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Lö­sun­gen

Grund­la­gen: Farb­spek­trum und Ab­sorp­ti­ons­spek­trum des Chlo­ro­phylls

Auf­ga­ben:

  1. Er­stel­len Sie auf der Grund­la­ge des Ver­suchs zur Licht­ab­sorp­ti­on durch ge­lös­tes Chlo­ro­phyll De­fi­ni­tio­nen für die Be­grif­fe Farb­spek­trum und Ab­sorp­ti­ons­spek­trum, indem Sie die fal­schen Satz­bau­stei­ne durch­strei­chen. Er­gän­zen Sie dann die nö­ti­gen Satz­zei­chen und pas­sen Sie die Groß-/Klein­schrei­bung ggf. an.
    Siehe Ta­bel­len
  2. Er­klä­ren Sie auf der Grund­la­ge des Ab­sorp­ti­ons­spek­trums des Chlo­ro­phylls, wes­halb wir Pflan­zen als grün wahr­neh­men.
    Grü­nes Licht (bzw. Pho­to­nen der ent­spre­chen­den Wel­len­län­ge) wird vom Chlo­ro­phyll prak­tisch nicht ab­sor­biert, son­dern re­flek­tiert, wo­hin­ge­gen rote und blaue An­tei­le des Lichts ab­sor­biert wer­den. Nur die An­tei­le des Spek­trums, die nicht ab­sor­biert wer­den, kön­nen vom Men­schen wahr­ge­nom­men wer­den.

Farb­spek­trum:

Pho­to­nen be­stimm­ter Wel­len­län­gen wer­den ab­sor­biert, wenn Licht durch Ma­te­rie dringt es kann durch Bre­chung eines wei­ßen Licht­strahls an Pris­ma sicht­bar ge­macht wer­den der Licht­strahl wird Be­rei­che glei­cher Wel­len­län­gen auf­ge­spal­ten und er­scheint als Ab­fol­ge ein­far­bi­ger Ban­den
der für den Men­schen sicht­ba­re An­teil des elek­tro­ma­gne­ti­schen Spek­trums Licht die­ser Wel­len­län­gen fehlt im Farb­spek­trum, die ent­spre­chen­den Ban­den er­schei­nen dann dun­kel im Ab­sorp­ti­ons­spek­trum des Chlo­ro­hylls sind be­stimm­te Wel­len­län­gen­be­rei­che (rot und blau) nicht mehr zu sehen

Ab­sorp­ti­ons­spek­trum:

der für den Men­schen sicht­ba­re An­teil des elek­tro­ma­gne­ti­schen Spek­trums es kann durch Bre­chung eines wei­ßen Licht­strahls an Pris­ma sicht­bar ge­macht wer­den im Ab­sorp­ti­ons­spek­trum des Chlo­ro­hylls sind be­stimm­te Wel­len­län­gen­be­rei­che (rot und blau) nicht mehr zu sehen
Pho­to­nen be­stimm­ter Wel­len­län­gen wer­den ab­sor­biert, wenn Licht durch Ma­te­rie dringt Licht die­ser Wel­len­län­gen fehlt im Farb­spek­trum, die ent­spre­chen­den Ban­den er­schei­nen dann dun­kel der Licht­strahl wird Be­rei­che glei­cher Wel­len­län­gen auf­ge­spal­ten und er­scheint als Ab­fol­ge ein­far­bi­ger Ban­den

