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Wassertransport und Transpiration

Verfolge den Wasserweg durch die Pflanze und untersuche, wie Blatt und Umgebung den Wasserverlust beeinflussen.

Unsicher beim Einstieg?3 Aufgaben im freiwilligen Kurzcheck

Was kannst du schon?

Drei kurze Aufgaben helfen dir, deinen Startpunkt zu finden. Wenn du unsicher bist, wähle „Weiß ich noch nicht“.

Entscheide ohne Nachschlagen. Pro Aufgabe passt genau eine Antwort.

Lösungen mit Erklärungen

Xylem – Bei transpirierenden Pflanzen transportiert Xylem Wasser und Mineralionen überwiegend von der Wurzel nach oben.
Verdunstung im Blatt und Übertragung der Zugspannung über die Wassersäule – Verdunstung und Kohäsion verbinden Wasserabgabe mit dem Nachtransport im Xylem.
Nein, auch über die Cuticula kann Wasser verloren gehen – Die Poren sind ein wichtiger, aber nicht der einzige Weg des Wasserverlusts.

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Wie Wasser von der Wurzel bis ins Blatt gelangt

Auf schmalen Bildschirmen kannst du das Schaubild bei Bedarf seitlich verschieben.

Pflanzen nehmen Wasser überwiegend über ihre Wurzeln auf. Im Xylem, einem Leitgewebe, gelangt es bis in die Blätter. Dort verdunstet Wasser an feuchten Zelloberflächen und verlässt das Blatt überwiegend durch die Spaltöffnungen. Diese Abgabe von Wasserdampf heißt Transpiration.

Das Wasser steigt im Xylem als Flüssigkeit auf. Erst im Blatt geht es in die Gasphase über. Sichtbare Tropfen an Blatträndern können durch Guttation entstehen; das ist keine Transpiration.

Drei Schritte, die zusammenwirken

1 · Aufnahme an der Wurzel

Wurzelhaare vergrößern die Kontaktfläche zum Boden. Wasser gelangt entlang eines Wasserpotenzialgefälles in die Wurzel; beim Übertritt über Zellmembranen spielt Osmose eine Rolle.

2 · Transport im Xylem

Verdunstung im Blatt erzeugt eine Zugspannung. Durch den Zusammenhalt der Wassermoleküle (Kohäsion) kann die Spannung in der Wassersäule weitergegeben werden. Haftung an den Gefäßwänden (Adhäsion) unterstützt sie.

3 · Abgabe am Blatt

Wasserdampf diffundiert aus den feuchten Lufträumen nach außen. Öffnungsweite der Poren und Bedingungen der Außenluft beeinflussen den Wasserverlust.

Bäume pumpen das Wasser nicht mit einem Herzen nach oben. Transpirationssog und Kohäsion sind entscheidend; Kapillarität oder Wurzeldruck allein erklären den Transport in hohen Bäumen nicht.

Wasserpotenzial einfach erklärt

Das Wasserpotenzial beschreibt, in welche Richtung Wasser sich insgesamt bewegen kann: vom höheren zum niedrigeren Wert. Gelöste Stoffe und Druck beeinflussen diesen Wert. Bei ausreichender Versorgung und Transpiration besteht ein Gefälle vom Boden über Wurzel und Blatt zur Luft. „Wasser fließt immer zur höheren Salzkonzentration“ reicht als Erklärung nicht aus, weil auch Druck und weitere Faktoren wirken.

Was die Transpiration verändert

Trockene Luft

Ein größeres Gefälle zwischen feuchtem Blattinneren und trockener Außenluft begünstigt den Wasserdampfaustritt.

Wind

Luftbewegung trägt die feuchte Grenzschicht am Blatt ab. Bei sonst gleichen Bedingungen und geöffneten Poren kann der Wasserverlust steigen.

Wärme und Licht

Wärme kann Verdunstung fördern; Licht beeinflusst häufig die Porenöffnung. Die tatsächliche Rate hängt gleichzeitig von Wasserversorgung und Regulation ab.

Transpirations-Labor: Bedingungen vergleichen

Wähle eine Umgebung. Das Modell hält Temperatur, Blattfläche und Wasserversorgung konstant.

Spaltöffnungen

Vermute zuerst, welche Kombination den stärksten Wasserverlust ergibt.

