5.5. Kurstag „Photosynthese“ 5.5.1. Ihre Vorbereitung · Lokalisation verschiedener Oberflächenepithelien. Alle nachfolgenden Abbildungsbezüge beziehen sich auf die Zeichnungen

M. Schessl & T. Hoppe – Skript zur Übung „Experimente zur allgemeinen Biologie“

Version für das WS 2011/12 Nur zum internen Gebrauch im Praktikum bestimmt! Seite 29

5.5. Kurstag „Photosynthese“

5.5.1. Ihre Vorbereitung

• Recherchieren Sie eine Definition der Photosynthese

Stichworte: Umwandlung, chemische Bindungsenergie, Autotrophe, Primärreaktion, Lichtreaktion,

Sekundärreaktion, Dunkelreaktion

• Welche Edukte braucht die Photosynthese, welches Produkt resultiert?

Stichworte: Nettogleichung, Bruttogleichung

• Was ist die „Hydrolyse des Wassers“?

• Warum setzen wir dem Aquarienwasser NaHCO3 zu?

Versuch 1: Untersuchung der Abhängigkeit der Photosynthese von der Lichtintensität

Material:

• 2 Stative, 1 Kreuzmuffe (nicht drehbar), 1 Bürettenhalter,

• 5-l-Aquarium, NaHCO3 für die Hälfte der Kursgruppen; die andere Hälfte arbeitet mit Leitungswasser

• Zollstock, Küvette (200 ml), Glastrichter, Thermometer, Reagenzglas

• Photosynthese-Lampe 220 V, Schutzbrille.

• Rasierklinge, Pinzette,

• Elodea-Spross,

Versuchsdurchführung:

• Das Aquarium wird mit NaHCO3-angereichertem Wasser (1%) befüllt bzw. Sie lösen die ausgeteilte Menge an

NaHCO3 im Aquarienwasser. Bitte markieren Sie für die nachfolgenden Kursgruppen, ob Sie NaHCO3

zugesetzt haben!

• Ein unverletztes Sprossstück (10 – 14 cm) von Elodea canadensis (Wasserpest) wird am Ende mit einer

entfetteten Rasierklinge (Mit Alkohol reinigen) unter Wasser schräg abgeschnitten und mit diesem Ende nach

oben in den Glastrichter eingebracht und im Aquarium aufgestellt (Abb. 16).

• Die Temperatur dieses Wassers muss konstant

gehalten werden (ständig kontrollieren und

gegebenenfalls Wasser erneuern!).

• Der während der Belichtung abgegebene Sauerstoff

erscheint am Sproßanschnitt in Form vieler kleiner

oder weniger größerer Gasblasen. Diese werden

nach einer Eingewöhnungsphase von 2 Min.

gezählt. Die Dauer, während der gezählt wird, hängt

von der Anzahl der Gasblasen ab und ist jeder

Gruppe überlassen.

Nicht selten kommt es vor, daß der Elodea-Stängel

überhaupt keine Gasblasen hervorbringt, oder diese

unregelmäßig aufsteigen. Dann Experiment

abbrechen und mit neuem Sproßstück beginnen.

• Die erhaltenen Werte sollen auf einen einheitlichen Zeitraum von 1 Minute umgerechnet werde und

tabellarisch an der Tafel notiert werden.

Abb. 16: Schema des Versuchsaufbaus zur Photosynthese



• Messen Sie die Sauerstoffproduktion in jeweils 5 Minuten mit einem Lampenabstand (von der Pflanze) von 10

cm, 20 cm, 40 cm, 60 cm und 80 cm. Die Photosyntheselampen sind heiß und können implodieren, deshalb:

Schutzbrille aufsetzen, wenn in der Nähe eine Lampe in Betrieb ist!

Auswertung

• Zu diesem Versuch muss ein Protokoll geschrieben werden. Bitte berücksichtigen Sie in diesem Protokoll

auch die Meßwerte einer anderen Arbeitsgruppen Ihres Kurses, die im Gegensatz zu Ihrer Gruppe

NaHCO3 eingesetzt bzw. nicht eingesetzt hat.

• Bitte beantworten Sie in Ihrem Protokoll (je nach Frage in unterschiedlichen Kapiteln) die folgenden

Fragen:

1. Warum wird dem Wasser NaHCO3 zugegeben? (im Methodenteil)

2. Wie hängt die Lichtintensität von der Entfernung ab? (in Einleitung)

3. Wie hängt die Sauerstoffproduktion (Photosyntheserate) von der Lichtintensität ab? (in Einleitung)

4. Wie würde sich die ermittelte Kurve nach beiden Seiten fortsetzen, wenn Sie zusätzliche Abstände

berücksichtigt hätten? (in Diskussion)

5.6. Kurstag: Pflanzliche Gewebe III: Sekundäres Dickenwachstum bei Pflanzen


• Recherchieren Sie das sekundäre Dickenwachstum bei Pflanzen

Stichworte: offen kollaterales Leitbündel, Proto- und Metaxylem, Proto- und Metaphloem, Holz, Bast,

interfasciculäres Kambium, Kambiumzylinder, Markstrahlen,

• Recherchieren Sie die sekundären Abschlussgewebe, z.B. Kork, Periderm,

• Wie verläuft das sekundäre Dickenwachstum in einer Wurzel?

Präparate: Übersichtszeichnungen von Sproßquerschnitten unterschiedlich alter Sprosse von Aristolochia sp.

(Osterluzei)

Material:

• Dauerpräparate (Sprosse unterschiedlichen Alters von Aristolochia sp. in 70% Alkohol)

• Präparation: Rasierklingen, Holundermark, Objektträger, Deckgläser, Pinzetten, Styropor,

• Mikroskop

• 200 ml Becherglas, Pasteur-Pipette,

• alkoholische Phloroglucinlösung, konzentrierte Salzsäure. Phloroglucin-Lösung und konzentrierte Salzsäure

dürfen nicht in die Augen oder auf Schleimhäute gelangen (ätzend!). Wenn die Substanzen auf die Haut

gelangen (Finger), sofort mit Seife abwaschen! Auf Kleidung entstehen durch Salzsäure Löcher. Deshalb

Laborkittel anziehen!

Phloroglucin-HCl darf nicht an Mikroskop-Objektive gelangen! Wenn es doch passiert, muss das Objektiv

einer speziellen Reinigung unterzogen werden, bitte sofort melden!

Durchführung

• analog zu den Schnitten, die im Kurstag „Pflanzl. Gewebe II“ angefertigt wurden.



Beobachtung 4:

Bei Aristolochia gigantea – eine tropische Liane – liegen im ersten Jahr im jungen Spross offen kollaterale

Leitbündel vor, die über den Sprossquerschnitt ringförmig angeordnet sind (Abb. 2a, unten). Der Terminus „offen“

bezeichnet die Tatsache, dass Xylem und Phloem nicht in direktem Kontakt, sondern durch ein faszikuläres

Kambium getrennt werden. Dieses Kambium bringt sowohl das Xylem als auch das Phloem hervor. Da sich das

faszikuläre Kambium direkt vom Apikalmeristem ableitet, ist es ein primäres Meristem. Die Gewebe, die zwischen

den Leitbündeln liegen, sind die Markstrahlen.

