11.04.2021 transkription
05.03.2021 Ökologie

Informationen und Materialien zum Fach Biologie in allen Schulformen und für alle Schulstufen


Transport durch die Biomembran - Hinweise

Vorsicht mit Neutralrotlösung (färbt fast alles!) und verdünnter Salzsäure (ätzend!).

Links: Neutralrot in neutralem Wasser, rechts: in saurer Lösung, darüber Salatöl
Links: Neutralrot in neutralem Wasser, rechts: in saurer Lösung, darüber Salatöl
Wie Bild links: nach kräftigem Schütteln
Wie Bild links: nach kräftigem Schütteln

Transport durch die Biomembran - Arbeitsblatt

Antworten zu den Fragen im Arbeitsblatt

1. Beschreibe die Veränderung von Neutralrot in saurer Lösung und eine mögliche Verwendung von Neutralrot, die daraus resultiert.

Neutralrot in neutraler Lösung (Wasser) ist dunkelorange, in saurer Lösung ist es kirschrot. Neutralrot kann zur Anzeige einer sauren Lösung dienen: Indikator.

2. Beschreibe die Verteilung von Neutralrot in neutraler Lösung und in saurer Lösung auf die beiden Phasen Wasser und Salatöl. Erkläre. Säuren sind Protonendonatoren, d.h. übertragen positiv geladene Wasserstoffatome (H+) auf andere Teilchen (=Basen).

Neutralrot in neutraler Lösung geht fast völlig aus dem Wasser in das Salatöl über. Neutralrot in saurer Lösung bleibt fast völlig in der wässrigen Phase.

Erklärung: Neutralrot in neutraler Lösung ist anscheinend hydrophob. Es ist also ein unpolares Molekül. Neutralrot in saurer Lösung nimmt ein Proton auf, wird damit positiv geladen und hydrophil und löst sich dann besser in der polaren wässrigen Phase.

Die Zwiebelzellen färben sich durch protoniertes Neutralrot kirschrot.
Die Zwiebelzellen färben sich durch protoniertes Neutralrot kirschrot.
Das Zwiebelhäutchen in neutraler Neutralrotlösung färbt sich kirschrot.
Das Zwiebelhäutchen in neutraler Neutralrotlösung färbt sich kirschrot.

3. Beschreibe die Färbung der Zwiebelzellen durch Neutralrot. Erkläre die Farbveränderungen in der Färbelösung und in den Zellen.

Die Zellen erscheinen kirschrot und werden sehr viel farbiger als die Färbelösung. Der Inhalt der Vakuolen ist anscheinend sauer und Neutralrot nimmt ein positiv geladenes Proton auf. Dieses so positiv geladene Neutralrotion ist hydrophil und kann nicht mehr die hydrophobe mittlere Schicht der Zellmembran durchdringen. Außerdem diffundieren ständig neutrale Neutralrotmoleküle nach, da das Konzentrationsgefälle nach innen aufrecht erhalten wird. Dadurch konzentriert die Zelle den Farbstoff.

4. Mit der sauren Neutralrotlösung werden die Zellen nicht gefärbt. Wenn die Neutralrotlösung schon im Reagenzglas sauer gemacht wird, kann diese Lösung die Zellen nicht mehr anfärben: die positiv geladenen Neutralrotionen können die Zellmembran nicht mehr durchdringen.

Schon mit dem bloßen Auge erscheint das Zwiebelhäutchen kirschrot in einer dunkelorange Färbelösung. Das Zwiebelhäutchen in saurer kirschroter Neutrallösung färbt sich nicht.

Modellversuch für den Ionenfallenversuch

Material

Glasgefäß mit großer Öffnung nach oben (z.B. großes Becherglas 500 ml breite Form), glattes, saugfähiges Papier (z.B. Papierhandtuch), Speiseöl, Neutralrot, Salzsäure

Durchführung

Fülle das Glasgefäß randvoll mit Wasser. Schneide eine runde Fläche aus dem Papier, so dass das Papier auf dem Wasser im Glasgefäß so aufliegt, dass die Ränder hochstehen. Tränke das Papier mit Speiseöl und lege es auf die Wasserfläche.

Löse etwas Neutralrot in Wasser (dunkel rotbraune Färbung). Gib mehrere Tropfen auf die Mitte des Papiers, so dass ein dunkler rotbrauner "See" entsteht. Beobachte von der Seite, ob der Farbstoff die Ölschicht durchdringen kann. Wiederhole den Versuch mit Neutralrot in saurer Lösung. Vergleiche die Beobachtungen und erkläre.