Modellergebnis anzeigen

Willkürliche relative Einheiten, keine Messdaten oder allgemeingültigen Faktoren. Kleine Restverluste stehen für cuticuläre Transpiration und unvollständiges Schließen. In der Natur kann starker Wassermangel die Poren trotz trockener Luft schließen.

Wasserverlust mit einer Waage bestimmen

Eine ausreichend versorgte Topfpflanze wird zweimal gewogen. Der Topf ist so abgedeckt, dass Verdunstung aus der Erde weitgehend verhindert wird. Die Abdeckung darf Blätter und Stängel nicht verletzen. Über einen kurzen Messzeitraum dient die Massenabnahme näherungsweise als Maß für den Wasserverlust.

mittlere Verlustrate = (Anfangsmasse − Endmasse) / Messdauer

Anfangsmasse in gEndmasse in gMessdauer in min

250,0 − 247,6 = 2,4 g; 2,4 g / 20 min = 0,12 g/min.

Das ist eine mittlere Rate, keine momentane Messung. Ein gleich abgedeckter Topf ohne Pflanze hilft als Kontrolle. Blattfläche, Messdauer und Versorgung müssen bei Vergleichen berücksichtigt werden.

Auswertungsaufgabe: Was zeigt die Kontrolle?

Fiktive Messwerte: In 20 Minuten verliert der abgedeckte Topf mit Pflanze 2,4 g, eine vergleichbare Kontrolle ohne Pflanze 0,4 g. Berechne eine näherungsweise um den Hintergrundverlust bereinigte Rate.

Lösung und Grenzen

(2,4 − 0,4) g / 20 min = 0,10 g/min. Das Abziehen ist nur sinnvoll, wenn die Kontrolle den Hintergrundverlust des Pflanzenansatzes vergleichbar abbildet. Wiederholungen und die Genauigkeit der Waage berücksichtigen. Pflanzen mit unterschiedlicher Blattfläche sind anhand der Gesamtrate allein nicht fair vergleichbar.

Wasserleitung ist nicht Zuckerleitung

Leitgewebe	Vor allem transportiert	Richtung
Xylem	Wasser und Mineralionen	Bei transpirierenden Pflanzen überwiegend von der Wurzel zum Spross und Blatt
Phloem	Organische Stoffe, besonders Saccharose	Von Quellen zu Senken; je nach Lage nach oben oder unten

Ein ausgewachsenes, fotosynthetisch aktives Blatt kann eine Quelle sein. Wachsende Wurzeln, junge Blätter oder Früchte sind mögliche Senken. „Zucker fließt immer nur nach unten“ ist deshalb falsch.

Wie kann Zucker auch nach oben gelangen?

An einer Quelle gelangt Zucker in die Siebröhren des Phloems. Wasser strömt osmotisch nach; dadurch steigt dort der Druck. An einer Senke wird Zucker entnommen. Das Druckgefälle treibt den Transport der Lösung an. Verschiedene Siebröhren können unterschiedliche Quellen und Senken verbinden.

Wenn die Abgabe größer als die Aufnahme ist

Bei Wassermangel kann der Turgor sinken und die Pflanze welken. Schließen sich die Spaltöffnungen, wird weniger Wasser abgegeben – aber auch weniger CO₂ aufgenommen. Der Wasserhaushalt beeinflusst damit die Fotosynthese. Transpiration trägt außerdem zur Kühlung bei und ist mit dem Transport gelöster Mineralionen verbunden.

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Alle 18 Aufgaben mit Lösungen zum Nachlesen

1 · Erkennen und zuordnen

1. Was bedeutet Transpiration?

Abgabe von Wasser als Wasserdampf
Abgabe ausschließlich flüssiger Tropfen am Blattrand
Aufnahme von Zucker aus dem Boden

Lösung und Erklärung

Abgabe von Wasser als Wasserdampf

Wasser verdunstet im Blatt und wird überwiegend durch Spaltöffnungen als Dampf abgegeben.

2. In welchem Zustand steigt Wasser im Xylem überwiegend auf?

Ausschließlich als Wasserdampf
Als festes Eis in lebenden Blättern
Als Flüssigkeit

Lösung und Erklärung

Als Flüssigkeit

Erst an feuchten Zelloberflächen im Blatt geht das Wasser in die Gasphase über.

