Biologie · Klasse 5–6 · aktualisiert
Keimung: Ablauf, Bedingungen und Keimversuch
Vom quellenden Samen zum Keimling: Prüfe Keimbedingungen mit einem fairen Kresseversuch.
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Kurz gesagt
Keimung beginnt, wenn ein keimfähiger Samen Wasser aufnimmt und der Embryo weiterwächst. Meist tritt zuerst die Keimwurzel aus. Für untersuchte Kressesamen braucht es Wasser, Sauerstoff und eine passende Temperatur; Licht ist für den Keimungsbeginn dieser Art nicht nötig.
Bei der Keimung beginnt der Embryo in einem keimfähigen Samen zu wachsen. Zuerst nimmt der Samen Wasser auf und quillt. Danach tritt meist die Keimwurzel aus. In Schulversuchen mit Kresse oder Senf sind Wasser, Sauerstoff und eine geeignete Temperatur notwendig. Ob Licht die Keimung beeinflusst, hängt dagegen von der Pflanzenart ab. Auf dieser Seite lernst du den Ablauf der Keimung kennen und planst einen Versuch, bei dem sich Beobachtungen eindeutig auswerten lassen.
Deine Lernziele
Hake ab, was du schon kannst. Löst du alle Aufgaben eines Abschnitts, hakt Mela das Ziel für dich ab.
4 Abschnitte
Ein Samen enthält bereits den Embryo, also die Anlage der neuen Pflanze. Dazu gehören die Keimwurzel und der Keimspross mit den Anlagen der ersten Blätter. Je nach Pflanzenart besitzt der Embryo ein oder mehrere Keimblätter. Im trockenen Samen laufen die Lebensvorgänge nur sehr langsam ab. Der Samen befindet sich in einem Ruhe- oder Überdauerungszustand. Erst wenn er keimfähig ist und passende Bedingungen vorfindet, kann seine Entwicklung weitergehen. Manche Arten benötigen zuvor einen besonderen Umweltreiz, etwa eine längere Kältephase.
Die Keimung beginnt bei einem keimfähigen Samen mit der Quellung: Er nimmt Wasser auf und wird größer. Das ist noch nicht das Wachstum des Embryos. Die Samenschale wird weich und kann aufbrechen. Danach wird der Stoffwechsel stärker aktiv; gespeicherte Reservestoffe werden verfügbar. Meist durchbricht zuerst die Keimwurzel, auch Radicula genannt, die Samenschale. Die Keimwurzel verankert den Keimling und nimmt Wasser auf. Später entstehen Wurzelhaare und Seitenwurzeln. Der Keimspross wächst weiter, und die ersten Blätter entwickeln sich. Sobald grüne Laubblätter ausreichend Fotosynthese betreiben, wird die junge Pflanze zunehmend unabhängig von den Reservestoffen.
Definition
Samen
Ein Samen ist ein Fortpflanzungskörper einer Pflanze. Eine Samenschale schützt den Embryo. Keimblätter oder anderes Speichergewebe enthalten Reservestoffe für die erste Entwicklung.
Beispiel
- 1Bei einem Bohnensamen schützt die Samenschale den Embryo.
- 2Die Keimblätter enthalten Vorratsstoffe.
- 3Von diesen Reserven lebt der junge Keimling, solange seine Laubblätter noch nicht selbst genügend energiereiche Stoffe durch Fotosynthese herstellen.
Merke: Quellung bedeutet Wasseraufnahme. Keimung bedeutet, dass der Embryo seine Entwicklung wieder aufnimmt und zum Keimling heranwächst.
Teste dich
Bei Schulversuchen mit Kresse, Senf oder Bohnen sind Wasser, Sauerstoff und eine passende Temperatur zentrale Bedingungen.
Erde ist für den Keimungsbeginn nicht grundsätzlich erforderlich. Samen können beispielsweise auf feuchter Watte keimen. Die Reservestoffe im Samen versorgen den jungen Keimling zunächst. Bei Licht ist eine Einschränkung wichtig: Kressesamen können im Dunkeln keimen. Andere Pflanzenarten reagieren jedoch anders. Es gibt Arten, deren Samen Licht benötigen, und Arten, deren Keimung durch Licht gehemmt wird. Deshalb ist „Licht wird nie gebraucht“ ebenso falsch wie „Jeder Samen braucht Licht“. Eine allgemeine Liste ersetzt nicht die Prüfung einer bestimmten Pflanzenart. Auch die passende Temperatur und mögliche Reize zum Beenden der Samenruhe unterscheiden sich von Art zu Art. Die Keimblätter können sich während der Keimung unterschiedlich bewegen. Dabei werden zwei Formen unterschieden. Beide Formen unterscheiden sich in der Lage der Keimblätter. Bei beiden wächst jedoch zuerst ein Keimling aus dem Samen. Die Begriffe epigäisch und hypogäisch sagen nicht, welche Umweltbedingungen eine Art zum Keimen benötigt.
| Bedingung | Bedeutung für die untersuchte Keimung |
|---|---|
| Wasser | ermöglicht die Quellung und aktiviert die weiteren Lebensvorgänge |
| geeignete Temperatur | ermöglicht die nötigen Stoffwechselvorgänge; „geeignet“ ist artspezifisch |
| Sauerstoff | wird bei der Energiebereitstellung aus Reservestoffen benötigt |
Definition
Epigäische Keimung
Bei der epigäischen Keimung streckt sich der Sprossabschnitt unterhalb der Keimblätter, das Hypokotyl. Dadurch gelangen die Keimblätter über die Erdoberfläche. Die Buche ist ein Beispiel.
