Hausaufgaben, Referate, Facharbeiten, Hausarbeiten - abi-pur.de hilft!

>> zur Hauptseite
>> Referate-Suche
>> Nachhilfe im Internet
>> Referat melden!

>> Abi-Reise planen
>> Abi-Zeitung gestalten
>> Sprachreise planen



Suche
  Durchsucht abi-pur.de!
>> zur Referate-Suche
>> Fragen? - Ab ins Forum!
>> Referat melden!
>> Referat bewerten

>> Jetzt mit Deinen Hausaufgaben helfen!!!
Hausaufgabe oder Referat einsenden und bis zu 25 Frei-SMS kassieren.

Titel / Referat: Pflanzenfarbstoffe - Farbigkeit in der Pflanzenwelt

Schlagwörter: Farbstoffe, Chlorophyll, Rotkohl, Paprika, Tomate, Chromatographie, Vakuolenfarbstoffen, Färben mit Indigo Hausaufgabe, Referat

Themengleiche Dokumente anzeigen

Farbigkeit in der Pflanzenwelt


1. Pflanzenfarbstoffe
Der gesamte Bericht behandelt die 2 Fragen: Wo in den pflanzlichen Zellen sind die Farbstoffe lokalisiert? Und wie können wir sie isolieren? Diese Fragen werden nach den jeweils folgenden Versuchen ausführlich beantwortet.

1.1 Der grüne Pflanzenfarbstoff, das Chlorophyll
Wir stellten einen Querschnitt eines Oleanderblattes und eines Buchenblattes her indem wir schmale Blattstreifen, die parallel zu der Mittelrippe verliefen heraustrennten, diese dann in jeweils ein entsprechende vorbereitetes Holundermarkstückchen legten. Dann mussten wir mit eine Rasierklinge ein hauchdünnes gefülltes Holundermarkstückchen abtrennen und die Blattquerschnitte mit einem Tropfen Wasser auf einem Objektträger aufbringen. Nun betrachteten wir den Querschnitt durch ein Mikroskop mit der Vergrößerung 100:1, x12.

Form und relative Größe der Chloroplasten: Die Form der Chloroplasten lässt sich am besten mit der Form einer Kugel beschreiben, wobei auch ovalförmige und Brötchenartig eingeschnürte Formen zu finden sind, die ungefähr 1/40 der Zelle einnimmt.

Wo liegen sie in der Zelle? 
Die Chloroplasten befinden sich im Palisadenparenchym, Schwammparenchym und in den Spaltöffnungen der unteren Epidermis. Enthalten alle Zellen in diesen Geweben Chloroplasten? Diese Behauptung ist zutreffend.


Klimatische Bedingungen im Bezug zum Aufbau der Blätter:
Der Oleander wächst in südlichen, wärmere Ländern (z.B. Balearen, Spanien, Griechenland), deshalb besitzt er eine dickere Kutikula und obere Epidermis, die ihn von äußeren Einflüssen, wie z.B. Austrocknung oder Verdunstung schützt. Die Haarzellen in den Einbuchtungen der unteren Epidermis dienen dazu die Pflanze vor Wind zu schützen, der das benötigte Wasser/Wasserdampf verweht. Das Palisadenparenchym dient hauptsächlich dazu Fotosynthese zu betreiben. Das Schwammparenchym dient zur Belüftung, da sich öfters Interzellulare einfinden.

Das Sonnenblatt eine Buche befindet sich in der gemäßigten Zone, deshalb ist die Kutikula und die obere Epidermis nicht so dick, wie bei dem Oleanderblatt. . Das Palisadenparenchym dient hauptsächlich dazu Fotosynthese zu betreiben. Das Schwammparenchym dient zur Belüftung, da sich öfters Interzellulare einfinden.


1.2 Verteilung der rotgelben Farbstoffes in dem Rotkohl, der Paprika und der Tomate
Wir zogen ein Stück der Epidermis des Rotkohls, der Paprika und der Tomate ab und mikroskopierten sie. 

Wo befinden sich die Farbstoffe? Beim Rotkohl ist die Vakuole gefärbt. Bei der Paprika und der Tomate die Organellen (Chromoplasten).