3. Welche Reihenfolge beschreibt den Wasserweg?

Boden → Zellkern → Pollen → Luft
Boden → Wurzel → Xylem → Blatt → Luft
Luft → Phloem → Blüte → Boden

Lösung und Erklärung

Boden → Wurzel → Xylem → Blatt → Luft

Die Wurzel nimmt auf, das Xylem leitet und das Blatt gibt Wasserdampf ab.

4. Was bezeichnet Kohäsion beim Wassertransport?

Zusammenhalt der Wassermoleküle
Haftung von Pollen an einer Biene
Spaltung von Wasser in Sauerstoff

Lösung und Erklärung

Zusammenhalt der Wassermoleküle

Kohäsion ermöglicht, Zugspannung entlang einer zusammenhängenden Wassersäule zu übertragen.

5. Welche Aufgabe haben Wurzelhaare?

Sie verdunsten sämtliches Wasser vor der Aufnahme
Sie transportieren Pollen direkt ins Blatt
Sie vergrößern die Kontaktfläche zum Boden

Lösung und Erklärung

Sie vergrößern die Kontaktfläche zum Boden

Eine größere Kontaktfläche unterstützt die Wasseraufnahme an der Wurzel.

6. Welches Leitgewebe transportiert vor allem Saccharose und andere organische Stoffe?

Cuticula
Phloem
Xylem

Lösung und Erklärung

Phloem

Phloem verbindet Quellen mit Senken. Xylem leitet vor allem Wasser und Mineralionen.

2 · Anwenden und erklären

1. Wie kann Wind bei geöffneten Poren die Transpiration erhöhen?

Er trägt die feuchte Grenzschicht am Blatt ab
Er wandelt Xylem direkt in Phloem um
Er verhindert grundsätzlich jede Wasserdiffusion

Lösung und Erklärung

Er trägt die feuchte Grenzschicht am Blatt ab

Das Entfernen der feuchten Luftschicht kann den Wasserdampfaustritt bei sonst gleichen Bedingungen erleichtern.

2. Warum fördert trockene Außenluft häufig den Wasserdampfaustritt?

Trockene Luft enthält automatisch mehr Wasserdampf als das Blatt
Trockene Luft schaltet die Zellmembranen aus
Das Gefälle zwischen feuchtem Blattinneren und Außenluft wird größer

Lösung und Erklärung

Das Gefälle zwischen feuchtem Blattinneren und Außenluft wird größer

Ein stärkeres Wasserdampfgefälle begünstigt den Austritt, sofern die Porenregulation ihn nicht stark begrenzt.

3. Eine Pflanze verliert in 10 Minuten 1,5 g Masse durch Wasserverlust. Wie hoch ist die mittlere Rate?

1,5 g/min
0,15 g/min
15 g/min

Lösung und Erklärung

0,15 g/min

Die Massenabnahme wird durch die Messdauer geteilt: 1,5 durch 10 ergibt 0,15 g/min.

4. Wozu wird die Topferde beim Wiegeversuch abgedeckt?

Um Verdunstung aus der Erde weitgehend auszuschließen
Um alle Blätter luftdicht abzudecken
Um Wasseraufnahme durch die Wurzeln grundsätzlich zu verhindern

Lösung und Erklärung

Um Verdunstung aus der Erde weitgehend auszuschließen

Sonst könnte ein Teil der Massenabnahme von der Erde statt von der Pflanze stammen.

5. Warum kann eine Pflanze bei stärkerer Abgabe als Aufnahme welken?

Ihr Xylem verwandelt sich sofort in Zucker
Ihre Blätter produzieren automatisch neue Wurzeln
Ihr Turgor kann sinken

Lösung und Erklärung

Ihr Turgor kann sinken

Wasserverlust kann den Innendruck der Zellen verringern. Die Pflanze verliert dadurch Festigkeit.

6. Was kann in einem Phloemtransport eine Senke sein?

Nur die Außenluft
Eine wachsende Frucht
Ausschließlich ein reifes fotosynthetisch aktives Blatt

Lösung und Erklärung

Eine wachsende Frucht

Senken verbrauchen oder speichern organische Stoffe, etwa wachsende Früchte, Wurzeln oder junge Blätter.

