Stofftransport in Pflanzen im virtuellen Labor: Potometer

Aktualisiert am 2026-10-07

Dieser Stofftransport in Pflanzen im virtuellen Labor bildet den Potometer-Versuch aus GCSE und A-Level-Biologie nach: ein abgeschnittener Spross, dicht in eine Kapillare eingesetzt, eine Luftblase, die wandert, während der Spross Wasser aufnimmt, und eine Stoppuhr. Die Lernenden machen bei jeder von drei Lufttemperaturen drei Messungen, berechnen die Rate und das aufgenommene Wasservolumen mit V = πr²d und erklären den Trend mit der Kohäsions-Spannungs-Theorie. Ein zweiter Versuch stellt Sellerie in gefärbtes Wasser, um zu zeigen, dass Wasser im Xylem transportiert wird. Eine Stunde ergibt eine vollständige Ergebnistabelle, einen klaren Trend und eine Rechnung, die in Prüfungen vorkommt.

Stofftransport in Pflanzen – Wasseraufnahme, Xylem und Phloem

Lehrplanbezug

AQA GCSE Biology 4.2.3.1–4.2.3.2 (Pflanzengewebe und Organsystem der Pflanze): Xylem und Phloem, Transpiration und der Einfluss von Temperatur, Luftfeuchte, Luftbewegung und Licht auf die Transpirationsrate.
AQA A-level Biology 3.3.4.2 (Massentransport in Pflanzen): Kohäsions-Spannungs-Theorie, das Potometer und die Translokation durch Massenstrom im Phloem.
IB Biology B3.2 (Transport) und Cambridge IGCSE Biology Transport in Pflanzen.

Simulic ist weder mit AQA noch mit dem IB, Cambridge oder einer anderen Prüfungsstelle verbunden und wird von ihnen nicht unterstützt.

Vor dem Experiment (5 min)

Lassen Sie die Lernenden sich auf eine Vorhersage festlegen, auf Papier oder als Frage 1 des Klassenlinks:

„Ein beblätterter Spross in einem Potometer kommt von Luft mit 15 °C in Luft mit 35 °C. Licht, Luftfeuchte und Wind bleiben gleich. Was passiert mit der Rate der Wasseraufnahme?“

Manche Lernende erwarten keine Veränderung („die Pflanze braucht nur so viel Wasser“). Andere erwarten einen kleinen Anstieg. Kaum jemand erwartet, dass sie sich mehr als verdreifacht.

Durchführung in der Simulation

Öffnen Sie den Reiter Praktika und wählen Sie Potometer. Stellen Sie Dauer auf 2 min.
Halten Sie die Kontrollbedingungen konstant: Licht 70 %, Luftfeuchte 50 %, Wind 1 m/s.
Stellen Sie die Temperatur auf 15 °C. Klicken Sie dreimal auf Messung starten; jede Messung beginnt mit der Blase an der Startmarke. Die Tabelle notiert die Strecke, die Rate in mm/min und das Volumen in mm³/min. Das Feld zeigt den Mittelwert der Messungen unter diesen Bedingungen.
Wiederholen Sie bei 25 °C und 35 °C.
Berechnen Sie für eine Messung das Volumen selbst: V = πr²d, mit r = 0,5 mm.
Sellerie: Wählen Sie Sellerie in gefärbtem Wasser, 30 min, Temperatur 25 °C. Lassen Sie den Versuch einmal mit Häkchen bei Mit Blättern und einmal ohne laufen und klicken Sie dann auf Querschnitte, um zu sehen, welches Gewebe gefärbt ist.

Temperatur (°C)	Strecke in 2 min (mm): 1 / 2 / 3	Mittlere Rate (mm/min)	Aufgenommenes Volumen (mm³/min)
15
25
35

das Potometer bei 25 °C mit der Blase 22 mm hinter der Startmarke und drei Messungen in der Ergebnistabelle

Erwartete Ergebnisse

Alle Werte stammen aus der Simulation. Jede Messung hat einen Zufallsfehler von etwa ±6 %, daher unterscheiden sich die Gruppen leicht.