2. Isolierung der Farbstoffe
Die Trennung von Pflanzenfarbstoffen beruht auf ihrer unterschiedlichen Löslichkeit in einigen Lösungsmitteln. Man unterscheidet zwischen polaren (hydrophil) und nicht polaren (hydrophob) Substanzen bzw. Lösungsmitteln. Zu den polaren gehören alle dissozierbaren Gruppen (Säuren und Basen), hierzu gehören aber Wo befinden sich die Farbstoffe? Beim Rotkohl ist die Vakuole gefärbt. Bei der Paprika und der Tomate die Organellen (Chromoplasten).

Die Trennung von Pflanzenfarbstoffen beruht auf ihrer unterschiedlichen Löslichkeit in einigen Lösungsmitteln. Man unterscheidet zwischen polaren (hydrophil) und nicht polaren (hydrophob) Substanzen bzw. Lösungsmitteln. Zu den polaren gehören alle dissozierbaren Gruppen (Säuren und Basen), hierzu gehören aber auch einige chemische Gruppen, welche schwache Wechselwirkungen wie die Wasserstoffbrücken ausbilden können, z. B. die Hydroxylgruppe -OH, die Aminogruppe -NH2 oder die Sulfhydrylgruppe -SH. Nicht polare Gruppen wie vor allem -CH2-, -CH3 sind hierzu nicht in der Lage.

Komplexere chemische Verbindungen, wie z. B. die Farbstoffe, die wir heute untersuchen wollen, enthalten sowohl polare wie auch nicht polare Gruppen, und es hängt von ihrem Verhältnis zueinander ab, ob die Verbindungen polar oder nicht polar reagieren. Wir kennen eine große Zahl von Lösungsmitteln, mit denen wir heute arbeiten könnten. Als polares Lösungsmittel werden wir Wasser verwenden, als nicht polares kommen die sogenannten organischen Lösungsmittel, also Kohlenwasserstoffverbindungen infrage, die man nach abnehmender Polarität ordnen kann:
Wasser Methanol Isopropanol Aceton Chloroform Toluol Petrolbenzin. Einen hydrophile Substanz löst sich in einem hydrophilen Lösungsmittel, eine hydrophobe in einem hydrophoben.

Wir haben das vorgelegte Material (Paprika, Rotkohl, Wasserpest) in einem Mörser mit etwas Sand zermalmt. Zur Extraktion wurden 2-3 Tropfen Ammoniak und drei ml Lösungsmittel hinzugegeben. Für den Rotkohl verwendeten wir Wasser, für die Wasserpest Aceton und für die rote Paprika Petrolbenzin. Nach dem Absetzten der Feststoffe (Sand und Blattreste) wurde die Lösung dekantiert.


2.1 Unterschiedliches Löslichkeitsvermögen
Wasser und Petrolbenzin sind nicht miteinander mischbar. Beim Zusammenkippen beider Lösungen erhält man zwei klar unterscheidbare Phasen. Wir mussten bestimmen, welches die Phase mit der höhere, bzw. niedrigeren Dichte ist. Das Petrolbenzin befand sich im Gemisch oben. Das bedeutet, dass es eine geringere Dichte hat, als das Wasser, das sich unten befindet. Die Farbstoffe des Rotkohls haben wir mit Wasser extrahiert. Wir gaben zu je 1 ml Lösung 1 ml Petrolbenzin. Dieses Vorgehen haben wir sinngemäß mit der Paprika wiederholt.

  • Paprikalösung + Wasser: Wasser hat eine höhere Dichte, darum befindet es sich unten.
  • Paprikalösung + Essigsäure: Essigsäure hat die höhere Dichte, darum setzt es sich ab
  • Paprikalösung + Ammoniak: Ammoniak hat die höhere Dichte, darum setzt es sich ab
  • Rotkohllösung + Petrolbenzin: Rotkohllösung setzt sich ab
  • Rotkohllösung + Essigsäure: vermischt sich, wird dunkelrot
  • Rotkohllösung + Ammoniak: vermischt sich, wird grün

Wir gaben zu einem der beiden Teile einige Tropfen Säure (Essigsäure) und zum zweiten einige Tropfen Lauge (Ammoniaklösung). Wir säuerten die alkalische Probe an und machten die saure Probe alkalisch.

