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Hintergrund: Fotosynthese und Zellatmung - Die Chloroplasten - mikroskopisch kleine Stärkefabriken

  • Efeu (Quelle: Colourbox) Panaschierter Efeu (Quelle: Colourbox)

Mikroskopische Aufnahmen von Blattzellen zeigen, dass der Blattfarbstoff nicht gleichmäßig über die Zellen verteilt ist. Er ist auf sogenannte Blattgrünkörner konzentriert, die Chloroplasten.

Im vorigen Abschnitt haben wir erfahren, dass nicht alle Blattzellen gleichermaßen Blattgrün (Chlorophyll) enthalten. Die Epidermiszellen z. B. sind frei davon. Außerdem gibt es sogenannte panaschierte (gescheckte) Blätter. Solche Blätter sind nicht gleichmäßig grün, sie haben bleiche Bereiche. In diesen Bereichen haben auch das Schwamm- und Palisadengewebe kein Blattgrün. Solche Mutationen werden bei manchen Zierpflanzen durch Züchtung verstärkt, z. B. beim Efeu.

Panaschierte Blätter sind aber nicht nur eine ungewöhnliche Zierde, sie helfen uns auch weiter bei der Aufklärung der Funktion von Blattgrün. Biochemische Untersuchungen haben gezeigt, dass in den Chloroplasten Traubenzucker hergestellt wird, den die Pflanze zu Stärke weiterverarbeitet. Mit einem einfachen Versuch kann man diese Funktion des Blattgrüns nachweisen:

Man gibt zunächst Blätter in kochendes Wasser. Nach etwa zwei Minuten legt man sie in heißen Brennspiritus (Achtung, leicht entzündlich!) und lässt sie dort so lange, bis sie „gebleicht" sind, denn durch den Brennspiritus wird der grüne Farbstoff aus dem Blatt gelöst. Legt man das gebleichte Blatt nun in eine Petrischale und gibt Iodlösung darauf, dann färbt sich das Blatt schwarzblau - dies ist der Nachweis für Stärke.

  • Chloroplast (Quelle: Colourbox) Chloroplast (Quelle: Colourbox)

Den gesamten Vorgang wiederholt man nun mit einem panaschierten Blatt. Auch in diesem kann Stärke nachgewiesen werden - allerdings nicht auf der ganzen Blattfläche. Die ehemals hellen Bereiche verfärben sich nicht schwarzblau. Hier ist also keine Stärke nachzuweisen. Damit ist bewiesen, dass Stärke nur in den Chloroplasten hergestellt wird. Auch der Einfluss von Licht auf die Stärkeproduktion kann leicht nachgewiesen werden. Deckt man nämlich einen Teil eines grünen Blattes mit lichtundurchlässiger Folie einen Tag lang ab und führt dann den Stärkenachweis durch, findet man Stärke nur an den Stellen, die dem Licht ausgesetzt waren.

Mit diesen Experimenten kann also nachgewiesen werden, dass Chloroplasten die Orte der Stärkebildung sind. Man weiß heute, dass sie den grünen Blattfarbstoff Chlorophyll enthalten, der Sonnenlicht oder künstliches Licht aufnimmt. Das Licht enthält Energie. Diese Lichtenergie benötigt die Pflanze zum Aufbau von Stärke. Zum Stärkeaufbau benötigt die Pflanze außerdem Kohlenstoffdioxid. Wasser und Sauerstoff werden dabei frei.