Gegen Ende des ersten Jahres

wird das sekundäre Dicken-

wachstum eingeleitet. Hierbei

entsteht aus dem Markstrahl-

gewebe zwischen den

Leitbündeln ein sekundäres

Meristem, das interfaszikuläre

Kambium. Das faszikuläre und

das interfaszikuläre Kambium

bilden zusammen einen

durchgehenden zusammen-

hängenden Kambiumring. Dieser

Kambiumring gibt nach innen

„Holz“ und nach aussen „Bast“

ab (Abb. 2a, nebenstehend).

Holz und Bast bezeichnen

komplexe Gewebe, die ver-

schiedene Zelltypen enthalten.

Im Gegensatz zur Umgangssprache impliziert der botanische Begriff „Holz“ nicht, dass das Holzgewebe

notwendigerweise „verholzt“, d.h. lignifiziert, ist.

Das Metaphloem besteht aus Siebröhren, Geleitzellen und Parenchym. Außerhalb der Leitbündel befindet sich

ein geschlossener und interzellularenfreier Ring von Sklerenchymfasern, dessen geschichtete Wände verholzt

sind (Sekundärwand). Die Rinde von Aristolochia enthält Chloroplasten und geht nach außen in ein schwach

entwickeltes Kanntenkollenchyn unter der Epidermis über.

4 Aus G. Wanner „Mikroskopisch-Botanisches Praktikum“ (Thieme Verlag 2004).

Phloem; RP = Rindenparenchym; Sk = Sklerenchym; X = Xylem. Aus: G. Wanner „Mikroskopisch-Botanisches Praktikum“ (Thieme Verlag 2004).



Auswertung

Fertigen Sie je eine Übersichtszeichnung eines sehr jungen Sprosses und eines mehrjährigen Sproßes an. Eine

Übersichtszeichnung meint, daß Sie nicht zellig zeichnen sollen, sondern lediglich die Lage und Ausdehnung der

Gewebe in einem Tortenstück-artigen Ausschnitt aus dem Sprosses zeichnen.

5.7. Kurstag „Mitose“: Beobachten von Mitosestadien bei Zwiebelzellen der Wurzelspitze


• Informieren Sie sich über den Mechanismus, den zeitlichen Ablauf und den Zweck der Mitose.

Stichworte: Doppelhelix, Transportform, Tochterzellen, diploide Zelle, Chromatin, Chromatiden, Abbau der

Kernhülle, Spindelfaserapparat, Nucleoli, Äquatorialebene , Chromosomenkondensation, Karyogramm,

Schwesterchromatiden, Tochterchromosome,

• Was passiert in den Mitosephasen Prophase, Metaphase, Anaphase, Telophase, Cytokinsese, Zellplatte,

Mittellamelle, Primärwand, Sekundärwand

Präparat 7: Mikroskopische Untersuchung verschiedener Mitosestadien

Material:

• Etwa 2 cm lange Wurzeln von Allium cepa (Küchenzwiebel) als Frischmaterial,

• Mikroskop, Wasserbad (98°C)

• Präparierbesteck (Rasierklinge, Präpariernadel, Pinzette)

• Objektträger, Deckgläschen, Pasteur-Pipette,

• 50 % Essigsäure, Karmin-Essigsäure,

• Blockschälchen, Reagenzgläser, Alufolie,

• Tafel mit Mikrophotos (mikroskopische Aufnahmen) verschiedener Mitosestadien.

Präparation:

Zwei Zentimeter der Zwiebelwurzeln werden in einem kleinen Reagenzglas in Karmin-Essigsäure im Wasserbad bei

98 °C ca. 15 Minuten „gekocht“. Achten Sie darauf, dass Sie beim Öffnen des Wasserbades das Gesicht seitlich

wegdrehen, da eine Dampfwolke von fast 100 °C entsteht! Verbrühungsgefahr! Bei Verbrühung sofort mit kaltem

Wasser kühlen und Hilfe herbeiholen. Karminessigsäure darf nicht in die Augen geraten: benutzen Sie Ihre

Schutzbrille!

Die Wurzeln werden anschließend in ein Blockschälchen gegossen, die Karmin-Essigsäure abpipettiert (kann

wiederverwendet werden) und die Wurzeln mit 50 % Essigsäure übergossen (ist farblos!). Anschließend legt man

die Wurzeln auf einen Objektträger in 50 % Essigsäure und schneidet davon etwa 2 mm lange Spitzen ab und

entfernt den Rest. Es ist dabei darauf zu achten, dass es sich tatsächlich um die Wurzelspitzen handelt. Das

Präparat wird mit einem Deckgläschen abgedeckt. Dann drückt man mit der Spitze einer Präpariernadel vorsichtig

auf das Deckgläschen, so dass die Wurzelspitzen auseinanderfließen. Das Deckgläschen darf dabei nicht seitlich

verschoben werden.



Wenn das Objekt auszutrocknen droht, muss an den Rand des Deckgläschens 50 % Essigsäure zugegeben

werden. Kein Wasser zugeben! Die mikroskopische Untersuchung kann sogleich erfolgen. Zur Erinnerung: Karmin-

Essigsäure und Essigsäure beschädigen u.a. Mikroskop-Objektive: Das Deckgläschen muss auf der Oberseite

trocken sein!

Mikroskopieren

Bei den bislang von Ihnen eingesetzten Objektiven verblieb zwischen der Austrittslinse des Objektivs (seiner

„Unterseite“) und dem Deckgläschen Ihres Präparates immer ein schmaler Spalt, der sozusagen „mit Luft gefüllt“

war.

Aufgabe:

Zeichnen und beschriften Sie die oben beschriebenen Kernteilungsstadien, mit 400-facher Vergrößerung, ggf. mit

Ölimmersion bei 1000x Vergrößerung (dann aber nicht Reinigung des Objektivs mit Pentan vergessen!). Nur das

Objektiv, auf dem „oil“ steht, ist für die Benutzung mit Ölimmersion ausgelegt. Alle anderen Objektive sind so

konstruiert, dass mit Luft als Medium zwischen Austritt Objektiv und Oberseite Deckgläschen

Beobachtungen:

In der Regel findet man in einem Präparat alle Stadien der Mitose. Die in großer Zahl vorhandenen

Interphasekerne lassen das rot angefärbte "Kerngerüst" erkennen. Wie wir heute wissen, handelt es sich hierbei

um die langgestreckten Chromosomen, die im Kernraum zusammengeknäult sind und scheinbar wirr

durcheinander liegen. Im ersten Abschnitt der Kernteilung, der Prophase, erfährt das Kerngerüst eine allmähliche

Auflockerung. Infolge der schraubigen Aufrollung ihrer Längselemente treten die Chromosomen als Individuen

immer deutlicher hervor, da sie sich zunehmend verkürzen.