  • Paprikalösung+ Wasser: Keine Reaktion
  • Paprikalösung+ Essigsäure: Keine Reaktion
  • Paprikalösung+ Ammoniak: Keine Reaktion
  • Rotkohllösung+ Petrolbenzin: Keine Reaktion
  • Rotkohllösung+ Essigsäure: Keine Reaktion
  • Rotkohllösung+ Ammoniak: verfärbte sich rot

Nur die letzte Reaktion ist reversibel.


2.2 Chromatographie
Wir mischten Paprika mit Petrolbenzin, Rotkohl mit Wasser und Wasserpest mit Aceton. Die hergestellten Extrakte brachten wir mit Kapillaren auf Dünnschichtchromatographie-Platten (Kieselgel) auf. Danach stellten wir die Platten in ein Chromatographiegefäß, das 1 cm hoch mit Lösungsmittelgemisch gefüllt war. Dies ließen wir mehrere Minuten zugedeckt stehen und beobachteten den Verlauf der Farben. Die Komponenten des Lösungsmittelgemisches werden vom Trägermaterial unterschiedlich gut adsorbiert, wodurch sich eine stationäre und eine wandernde Phase ausbildet. Diejenigen Komponenten werden wandern, die die schwächste Affinität zum Trägermaterial haben. Je nach Löslichkeit bzw. je nach Adsorption wird sich ein Gleichgewicht einstellen, mit anderen Worten, je besser sich eine Substanz im wandernden Lösungsmittel löst, desto schneller wird sie wandern. Hieraus ergibt sich als eine charakteristische Größe der Rf- Wert

Rf = Wanderungsstrecke der Substanz / Wanderungsgeschwindigkeit der Lösungsmittelfront

Der maximale Rf- Wert beträgt somit 1; meist liegt er darunter. Der Rf- Wert einer Substanz hängt von seiner chemischen Struktur, vom Träger und vom Lösungsmittelgemisch ab.

Rf-Werte Blattextrakt Paprikaextrakt Rotkohlextrakt

  • 0.95 Carotin Carotin
  • 0,65 Chlorophyll a
  • 0,55 Chlorophyll b
  • 0,5 Xanthophyll
  • 0,4 Xantophyll
  • 0,28 Abbauprodukt
  • 0,24 Xantophyll Anthocyan


3. Transportvorgänge an Membranen am Beispiel von Vakuolenfarbstoffen: Färbung der Zwiebelepidermis mit Neutralrot

    • Stammlösung: Wir lösten 0,1g Neutralrot in 100ml destilliertem Wasser
    • Farbstofflösung I: Wir mischten 1 ml Stammlösung und 9 ml destilliertes Wasser in einer Petrischale.
    • Farbstofflösung II: Wir mischten 1 ml Stammlösung und 9 ml Leitungswasser in einer Petrischale.

Auf einer weißen Schuppe einer Küchenzwiebel haben wir mit einer Rasierklinge 2 kleine Vierecke eingeschnitten. Mit einer spitzen Pinzette zogen wir von einer Ecke die Epidermis und legten je ein Viereck für 15 Minuten in die verschiedenen Lösungen. Danach spülten wir die Zwiebelhäutchen mit dem entsprechenden Wasser ab und legten sie auf die entsprechend vorbereiteten Objektträger.

  1. Bei der Zwiebelepidermis in der Färbelösung 1 (rotviolett) verfärbten sich die Zellwände auch rotviolett. Bei der Zwiebelepidermis in Färbelösung 2 (orange) verfärbt sich die Vakuole auch orange. Auch scheint es, dass die Vakuole sich ein wenig ausgebreitet hat.
  2. Wir verglichen die Farben der Farbstofflösungen I und II.
    Färbelösung I Färbelösung II
    Farbe Rot-violett Orange
    “Zustand” der Neutralorangemoleküle geladen Ungeladen
    Lösung ist... sauer Alkalisch
    PH-Wert Ca. 5 7-8

Wie kann man diese Erklärung überprüfen? Wenn man in beiden Färbelösungen einen Indikator (Lackmus) hinzufügt, zeigt es, ob diese Lösung eine Säure (rot) oder eine Base (blau) ist. So kann man die oben genannte Tabelle überprüfen.

