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Chlorophyll und Wellenlänge 06:02 min

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Transkript Chlorophyll und Wellenlänge

Hallo, mein Name ist Steffi. Thema des heutigen Films lautet: Chlorophyll und Wellenlänge. Zunächst klären wir, was Chlorophyll ist und wo wir es in der Pflanze finden. Dann betrachten wir gemeinsam die chemische Struktur der Chlorophylle. Anschließend erkläre ich dir die Funktion der Chlorophyll-Bauteile. Als nächsten Punkt erkläre ich euch die Wellenlängenbereiche des Lichtes, die für die Photosynthese wichtig sind. Im Anschluss klären wir die Frage, warum Pflanzen grün sind. Am Ende des Films erhaltet ihr eine Zusammenfassung. Das Chlorophyll ist der grüne Blattfarbstoff in den Chloroplasten. Es ist wichtig für die Photosynthese. Hier vor allem für die Absorption von Licht, wie ihr im Verlauf des Films sehen werdet. Schauen wir uns nun die chemische Struktur der Chlorophylle genauer an. Beginnen wir zunächst mit dem Chlorophyll. Das Chlorophyllmolekül besteht aus 2 Bauteilen. Zum einen aus dem Porphyrin-Ringsystem, das zentral ein Magnesiumion enthält und zum Anderen aus der Phytolkette. Dies ist ein Alkoholrest, der mit Porphyrin über eine Säuregruppe verbunden ist. Zur Vereinfachung können wir den Porphyrie-Ringen die Buchstaben A, B, C und D zuteilen. Am Ring D ist der Alkohol Phytol angelagert. Dies ist die genannte Phytolkette. Am Ring B lagern sich die Chlorophylle A oder B an. Die Chlorophylle A und B unterscheiden sich durch eine Seitengruppe. Bei Chlorophyll A wird eine Methylgruppe CH3 angelagert. Bei Chlorophyll B wird eine Aldehydgruppe CHO angelagert. Anschließend erkläre ich dir die Funktion der Chlorophyll-Bauteile. Das Porphyrin-Ringsystem ist für die Lichtapsorption verantwortlich. Die Phytolkette ist verantwortlich für die Verankerung in der Thylakoidmembran. Die Chlorophylle dienen zusammen mit den Carotinoiden als Lichtsammelstelle. Sie werden auch als Antennenpigmente bezeichnet. Bestimmte Moleküle des Chlorophyll A sind auch direkt an der Photosynthese beteiligt. Schauen wir uns das nochmal genauer an: Wenn nun Sonnenlicht auf die Antennenpigmente trifft wird die Energie weitergeleitet bis zum Reaktionszentrum. Das Photosystem besteht also aus einer Lichtsammelstelle, welche aus den Molekülen der Carotinoide, Chlorophyll A und des Chlorophyll B besteht. Und dem Reaktionszentrum. Kommen wir nun zum Wellenlängenbereich des Lichtes. Licht ist Teil der elektromagnetischen Strahlung. Die Wellenlänge liegt zwischen 400 und 760 Nanometer. Wir unterscheiden kurzwellige und langwellige Strahlung. Das Sonnenlicht ist aus allen Wellenlängen zusammengesetzt. Wir sehen es daher as unbunt. Licht mit Wellenlängenbereich von 400 bis 500 Nanometer erscheint uns blau, 500 bis 550 Nanometer grün, 550 bis 600 Nanometer gelb und über 600 Nanometer erscheint uns als rot. Von dem Chlorophyll wird nur das blaue und rote Licht aufgenommen. Diesen Vorgang nennt man auch Absorption. Andere Farben, vor allem das grüne Licht wird nur reflektiert. Das Wirkungsspektrum des Chlorophylls ist das Absorptionsspektrum, also können wir nun festhalten, dass sich dieses aus dem blauen und roten Licht zusammensetzt. Dies wird für die Photosynthese genutzt. Nun können wir auch beantworten warum Pflanzen grün sind. Wir haben gerade gelernt, dass vor allem das grüne Licht reflektiert wird. Das Licht das reflektiert wird sehen wir als Farbe, in diesem Fall also grün. Daher wird Chlorophyll auch als Blattgrün bezeichnet. Fassen wir zusammen: Das Chlorophyll ist der grüne Farbstoff in den Chloroplasten. Das Chlorophyllmolekül besteht aus 2 Bauteilen. Dem Porphyrie-Ringsystem und der Phytolkette. Bei Chlorophyll A wird eine Methylgruppe, CH3, angelagert. Bei Chlorophyll B wird eine Aldehydgrupp, CHO, angelagert. Von dem Chlorophyll wird nur das blaue und rote Licht aufgenommen. Dies wird für die Photosynthese genutzt. Andere Farben, vor allem das grüne Licht wird nur reflektiert. Dieses reflektierte Licht nehmen wir als Farbe wahr, daher sind Pflanzen grün. Bis bald.

2 Kommentare
  1. Danke!

    Von Chris Kenter, vor fast 5 Jahren
  2. sehr gut Dankeschön:):):)

    Von Lkolhoff, vor fast 5 Jahren

Chlorophyll und Wellenlänge Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Chlorophyll und Wellenlänge kannst du es wiederholen und üben.

  • Bestimme die Funktion der Bauteile von Chlorophyll.

    Tipps

    Das Chlorophyll besteht aus zwei Bauteilen.