Bei genauerer Betrachtung erkennt man, dass sie der Länge nach in je zwei Chromatiden gespalten sind. Den

stärksten Grad der Verkürzung erreichen die Chromosomen in der Metaphase. Sie sind hier in der sogenannten

Äquatorialplatte angeordnet, und die Kernspindel, die bei dem gewählten Präparationsverfahren schlecht zu sehen

ist, ist fertig ausgebildet. In der Anaphase weichen die beiden Chromatiden der Chromosomen auseinander und

wandern zu den Spindelpolen, so dass jede Tochterzelle die gleiche Anzahl Chromosomen erhält wie die

Mutterzelle. Schon während des Auseinanderweichens der Chromosomen wird die Zellplatte in der Mitte des

Phragmoplasten angelegt. Sie erhält schließlich Anschluss an die Seitenwände und trennt als neue Querwand die

beiden Tochterzellen voneinander. Im letzten Abschnitt der Kernteilung, der Telophase, strecken sich die

Chromosomen wieder und gehen in die bereits beschriebene Form des Interphasekerns über, der sich durch eine

Kernhülle vom Cytoplasma abgrenzt. Auch die Nucleoli werden neu gebildet.



5.8. Kurstag „Tierische Gewebe“


• Informieren Sie sich über die Charakteristika der vier hauptsächlichen Gewebetypen der Säugetiere

• Epithelgewebe (Abb.: Hautausschnitt mit Epidermis, Schweiß- (1) und Talgdrüsen (2)).

• Binde- und Stützgewebe (Abb.: lockeres Bindegewebe).

• Muskelgewebe (Abb.: Herzmuskulatur).

• Nervengewebe (Abb.: Ausschnitt aus der grauen Substanz des Großhirns).

5.8.2. Lokalisation verschiedener Oberflächenepithelien.

Alle nachfolgenden Abbildungsbezüge beziehen sich auf die Zeichnungen in Tafel 2., die - ohne Anspruch auf Vollständigkeit zu erheben - eine

Vorstellung von der Verteilung der Deckepithelien im Organismus gibt.

• Die einschichtigen Plattenepithelien (A) kleiden in erster Linie das Herzinnere, alle Gefäße, Körperhöhlen

(Pleura, Peritoneum) usw. aus.

Tafel 1: Vier Gewebegruppen. aus KRSTIC: "Die Gewebe

des Menschen und der Säugetiere" aus dem Springer-Verlag

entnommen.

Tafel 2: Die verschiedenen Typen von Epithelgewebe. aus

KRSTIC: "Die Gewebe des Menschen und der Säugetiere".



• Das einschichtige kubische Epithel (B) ist weit weniger verbreitet. Es kommt in verschiedenen Abschnitten

der Nierenkanälchen, im Plexus chorioideus, Pigmentepithel der Netzhaut usw. vor.

• Das einschichtige hochprismatische Epithel mit Kinocilien (C1) findet man in Eileiter und Uterus), vom

Mageneingang bis zum Anus als Auskleidung des Darmrohres (C2), in großen Sammelrohren, in den Ductus

papillares der Niere usw. (C3).

• Im Nebenhodengang und im Ductus deferens gibt es das zweireihige hochprismatische Epithel mit und ohne

Stereocilien (D1, D2), während ein mehrreihiges Epithel mit Kinocilien - das Flimmerepithel (E) - in den

Luftwegen (Nasenhöhle, Trachea, Bronchialbaum) verbreitet ist.

• Für die Harnwege (Nierenbecken, Harnleiter, Harnblase, Anfangsabschnitt der Harnröhre) ist das

Übergangsepithel (F) spezifisch.

• Das mehrschichtige hochprismatische Epithel (G) kommt selten vor: man findet es hauptsächlich an den

Übergängen von geschichtetem Plattenepithel in mehrreihigem prismatischem Epithel (Gaumen,

Kehlkopfdeckel, Fornix conjunctivae) und in einem Teil der Harnröhre.

• An mechanisch stärker beanspruchten Stellen, wie Mundhöhle, Speiseröhre, Anus und Vagina sowie als

vorderes Hornhautepithel usw. findet man das unverhornte geschichtete Plattenepithel (H), das ständig

durch Drüsensekretion befeuchtet werden muss.

• Schließlich ist das verhornte geschichtete Plattenepithel als Epidermis (I) ein Bestandteil der Haut. Dieses

Epithel schützt den Organismus vor physikalischen und chemischen Beschädigungen und bewahrt ihn vor

Austrocknung.

Tafel 4: Typen und Lokalisation der Muskelgewebe. aus KRSTIC: "Die Gewebe des Menschen und der Säugetiere".

Tafel 3: Nervengewebe.



Präparat 8 a-i: Mikroskopie verschiedener Gewebe

Material:

• Mikroskop, LIEDER-Folien, Histologie.

• Fertigpräparate von:

a) Handfläche quer, Dickdarm quer, Dünndarm quer,

b) Bindegewebe, Knorpel, Knochen,quergestreifte Muskulatur,

c) längsgestreifte Muskulatur,glatte Muskulatur

Tafel 5: Übersicht über die Gewebstypen des Binde- und Stützgewebes. aus KRSTIC: "Die Gewebe des Menschen und der Säugetiere".



Aufgabe:

• Mikroskopieren Sie die vorliegenden Fertigpräparate, stellen Sie Skizzen her (mit Beschriftung!)

Was für Gewebe haben Pflanzen und Tiere? Tabelle bitte ausfüllen!

Tab. 1: Vergleich zwischen pflanzlichen und tierischen Gewebegruppen

Pflanzliche Gewebegruppen Tierische Gewebegruppen

5.9. Kurstag „Ernährung“


• Suchen Sie eine konsistente Definition von Ernährung; bei welchen Organismen kommt Ernährung vor?

Stichworte: Urphänomen des Lebens; autotroph, heterotroph

• In welche drei Gruppen kann man die Nährstoffe zusammenfassen? Wie werden diese den

Sotoffwechselformen :Energiestoffwechsel, Speicherstoffe, Aufbaustoffwechsel zugeordnet?

• Informieren Sie sich über essentielle Bestandteile der Nahrung

Stichworte: Wasser, Vitamine, Ballaststoffe, Mineralstoffe, Spurenelemente

•

Versuch 2: Nachweis von Zucker und Stärke

Material:

• Haferflocken, Milch, Kartoffel, Wurst, Limonade, Scheibenkäse, hartes Ei, und von Ihnen mitgebrachte

Lebensmittel nach Wahl

• Lugol´sche Lösung,

• Fehling I und II,

• dest. Wasser,

• Kartoffelreibe, Seihtuch,

• Spatel, Reagenzglasständer, Reagenzgläser, Reagenzglashalter, Alufolie, Bunsenbrenner, Schutzbrille.




