich dann daraus eine große Pflanze?
Im trockenen Zustand befindet sich der Samen in der sogenannten Samenruhe.
Er kann erst wachsen, wenn er in feuchte Erde gesetzt wird.
Wow – dann saugt er sich mit Wasser voll und kann bis zur doppelten Größe aufquillen.
Man spricht deshalb auch von Quellen oder Quellung.
So und nun denk noch einmal an den Aufbau des Bohnensamens.
Die Keimblätter enthalten Nährstoffe. Das Wachstum von Keimwurzel und Keimstängel ist also dadurch möglich, dass die Nährstoffe abgebaut werden.
Solange das Wachstum der kleinen Pflanze durch gespeicherte Nährstoffe im Samen erfolgt, spricht man von Keimung.
Dabei wird der Keimling im Bohnensamen nach der Quellung also bereits größer und durchbricht irgendwann die Samenschale.
Zuerst bahnt sich die Keimwurzel ihren Weg ins Erdreich. Sie entwickelt sich zur Hauptwurzel.
Diese bildet auf ihrem Weg nach unten immer mehr Nebenwurzeln mit feinen Wurzelhaaren, mit denen die Pflanze Mineralstoffe und Wasser aus dem Boden aufnehmen kann.
Außerdem verankern die Wurzeln die Pflanze im Boden, damit sie nicht umfällt, wenn sie irgendwann mal ganz groß geworden ist.
Gleichzeitig wächst auch der Keimstängel.
Der Spross wird grün und bildet mehr und mehr Laubblätter.
Somit kann die Pflanze nun Fotosynthese betreiben und dadurch immer mehr Nährstoffe herstellen, die für das weitere Wachstum benötigt werden.
Die Pflanze wird größer.
Die Wachstumsphase von Wurzeln, Sprossachse und Blättern wird übrigens vegetative Phase genannt.
Sie ist abgeschlossen, wenn Wurzeln, Sprossachse und Blätter voll ausgebildet sind.
Dann beginnt die generative Phase.
In dieser Phase werden Blüten und Keimzellen ausgebildet.
Befruchtung, Samenentwicklung und Samenreifung finden statt, damit die Fortpflanzung der Pflanze gesichert wird.
Es kann also aus dem Samen der Pflanze unter günstigen Bedinungen erneut eine Bohnen-Pflanze entstehen.
Na gut und was sind nun gute Wachstumsbedingungen?
Eine Feuerbohne benötigt erst einmal Wasser, um zu quellen.
Ausreichend Wärme muss ebenfalls gewährleistet sein.
Eine Pflanze kann nur weiter wachsen, wenn Licht vorhanden ist.
Auch die Mineralstoffe aus der Erde sind notwendig, um richtig zu gedeihen.
Jede Pflanzenart hat bestimmte Vorlieben – manche brauchen es besonders warm oder besonders feucht, andere bevorzugen schattigere Plätze und benötigen wenig Wasser.
Jede Pflanzenart hat also spezielle Ansprüche an Wasser, Wärme, Licht und Erde.
Willst du eine Pflanze ziehen, erkundige dich also vorher über ihre Vorlieben.
Gut, fassen wir noch einmal zusammen.
Der Samen enthält den Keimling, der bereits die winzige Wurzel und die ersten Blätter der neuen Pflanze trägt.
Die Samenruhe ist beendet, wenn der Samen quillt.
Bei der Keimung wächst die Keimwurzel ins Erdreich hinab und der Keimstängel wächst nach oben und durchbricht die Erdschicht.
Das Wachstum gliedert sich in die vegetative und generative Phase.
Irgendwann können dann neue Pflanzen aus den neuen Samen wachsen.
Little Bean hat das mit der Quellung auch getestet – irgendwie hat das aber einfach nicht funktionieren wollen.
Egal, mittlerweile hat er auch andere, sowas von coole kleine Hunde kennengelernt! Es kommt sowieso mehr auf die inneren Werte an.
Quellen, Keimung, Wachstum Übung
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Gib an, bei welchen Strukturen es sich um Pflanzensamen handelt.
TippsZwei der Bilder zeigen Pflanzensamen.
Der Samen einer Pflanze befindet sich immer in der Frucht, das ist die Blüte im Zustand der Reife. Knollen werden zwar auch manchmal Knollenfrüchte genannt, enthalten jedoch keine Samen.
LösungBei der Bohne und der Erdnuss handelt es sich um Pflanzensamen.
Die Kartoffeln sind keine Samen, sondern Knollen. Die Käfer sind keine Pflanzen, sondern Tiere.
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Benenne die typischen Strukturen eines Pflanzensamens.
TippsAus dem Keimstängel entwickelt sich der Spross der Pflanze.
Aus der Keimwurzel entwickelt sich die Wurzel der Pflanze.
LösungVergleiche deine Lösung mit der Abbildung.
Die Samen der Pflanzen bestehen aus den Keimblättern.
Außerdem sind im Samen bereits die wichtigsten Strukturen der Pflanze angelegt. Das sind die ersten grünen Laubblätter, der Keimstängel, aus dem später der Spross wird, und die Keimwurzel aus der später die Wurzel wird. -
Beschreibe die Prozesse, die eine Pflanze durchlaufen kann.
