Aufgaben: Chromatografie und Wirkungsspektrum

Bei einer Dünnschichtchromatografie eines Spinatextrakts wandert das Laufmittel 8,0 cm, ein Pigmentfleck 6,0 cm vom Startpunkt.

1. a) Berechnen Sie den Rf-Wert.

1. b) Erklären Sie, warum verschiedene Pigmente unterschiedliche Rf-Werte haben.

Unterscheiden Sie Absorptionsspektrum und Wirkungsspektrum der Fotosynthese und nennen Sie jeweils, was auf der x- und y-Achse aufgetragen wird.

Nennen Sie die Pigmente Chlorophyll a, Chlorophyll b und Carotinoide mit je einer Farbe im Chromatogramm und je einem Absorptionsbereich.

Ein Chromatogramm eines Blattextrakts zeigt vier Flecken, Laufmittelfront bei 12,0 cm: Fleck A bei 11,4 cm, Fleck B bei 9,6 cm, Fleck C bei 7,2 cm, Fleck D bei 6,0 cm. Literaturwerte: β-Carotin 0,95; Chlorophyll a 0,80; Chlorophyll b 0,60; Xanthophyll 0,50.

1. a) Berechnen Sie die Rf-Werte.

1. b) Ordnen Sie die Flecken den Pigmenten zu.

Chlorophyll a absorbiert bei etwa 430 nm und 662 nm stark, bei 550 nm kaum. Ein Wirkungsspektrum der Fotosynthese einer Grünalge zeigt Maxima bei 430 nm, 480 nm und 660 nm und eine geringe Aktivität bei 550 nm.

1. a) Erklären Sie, warum die Grünalge grün erscheint.

1. b) Erklären Sie das Maximum bei 480 nm.

Beim Engelmann-Versuch werden aerobe Bakterien um eine Fadenalge im Spektrallicht verteilt. Die Bakterien sammeln sich besonders im blauen und roten Bereich.

1. a) Erklären Sie das Versuchsprinzip.

1. b) Leiten Sie das Ergebnis zum Wirkungsspektrum ab.

Rotalgen leben in größerer Meerestiefe, wo hauptsächlich blaugrünes Licht ankommt. Ihr Wirkungsspektrum zeigt hohe Aktivität bei 500–570 nm, ihre Pigmente sind Phycoerythrine (Absorption im grünen Bereich) neben Chlorophyll a.

1. a) Erläutern Sie die Angepasstheit der Rotalgen.

1. b) Beurteilen Sie, warum Landpflanzen in der Tiefe nicht konkurrenzfähig wären.

1. c) Entwerfen Sie ein Experiment mit Chromatografie und Spektrometer, das die Pigmentausstattung nachweist.

Das Absorptionsspektrum eines Rohextrakts weist Maxima bei 430, 450 und 660 nm auf. Das Wirkungsspektrum zeigt bei 450 nm eine niedrigere Aktivität als erwartet.

1. a) Erklären Sie die Abweichung mit der Rolle der Carotinoide.

1. b) Erläutern Sie die Schutzfunktion der Carotinoide.

Bei der Chromatografie von Extrakten aus Sonnen- und Schattenblättern der Rotbuche ergibt sich: Im Schattenblatt ist das Verhältnis Chlorophyll a : b geringer (2,5 : 1) als im Sonnenblatt (3,5 : 1).

1. a) Deuten Sie das Ergebnis als Angepasstheit.

1. b) Begründen Sie, welche weiteren Merkmale auf Zell- und Gewebeebene zu erwarten sind.