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26.05.2023 Biologie

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


Stoffaustausch von Zellen mit der Umgebung

Versuch: Untersuchung von Phloemsaft auf Saccharose

Phloemsaft 0,5 - 1molare Lösung, v.a. von Saccharose (100 - 300g/l), reduzierende Zucker fehlen

Transport durch Unterschied im osmotischen Druck zwischen Anfangs- und Endzellen

Palmzucker wird hauptsächlich in Südostasien gewonnen, darunter Nipapalme (Nypa fruticans), Zuckerpalme (Arenga pinnata), Palmyrapalme (Borassus flabellifer), Silber-Dattelpalme (Phoenix sylvestris) und Kokospalme (Cocos nucifera).

Auch der Saft anderer Palmenarten ist zuckerhaltig. So stellte bereits Plinius in der Antike fest, dass der Saft, den man nach Abschlagen der oberen Wedel der Europäischen Zwergpalme (Chamaerops humilis) gewinnt, süß schmecke.

Herstellung

Der zuckerhaltige Pflanzensaft der Palmen wird aus den reifen Blütenständen durch Anschneiden gewonnen und in Behältern aufgefangen. Palmsaft enthält bis zu 15 % Zucker. Nach Absieben wird der Palmsaft zunächst zu einem Sirup eingekocht. Dieser wird dann in einer offenen Pfanne unter Rühren und Schlagen weiter erhitzt bis die Kristallisation einsetzt. Die noch heiße Masse wird zum Auskühlen und Erstarren in flache Formen (z. B. Kokosnussschalen) oder Bambusröhren gefüllt.

Der Zucker in Phloemsaft wird besonders aus Palmen genutzt: eine Dattelpalme liefert bis zu 18 Liter am Tag. Auch von Agaven wird der Phloemsaft genutzt: bspw. zu Pulque vergoren und zu Tequila destilliert. Auch der Latex des Kautschukbaums befindet sich im Phloem.

Aphidentechnik: Honigtau von Blattläusen analysieren oder Blattlaus mit Laserstrahl verdampfen und aus dem verbleibenden Stechrüssel austretenden Phloemsaft analysieren. Aphiden saugen künstlichen Phloemsaft durch Parafilm hindurch.
Z.B. Rainfarn (Tanacetum vulgare), Melezitose (nicht reduzierend), Hydrolose -> Glucose -> Nachweis

  • Apoplastische Phloembeladung: Die Saccharose wird von den Parenchymzellen in den Zwischenzellraum abgegeben. Die Geleitzellen nehmen die Saccharose aktiv auf. Saccharose-H+-Symport, H+-ATPase transportiert unter Energieaufwand Protonen nach außen.
  • Symplastische Phloembeladung: Transport von Saccharose von Parenchymzelle zu Geleitzelle zu Siebröhrenzelle durch Plasmodesmen.

Aufgabe in Partnerarbeit

1. Wo entsteht die Glucose, wo wird sie hintransportiert?

  • Die Photosynthese treibenden grünen Zellen (Blatt, Stängel usw.) produzieren Glucose und geben ihn an das Phloem ab.
  • Die Wurzelzellen nehmen die Glucose auf und erzeugen mit ihr ATP in den Mitochondrien.

2. Nenne weitere Stoffe, die aufgenommen bzw. abgegeben werden

  1. Grüne Pflanzenzellen
  2. Wurzelzellen
  3. Zellen des Lungenepithels
  4. Schleimhautzellen des Dünndarms
  5. Zellen der Schilddrüse