• Eine Spatelspitze der zu untersuchenden Lebensmittel (Kartoffelsaft: Kartoffel wird gerieben und abgeseiht,

Wurst und Käse zerdrückt) wird in je zwei Reagenzgläser praktiziert und die trockenen Materialien mit 3-4 cm

destilliertem Wasser überschichtet.

• a) Stärkenachweis: Je eine Probe wird mit einem Spritzer Lugol´scher Lösung versehen und geschüttelt.

• b) Zuckernachweis: Die andere Probe wird mit einem Spritzer Fehling I und II versetzt, mit etwas Alufolie

abgedeckt und unter lockerem Schütteln über der Bunsenbrennerflamme einmal kurz aufgekocht.

Ein Laborspruch sagt: „Wenn Sie lange genug kochen, wird jede Probe positiv“. Was steckt hinter diesem

Spruch?

Die Fehling-Probe ist nur positiv, wenn ein rötlicher-rostbrauner Niederschlag ausfällt. Manchmal ist dieser

sehr schwer zu sehen. Im Zweifelsfall sollten Sie das Reagenzglas vorsichtig dekantieren und nachschauen, ob

Sie winzige rostrote Körnchen entdecken können.

Der von H. Fehling 1848 publizierte Test wurde vor allem zur Blutzuckerbestimmung im Harn bei Verdacht auf

Zuckerkrankheit angewandt und ersetzte die wenig beliebte Geschmacksprüfung des Urins!

• Fehling I ist umweltgefährlich und darf nicht in das Abwasser gelangen: es muss als gefährlicher Abfall

entsorgt werden.

• Das in der Fehling II enthaltene Natriumhydroxid (Natronlauge) verursacht schwere Verätzungen (R35);

Fehling II darf weder eingeatmet noch verschluckt werden und muss ebenfalls als Sondermüll entsorgt

werden.

• Bei diesem Versuch besteht die konkrete Gefahr von Siedeverzügen! Deshalb decken wir die Reagenzgläser

mit Alufolie ab. Aber auch so kommt es regelmäßig zu Siedeverzügen, bei denen die Alufolie schon mehrere

Meter weit geschleudert wurde: halten Sie die „Mündung“ Ihres Reagenzglases nicht auf Kollegen im Labor,

achten Sie darauf, daß um das Reagenzglas keine Gegenstände liegen (Mäppchen, Schals, Hefte), die durch

heiße Fehling-Lösung leiden würden. Setzen Sie unbedingt Ihre Schutzbrille auf!

• Die Gaszufuhr der Bunsenbrenner sollte bei Nichtgebrauch abgestellt werden.

• Tragen Sie die Ergebnisse in die unten stehende Tabelle 1 ein!

• Interpretieren Sie die Ergebnisse der verschiedenen Proben!

Versuch 3: Nachweis von Fetten

Material:

• Lebensmittel wie in Versuch 7.2.1,

• Schreibpapier, Fön.


• Etwas von den Proben wird auf ein Stück Papier aufgerieben bzw. getropft und anschließend getrocknet.

• Tragen Sie die Ergebnisse in die unten stehende Tabelle 1 ein!

Versuch 4: Nachweis von Eiweißen

Der Eiweißnachweis ist etwas problematisch. Exakt lässt er sich nur mit hoch quecksilberhaltigen Reagenzien

durchführen. Eine andere, nicht so exakte Methode ist eine Gelbfärbung durch konzentrierte Salpetersäure, die

nur unter dem Abzug durchgeführt werden kann. Aus diesem Grund, und da Sie für diese Übung sowieso viel Zeit

benötigen, wird auf eine generelle Durchführung von Eiweißnachweisen verzichten. Im Abzug soll einmal für alle

gezeigt werden, wie konzentrierte Salpetersäure auf verschiedene Nahrungsmittel wirkt.



Rauchende Salpetersäure ist stark ätzend.

Deshalb verwenden wir sie nur zur Demonstration unter dem Abzug. Nicht berühren!

Tab. 2 Ergebnistabelle für die Versuche 4-6

Lugol-Probe Fehling-Probe Fettfleckprobe Salpetersäure

Färbung

Ergeb-

nis

(+/-)

Färbung

Rötl.

Nieder-

schlag

(j/n)

Ergeb-

nis

(+/-)

Intensität

Ergeb-

nis

(++/+/-)

Gelb-

färbung

Ergeb-

nis

(+/-)

Haferflocken

Milch

Kartoffel

(roh)

Wurst

Limonade

Käse

Hart

gekochtes Ei

Rohes Ei



5.10. Kurstag „Verdauung“


• Formulieren Sie eine gute Definition der Verdauung

• Welche Enzyme sind für die Verdauung der Hauptnährstoffgruppen zuständig?

• Komplettieren Sie die Tab. 3

Tab. 3: Elemente der Verdauung: Mechanik, Anatomie und Chemie

Mechanik Anatomie

(wo findet „Mechanik statt“?)

Chemie

(was findet hier statt“?)

Kauen

Schlucken

Speicherung

Entleerung

Durchknetung und Resorption

Defäkation

Versuch 5: Die Kohlenhydratverdauung mit Hilfe von Speichel

Material:

• Wasserbad ca. 36° C,

• Haferflocken,

• Lugol´sche Lösung, Fehling´sche Lösung I und II, Phosphatpuffer pH 7,

• Reagenzgläser, Reagenzglasständer, Reagenzglashalter,

• Trichter, Filtrierpapier, Messpipette 10 ml, Becherglas, Peleusball

Durchführung:

• Stellen Sie die Versuchsansätze nach der folgenden Tabelle 4 zusammen. Beachten Sie, dass alle Ansätze nach

dem Zusammengeben gut geschüttelt werden müssen.

• Spülen Sie den Mund zunächst sorgfältig aus, damit keine Glucosereste in Ihrem Speichel verbleiben.

• Stellen Sie nun eine Speichellösung her, indem Sie mit 10 ml Wasser den Mund ausspülen.

• Die Spüllösung spucken Sie dann in ein Becherglas und erhöhen die Konzentration durch weiteren

Speichelzusatz.

• Beschriften Sie die Ansätze!



• Für alle Verdauungsversuche gilt folgende Reihenfolge der Durchführung:

1. Versuchsansatz ins entsprechende Wasserbad,

2. reagieren lassen.

3: Herausnehmen,

4. Nachweismittel hinzufügen, bei Fehling: aufkochen.

Tab. 4: Zusammenstellung der Versuchsansätze

Nr. Versuchsansatz

10

min

. ins W

asse

rbad

!