Was bedeutet die Vitalfärbung für Membranen? Lassen sich anhand dieses Versuches Rückschlüsse auf die Struktur einer anderen Farbstoffgruppe ziehen?
Die Vitalfärbung zeigt welche Teile der Epidermis für Nahrungsaufnahme bestimmt sind. Da destilliertes Wasser überhaupt keine Nährstoffe (wie Mineralien, Salze etc.) enthält, kann die Vakuole damit nichts anfangen, das heißt sie nimmt sie nicht auf (färbt sich nicht). Dieses „neutrale“ Wasser wird von den Zellwänden aufgenommen.. Die Vakuole nimmt nur das Wasser (mit den Nährstoffen/Färbelösung 2) auf. Die Färbung geschieht durch die Diffusion. Die Membranen haben die Aufgabe unterschiedliche Stoffe durchzulassen oder festzuhalten. Dies kommt immer auf die Aufgabe der Membranen an.


4. Färben mit Indigo
Nachdem wir ein Referat zum Thema Indigo gehört hatten, das sich mit Größe, Aussehen und Wirkung des Indigos und des Färberwaids beschäftigte, sollten wir selbst ein Stück Stoff mit Indigo färben. Dazu mussten wir erst einmal den Leukoindigo herstellen, da Indigo nicht wasserlöslich ist. Wir schwenkten 2g Ortho-Nitrobenzaldehyd in 20ml Aceton und 10ml Ionenaustauschwasser in einem 100ml Erlenmeierkolben um. Dann fügten wir 8ml Natronlauge zu und rührten um. Sofort wurde die Farbe dünkelgrün bis dunkelbraun und das ganze Gemisch erwärmte sich. Der Indigo begann nach wenigen Minuten sich in bläulichen Kristallen abzusetzen. Wir filtrierten das Gemisch mit einer Nutsche und entsorgten das Filtrat. Das Filterpapier, auf dem sich hauptsächlich der Farbstoff befand, legten wir zurück in den Erlenmeyerkolben. Danach (was bei uns den Zeitraum von einem Tag entsprach) gaben wir 40ml destilliertes Wasser, 5g Natriumdithionit und ca. 12 Plätzchen Natriumhydrooxid zu unserem Indigo und den Erlenmeierkolben und warteten. Eigentlich hätten wir das Gemisch noch erwärmen sollen, was aber unter den uns gegeben Umständen nicht möglich war. Da wir das Gemisch nicht erwärmt hatten, dauerte es sehr lange, bis die blaue Farbe gänzlich verschwunden war und das Gemisch einen gelblichen Schimmer hatte. Wir hatten nun die Lösung des Leukoindigos. Die Herstellung des Leukoindigos ist eine Reduktionsvorgang, der hinterher wieder umgekehrt wird. Wir füllten heißes Wasser in ein Becherglas und legten unser Stück Stoff hinein. Dann gaben wir die Leukoindigolösung hinzu und warteten (auch hier hätte die Lösung erwärmt werden sollen) bis der Stoff die Farbe angenommen hat. Wir legten nun das Stück Stoff in eine Schale und ließen es trocknen. Als der Leukoindigo mit der Luft in Berührung kam, setzte die Oxidation ein und sie blaue Farbe kam zum Vorschein. Wir hatten einen blauen gefärbten Stoff. Hierzu muss man sagen, dass unser Stoff nur eine blass-blaue Farbe angenommen hat, da wir eine viel zu große Menge Stoff in Bezug zu der Menge des Farbstoffes verwendeten. Dennoch ist wohl deutlich zu sehen, dass das Färben funktioniert hat und ein blauer Farbton erreicht wurde.

häufige Suchphrasen:
oleanderblatt querschnitt, vakuole chromoplasten rote küchenzwiebel, was ist zwiebelepidermis, färbung der zwiebelepidermis mit neutralrot, vitalfärbung einer zwiebelepidermis





Referate-Suche | Hauptseite | Detail-Ansicht | Referat melden!