Teil C – Experimente: Oxidation, Querschnittspräparat
Wähle eine der nachstehenden Aufgaben aus und bearbeite diese.
Die Enzyme oxidieren die Polyphenole mittels Luftsauerstoff zu Chinonen. Diese Reaktionen sind für die Braunfärbung pflanzlichen Materials nach Verletzung und Kontakt mit Luftsauerstoff verantwortlich.
Aufgabe C1
In den Zellen von Bananen werden Phenoloxidasen und deren Substrate, die Polyphenole, räumlich getrennt voneinander gelagert. So findet man die Enzyme zumeist in Plastiden, die Substrate dagegen reichern sich häufig in Vakuolen an.Die Enzyme oxidieren die Polyphenole mittels Luftsauerstoff zu Chinonen. Diese Reaktionen sind für die Braunfärbung pflanzlichen Materials nach Verletzung und Kontakt mit Luftsauerstoff verantwortlich.
1
Führe folgendes Experiment durch:
Schäle die Banane. Schneide zwei etwa 5 cm große Stücke ab. Quetsche beide Stücke mit der Gabel auf je einer Petrischale.
Petrischale 1: keine weitere Behandlung
Petrischale 2: Übergieße den Bananenbrei mit siedendem Wasser.
Schütte das Wasser nach ca. 10 Minuten vorsichtig ab. Fertige ein Kurzprotokoll an. Die Qualität des experimentellen Arbeitens wird mit bewertet.
Schütte das Wasser nach ca. 10 Minuten vorsichtig ab. Fertige ein Kurzprotokoll an. Die Qualität des experimentellen Arbeitens wird mit bewertet.
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2
Stelle die in Petrischale 1 abgelaufene Reaktion in einem Fließschema dar.
04 BE
3
Begründe, dass im Haushalt häufig frisch geschnittenes Obst bzw. Gemüse mit Zitronensaft beträufelt wird.
02 BE
15 BE
Aufgabe C2
Zur Familie der Lippenblütengewächse (Lamiaceae) gehören weltweit mehr als 7.000 Arten. Die Sprossachse der Lippenblütler verfügt über verschiedene Festigungsgewebe. So findet man überwiegend in den Ecken direkt unter der Epidermis ein ausgeprägtes Kollenchym. Ein geschlossener Sklerenchymring ist dem Kambium nach innen angelagert.
1
Fertige ein Querschnittspräparat von der Sprossachse eines Lippenblütengewächses an.
Mikroskopiere bei geeigneter Vergrößerung.
Erstelle eine beschriftete schematische mikroskopische Übersichtszeichnung der Sprossachse.
Nach Fertigstellung der Zeichnung ist das Präparat unter dem Mikroskop dem Aufsicht führenden Lehrer vorzuweisen.
Mikroskopiere bei geeigneter Vergrößerung.
Erstelle eine beschriftete schematische mikroskopische Übersichtszeichnung der Sprossachse.
Nach Fertigstellung der Zeichnung ist das Präparat unter dem Mikroskop dem Aufsicht führenden Lehrer vorzuweisen.
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2
Mikroskopiere das bereitgelegte Dauerpräparat eines weiteren Sprossachsenquerschnittes.
Stelle vier Merkmale der beiden Sprossachsenquerschnitte in einer Tabelle gegenüber.
Ziehe eine Schlussfolgerung bezüglich der systematischen Einordnung.
Stelle vier Merkmale der beiden Sprossachsenquerschnitte in einer Tabelle gegenüber.
Ziehe eine Schlussfolgerung bezüglich der systematischen Einordnung.
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1
Kurzprotokoll zum Versuch:
- Durchführung:
Von einer geschälten Banane wurden zwei etwa 5 cm lange Stücke abgeschnitten, und mit einer Gabel in je einer Petrischale zerdrückt. Der Bananenbrei einer Schale wurde mit kochendem Wasser übergossen, der Brei in der anderen Schale wurde nicht weiter behandelt. Die Petrischalen wurden für zehn Minuten stehen gelassen, dann wurde das Wasser aus der einen Schale abgegossen. - Erwartete Beobachtungen:
In der Schale ohne Wasser sollte sich der Brei bräunlich verfärbt haben. In der Schale mit Wasser sollte der Brei farblich unverändert bleiben. - Interpretation der Ergebnisse:
In verletzten Zellen oxidieren die Enzyme Phenoloxidasen an der Luft Polyphenole zu Chinonen, indem sie den Luftsauerstoff nutzen. Dadurch stellt sich die Braunfärbung ein. Wird der Bananenbrei allerdings mit kochendem Wasser abgedeckt, kann kein Sauerstoff an die Zellen gelangen. Außerdem denaturiert das Enzym durch die hohen Temperaturen. Daher verfärbt sich nur der unbehandelte Bananenbrei braun.
2
Oxidation von Polyphenolen in der Petrischale ohne Wasser:
Phenoloxodasen gelangen durch Zerdrücken der Bananen zu ihrem Substrat, den Polyphenolen 
Unter Reduktion von Luftsauerstoff werden die Polyphenole oxidiert Es entstehen Chinone und die Frucht verfärbt sich braun.
3
Zitronensaft zum Schutz vor Braunfärbung:
Das im Zitronensaft vorkommende Vitamin C wird vom Sauerstoff selbst oxidiert, und verhindert dadurch die Oxidation der Phenole im Obst oder Gemüse. So stellt sich auch keine Braunfärbung ein.
Lösung C2
1
Querschnittspräparat von der Sprossachse eines Lippenblütengewächses:
Hinweis: Abgebildet ist eine schematische Übersichtszeichnung einer Sprossachse der weißen Taubnessel Lamium album.
2
Bereitgelegtes Dauerpräparat (exemplarisch):
Tabellarischer Vergleich der beiden Präparate:
Systematische Einordnung der beiden Pflanzenarten:
Aus der tabellarischen Auflistung der Merkmale der Sprossachsen beider Pflanzenarten geht hervor, dass die Taubnessel den Dikotyledonen (Zweikeimblättrige Pflanzen) und der Bogenhanf den Monokotyledonen (Einkeimblättrige Pflanzen) angehört. Das entscheidende Merkmal ist dabei die Anordnung der Leitbündel. Bei Dikotyledonen sind diese in konzentrischen Ringen im Cambium angeordnet. Monokotyledonen haben kein Cambium. Dadurch ist ihnen das sekundäre Dickenwachstum gar nicht möglich. Vierkantige Stängel kommen bei außerdem Monokotyledonen nie vor.
Hinweis: Es handelt sich hier um eine schematische Zeichnung der Sprossachse des zylindrischen Bogenhanfs Sansevieria cylindrica.
| Merkmal | Taub- nessel |
Bogen- hanf |
|---|---|---|
| Form | vierkantig | rund |
| Cambium | vorhanden | nicht vor- handen |
| Anordnung der Leitbündel |
in konzen- trischen Ringen |
im Gewebe verstreut |
| Sekundäres Dickenwachstum |
möglich (ausgehend vom Cambium) |
nicht möglich |