2.15 Der grüne Blattfarbstoff. Aufgabe. Welche Bedeutung hat der grüne Blattfarbstoff?

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1 Naturwissenschaften - Biologie - Allgemeine Biologie - 2 Vom Keimen der Samen und Wachsen der Pflanzen (P80900) 2.5 Der grüne Blattfarbstoff Experiment von: Phywe Gedruckt: :25:20 intertess (Version 3.06 B200, Export 2000) Aufgabe Aufgabe Welche Bedeutung hat der grüne Blattfarbstoff? Untersuche, ob Licht die einzige Vorraussetzung zur Photosynthese ist. Raum für Notizen Wenn Sie als Lehrer angemeldet sind, finden Sie nachstehend eine Schaltfläche für Zusatzinformationen. - -

2 Zusätzliche Informationen Der vorhergehende Versuch (Versuch 2.4, "Vorraussetzungen für Photosynthese") hat gezeigt, dass die Stärkebildung in der Pflanze, die Assimiliation des Kohlendioxids, nur bei Licht erfolgen kann. Dieser Vorgang heißt deswegen auch Photosynthese (altgriechisch: phos "Licht", synthesis "Zusammensetzung"). In diesem Versuch soll nun gezeigt werden, dass Photosynthese nur stattfinden kann, wenn das Licht der Sonne durch den grünen Blattfarbstoff in Energie umgewandelt wird. Die grüne Farbe der Blätter wird von einer Klasse natürlicher Farbstoffe, der Chlorophylle, verursacht. Die Hauptfunktion der Chlorophylle besteht darin, dass einfallende Licht der Sonne zu absorbieren und die so gewonnene Energie weiterzuleiten. Diese Energie ist notwendig um aus Kohlenstoffdioxid und Wasser Stärke zu bilden. An dieser Reaktion, welche im sogenannten Reaktionszentrum stattfindet, sind ebenfalls Chlorophylle ("special pair") beteiligt. Fehlt Pflanzen der Blattfarbstoff Chlorophyll, so können sie keine Photosynthese betreiben, in den meisten Fällen liegt ein durch Mutation hervorgerufener Gendefekt vor. Bei einigen Pflanzenarten fehlt der grüne Blattfarbstoff nur in bestimmten Zonen der Pflanze, es kommt zum Auftreten von mehrfarbigen Pflanzen. Oftmals sind die Blätter weiß-grün oder weiß-gelblich gemustert. (Die gelben oder roten Färbungen werden durch eingelagerte Carotinoide hervorgerufen.) Man spricht von Variegation oder Panaschierung. Bei einigen Pflanzen ist Variegation normal, wie zum Beispiel beim Wiesenklee, meist treten bei diesen Arten durch die Variegation Muster auf, welche die Blüte betonen. Bei anderen Pflanzen ist Variegation selten oder durch Züchtung hervorgerufen, wie zum Beispiel beim weißbunten Efeu. Hinweise zu Aufbau und Durchführung Anstelle eines weißbunten Efeus können auch andere Pflanzen mit panaschierten Blättern, wie bestimmte Zuchtformen der Kapuzinerkresse, der Maiglöckchen oder der Tulpen, zur Untersuchung verwendet werden

3 Material Material Material aus "TESS advanced Biologie Basis Set Allgemeine Biologie, BIO" (Bestellnr ) Position Material Stativfuß, variabel Bestellnr Menge 2 Stativstange, zweigeteilt, l = 600 mm, d = 0 mm Stativring, Stahl, d = 30 mm, mit Muffe Drahtnetz mit Keramik 60 x 60 mm Becherglas DURAN, hohe Form, 00 ml Petrischale, d = 00 mm, Glas Steilbrustflasche, Enghals, klar, 00 ml, mit PE Stopfen Messzylinder, PP, hohe Form, 00 ml Messpipette 0 ml, Teilung 0, ml Pipettierball, Standardmodell (bis 0 ml), 3 Ventile Schere, l = 0 mm, gerade, Spitze spitz Pinzette, l = 20 mm, gerade, spitz Schutzbrille, farblose Scheiben Aus dem Zubehör Butanbrenner Labogaz Butan-Kartusche C 206 ohne Ventil, 90 g Verbrauchsmaterial Iod-Kaliumiodid-Lösung, 250 ml Wasser, destilliert, 5 l Ethanol, Lösungsmittel, 000 ml Zusätzliches Material Topfpflanze eines weißbunten Efeus - 3 -