Nachweisreaktion nach

10 Minuten im

Wasserbad (36°)

Verfärbung des Niederschlages Versuchs-

ergebnis (+ / - )

1 3 ml H2O,

10 Haferflocken Lugol´sche Lösung

2 3 ml H2O,

10 Haferflocken

Fehling´sche Lösungen I

und II, anschließend

aufkochen

3

3 ml

Speichellösung

10 Haferflocken,

1 ml Puffer pH7

Lugol´sche Lösung

4

3 ml

Speichellösung, 10

Haferflocken, 1 ml

Puffer pH7



aufkochen

5 3 ml

Speichellösung



aufkochen

6

3 ml

Speichellösung, 10

Haferflocken,

Reagenzglasinhalt

abfiltrieren, Filtrat mit

Fehling´schen Lösungen I

und II versetzen,

anschließend aufkochen

Versuch 6: Verdauung von Fett mittels Lipase

Lipase katalysiert die Spaltung von Fett in Glycerin und Fettsäuren:

H2C-O-C-Fettsäurerest 1 H2C-OH + Fettsäure 1

Lipase HC-O-C-Fettsäurerest 2 -------------------�� H-C-OH + Fettsäure 2

H2O

H2C-O-C-Fettsäurerest 3 H2C-OH + Fettsäure 3

Fettsäuren geben als Säuren H+-

Ionen ab, so dass die Lipasetätigkeit mit Hilfe der Änderung des pH-Wertes gut

verfolgt werden kann. Milch ist eine Emulsion mit den verschiedensten Bestandteilen, die Fett in kleinen

Tröpfchen enthält. Durch diese Tröpfchen erscheint Milch weiß.



Versuchsaufgabe:

Durch diesen Versuch lässt sich außer der Fettverdauung auch der Einfluss der Temperatur auf enzymatische

Reaktionen beobachten. Die Temperatur spielt für die Reaktionsgeschwindigkeit eine entscheidende Rolle. Nach

der RGT-Regel steigert ein Erwärmen um 10° C die Reaktionsgeschwindigkeit um das 2 – 3-fache. Gilt dies auch

uneingeschränkt für die Enzymaktivität?

Material:

• 30 ml frische Vollmilch,

• 0,7 %ige Natriumcarbonatlösung,

• Phenolphthalein,

• Lipase- bzw. Pankreatinlösung 5% (Enzymgemisch aus der Bauchspeicheldrüse, das Lipase enthält),

• Reagenzgläser, Reagenzglasständer, Messpipetten 10ml und 1ml,

• Laboruhr, Wasserbäder 36° C, 45° C, 55° C mit eingesetzten Edelstahlreagenzglasständern, Peleusball


• In 8 Reagenzgläser werden jeweils 3 ml frische Vollmilch pipettiert.

• Die Milch jedes Glases wird mit 10 Tropfen Phenolphthalein versetzt

• dann mit 3 ml einer 0,7 %igen Natriumcarbonatlösung alkalisch gemacht.

• Danach wird die Emulsion geschüttelt, bis alles gleichmäßig gefärbt erscheint.

• Die Proben im Wasserbad auf die gewünschte Temperatur erhitzen (s. Angaben in Tab. 6).

• Jeweils 1 ml der Lipaselösung ebenfalls auf die gewünschte Temperatur erhitzen (s. Angaben in Tab. 6).

• Nach einigen Minuten die Milch in die Lipaselösung geben.

• Messen Sie die Zeit, die von der Enzymzugabe bis zur Entfärbung vergeht.

Tab. 5: Meßwerte zum Versuch 14

Temperatur Entfärbezeit

10°C

25 °C

36° C

45° C

55° C

• Stellen Sie die Ergebnisse graphisch dar (Temperatur auf der Abszisse, Entfärbezeit auf der Ordinate)!

• Tragen Sie die Ergebnisse auch mit einer gruppenspezifischen Kreidefarbe in den Graphen an der Tafel ein!

• Vergleichen Sie die Ergebnisse mit denen anderer Gruppen! Diskutieren Sie die Ergebnisse und nehmen Sie

Stellung zur Versuchsfrage!



Versuch 7: Eiweißverdauung

Die Eiweißstoffe gelangen über die Speiseröhre in den Magen. Der Magensaft ist im Gegensatz zum neutralen

Mundspeichel aufgrund der Salzsäureproduktion der Belegzellen in der Magenwand stark sauer. Durch diese pH-

Änderung wird die Struktur vieler Proteine aufgebrochen. Die Proteine werden in eine gestreckte, für die

Hydrolyse und Enzymkatalyse angreifbare Form überführt. Das wichtigste hier wirksame Enzym ist Pepsin.

Pepsin wird in den Hauptzellen der Magenwanddrüsenzellen in einer unwirksamen Vorstufe (sonst

Selbstverdauung!) hergestellt. Das Pepsin ist an einen Hemmstoff gebunden, durch den seine Wirksamkeit

blockiert ist. Gelangt es dann ins Mageninnere, wird es durch die Magensäure in seine wirksame Form überführt.

Aus Zeitgründen wollen wir auf die Versuche in Gruppen verzichten und die Versuche für alle einmal durchführen.

Aufgabe:

• Was bewirkt Pepsin bei Eiweiß und unter welchen pH-Bedingungen liegt das Wirkungsoptimum dieses

Enzyms?

• Quelle für Versuchsanleitung: http://www.seminare-bw.de/servlet/PB/-

s/1ac1rui1vqxro1gx54t8gnjagvzxke1x/show/1216936/nwa-tag-2007-eiweissverdauung.pdf

• Formeln und Zusammensetzung der Chemikalien auflisten

Material:

• Tageslichtprojektor, gekochtes Eiklar (durch Teesieb zerdrückt), 4 Petrischalen, Wasser, 1%ige Pepsin-Lösung,

5%ige Salzsäure, Tageslichtprojektor, Indikatorpapier


• In die 4 Petrischalen wird je eine erbsengroße Menge zerdrücktes Eiklar gegeben. In Schale 1 werden zudem

10 ml Wasser gegeben, in Schale 2 9 ml 1%ige Pepsin-Lösung sowie 1 ml Wasser, in Schale 3 9 ml Wasser und

1 ml 5%ige Salzsäure. In Schale 4 werden 9 ml 1%ige Pepsin-Lösung sowie 1 ml 5%ige Salzsäure zugefügt. Die

Schalen werden für mindestens 2 Stunden auf einen Tageslichtprojektor gestellt.

• Messen Sie die pH-Werte mit Indikatorpapier!

• Tragen Sie die Ergebnisse in die nachfolgende Tabelle ein!

Tab. 6: Ergebnistabelle zum Versuch ph-Optimum von Pepsin

Nr. Versuchsansatz pH-Wert Ergebnis

1 • ca. erbsengroße Menge Eiklarbrei in

Petrischale mit 10 ml Wasser


Petrischale mit 9 ml 1%iger Pepsin-

Lösung und 1 ml Wasser


Petrischale mit 9 ml Wasser und 1 ml

5%iger Salzsäure


Petrischale mit 9 ml 1%iger Pepsin-

Lösung und 1 ml 5%iger Salzsäure



5.11. Kurstag „Atmung“


• Suchen Sie nach einer Definition für Zellatmung. Wozu brauchen wir diesen Prozess? Welche Organismen

atmen?.... und wann (wieviel)?

