Lichtreaktion der Photosynthese
Kurs für Schülergruppen

Experimente

• Extraktion und Aufreinigung von Chloroplastenpigmenten
• Dünnschichtchromatographie der Chloroplastenpigmente
• Absorptionsspektren des gereinigten Extrakts und eines intakten Blattes
• Isolation intakter Thylakoide
• HILL-Reaktion
• Aufnehmen einer Lichtkurve der Blatt-Photosynthese (Demonstrationsexperiment mit Schlüler*innenassistenz)

Nach einer Übersicht über die globale Bedeutung der Photosynthese und einige ihrer Bezüge zum Klimawandel beschäftigen wir uns mit der Lichtreaktion der Photosynthese. Die Chloroplastenpigmente verschiedener Pflanzenarten werden mit Aceton extrahiert, in zwei Schritten gereinigt und durch Dünnschichtchromatographie getrennt. Mit PC-gesteuerten Photometern werden Absorptionsspektren von Blattextrakten und intakten Blättern aufgenommen. Um den Transport energiereicher Elektronen mit negativem Redoxpotenzial zu demonstrieren, wird die Hill-Reaktion durchgeführt, d.h. die Reduktion eines künstlichen Elektronenakzeptors durch Thylakoide im Licht. Dazu werden aus Pflanzenmaterial intakte, funktionale Thylakoide isoliert. Zusätzlich wird die Aufnahme einer Lichtkurve der Photosynthese mit einem modernen forschungsüblichen Messgerät gezeigt. Dabei wird die Photosynthese als CO₂-Aufnahme und die Transpiration als H₂O-Abgabe nach dem Prinzip der Infrarot-Gas-Analyse gemessen.

Unterrichtsbezug

Dünnschichtchromatographie; Kompartimentierung; Energiewandlung; Kohlenstoffkreislauf; Endosymbiontentheorie; Chlorophyll als lichtsensibles Redoxpigment