Versuch 1: Analytik 

Pflanzenphysiologisches Praktikum Teil I     Versuch I A,B,C  

Versuch I A: Bestimmung des Trockengewichts

Das Trockengewicht von Pflanzen wird bestimmt, indem man das Wasser abdampft.Dies sollte möglichst rasch geschehen, um Verluste durch Abgabe anderer flüchtiger Stoffe zu vermeiden.

5 g Lorbeerblätter wurden abgewogen und für 24 Std. bei 105°C in den Trockenschrank gestellt. Das Leergewicht der Schale wurde zuvor bestimmt. Der Versuch wird doppelt angesetzt. Nachdem die Proben im Eksikkator abgekühlt waren, wurden sie ernneut gewogen.

1,7 g gingen demnach bei der Trocknung durch Verdunstung verloren, wovon der größte Teil sicherlich Wasser war, aber auch in geringem Maße flüchtige Stoffe wie z.B. ätherische Öle oder Ammoniak. D.h. dass Lorbeerblätter annähernd aus 44% Wasser bestehen, was ein relativ niedriger Wert ist.

Versuch I B: Bestimmung des Gesamtstickstoffs nach Kjeldahl

Eine Methode zur Abschätzung der Plasmamenge bietet die Bestimmung des Gesamtstickstoffs. Sie ist sinnvoll, wenn man Gewebe unterschiedlicher Struktur vergleichen will, da hier die Angabe des Trockengewichts oft nicht aussagekräftig genug ist.

1.   Aufschluß

Der Aufschluß wurde mit zwei Parallelproben durchgeführt. Dazu wurden je 500 mg Lorbeerblätter mit Kupfersulfat, Natriumsulfat und konz. Schwefelsäure in Aufschlußkolben erhitzt. Nach 1 h wurde wenig Perhydrol zur Beschleunigung zugesetzt. Nach 2 h war der Aufschluß bläulich und klar.

2.   Destillation

Der Stickstoff in Form von Ammoniak wurde durch die Zugabe von NaOH freigesetzt und mittels der Wasserdampfdestillation (siehe Skript) in eine Vorlage getrieben, die aus 20 ml 0,02 N HCl und Mischindikator besteht. NH₃ neutralisierte dabei die Säure teilweise.

3.   Titration

Die nicht neutralisierte Säure wurde mit 0,02 N NaOH titriert.

Da NaOH nicht titerstabil ist, mußte durch Titration ein Korrekturwert ermittelt werden. Um 20 ml HCl zu neutralisieren, brauchten wir 20,3 ml HaOH. Daraus ergibt sich der Korrekturwert von 20/20,3 = 0,99.

Bei der ersten Probe wurde 17,4 ml NaOH verbraucht. Unter Einbezug des Korrekturfaktors ergibt sich ein Wert von 17,14 ml NaOH.

Daraus lässt sich die im Aufschluß vorhandene Menge an Ammoniak errechnen:

20 ml - 17,14 ml = 2,86 ml NH₃.

Die zweite Probe wurde nicht zu Ende titriert, da nach 50 ml NaOH noch kein Farbumschlag zu erkennen war und demnach ein Fehler unterlaufen sein mußte.

Mit Hilfe der chemischen Gleichung wurde der Stickstoffgehalt der Probe ermittelt:

m (N)/ M (NH₃) x 2,86/2 = 1,17 mg N₂

Multipliziert man diesen Wert mit dem empirischen Faktor 6, so erhält man annähernd den Eiweißgehalt der Probe: 1,17 x 6 = 7,07 mg Eiweiß

Der Stickstoffgehalt in Lorbeerblättern beträgt 0,35% des Trockengewichts.  