Stichworte: Autotrophe, Heterotrophe, Produzente, Konsumenten, Reduzenten, biologische Oxidation;

innere Atmung, äußere Atmung,

Versuch 8: Wie unterscheidet sich die Zusammensetzung der ausgeatmeten Luft von der Zusammensetzung der

eingeatmeten Luft bezüglich der CO2-Konzentration?

Vorbereitung:

• In diesem Versuch arbeiten Sie in Zweier- und Dreiergruppen. Hier muss ein Protokoll angefertigt werden.

• Informieren Sie sich über die stoffliche Zusammensetzung der Luft!

• Wieso setzen wir Kalkwasser ein?

Material:

• 2 Waschflaschen, 1 T-Rohrstück, 3 Schlauchstücke,

• Kalkwasser


• Die beiden Waschflaschen werden mit je ca. 10 cm (Füllhöhe) mit Kalkwasser gefüllt.

• Waschflaschen, T-Rohr und Schlauchverbindungsstücke werden entsprechend der folgenden Zeichnung

zusammengebaut (Abb. 19)

• Dann wird nach vorherigem

Ausatmen die Luft langsam durch das

T-Rohr eingeatmet (durch welche

Flasche?).

• Ohne abzusetzen, wird danach durch

das T-Rohr ausgeatmet.

• Dieser Vorgang wird mehrmals

wiederholt.

• Bitte variieren Sie den Versuch

innerhalb des Kurses dergestalt, daß

einige Probanden vorher Kniebeugen

etc. durchführen.

Aufgaben:

• Wie ändert sich das Kalkwasser in der

"Einatmungsflasche" bzw. in der

"Ausatmungsflasche"?

• Schreiben Sie die Gleichung für die Nachweisreaktion des CO2 auf!

• Deuten Sie das Versuchsergebnis!

Abb. 17: Schematischer Versuchsaufbau zum Atmungsversuch



Versuch 9: Wie unter scheidet sich die Zusammensetzung der ausgeatmeten Luft von der Zusammensetzung der

eingeatmeten Luft bezüglich der O2-Konzentration?

Material:

• 1 Standzylinder,

• 1 Glasdeckel, 1 Aquarium,

• Waschflasche mit Kalkwasser, 1 Gummiverbindungsstück mit gebogenem Glasrohr,

• 2 Kerzen, Streichhölzer,

• Uhr mit Sekundenzeiger.


• Man senkt über eine brennende Kerze einen Glaszylinder und misst, wie lange die Kerze danach noch ìn

diesem begrenzten Luftraum brennt.

• Aus 5 Versuchen wird ein Mittelwert gebildet.

• Dann wird das Aquarium bis über die Hälfte mit Wasser gefüllt. In die Wanne wird der Glaszylinder

eingetaucht, dabei mit Wasser gefüllt.

• Die Luft wird durch die Waschflasche mit Kalkwasser (Einatmungsflasche aus vorherigem Versuch) über einen

Gummischlauch und das Glasrohr in den Glaszylinder ausgeatmet. Dies ist ein wichtiger Bestandteil des

Versuchsaufbaus, ohne den dieser Versuch keinen Sinn machen würde. Deshalb: warum machen Sie dies?

• Der vollständig mit Atemluft

gefüllte Zylinder wird unter Wasser

mit einem Glasdeckel verschlossen

(evtl. noch vorhandenes Wasser

bei leicht geöffnetem Deckel

ausfließen lassen!).

• Diesen mit ausgeatmeter Luft

gefüllten Zylinder stülpt man, wie

in den Vorversuchen, wieder über

dieselbe brennende Kerze und

stellt die Brenndauer der Kerze

fest.

• Das Aquarium nicht ausleeren! Sie

können es für den anschließenden

Versuch zur Ermittlung des

respiratorischen Quotienten

verwenden!

Auswertung:

• Tragen Sie die Meßwerte in eine Tabelle an der Tafel ein. Nutzen Sie die Daten aller Gruppen Ihres Kurses, um

Ihre Meßwerte vergleichend zu beschreiben.

• Fertigen Sie ein Protokoll zu diesem Versuch an. Folgende Fragen sollten hierin (in welchen Kapiteln?)

besprochen werden

• Schätzen Sie durch Vergleich der Brenndauer der Kerze in den beiden Teilversuchen ab, wieviel Sauerstoff

sich in der Atemluft befinden könnte. (Diskussionsteil)

• Welche Funktion hat die vorgeschaltete Waschflasche mit Kalkwasser (Methodenteil)?

Abb. 18: Versuchsaufbau zum „CO2-Versuch“



Versuch 10: Atmen auch grüne Pflanzen?

Material:

• 3 Waschflaschen,

• 1 Standzylinder mit doppelt durchbohrtem Stopfen und zwei kurzen, rechtwinklig gebogenen Glasrohren,

• Kalkwasser, Wasserstrahlpumpe, Alufolie,

• Coleus-Pflanze, die in den Standzylinder passt,

• Schlauchstückchen.

Durchführung:

• 2 Stunden reichen meist nicht aus, um das Ergebnis zu zeigen, deshalb wird der Versuch mehrere Stunden vor

dem Übungstermin angesetzt

• Der Versuch wird als Demonstration einmal für das gesamte Praktikum vorgezeigt

• Er hat den in Abb. 9 dargestellten Aufbau: Der Standzylinder mit der Pflanze ist mit Alufolie umwickelt, so

dass kein Licht eindringen kann. Eine Aquarienpumpe belüftet die Apparatur.

Auswertung

Fertigen Sie ein Protokoll zu diesem Versuch an. Folgende Fragen sollten hierin (in welchen Kapiteln?) besprochen

werden

• Wozu dient das Kalkwasser in der 1., 2. und 3. Waschflasche? Ab wann haben wir ein „sicheres“ Ergebnis?

• Warum wird verhindert, dass Licht in den Standzylinder eindringt?

• Wie sieht das Versuchsergebnis aus und was schließen Sie daraus?

Abb. 19: Versuchsaufbau zum Demonstrationsversuch: „atmen Pflanzen?“



5.11.2. Bestimmung des respiratorischen Quotienten

Einleitung

Nahrungsstoffe werden im Wesentlichen über einen bestimmten Stoffwechselweg zur Energiegewinnung

abgebaut. Wenn man vom Zucker Glucose ausgeht, kann man diesen in 4 verschiedene Abschnitte einteilen:

1. die Glycolyse

2. die oxidative Decarboxylierung

3. den Zitronensäurezyklus

4. die Atmungskette.

Wird Glucose unter Verwendung von Sauerstoff abgebaut, wird der vollständige Weg durchlaufen. Fette werden

zunächst in Glycerin und Fettsäuren gespalten. Anschließend werden von der Fettsäure C2-Körper abgespalten und

in Acetyl-Coenzym A umgewandelt, welches dann in den Zitronensäurezyklus eingeschleust wird. Eiweiße werden

in Aminosäuren zerlegt. Die meisten können dann über Zwischenstufen zu Bernsteinsäure verarbeitet werden,

welche Bestandteil des Zitronensäurezyklus ist.