3 · Prüfen und übertragen

1. Warum erklärt Wurzeldruck allein den Wassertransport hoher Bäume nicht ausreichend?

Transpirationssog und Kohäsion sind entscheidende weitere Mechanismen
Bäume besitzen für Wassertransport ein Herz
Wasser steigt in hohen Bäumen ausschließlich als Gas auf

Lösung und Erklärung

Transpirationssog und Kohäsion sind entscheidende weitere Mechanismen

Verdunstung erzeugt Zugspannung, die über die Wassersäule weitergegeben wird. Wurzeldruck oder Kapillarität allein reichen als Erklärung nicht.

2. Bei Trockenheit schließen sich Poren, und der Wasserverlust sinkt. Widerspricht das dem Einfluss trockener Luft?

Ja, trockene Luft erzwingt unabhängig von Poren immer denselben Verlust
Ja, Poren können den Wasserverlust grundsätzlich nicht beeinflussen
Nein, Porenöffnung und Außenbedingungen wirken gleichzeitig

Lösung und Erklärung

Nein, Porenöffnung und Außenbedingungen wirken gleichzeitig

Trockene Luft begünstigt Austritt, geschlossene Poren begrenzen ihn. Die tatsächliche Rate ergibt sich aus beiden Einflüssen.

3. Pflanze und abgedeckter Topf verlieren 3,0 g, eine vergleichbare Kontrolle 0,6 g in 20 Minuten. Welche bereinigte Rate ergibt sich näherungsweise?

2,4 g/min
0,12 g/min
0,18 g/min

Lösung und Erklärung

0,12 g/min

Hintergrundverlust abziehen und durch Zeit teilen: (3,0 minus 0,6) durch 20 ergibt 0,12 g/min.

4. Eine größere Pflanze verliert insgesamt mehr Wasser als eine kleine. Was fehlt für einen fairen Blattvergleich?

Unter anderem ein Bezug auf die Blattfläche und gleiche Bedingungen
Nur eine andere Farbe der Töpfe
Die Annahme, alle Pflanzen hätten dieselbe Blattfläche

Lösung und Erklärung

Unter anderem ein Bezug auf die Blattfläche und gleiche Bedingungen

Mehr Fläche kann allein einen höheren Gesamtverlust erklären. Gesamtraten sind daher nicht ohne Weiteres vergleichbar.

5. Warum kann Zucker im Phloem auch nach oben gelangen?

Zucker wird grundsätzlich ausschließlich nach oben gepumpt
Phloem transportiert nur Wasserdampf
Der Transport folgt von Quellen zu Senken, die oberhalb liegen können

Lösung und Erklärung

Der Transport folgt von Quellen zu Senken, die oberhalb liegen können

Das Druckgefälle zwischen Quelle und Senke treibt den Lösungstransport an; die Lage der Senke entscheidet mit über die Richtung.

6. Sind sichtbare Flüssigkeitstropfen am Blattrand dasselbe wie Transpiration?

Ja, jeder Wasserweg hat dieselbe Bezeichnung
Nein, sie können durch Guttation entstehen
Ja, Transpiration bezeichnet ausschließlich große Tropfen

Lösung und Erklärung

Nein, sie können durch Guttation entstehen

Transpiration ist Wasserdampfabgabe. Guttation bezeichnet die Abgabe flüssigen Wassers.

Wie sicher bist du jetzt?

Bearbeite drei weitere Aufgaben ohne Nachschlagen. Nutze die Rückmeldung, um gezielt weiterzulernen.

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Lösungen mit Erklärungen

Die mittlere Verlustrate über den Messzeitraum – Die Rechnung teilt Gesamtverlust durch Zeit. Daraus folgt kein unveränderter momentaner Verlauf.
Die CO₂-Aufnahme wird ebenfalls begrenzt – Wasserhaushalt und Gasaustausch hängen zusammen. Licht ersetzt fehlendes CO₂ nicht.
Wasser bewegt sich insgesamt vom höheren zum niedrigeren Wert; gelöste Stoffe und Druck beeinflussen ihn – Der Begriff berücksichtigt verschiedene Einflüsse. Eine reine Salzregel beschreibt den gesamten Pflanzenwassertransport nicht ausreichend.

Vergleiche die gesamte Blattfläche.