4 Für das Experiment benötigte Materialien - 4 -

5 Aufbau und Durchführung Aufbau und Durchführung Gefahren! Ethanol ist leicht entzündlich. Alle offenen Flammen löschen! Schutzbrille aufsetzen! Stelle eine Topfpflanze eines weißbunten Efeus in die Sonne oder belichte sie mit einer starken Glühlampe für mindestens 3 Stunden. Trenne nach etwa 3 Stunden eines der grün-weiß gemusterten Blätter von der Pflanze ab. Skizziere auf der Ergebnisseite die Verteilung der grünen und weißen Stellen in der Blattfläche (Abb. ). Abb. Baue das Stativ mit dem Stativfuß und der Stativstange auf (Abb. 2 und Abb. 3), befestige den Stativring an der Stativstange und lege das Drahtnetz auf den Stativring (Abb. 4). Abb. 2 Abb

6 Abb. 4 Befestige den Butanbrenne an der Butan-Kartusche, wie in den Abbildungen 5 und 6 gezeigt. Abb. 5 Abb. 6 Fülle ein 00 ml Becherglas mit Wasser und stelle es auf das Drahtnetz. Benutze Streichhölzer, um den Butanbrenner zu entzünden und platziere es unter dem Drahtnetz (Abb. 7), um das Wasser zum Sieden zu bringen. Abb

7 Wirf das Blatt zum Abtöten in das Wasser (Abb. 8). Stelle nach etwa einer Minute den Butanbrenner aus. Abb. 8 Fülle eine Petrischale mit 00 mm Durchmesser bis zu zwei Dritteln mit 96%igem Ethylalkohol (Ethanol). Achte darauf, dass alle Butanbrenner vor der Arbeit mit Ethanol ausgestellt sind. Nehme das Blatt aus dem mit Wasser gefüllten Becherglas und gebe es in die vorbereitete Petrischale (Abb. 9 und 0). Abb. 9 Abb. 0 Nimm das Blatt aus dem Ethanol, spüle das Blatt mit Wasser ab und übergieße es in einer Petrischale mit Iod-Kalium-Iodid-Lösung nach LUGOL (Abb. )

8 Abb. Warte eine halbe Stunde ab und skizziere auf der Ergebnisseite die Verteilung der blauvioletten und weißgelblichen Stellen in der Blattfläche. Entsorgung Ethanol in den Behälter für "halogenfreie organische Abfälle" geben

9 Ergebnisse Ergebnisse Skizziere die Verteilung der grünen und weißen Stellen in der Blattfläche

10 Skizziere die Verteilung der blauvioletten und der weißgelblichen Stellen in der Blattfläche. Die Teile des Blattes, die vor der Ethanolbehandlung grün waren, sind nun blau-violett

11 Auswertung Auswertung Frage Was wird durch Iod-Kaliumiodid-Lösung nach LUGOL nachgewiesen? Durch Iod-Kaliumiodid-Lösung nach LUGOL wird Stärke nachgewiesen. Die Lugolsche Lösung enthält I 5 - Polyiodidionen welche sich in Amylose, einen Bestandteil der Stärke, einlagern können und so eine charakteristische blauviolette Farbänderung hervorrufen. Frage 2 Vergleiche die Zeichnungen des Blattes mit der ursprünglichen grün und weißen Farbverteilung mit der Zeichnung des Blattes nach der Behandlung mit LUGOLscher Lösung. Was fällt auf? - -

12 Die Zeichnungen der Blätter ähneln sich stark. Die zuvor grünen Blattflächen sind nach dem Stärke-Nachweis blauviolett gefärbt, die weißen Blattflächen sind nahezu farblos. Frage 3 In welchen Teilen der Blätter ist Stärke gebildet worden? Stärke wurde in den photosynthetisch aktiven Teilen der Pflanze erzeugt, die Blattgrün enthalten (Chlorophyll). Frage 4 Dem Licht war die ganze Blattfläche ausgesetzt. Was ist zur Stärkebildung, d.h. zur Assimilation des Kohlenstoffdioxids, außer Licht noch erforderlich? - 2 -

13 Zusätzlich zum Licht ist noch Blattgrün (Chlorophyll) für die Photosynthese erforderlich. Frage 5 Damit sind beide Vorraussetzungen zu Stärkebildung in der Pflanze bekannt. Nur welche Pflanzen sind dazu befähigt? Alle Pflanzen, die Blattgrün (Chlorophyll) besitzen, sind in der Lage dazu, Stärke zu erzeugen. Es gibt auch Pflanzen, die kein Chlorophyll enthalten (z.b. Sommerwurzen (Orobranche) und Seide (Cuscuta), die von Wirten für Nahrung abhängig sind)