TippsDie „Ruhe“ in der Samenruhe ist wörtlich gemeint: In diesem Zustand passiert nichts mit dem Samen.
In der Küche verwendet man das Wort „quellen“, wenn man Reiskörner oder Hülsenfrüchte in einem Topf mit Wasser einweichen lässt.
LösungSamenruhe: Der Samen ist in einem unveränderten, trockenen Zustand, in dem er bis zu mehreren Jahren überdauern kann.
Quellung: Der Samen nimmt Wasser auf. Dabei kann er bis auf seine doppelte Größe zunehmen. Er verlässt damit den Zustand der Samenruhe und startet den Wachstumsprozess.
Keimung: Die Keimung beginnt direkt nach der Quellung. Die Keimwurzel durchbricht die Samenschale. Danach durchbrechen auch der Keimstängel und die Laubblätter die Schale. Die Keimung ist mit der vollständigen Ausbildung der ersten Laubblätter und dem Eintritt der Fotosyntheseaktivität abgeschlossen.
Fortpflanzung: Die ausgewachsene Pflanze ist beteiligt an der Erzeugung neuer und selbstständig lebensfähiger Nachkommen.
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Beschreibe den Ablauf der Keimung sowie die Wachstumsphasen einer Pflanze.
TippsNutze die Bilder zur Hilfe: Auf dem unteren Bild siehst du links und rechts die beiden verschiedenen Wachstumsphasen. Worin unterscheiden sie sich?
Nutze weiterhin die Bilder zur Hilfe: Auf dem oberen Bild siehst du den Ablauf der Keimung.
Bei der Fotosynthese erzeugen grüne Pflanzen mithilfe des grünen Blattfarbstoffs und des Sonnenlichts aus anorganischen Stoffen energiereiche organische Stoffe.
LösungDer Keimling wächst durch die Aufnahme von eingelagerten Nährstoffen. Die Keimwurzel durchbricht die Samenschale. Nun bildet sich ein Wurzelsystem aus, durch das Mineralstoffe aus der Umgebung aufgenommen werden. Als Nächstes bricht der Keimstängel durch die Samenschale und wächst zur Oberfläche.
Mit den sich dann ausbildenden ersten Laubblättern betreibt die Pflanze Fotosynthese. Ab jetzt wird die junge Pflanze als Sämling bezeichnet.Das Wachstum der Pflanze lässt sich in zwei verschiedene Wachstumsphasen einteilen. Bei der vegetativen Wachstumsphase wachsen Blätter, Stängel und Wurzel.
Bei der generativen Wachstumsphase hingegen werden die Geschlechtsmerkmale wie etwa die Blüten ausgebildet. -
Stelle den Ablauf der Keimung bei der Feuerbohne dar.
TippsSchaue dir an, wie sich die Wurzel Schritt für Schritt weiter verzweigt.
LösungDer Keimling im Samen wird größer und durchbricht die Samenschale. Die Keimwurzel bahnt sich ihren Weg in das Erdreich. Sie wird zur Hauptwurzel und von ihr zweigen sich Nebenwurzeln ab. Während die Wurzel weiter wächst, bildet sich auch der Keimstängel. Sowohl die Wurzel als auch der Stängel wachsen, sodass aus dem Keimling ein Sämling wird.
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Wende dein Wissen an, um Uli beim Gärtnern zu helfen.
TippsDie Vegetationsperiode der meisten Pflanzen in Deutschland ist Frühjahr bis Herbst.
Habt ihr an eurer Schule auch einen Schulgarten? Oder vielleicht einen Garten zu Hause? Üblicherweise gehört das Einpflanzen in Pflanzenerde und das regelmäßige Gießen zum Alltag eines jeden Gärtners bzw. einer jeden Gärtnerin.
LösungWenn Uli die jungen Tomatenpflanzen an einen sonnigen Platz und in guter Erde einpflanzt, ist das förderlich für die Pflanzen. Das Gleiche gilt für das regelmäßige Gießen.
Junge Tomatenpflanzen sind sehr kälteempfindlich. Auf den Winter zu warten, bis man die Setzlinge einpflanzt, ist also keine gute Idee.
Die starke Hitze des Herds werden die Tomatenkeimlinge nicht überleben.
Die Pflanzenorgane
Die Blüte – Aufbau und Funktion (Basiswissen)
Von der Blüte zur Frucht
Quellen, Keimung, Wachstum
Verbreitung von Früchten und Samen
Bau und Funktion des Laubblattes
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Aufbau der Pflanzen
Aufbau der Pflanzen: die Blätter
Sprossachse – Bau und Funktion (Basiswissen)
Was brauchen Pflanzen zum Wachsen?
Welche Mineralstoffe brauchen Pflanzen zum Wachsen?
Samen von Pflanzen
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Früchte der Samenpflanzen – Arten und Bau
Vorgänge, die zu Quellung und Keimung führen
Die Gartenbohne
Die Bestäubung
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