Stärkeaufbau. Viktor Bindewald Inhaltsverzeichnis. Versuchsprotokoll

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1 Stärkeaufbau Versuchsprotokoll Viktor Bindewald Inhaltsverzeichnis 1 Grundlagen Jod-Stärkenachweis Energetische Kopplung Stärkeaufbau Versuchsaufbau und Durchführung Material Durchführung Beobachtung 4 4 Auswertung 5 5 Quellen 5

2 1 Grundlagen 1.1 Jod-Stärkenachweis Der Nachweis von Stärke mit Hilfe von iodhaltiger Verbindungen wird auch Iodprobe genannt. Meistens benutzt man dazu eine Iod-Kaliumiodid-Lösung. I 2 -Moleküle reagiert mit Stärke zu Iodstärke (und zwar nur I 2 -Moleküle, Iodid nicht), welche eine blau, dunkelblau oder fast schwarze Färbung aufweist. 1.2 Energetische Kopplung Endotherme Reaktionen bei denen eine Entropieabnahme erfolgt, laufen nicht freiwillig ab. Man nennt solche Reaktionen endergonische Reaktionen. Damit sie aber dennoch ablaufen werden sie mit exergonischen Vorgängen verknüpft, sodass die Energie der exothermen Reaktion die endotherme anschiebt. Dieses Prinzip nennt man energetische Kopplung. Dabei tritt, wie so oft, Adenosintriphosphat (ATP) als Energieüberträger auf. Beispielreaktion: A + B + ADP C + D + AT P AT P + X + Y Z + ADP (exotherme Rkt.) (endotherme Rkt.) Die Synthese von Glucose und anderen Kohlenhydraten ist ein Beispiel dafür. 1.3 Stärkeaufbau Die Synthese des Polysaccharids Stärke aus dem Monosaccharid Glucose erfolgt in zwei Schritten um das Prinzip der energetischen Kopplung auszunutzen. Zuerst wird die Glucose phosphoryliert (aktiviert): Glucose + AT P Glucose 1 phosphat + ADP Das dabei entstandene Glucose-1-phosphat ist auf Grund der Phosphat-Bindung sehr energiereich. Jetzt kann Stärke gebildet werden: 2

3 Glucose 1 phosphat Stärke Dieser Vorgang ist exotherm und somit exergonisch, da das Edukt, sprich die aktivierte Glucose, mehr Energie haben als das Produkt. Diese Reaktion wird von einem Enzym katalysiert. Der direkte Weg von der Glucose zu Stärke wäre endergonisch, da Einfachzucker ein niedrigeres Energieniveau als Vielfachzucker haben. Also muss dieser Umweg genommen werden. 2 Versuchsaufbau und Durchführung 2.1 Material Pipette Tüpfelplatte (3x4) Rührstäbchen Stoppuhr Filterpapier Mörser Pistill Messer Kartoelknolle Iod-Kaliumiodid-Lösung Glucose-Lösung (0,05 g in 5 ml aqua dest.) Glucose-1-phosphat-Lösung (0,05 g in 5 ml aqua dest.) 3

4 2.2 Durchführung Die Kartoelknolle wird in kleine Stücke geschnitten und anschlieÿend mit Hilfe von Pistill und Mörser kleingerieben. Der so entstandene Brei wird ltriert. Es werden nun 2-4 Tropfen des Kartoelextraktes in jede der 12 Zellen der Tüpfelplatte gegeben. Jetzt gibt man möglichst schnell in die Tüpfel der ersten Viererreihe je ein Tropfen Glucose- Lösung, in die zweite Reihe je ein Tropfen der Glucose-1-phosphat-Lösung und startet die Zeitmessung mit der Stoppuhr. Nun wird in 5-Minuten-Abständen in jede Zelle einer vertikalen Reihe ein Tropfen Iod-Kaliumiodid-Lösung hinzugegeben und mit dem Stäbchen verrührt. Skizze: ( G ) ( G ) ( G ) ( G ) Extrakt + Glucose ( P ) ( P ) ( P ) ( P ) Extrakt + Glucose-1-Phosphat ( E ) ( E ) ( E ) ( E ) nur Extrakt verstrichene Zeit [min] bei I 2 -KI-Lsg-Zugabe 3 Beobachtung Alle Substanzen färben sich, die Farbe ändert sich im zeitlichem Verlauf. Dies ist weiter unten näher speziziert. Der Farbton der mittleren Reihe nach 15 und 20 Minuten ist kräftiger als der der anderen. Nach etwa 5 Minuten war die iodbedingte Färbung nahezu weg und die einzelnen Lösungen sahen fast genauso wie am Anfang aus. Bei erneuter Zugabe von I2-KI-Lösung tritt die Färbung zu einem Blauton wieder auf. 1. Spalte: Oben: gelb helles rosa Mitte: braun lila Unten: lila heller 2. Spalte: Oben: gelb rosa Mitte: lila helles lila Unten: lila rosa Farbe insgesamt schneller verschwunden als bei der ersten Spalte. 3. Spalte: Oben: rosa heller Mitte: lila heller Unten: rosa heller 4

5 Farbe schneller weg als bei der zweiten Spalte. 4. Spalte: Oben: rosa heller Mitte: lila heller Unten: rosa heller 4 Auswertung Die Färbung kommt als Folge der Iodstärkebildung und soll den Aufbau von Stärke veranschaulichen. Kartoelknollen enthalten Stärke und ein stärkeaufbauendes Enzym. Aufgrund dieses Stärkegehalts fällt die Iodprobe bei allen 3 Lösungen aus. Allerdings stellt sich heraus, dass die Reihe mit der Glucose-1-phosphat-Lösung mehr Stärke enthält. Das ist nicht weiter verwunderlich, da in 1.3 beschrieben worden ist, dass für Stärkeaufbau aktivierte Glucose benötigt wird. Nur hier wird Stärke gebildet, deswegen ist die Farbe bei den Proben nach 15 und 20 Minuten dunkler als am Anfang. Der Rückgang der Farbtöne ist dadurch zu erklären, dass I 2 mit der Zeit nicht mehr zur Verfügung steht, da es wahrscheinlich reduziert wurde. Meine aufgekommene Vermutung, dass Stärke evtl. abgebaut wurde, ist durch eine erneute positive Iodprobe widerlegt worden. 5 Quellen Literatur: Bickel, Horst et al. (1995): Natura Oberstufe. Biologie für Gymnasien. Band 3. Stuttgart: Klett. S. 36, 40 Internet: 5

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