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Moderne Analytik im Biologieunterricht

Q11-Schüler erproben Dünnschicht-Chromatografie an Blattfarbstoffen

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Welche Farbstoffe sind an der Fotosynthese beteiligt? - Dieser Frage gingen die Schüler des Q11-Kurses Biologie bei Herrn Hüller nach, indem sie die Extrakte selbstgepflückter Blätter in ihre Bestandteile auftrennten. Dieses als Dünnschicht-Chromatografie bezeichnete Verfahren, das aus der modernen Analytik nicht wegzudenken ist, zeigt in anschaulicher Weise das zugrunde liegende Trennprinzip auf.

Die Probestellung erfolgte in Gruppen zu je drei Schülern: Die Blätter wurden zerkleinert und mit Lösungsmittel behandelt. Die Farbstofflösung wurde auf eine Kieselgelplatte (= stationäre Phase) aufgebracht und getrocknet. Anschließend wurde eine Chromatografiekammer mit Laufmittel befüllt und mit der vorbereiteten Kieselgelplatte bestückt. Nach ca. fünfzehn Minuten konnte das entstandene Chromatogramm untersucht werden: Während die grünen Banden der Chlorophylle schon mit bloßem Auge bei Tageslicht gut unterscheidbar waren, ließen sich die blaßgelben Carotinoide und Xanthophylle durch Bestrahlung mit UV-Licht von 254 nm  als schwarze Schatten auf gelbgrün leuchtender stationärer Phase bzw. als fluoreszierende Banden bei 365 nm sehr gut voneinander unterscheiden. Durch Bestimmung und Vergleich der Rf-Werte mit der Literatur gelang den Schülern schließlich auch die Identifizierung der Farbstoffe.

Praktisches Arbeiten in naturwissenschaftlichen Fächern stärkt die Kompetenzen "Erkenntnisgewinnung" und "Bewertung" und gibt Einblicke in die Arbeitsmethoden  aus Forschung und Technik. Es motiviert unsere Schüler zur Mitarbeit und Auseinandersetzung mit den Inhalten in anschaulicher Weise. Allerdings sind diesen  Unterrichtsmethoden durch Rahmenbedingungen wie Schülerzahl pro Lerngruppe und Zeitmangel enge Grenzen gesteckt, so dass diese häufig nur in kleinen Klassenverbänden und in Randstunden (wie hier) möglich sind.

 

Bilder: Rosa Schulze

 

 

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