Temperatur (°C)	Beispielmessungen (mm/min)	Modellrate (mm/min)	Volumen (mm³/min)
15	6,15; 6,10; 6,25	5,9	4,6
25	11,56; 11,04; 11,00	11,0	8,6
35	19,73; 18,79; 20,01	19,5	15,3

Die Rate verdoppelt sich etwa alle 10 °C: Von 15 auf 35 °C steigt sie auf mehr als das Dreifache.
Bei 25 °C wandert die Blase in 2 min etwa 22 mm, also V = π × 0,5² × 22 ≈ 17 mm³ in 2 min, oder etwa 8,6 mm³/min.
Andere Faktoren bei 25 °C: 90 % Luftfeuchte senkt die Rate auf 2,2 mm/min; Windstille ergibt 5,7; Dunkelheit ergibt 1,5, weil sich die Spaltöffnungen schließen.
Sellerie, 30 min: Mit Blättern steigt die Farbe etwa 87 mm (2,9 mm/min); ohne Blätter nur etwa 7 mm. Die gefärbten Punkte in den Querschnitten sind Xylem in den Leitbündeln.

Fragen für die Lernenden

(Vorhersage, nach dem Versuch erneut gestellt) Was passiert mit der Rate der Wasseraufnahme von 15 °C bis 35 °C?
Welche Bedingungen müssen gleich bleiben, während Sie die Temperatur untersuchen?
Wie groß ist bei 25 °C die mittlere Rate aus drei Messungen über 2 min?
Welches Wasservolumen nimmt der Spross bei 35 °C pro Minute auf?
Erklären Sie, warum die Rate mit der Temperatur steigt und wie das Wasser in die Blätter gelangt.

Antworten für Lehrkräfte: (1) Sie steigt auf mehr als das Dreifache, von etwa 5,9 auf 19,5 mm/min. (2) Licht, Luftfeuchte und Wind (und derselbe Spross). (3) Etwa 11,0 mm/min (akzeptiert 10,2 bis 11,8). (4) Etwa 15,3 mm³/min (akzeptiert 14,0 bis 16,6). (5) Wärmere Luft nimmt mehr Wasserdampf auf, und Wasser verdunstet schneller aus den Blattzellen, sodass das Wasserdampfgefälle aus den Spaltöffnungen steiler ist und mehr Wasser verloren geht. Die Verdunstung zieht die durchgehende Wassersäule im Xylem nach oben, die durch Kohäsion zwischen den Wassermolekülen zusammengehalten wird.

Häufige Fehlvorstellungen

„Ein Potometer misst die Transpiration.“ Es misst die Wasseraufnahme. Der größte Teil dieses Wassers wird transpiriert, aber ein wenig wird für die Fotosynthese und den Turgor der Zellen verwendet.
„Wasser wird im Spross nach oben gepumpt.“ Xylemgefäße sind tote Röhren. Das Wasser wird durch Verdunstung von oben gezogen, nicht von den Wurzeln geschoben, abgesehen von einem kleinen Wurzeldruck.
„Das Phloem transportiert Wasser von den Wurzeln nach oben.“ Das Phloem transportiert Saccharose von Quellen zu Senken, nach oben und nach unten. Probieren Sie Spross ringeln im Reiter Ganze Pflanze aus: Die Blätter bleiben frisch, weil das Xylem unversehrt ist.

Erweiterung

Verändern Sie im Reiter Phloem (Druckstrom) die Saccharose-Beladung und die Senke und verfolgen Sie den Druckunterschied, der den Massenstrom antreibt.
Klicken Sie im Reiter Ganze Pflanze auf Einem Blatt ¹⁴CO₂ geben und sehen Sie, wo die markierte Saccharose landet.

Häufige Fragen

Was unterscheidet diesen Versuch vom virtuellen Labor zur Transpiration?

Das virtuelle Labor zur Transpiration nutzt eine ganze Pflanze und Spaltöffnungen, um Wind, Licht, Luftfeuchte und Bodenwasser zu vergleichen. Dieses Labor nutzt ein Potometer, ergänzt die Temperatur und behandelt Xylem und Phloem.

Warum weicht jede Messung etwas ab?

Die Simulation fügt einen Zufallsfehler von etwa ±6 % hinzu, wie bei einem echten Potometer. Deshalb sieht die Durchführung drei Messungen pro Temperatur vor.

Ersetzt das ein echtes Potometer?

Nein. Echte Potometer vermitteln Fertigkeiten wie das Abschneiden des Sprosses unter Wasser und das Abdichten der Verbindungen. Nutzen Sie die Simulation zum Planen, zum Üben der Rechnung oder wenn ein Spross am Versuchstag versagt. Siehe virtuelle Labore und echte Labore im Vergleich.