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Schule > Biologie > Pflanzen (Botanik) > Fotosynthese und Zellatmung > Chemie-Versuchsprotokoll zur Isolierung der Blattfarbstoffe

Datum: 8.12.2004 Name: Nico Nitsche

Nico Kunert
Versuchsprotokoll
Problemstellung: Isolierung der Blattfarbstoffe
Material: 1 Becherglas, 2 verschließbare Gläser, 2 Filterpapiere, 1 Reibschale mit Pistill, 1 Pasteurpipette, 2 Streifen Dünnschichtfolie, Weihnachtsstern
Chemikalien: Brennspiritus, Lösungsmittelgemisch (Petroleumbenzin : Aceton = 7 : 3)

Wasser, Seesand (fein)
Durchführung: Von einem Weihnachtsstern werden mehrere (5-10) grüne und rote Blätter entfernt, zerschnitten und in einer Reibschale unter Zugabe von 15-20ml Spiritus und etwas feinem Seesand mittels einem Pistill zermahlen. Die entstandene rote, bzw. grüne Mischung wird in ein Becherglas gefiltert und dort aufbewahrt.
Währendessen wird in das eine verschließbare Glas etwa 0,5cm hoch Wasser eingefüllt in das Andere wird 0,5cm hoch das Lösungsmittelgemisch gefüllt. Nachdem sich die Flüssigkeiten im Glas befinden wird der Deckel sofort verschlossen.
Nun kann man mit Hilfe einer Pasteurpinzette die filtrierte grüne und rote Chlorophylllösung auf jeweils einen Streifen Dünnschichtfolie tröpfeln, wobei man bei 1,5cm Höhe einen Strich ziehen sollte, der als Startlinie gilt. Je kleiner und konzentrierter die Tropfen auf der Dünnschichtfolie sind, desto besser.
Letztendlich werden die betröpfelten Folien in die Gläser mit dem Wasser und dem Lösungsmittelgemisch gestellt, indem sie etwa 10min bei verschlossenem Deckel verwahren.

Beobachtung: Nach etwa 3-5min zeigen sich schon deutliche Färbungen auf den Folien. Nach 10min bilden sich schließlich verschieden farbige Muster, wie folgt:
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Auswertung: Da bei der chromatographischen Untersuchung der Chlorophylllösung
die rote Blattlösung auf der Dünnschichtfolie deutliche Grünspuren ausgewiesen hat, kann man annehmen, das die roten Blätter beim Weihnachtsstern Chlorophyll enthalten und somit Photosynthese betreiben können. Das Chlorophyll ist in den zellinneren Chloroplasten erhalten, die im Zellplasma schwimmen.
Bei der Untersuchung der grünen Folien ergibt sich, dass der dunkel- bis blaugrüne Farbstoff das Chlorophyll a und der hell- bis gelbgrüne Farbstoff das Chlorophyll b ist. Bei Carotinoiden unterschiedet man zwischen sauerstoffhaltigen Xanthophyllen und den sauerstofffreien Carotinen. Diese Trennbarkeit der Blattfarbstoffe
beruht auf ihrer Molekülstruktur. So ist das unmolekulare Carotin in Wasser unlöslich, jedoch im Lösungsmittelgemisch sehr gut löslich.
Beim Xanthophyll ist es genau umgekehrt. Es ist in Wasser sehr gut löslich, aber im Lösungsmittelgemisch unlöslich, aufgrund seiner unpolaren langkettigen Moleküle. Beim Absterben eines Blattes durch äußere Witterungen oder mangelndem Wasser werden die Chlorophylle chemisch abgebaut.
Chromatographie: ( Um einzelne Bau- und Inhaltsstoffe einer Zelle qualitativ und quantitativ erfassen zu können, muss man sie voneinander trennen.
Bei der in unserem Beispiel verwendeten Dünnschichttomographie (DC) werden Platten aus Glas oder Aluminiumfolie verwendet, die mit einer saugfähigen Substanz (z.B. Kieselgel) beschichtet sind. Auf eine DC-Platte wird unten ein wässriges Aminosäuregemisch (oder eine Chlorophylllösung) aufgetragen, das in ein verschlossenes Gefäß mit einem Lösungsmittelgemisch (Fliesmittel) oder Wasser gestellt wird. Dieses Gemisch steigt kapillar auf, wobei die Aminosäuremoleküle je nach Bau in gleicher Zeit verschieden weit mitgenommen werden.
Wenn die entstandenen Aminosäuren noch nicht farblich erkennbar sind, müssen sie erst mit Ninhydrin besprüht werden, um sie kenntlich zu machen. In unserem Beispiel konnte man die farbige Chlorophylllösung bald sichtbar in Farbtönen auf der Dünnschichtfolie erkennen.
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