---------------- 2. Beispiel ausführlich ------

VHCl :    20ml  = Volumen der eingesetzten 0,02 normalen HCl
VNaOH : 11 ml = Verbrauch der 0,02 normalen NaOH
VDelta :  VHCl - VNaOH  =  20ml - 11 ml = 9 ml = 0.009 l 
               Differenz (=verbrauchte HCl)

c:           Conc. der NaOH = 0,02 mol/l 

M:         Molare Masse des Stickstoffes N =14 g/mol

f:           Korrekturfaktor  = 1,05  
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Chemische Formeln:
c = n/V;       n= m/M ; 

wobei n = Zahl der Mole einer Lösung in mol
          m = Masse des Stoffes in g (hier: ein Atom Stickstoff)
           c = conc. 
           V  = Vol

 ==> m = c * M * V * f ;
 ==> m = 0,02 mol/l * 14 g/mol * 0,009 l * 1,05  = 2,6 mg

        2,6 * 6 = 15,9 mg Protein
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Versuch I C: Bestimmung des Eisengehaltes in Rohasche

Durch Aschenanalysen kann festgestellt werden, wieviel  von jedem Element eine Pflanze dem Boden entzieht. Dies ist z.B. für die Beurteilung des Düngerbedarfs von Nutzen.

Ziel des Versuches ist die quantitative Bestimmung von Eisen mittels der Photometrie.

1.   Aufstellen einer Eichkurve

Zuerst wurden verschiedene Volumina einer Eisenlösung (1 ml = 0,1 mg Fe) in einen 25 ml-Kolben pipettiert, zu denen jeweils Salzsäure, Natriumacetatlösung, Phenanthrolinlösung, Hydrochinonlösung und bis zur Marke Wasser gegeben wurden. Nach 10 min wurde im Spektralphotometer bei 520 nm gegen Wasser gemessen.

Abgesehen davon, dass der letzte Wert wohl fehlerhaft ist, geht die Kurve ab ca. 0,06 mg in eine Sättigungskurve über. Relevanter Ausschnitt der Kurve mit Eichgerade:

2. Bestimmung des Eisengehaltes in der Asche

500 g der Rohasche von Lorbeer wurde in 10 ml 3 N HCl 15 min gekocht. Dann wurde die Probe in einen 50 ml-Kolben filtriert, und je zweimal 1, 2 und 4 ml in 25ml Kolben gegeben und mit den bereits bei der Eichkurve beschriebenen Reagenzien versetzt.

Aus diesen drei Ansätzen liesse sich ein Mittelwert von 0,17 µg/mg Asche berechnen. Doch ist die Mittelwertbildung in diesem Fall problematisch, da die Ansätze allein schon durch die Verwendung verschiedener Pipetten nicht unter vergleichbaren Bedingungen durchgeführt wurden. Auch die graphische Ermittlung der Eisenwerte aus der Eichgerade ist nicht sehr exakt, was sich dann hochgerechnet in einer beträchtlichen Differenz der Mittelwerte manifestiert.

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Versuch V C: Keimungshemmung durch das Fruchtfleisch

Keimungshemmende Stoffe („Blastokoline“) verhindern bei fleischigen Früchten das Keimen des Samens innerhalb der Frucht. In einigen Fällen könnte es sich dabei eventuell um Abszisinsäure handeln.

In drei Petrischalen mit saugfähigem Papier wurden jeweils 15 Samen der Gartenkresse (Lepidum sativum) gelegt und mit 4 ml der in der Tabelle angegebenen Lösungen getränkt. In einer vierten Schale wurden die Samen auf einer Apfelscheibe aufgebracht. Nach 2 Tagen wurden die Samen im Kühlschrank konserviert um dem Schimmelwachstum vorzubeugen und nach drei Wochen auf Keimung untersucht:

Dass im Ansatz mit Wasser alle Samen gekeimt waren zeigt, dass die Samen keimfähig sind und Keimungshemmung auf anderen Einflüssen beruht.

Da auf der Apfelscheibe keine Keimung erfolgte, müssen darin hemmende Substanzen sein. Möglicherweise ist dafür die Abszisinsäure verantwortlich, die die Keimung supprimierte. Ob die Äpfelsäure auch hemmende Wirkung hat, läßt sich mit diesem Versuchsansatz nicht feststellen, da zuerst überprüft werden müsste, ob die Konzentration der verwendeten Äpfelsäurelösung der im Apfel entspricht.

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