Nicht nur Kohlenhydrate können über die genannten Abbauwege veratmet werden, sondern auch Aminosäuren

und Fette. Die meisten Aminosäuren lassen sich, wenn man die Aminogruppe abgespalten hat ( → Harnstoff), in

eine der Säuren des Citratzyklus überführen und damit vollständig abbauen. Fette werden zunächst in Glycerin und

Fettsäuren gespalten. Von den Fettsäuren werden C2-Körper abgespalten, an Coenzym A gebunden und dann in

den Citratzyklus eingeschleust.

Als Nährstoffe werden allen Zellen Glukose (auch als Abbauprodukt der anderen Kohlenhydrate), verschiedene

Fettsäuren (Abbauprodukte der Fette) und Spaltprodukte der Eiweißstoffe geliefert. Die für die Lebensvorgänge in

den Zellen notwendige Energie wird dann durch oxydativen Abbau von Glukose, Fettsäuren usw. in den einzelnen

Zellen gewonnen. Die Abbauwege für Glukose, Fettsäuren und Eiweißspaltprodukte sind jeweils verschieden.

Gemeinsam ist den Abbauwegen im sogenannten aeroben Stoffwechsel, dass O2 benötigt wird und CO2 als

Abfallprodukt frei wird. Das Verhältnis von aufgenommenem O2 und freigesetztem CO2 ist beim oxydativen Abbau

von Glukose, Fettsäuren und Eiweißspaltprodukten verschieden. Es hängt davon ab, wie viel O2 das abzubauende

Molekül selbst mit in die Zelle bringt. Kohlenhydrate enthalten relativ viel O2. Für ihren Abbau muss nicht mehr

sehr viel O2 über die äußere Atmung hinzugeliefert werden. Anders ist es bei den Fettsäuren. Das zeigen die

folgenden Bruttogleichungen für den oxydativen Glukose- und Fettsäureabbau (Tab. XX). Den Quotienten aus CO2

und O2 nennt man den Respiratorischen Quotienten (RQ).

Abb. 20: Bruttogleichungen und respiratorische Quotienten für Glucose und Stearin

Stoff Bruttogleichungen Respiratorischen Quotienten (RQ).

Glucose C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O + Energie RQ für Glukose: 6/6 = 1

Stearinsäure C17H35COOH + 26 O2 → 18 CO2 + 18 H2O + Energie RQ für Stearinsäure: 18/26 = 0,69

Nach Avogadro gilt nun: Bei gleicher Temperatur und gleichem Druck enthalten gleiche Volumina idealer Gase die

gleiche Zahl von Molekülen. Auf unser Problem angewandt, könnte man auch sagen: den Volumenverhältnissen



entsprechen unter gleichen Bedingungen die Molekülzahlen. Bestimmt man also die Volumenverhältnisse von

aufgenommenem O2 und abgegebenem CO2, so lässt sich daraus im Idealfall ablesen, ob in den Zellen des

betreffenden Tieres Kohlenhydrate (RQ = 0,9 - 1,0), Fette (RQ = 0,6 - 0,7) oder andere Stoffe abgebaut werden.

Versuch 11: Bestimmung des Respiratorischen Quotienten einer Maus – Alternativdurchführung mit Mehlwürmern

Versuchsfrage:

• Wovon ernährt sich das Ihnen zur Untersuchung ausgegebene Tier?

Material:

• Respirometer, bestehend aus 1 Erlenmeyerkolben 500 ml, 1 doppelt durchbohrtem Stopfen mit Glasspritze

10 ml und NaOH-Gefäß, 1 Glashahn und 1 Manometerrohr,

• Aquarium, 1 Stativ, Kreuzmuffe (nicht drehbar), Klemme für Erlenmeyerkolben, Laboruhr,

• Tiere


• Bauen Sie das Respirometer nach Abb. 11e

zusammen:

• füllen Sie in das Manometer etwas Wasser

• Setzen Sie die Tiere (Gewicht bestimmen) in den

Erlenmeyer-Kolben und verschließen Sie ihn mit

dem Gummistopfen samt Zubehör.

• Im Teilversuch, bei dem NaOH-Plätzchen

zugegeben werden, legen Sie das mit Gaze

verschlossene Schnappdeckelglas in den

Erlenmeyer-Kolben.

• Der Versuch ist höchst temperaturlabil und wird

am besten in einem Wasserbad mit

Raumtemperatur durchgeführt (warum?).

• Wenn der Stopfen aufgesetzt wird, muss der Glashahn geöffnet sein. Sonst werden Sie u.U. duschen!

• Der Kolben der Glasspritze wird auf seine oberste Marke gestellt.

• Zur Überprüfung auf Dichtigkeit wird der Glashahn geschlossen und der Spritzenkolben etwas

heruntergedrückt. Die Wassersäule im Manometerrohr darf jetzt nicht in den ursprünglichen Stand

zurückkehren.

• Nach der Dichteprüfung wird der Glashahn wieder geöffnet, der Spritzenkolben auf die oberste Marke

gebracht und der Manometerstand mit einem Filzschreiber markiert.

• Dann wartet man 5 Minuten, bis die Versuchsbedingungen etwa konstant sind. Dann wird der Glashahn

geschlossen und die Uhr gestartet.

• Alle 2 Minuten wird der Manometerstand wieder mit der Spritze auf die Filzstiftmarke eingestellt und das

Volumen an der Spritze abgelesen.

• Wenn an der Glasspritze die unterste Marke erreicht ist, wird der Versuch spätestens beendet.

• Der Stopfen wird entfernt, damit die Tiere frische Luft bekommen.

• Die Versuchszeit soll der des ersten Versuchs entsprechen. Das Gasvolumen ändert sich jetzt nur

unwesentlich.

• Das an der Spritze abgelesene Volumen entspricht der Differenz aus Sauerstoffverbrauch und CO2-Abgabe.

Abb. 21: Versuchsaufbau zum Respirationsversuch



Auswertung

• Notieren Sie die Änderungen des Gasvolumens in beiden Versuchen in die nachfolgende Tabelle

• Berechnen Sie den Respiratorischen Quotienten aus den beiden Versuchsserien mithilfe der unten

dargestellten Formel (Tab. 7).

• Notieren Sie das Endvolumen verbrauchter Luft beider Teilversuche in eine Tabelle an der Tafel

• Fertigen Sie ein Protokoll zu diesem Versuch an. Der Versuch ist apparativ sehr heikel, es ist gut möglich, daß

er bei Ihrer Gruppe nicht auf Anhieb funktioniert. Deshalb ist es in diesem Kurstag besonders wichtig, die

Rohdaten verschiedener Arbeitsgruppen Ihres Kurses ebenfalls zu notieren, um ein sinnvolles Protokoll

erstellen zu können.

• Überlegen Sie, welche möglichen Fehler Sie gemacht haben könnten bzw. welche Fehlerquellen die

Messapparatur und Auswertung beinhalten könnten.