Definition
Hypogäische Keimung
Bei der hypogäischen Keimung bleiben die Keimblätter im Boden. Der Sprossabschnitt oberhalb der Keimblätter, das Epikotyl, streckt sich. Die ersten Laubblätter erscheinen über der Erde. Die Stieleiche ist ein Beispiel.
Teste dich
Ein Versuch soll zeigen, ob eine bestimmte Bedingung notwendig ist. Dafür vergleichst du mindestens zwei Ansätze, die sich in genau einer untersuchten Bedingung unterscheiden. Für einen Kresseversuch kannst du gleichartige Samen in gleich große Gefäße geben. Verwende in jedem Ansatz dieselbe Samenanzahl und beobachte über mehrere Tage immer zur gleichen Zeit. Ein Sauerstoffversuch ist schwieriger eindeutig zu gestalten. Ein dicht verschlossener oder vollständig mit Wasser bedeckter Ansatz soll den Sauerstoffzugang verringern, kann aber zugleich weitere Bedingungen verändern. Deshalb musst du diese Einschränkung bei der Auswertung nennen. Beobachtung und Deutung trennen: Schreibe zuerst auf, was du wahrnimmst: etwa „Im trockenen Ansatz ist keine Keimwurzel sichtbar.“ Erst danach deutest du: „Ohne Wasser fand unter diesen Versuchsbedingungen keine Keimung statt.“ Keimt auch der Kontrollansatz nicht, kannst du die anderen Ansätze nicht sicher auswerten. Vielleicht waren die Samen nicht keimfähig oder der Aufbau war ungeeignet.
Definition
Kontrollansatz
Der Kontrollansatz enthält alle Bedingungen, unter denen die Samen voraussichtlich keimen. Er zeigt, ob die Samen keimfähig sind und der Versuchsaufbau grundsätzlich funktioniert.
| Ansatz | Gegenüber der Kontrolle verändert | Erwartete Beobachtung |
|---|---|---|
| Kontrolle | nichts: feucht, warm, Luft vorhanden, hell | Samen keimen |
| ohne Erde | feuchte Watte statt feuchter Erde | Samen keimen |
| ohne Wasser | trockene statt feuchte Unterlage | Samen keimen nicht |
| kalt | deutlich niedrigere Temperatur | unter den beschriebenen Bedingungen keine Keimung |
| dunkel | lichtdicht abgedeckt, sonst gleich | Samen keimen; Keimlinge werden später blass und schwach |
Merke: Veränderst du zwei Bedingungen gleichzeitig, kannst du nicht erkennen, welche Bedingung den beobachteten Unterschied verursacht hat.
Teste dich
Die Keimung ist nur der erste Abschnitt der Pflanzenentwicklung. Anfangs nutzt der Keimling gespeicherte Reservestoffe. Für ein dauerhaftes Wachstum reichen diese Vorräte nicht. Grüne Laubblätter benötigen Licht, um bei der Fotosynthese aus Kohlenstoffdioxid und Wasser energiereiche Stoffe aufzubauen. Wurzeln nehmen Wasser und Mineralstoffe auf. Deshalb kann ein Kressesamen im Dunkeln zwar keimen, der entstehende Keimling bleibt jedoch blass und schwach und geht später ein.
Beispiel
- 1Ein Sonnenblumensame liegt auf einem Schotterweg.
- 2Nach Regen keimt er bei geeigneter Temperatur, weil Wasser und Sauerstoff vorhanden sind.
- 3Daraus folgt nicht, dass der Schotterweg dauerhaft gute Wachstumsbedingungen bietet.
- 4Für die weitere Entwicklung braucht die Pflanze unter anderem Licht und eine ausreichende Versorgung mit Wasser und Mineralstoffen.
Teste dich
Alles auf einen Blick
Keimung
Samen
Der geschützte Embryo nutzt anfangs Reservestoffe.
Quellung
Wasseraufnahme vergrößert den Samen.
Keimwurzel
Sie tritt meist zuerst aus.
Bedingungen
Wasser, Sauerstoff und passende Temperatur sind im Kresseversuch wichtig.
Licht
Sein Einfluss auf die Keimung hängt von der Pflanzenart ab.
Kontrolle
Nur eine Bedingung wird gezielt verändert.
Musteraufgabe · Schritt für Schritt
Prüfe Wasser bei Kressesamen
- 1Lege gleichartige Kressesamen in zwei gleich große Gefäße auf Watte.
- 2Halte Temperatur, Luft und Licht für beide Gefäße gleich.
- 3Befeuchte nur die Watte in einem Gefäß; das andere bleibt trocken.
- 4Wenn nur die feuchten Samen keimen, spricht der Vergleich für Wasser als notwendige Bedingung unter diesen Versuchsbedingungen.
Fehler finden
Ist der Vergleich fair? In einer Zeile steckt ein Fehler. Tippe sie an.
Fehler in Zeile 4Richtig: Wasser und Temperatur wurden zugleich verändert. Der Versuch zeigt daher nicht eindeutig, welche der beiden Bedingungen die Keimung in B verhindert hat.
Lückentext
Wähl in jeder Lücke das passende Wort und prüf dann deine Antworten.
Zuerst nimmt der Samen auf und beginnt zu quellen. Meist tritt als erstes die aus der Samenschale. Anfangs liefern die Energie und Baustoffe für das Wachstum. Später übernehmen grüne Laubblätter die Herstellung energiereicher Stoffe durch Fotosynthese.
Karteikasten
Erst selbst überlegen, dann umdrehen.
Übung mit Feedback