Fotosynthese – Sauerstoffbläschen der Wasserpest zählen

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Ein klassisches Experiment: Ein Spross der Wasserpest (Elodea) steht in einem Becherglas mit Wasser unter einem umgedrehten Trichter mit Auffang-Reagenzglas. Im Licht betreibt die Pflanze Fotosynthese und gibt Sauerstoff als zählbare Bläschen ab. Die Lernenden ziehen die Lampe näher heran oder weiter weg oder verstellen die Regler für Licht, CO₂ und Temperatur, um zu sehen, wie sich die Bläschenrate ändert; ein Diagramm der Fotosyntheserate gegen den gewählten Faktor zeigt den aktuellen Punkt und entweder eine Sättigungskurve (Licht, CO₂) oder eine Optimumkurve (Temperatur).

Lektion: Fotosynthese bei Pflanzen; Faktoren, die die Fotosynthese beeinflussen

Was sie zeigt

Wasserpest gibt bei der Fotosynthese Sauerstoff ab (Kohlenstoffdioxid + Wasser → Glucose + Sauerstoff, mit Licht, das Chlorophyll absorbiert), daher misst die Zahl der Bläschen pro Minute ihre Rate. Das Modell verbindet drei begrenzende Faktoren. Mehr Lichtintensität oder CO₂ erhöht die Rate, bis sie abflacht, weil dann ein anderer Faktor begrenzt. Die Temperatur wirkt über Enzyme: Die Rate ist bei etwa 30 °C am höchsten, sinkt zu beiden Seiten und endet oberhalb von 45 °C. Ohne Licht oder ohne CO₂ entstehen keine Bläschen.

So funktioniert es

Führen Sie einen fairen Versuch durch: Ändern Sie nur einen Faktor und halten Sie die anderen beiden konstant. Stellen Sie die Waagerechte Achse des Diagramms auf Lichtintensität, ziehen Sie die Lampe oder den Regler Lichtintensität schrittweise und notieren Sie bei jedem Wert die Bläschen/min vom Zähler. Wiederholen Sie das mit CO₂-Konzentration im Wasser und dann Temperatur als Variable, wählen Sie jeweils die passende Achse und vergleichen Sie die Form der drei Kurven.

Einstellbare Parameter

Lichtintensität 0–100 %
CO₂-Konzentration im Wasser 0–0,1 %
Temperatur 0–50 °C
Waagerechte Achse des Diagramms Lichtintensität, CO₂-Konzentration, Temperatur
Bläschenzähler anzeigen

Fragen zum Erkunden

Welches Gas bildet die Bläschen, und warum misst ihre Zahl pro Minute die Fotosyntheserate?
Warum steigt die Bläschenzahl nicht weiter, wenn die Lichtintensität schon hoch ist?
Was geschieht mit der Bläschenzahl oberhalb von etwa 35 °C, und warum?

Häufige Fragen

Wie funktioniert die Bläschenzählmethode mit Wasserpest?

Ein Spross Wasserpest liegt im Wasser unter einer Lampe, und man zählt die Sauerstoffbläschen, die er in einer festen Zeit abgibt. Die Bläschenrate zeigt, wie schnell die Fotosynthese abläuft. Man ändert nur einen Faktor, etwa die Lichtintensität, hält CO₂-Konzentration und Temperatur konstant und trägt die Rate gegen diesen Faktor auf.

Wie sieht das Diagramm der Fotosyntheserate gegen den Abstand zur Lichtquelle aus?

Es ist eine fallende Kurve: Die Rate ist nahe der Lampe am höchsten, sinkt mit wachsendem Abstand und nähert sich weit entfernt null. Die Lichtintensität nimmt mit dem Quadrat des Abstands ab, beim doppelten Abstand kommt also nur ein Viertel des Lichts an. Gegen die Lichtintensität aufgetragen sieht die Kurve anders aus: Sie steigt und flacht dann ab.

Was kann man statt Sauerstoffbläschen zählen verwenden?

Genauer ist es, das Volumen des aufgefangenen Gases zu messen, denn die Bläschen sind unterschiedlich groß und manche werden übersehen. Das Gas lässt sich in einem Reagenzglas, einer Gasspritze oder einer Kapillare mit Skala auffangen. Auch ein Sensor für gelösten Sauerstoff eignet sich: Er zeichnet die Konzentration über die Zeit auf, ganz ohne Bläschen.

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