Versuche zur Fotosynthese

Versuche zur Fotosynthese
Versuch 1: Ernährung der Pflanze
Der Niederländer Jan Baptist van Helmont führte 1640 einen Versuch durch. Der Forscher
wollte mit diesem Versuch klären, wovon sich Pflanzen ernähren. Hierbei nahm er einen
Kübel, der mit 90 kg Erde gefüllt war. Dann suchte er sich einen kleinen wild
aufgegangenen Weidenbaum und wog ihn ebenfalls ab, nachdem er die Erde in seinem
Wurzelraum entfernte. Dieser hatte eine Masse von ca. 2,5 kg. Er versorgte den kleinen
Sprössling ausschließlich mit Regenwasser und überließ ihn sonst sich selbst.
Fünf Jahre lang ließ er den Baum wachsen. Danach wog er den Baum und die Erde
wieder. Erstaunlicherweise ist das Gewicht der Pflanze auf 84,5 kg angestiegen. Die Erde
hingegen wog 89,43 kg, also nicht viel weniger, wie zu anfangs.
Was kann man aus diesem Experiment schlussfolgern? Die Pflanze muss entweder der
Erde und dem Wasser, der Erde und der Luft oder allen drei Elementen die
lebensnotwendigen Stoffe entziehen. Voraussetzung ist natürlich, dass die Erde nicht
ausgetauscht wird und die Menge gleich bleibt.
Van Helmont erklärte das Wachstum der Pflanzen mit Wasseraufnahme und
Mineralstoffentzug aus der Erde. Bei seiner These berücksichtigte aber nicht das
Gasgemisch Luft.
Versuch 2: Atmung der Pflanze
1772 führte der englische Forscher Joseph Priestley Experimente zum Stoffwechsel der
Pflanzen durch.
In einem Brief an einen befreundeten Forscher beschrieb er seinen Versuchsaufbau und
seine Ergebnisse. Hier eine verkürzte Version:
London, 1. Juli 1772
Lieber Herr Franklin,
Ich habe mich gänzlich davon überzeugt, dass Luft, die durch Atmung in höchstem
Grade schädlich geworden ist, durch Pflanzen, die darin wachsen, wiederhergestellt wird.
In einem Gefäß habe ich verbrauchte Luft gesammelt und dieses Gefäß luftdicht verschlossen.
Sieben Tage später habe ich in dieses Gefäß eine Maus gesetzt. In einen an deren Glasbehälter
mit derselben verbrauchten Luft habe ich eine Pflanze gestellt. Sieben Tage später habe ich in
dieses Gefäß ebenfalls eine Maus gesetzt. Die Maus in dem Gefäß ohne Pflanze starb bereits
nach 5 Sekunden. Die Maus in dem Gefäß mit der Pflanze lebte unbekümmert für mehrere
Minuten in dem Gefäß. Dann habe ich sie raus genommen und in das Gefäß ohne Pflanze
gesetzt. Auch diese Maus, der es in dem Behälter mit der Pflanze so gut ergangen war, konnte nur
mit knapper Not wiederbelebt werden, nachdem sie nur wenige Sekunden in der an deren Luft
gewesen war.
Dieses Experiment zeigt, dass Pflanzen verbrauchter Luft ihre Frische zurückgeben können.
Hochachtungsvoll
Joseph Priestley
Versuch 3: Gase
Man hat verschiedene Versuche mit der Wasserpflanze Elodea durchgeführt, um zu
ergründen wie Gase bei dem Stoffwechsel grüner Pflanzen beteiligt sind. Bringt man
einen Trieb der Pflanze unter ein komplett mit Wasser gefüllten Glaszylinder und
belichtet ihn, steigen Gasblasen von den grünen Pflanzenteilen auf und sammeln sich
oben im Gefäß.
Bei dem aufsteigenden Gas handelt es sich um Sauerstoff (O2). Dies findet man mithilfe
der Glimmspanprobe heraus.
Die Erhöhung des Kohlenstoffdioxid- Gehalts (CO2) im Wasser bei gleicher Lichtintensität
hatte eine Erhöhung des Sauerstoff- Gehalts zur Folge.
Was bringen Variationen der Lichtstärke bei konstantem CO 2- Gehalt? Erhöht man die
Lichtstärke im toleranten Bereich, wird mehr O2 produziert, bei Dunkelheit hört die
Produktion auf.
Versuch 4: Stärke
Das Blatt einer jungen Linde wird 24 Stunden lang mit Alufolie abgedunkelt, alle anderen
werden normal belichtet. Nun schneidet man das abgedunkelte Blatt sowie ein anderes
ab. Bei dem abgedunkelten entfernt man die Alufolie. Beide Blätter werden in in
siedenden Alkohol getaucht und entfernt somit das Blattgrün (Chlorophyll ist
alkohollöslich). Nun nimmt man Iod- Kaliumiodid- Lösung und tropft es auf beide Blätter.
Was geschieht? Bei dem vorher abgedunkelten Blatt verändert sich kaum etwas, bei dem
„normalen“ Blatt hingegen sehr: Es verfärbt sich Blauschwarz. Die Iod-KaliumiodidLösung verfärbt sich in Verbindung mit Stärke. Das Chlorophyll wurde entfernt, damit
man die Verfärbung besser erkennt.
Hier die Iod-Kaliumiodid-Lösung am
Beispiel eines Brotstücks.
Was kann man nun aus diesem Versuch folgern? Das Endprodukt der Fotosynthese ist
entweder Stärke, oder besser, da sie ja die Speicherform des Traubenzuckers darstellt,
der Traubenzucker selbst.

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