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Eine größere Blattfläche kann insgesamt mehr Wasser abgeben. Für einen Vergleich der Blätter muss man unter anderem auf dieselbe Blattfläche und gleiche Umgebungsbedingungen beziehen.

Zusätzlicher Begriffscheck

Kurzer Begriffscheck

In welcher Form steigt Wasser im Xylem auf?

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Transpiration untersuchen und auswerten – kostenloses Biologie-Arbeitsblatt mit Lösungen (PDF)

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Wurzeln und Wasseraufnahme – kostenloses Biologie-Arbeitsblatt mit Lösungen (PDF)

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Wasser und Zucker in der Pflanze transportieren – kostenloses Biologie-Arbeitsblatt mit Lösungen (PDF)

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Blattbau und Spaltöffnungen – kostenloses Biologie-Arbeitsblatt mit Lösungen (PDF)

7. Klasse · 8. Klasse · 9. Klasse

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Der Themenbereich gehört zum Biologie-Grundwissen der Klassen 5–10. Im Nachschlagewerk kannst du Zusammenhänge mit weiteren Biologiethemen vertiefen.

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Wie Wasser von der Wurzel bis ins Blatt gelangt

Drei Schritte, die zusammenwirken

1 · Aufnahme an der Wurzel

2 · Transport im Xylem

3 · Abgabe am Blatt

Was die Transpiration verändert

Trockene Luft

Wind

Wärme und Licht

Transpirations-Labor: Bedingungen vergleichen

Spaltöffnungen

Wasserverlust mit einer Waage bestimmen

Wasserleitung ist nicht Zuckerleitung

Wenn die Abgabe größer als die Aufnahme ist

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1 · Erkennen und zuordnen

1. Was bedeutet Transpiration?

2. In welchem Zustand steigt Wasser im Xylem überwiegend auf?

3. Welche Reihenfolge beschreibt den Wasserweg?

4. Was bezeichnet Kohäsion beim Wassertransport?

5. Welche Aufgabe haben Wurzelhaare?

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2 · Anwenden und erklären

1. Wie kann Wind bei geöffneten Poren die Transpiration erhöhen?

2. Warum fördert trockene Außenluft häufig den Wasserdampfaustritt?

3. Eine Pflanze verliert in 10 Minuten 1,5 g Masse durch Wasserverlust. Wie hoch ist die mittlere Rate?

4. Wozu wird die Topferde beim Wiegeversuch abgedeckt?

5. Warum kann eine Pflanze bei stärkerer Abgabe als Aufnahme welken?

6. Was kann in einem Phloemtransport eine Senke sein?

3 · Prüfen und übertragen

1. Warum erklärt Wurzeldruck allein den Wassertransport hoher Bäume nicht ausreichend?

2. Bei Trockenheit schließen sich Poren, und der Wasserverlust sinkt. Widerspricht das dem Einfluss trockener Luft?

3. Pflanze und abgedeckter Topf verlieren 3,0 g, eine vergleichbare Kontrolle 0,6 g in 20 Minuten. Welche bereinigte Rate ergibt sich näherungsweise?

4. Eine größere Pflanze verliert insgesamt mehr Wasser als eine kleine. Was fehlt für einen fairen Blattvergleich?

5. Warum kann Zucker im Phloem auch nach oben gelangen?

6. Sind sichtbare Flüssigkeitstropfen am Blattrand dasselbe wie Transpiration?

Wie sicher bist du jetzt?

Zehn Aufgaben: erst selbst lösen, dann vergleichen

1 · Was bedeutet Transpiration?

2 · Ordne: Blatt, Xylem, Boden, Außenluft, Wurzel.

3 · Wie wirkt der Transpirationssog?

4 · Warum kann Wind den Wasserverlust erhöhen?

5 · 250,0 g sinken in 20 min auf 247,6 g. Berechne die mittlere Rate.

6 · Warum wird die Topferde beim Wiegeversuch abgedeckt?

7 · Warum bleibt bei geschlossenen Spaltöffnungen oft ein kleiner Wasserverlust?

8 · Warum ist „Phloem transportiert Zucker immer nach unten“ falsch?

9 · Bei Trockenheit schließen sich die Poren. Warum kann dann trotz trockener Luft der Wasserverlust sinken?

10 · Warum ist eine höhere Verlustrate bei einer größeren Pflanze noch kein Beleg für stärker verdunstende Blätter?

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