    Chlorophyll und Carotinoide werden auch als Antennenpigmente bezeichnet.

    Lösung

    Das Chlorophyll ist der grüne Blattfarbstoff in den Chloroplasten. Das Chlorophyllmolekül besteht aus zwei Teilen, dem Prophyrin- Ring-System und der Phytolkette. Chlorophyll a und b unterscheiden sich durch eine Seitengruppe. Das Porphyrin-Ring-System ist für die Lichtabsorption verantwortlich. Für die Verankerung der Chloroplastenmembran sorgt die Phytolkette. Die Pigmente Chlorophyll und Carotinoide bezeichnet man als Lichtsammelstelle.

  • Bestimme die Wellenlänge des Lichts.

    Tipps

    Der Wellenbereich des Lichts beträgt 400-760 nm.

    Lösung

    Licht ist Teil elektromagnetischer Strahlung. Das Sonnenlicht ist aus allen Wellenlängen zusammengesetzt und erscheint uns nicht bunt. Licht mit einem Wellenlängenbereich von 400-500 nm erscheint für uns blau, 500-550 nm sehen wir als grün, 550-600 nm gelb und alles über 600 nm erscheint für uns rot.

  • Erkläre die Verfärbung der Blätter.

    Tipps

    Denk nochmal an die chemische Struktur des Chlorophylls.

    Lösung

    Es gibt verschiedene Ursachen für eine Verfärbung der Blätter. Es kann sein, dass ein Nährstoffmangel vorliegt oder aber dass die Jahreszeit sich ändert.

    Magnesiummangel bewirkt bei Pflanzen eine gelbliche Verfärbung der Blätter. Das Chlorophyllmolekül besitzt am Zentralatom ein Mg-Ion. Ohne Magnesium kann die Pflanze kein Chlorophyll aufbauen. Folglich nimmt die Fotosyntheserat ab und die Pflanzen altern schneller und werfen Blätter ab.

    Eine Verfärbung der Blätter können wir auch im Herbst beobachten. Wenn die Nächte kühler werden, fangen die Pflanzen an Chlorophyll abzubauen. Das grüne Chlorophyll hatte im Sommer die anderen Pigmente im Blatt überdeckt. Wird es nun abgebaut, kommen diese Pigmente zum Vorschein und wir sehen das Blatt „gelb" oder „rot". Für die rote Verfärbung der Blätter sind Anthocyane verantwortlich. Diese werden nun erst von der Pflanze gebildet. Sie dienen den lichtempfindlichen Enzymen im Blatt als Schutz vor dem Sonnenlicht.

  • Erkläre, warum Pflanzen grün sind.

    Tipps

    Chlorophyll wird auch als „Blattgrün" bezeichnet.

    Absorption kommt von dem lateinischen Wort absorbtio und bedeutet „ansaugen".

    Lösung

    Die Chlorophylle absorbieren rotes und blaues Licht. Das grüne Licht wird reflektiert. Aus diesem Grund erscheinen uns Pflanzen grün.

    Das Wirkungsspektrum des Chlorophylls ist auch das Absorptionsspektrum. Dieses setzt sich aus dem blauen und roten Licht zusammen.

  • Ermittle die richtigen Aussagen über das Wirkungsspektrum.

    Tipps

    Nur das blaue und rote Licht wird vom Chlorophyll aufgenommen.

    Die Bakterien siedeln sich dort an, wo viel Sauerstoff produziert wird. Demnach ist das ein Ort, an dem Fotosynthese betrieben wird.

    Lösung

    Engelmann unternahm 1882 diesen Versuch und konnte somit die Wellenlängen des Lichtes bestimmen, die für die Fotosynthese notwendig sind. Er stellte fest, dass sich die sauerstoffliebenden Bakterien an den Stellen am Algenfaden sammelten, die mit blauem oder rotem Licht bestrahlt wurden. Hier war also viel Sauerstoff vorhanden. Somit stellte er fest, dass die Alge mit dem blauen und roten Licht gut Fotosynthese betreiben konnte. Andere Farben eigneten sich hierzu weniger.

    Heutzutage würde man die Lichtabsorption z.B. mit einem Fotometer messen. Auch die produzierte Sauerstoffmenge lässt sich mit einer Sauerstoffsonde messen.

  • Überlege, welche Eigenschaften zum Chlorophyll b passen.

    Tipps

    Erinnere dich an den Weg der Sonnenenergie, wenn Strahlung auf die Antennenpigmente trifft.

    Lösung

    In der Membran der Chloroplasten sind zahlreiche fotosynthetisch aktive Pigmente eingelagert. Bis zu 300 Farbstoffmoleküle bilden zusammen mit Proteinen ein Fotosystem. Dieses besteht aus der Lichtsammelfalle und dem zentralen Reaktionszentrum. Ein Chlorophyllmolekül besteht aus einem Porphyrinring und einer Phytolkette. Der Porphyrinring ist vor allem für die Lichtabsorption verantwortlich.

    Chlorophyll a ist das eigentliche Fotosynthese-Pigment, es bildet das Reaktionszentrum. Die blauen und roten Wellenlängen werden von ihm absorbiert. Chlorophyll b dient neben den Carotinoiden der Lichtsammlung. Es ist nicht direkt an der Energieumwandlung beteiligt. Das Absorptionsspektrum und die Strukturformel ähnelt dem Chlorophyll.