Das Wir­kungs­spek­trum der Fo­to­syn­the­se

Im En­gel­mann­schen Bak­te­ri­en­ver­such wird die Fo­to­syn­the­se­ra­te bei Be­lich­tung von pflanz­li­chen Zel­len mit Licht ver­schie­de­ner Wel­len­län­gen nä­he­rungs­wei­se be­stimmt. Der Nach­weis er­folgt in­di­rekt über Bak­te­ri­en, die sich aktiv dort­hin be­we­gen, wo eine hohe Sau­er­stoff­kon­zen­tra­ti­on vor­liegt. Als fo­to­syn­the­se­fä­hi­ger Or­ga­nis­mus dient eine fa­den­för­mi­ge Grün­al­ge. Für das Ex­pe­ri­ment wird ein Licht­strahl durch ein Pris­ma ge­bro­chen und das ent­ste­hen­de Spek­trum auf den Al­gen­fa­den, der in einem bak­te­ri­en­hal­ti­gen Me­di­um liegt, pro­ji­ziert (vgl. Ab­bil­dung 1). Der Ver­such zeigt die Kor­re­la­ti­on der Fo­to­syn­the­se­ra­te mit der Ab­sorp­ti­ons­fä­hig­keit be­stimm­ter Wel­len­län­gen durch Chlo­ro­phyll. Die Fo­to­syn­the­se­ra­te in Ab­hän­gig­keit von der Wel­len­län­ge des Lichts wird als Wir­kungs­spek­trum der Fo­to­syn­the­se be­zeich­net.

Wirkungsspektrum der Fotosynthese - Lösung

En­gel­mann­scher Bak­te­ri­en­ver­such und Wir­kungs­spek­trum der Fo­to­syn­the­se. Gra­fik: A. Theil-Schie­bel

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  1. Er­klä­ren Sie den Zu­sam­men­hang zwi­schen Fo­to­syn­the­se­ra­te und Sau­er­stoff­kon­zen­tra­ti­on.
    Je nach Farbe des Lichts, das auf den Al­gen­fa­den trifft, wird mehr oder we­ni­ger Licht vom Chlo­ro­phyll ab­sor­biert. Je mehr Licht ab­sor­biert wird, desto mehr En­er­gie steht für die Fo­to­syn­the­se zur Ver­fü­gung. Je höher die Fo­to­syn­the­se­ra­te, desto mehr Sau­er­stoff als eins der Pro­duk­te der Fo­to­syn­the­se wird an die­ser Stel­le pro­du­ziert, also liegt dort eine hö­he­re Sau­er­stoff­kon­zen­tra­ti­on vor.
  2. Zeich­nen Sie die zu er­war­ten­de Ver­tei­lung der Bak­te­ri­en am Al­gen­fa­den nach Pro­jek­ti­on des Farb­spek­trums ein (er­gän­zen Sie wei­te­re Bak­te­ri­en).
    Siehe Ab­bil­dung
  3. Be­schrei­ben Sie das Ver­such­s­er­geb­nis.
    Die Bak­te­ri­en be­we­gen sich aktiv zu Orten mit hoher Sau­er­stoff­kon­zen­tra­ti­on. Je nach Farbe des Lichts, das auf den Al­gen­fa­den trifft, pro­du­ziert die­ser mehr oder we­ni­ger Sau­er­stoff, wor­auf sich die Bak­te­ri­en mehr oder we­ni­ger zahl­reich an den be­tref­fen­den Stel­len an­sam­meln. Die An­zahl der an­ge­sam­mel­ten Bak­te­ri­en dient als un­ge­fäh­res Maß für die Fo­to­syn­the­se­ra­te, die der Sau­er­stoff­pro­duk­ti­ons­ra­te ent­spricht. Der Ver­such zeigt, dass die höchs­te Fo­to­syn­the­se­ra­te un­ge­fähr mit den Be­rei­chen der Ab­sorp­ti­ons­ma­xi­ma des Chlo­ro­phylls kor­re­liert.

 

Ar­beits­blatt: Der En­gel­mann­sche Bak­te­ri­en­ver­such: Her­un­ter­la­den [docx][3 MB]

Ar­beits­blatt: Der En­gel­mann­sche Bak­te­ri­en­ver­such: Her­un­ter­la­den [pdf][496 KB]

 

Wei­ter zu Un­ter­richts­gang: Teil­re­ak­tio­nen der FS