• Diskutieren Sie in Ihre Werte vergleichend mit denjenigen, anderer Gruppen.

Tab. 7: Versuchsergebnisse zum Respirationsversuch

mit NaOH ohne NaOH

Zeit Gesamtvolumen Zeit Gesamtvolumen

2' 2'

4' 4'

6' 6'

RQCO Abgabe

O Aufnahme

O O CO

O= −

−=

− −2

2

2 2 2

2

[O2] = Messergebnis des Versuchs mit NaOH

[O2 - CO2] = Messergebnis des Versuchs ohne NaOH

Abb. 22: Formel zur Berechnung des respiratorischen Quotienten



5.12. Kurstag „Anatomie eines Knochenfisches“

Material:

• Regenbogenforelle, Oncorhynchus mykiss (Teleostei, Salmonidae)

• Teller, Präparierschere, Pinzette, Sonde,

• Herzmodell des Hechts, Modell eines Karpfens

Durchführung:

• Sie arbeiten in Zweiergruppen

• Führen Sie zuerst eine äußere Inspektion vor, d.h. begutachten Sie Ihren Fisch von außen; gehen Sie hierzu

das unten anschließende Kapitel Schritt für Schritt durch.

• Führen Sie dann erst die Präparation durch. Arbeiten Sie hierzu die Punkte im entsprechenden unten

anschließenden Kapitel ab.

• Zeichnen Sie das Gesehene

Präparat 9: Äußere Inspektion des Fisches

Die Forelle ist als Knochenfisch in drei Abschnitte gegliedert: den Kopf mit den Hauptsinnesorganen (Augen, Nase,

Gleichgewichtssinn), dem Gehirn und der Mundöffnung; den Rumpf mit den Eingeweiden und den Schwanz, der

hinter der Afteröffnung beginnt, als Hauptfortbewegungsorgan.

• Sehen Sie sich die Augen, die Nasenöffnungen und die Mundöffnung mit ihrer Bezahnung an!

• Sondieren Sie die Nasenöffnungen! Ist eine Verbindung zum Mund vorhanden?

• Betrachten Sie die Kiemen (Kammkiemen) durch Anheben eines Kiemendeckels!

• Was für Flossen hat die Forelle (paarige-, unpaare Flossen)?

• Sehen Sie sich das Seitenliniensystem als Ferntastsinn an!

• Wo liegen die Öffnungen für den Darmausgang, die Harnwege und die Geschlechtsorgane?

• Sehen Sie sich die Beschuppung an!

Präparat 10: Präparation der Forelle (Situspräparation)

Durchführung:

• Sehen Sie sich zunächst das OHP-Bild an, damit Sie wissen, wie Ihr Präparat aussehen soll.

• Durchstechen Sie mit der kleinen Schere die Bauchdecke vor der Kloake und schneiden Sie diese bis zum Kinn

auf.

• Legen Sie die Forelle o auf den Teller, dass der Kopf nach rechts zeigt.

• Während Sie die Bauchdecke anheben, schneiden Sie die Seiten bis an die Schwimmblase auf und entfernen

dann durch einen Schnitt entlang der Schwimmblase auf einer Seite die Muskulatur;

Vorsicht: Schwimmblase nicht verletzen!

• Versuchen Sie, die jetzt sichtbaren Organe zu identifizieren.

• Legen Sie den Magen-Darm-Trakt heraus (wie in der Video-Aufzeichnung zu sehen ist) und zeichnen Sie den

Situs.

• Achten Sie darauf, dass das Papier (DIN A4) gut ausgenutzt ist! Beachten Sie, dass die Forelle einen anderen

Habitus hat als die Plötze auf der Abb. 18.



Beschriftung:

• Oncorhynchus mykiss (Regenbogenforelle), Teleostei, Salmonidae, Situs.

• Fam. Salmonidae (Lachsartige) O. Salmoniformes (Karpfenartige) Kl. Teleostei (Knochenfische).

Dies sollten Sie sehen und zeichnen:

• Darmtrakt: Mundöffnung mit Mundzähnen, Magen, Pylorus-Anhänge (Merkmal für Salmoniden u. a.), Darm,

Kloake, Leber, Milz.

• Extremitäten: paarig: Brustflossen, Bauchflossen; unpaar: Rücken-, After-, Schwanzflosse. Die unpaare

Fettflosse (ohne Flossenstrahlen) ist ein Merkmal der Salmoniden.

• Sinnesorgane: Nase, Augen, Seitenlinie.

• Atmungsorgane: Kammkiemen, Kiemendeckel (ein Stück davon mit der Schere abschneiden, damit man die

Kammkiemen sehen kann!).

• Ausscheidungsorgane: Opistonephros, Harnleiter.

• Geschlechtsorgane: Testis / Ovar, Samenleiter / Eileiter.

• Schwimmblase.

Wenn Sie Ihr Situspräparat der Forelle mit der Abbildung des Plötzensitus (Rutilus rutilus, Abb. 18) vergleichen, fällt

sofort auf, dass der Forellensitus viel übersichtlicher ist. Das liegt daran, dass die Plötze einen sehr viel längeren

Darm besitzt. Die Plötze zeichnet sich außerdem durch ein Fehlen der Mundbezahnung (Schlundzähne!) aus.

Ursache für diesen Unterschied ist die Anpassung an verschiedene Nahrung: Die Forelle ernährt sich als Räuber

von tierischer Kost. Diese ist relativ leicht zu verdauen. Die Plötze hingegen ernährt sich von pflanzlicher Nahrung.

Pflanzliche Nahrung besteht jedoch zum überwiegenden Teil aus Zellulose (Zellwände), die von Tieren selbst nicht

abgebaut werden kann. In dem langen Darm erhalten Darmbakterien Gelegenheit, einen Teil der Zellulose

abzubauen und für den Fisch verfügbar zu machen.

Noch extremer sind jedoch die Unterschiede im Verdauungssystem von Säugetieren: Räuber wie Hund oder Katze

sind nicht in der Lage, mit pflanzlicher Kost auszukommen. Auch bei Mensch und Schwein, die über einen

verlängerten Darm verfügen, findet keine geregelte Zelluloseverdauung statt. Dagegen haben Pflanzenfresser

spezielle Organe für die Zelluloseverdauung mit Bakterien ausgebildet: Hasenartige, Nager und Pferde besitzen zu

diesem Zweck einen vergrößerten Blinddarm, in dem die Nahrung länger verbleiben kann. Wiederkäuer haben

ihren Magen aufgeteilt, so dass hier die Zellulose aufgeschlossen werden kann.



1. Mundöffnung

2. Zunge

3. Kiemen

4. Bulbus arteriosus

5. Herzkammer

6. Vorkammer, darunter Sinus

venosus

7. Vordere Bauchfellwand

8. Darm

9. 1. Leberlappen

10. 2. Leberlappen

11. Hoden

12. 3. Leberlappen

13. Bauchflosse

14. After

15. Geschlechtsöffnung

16. ?

17. ?

18. Afterflosse

19. Rückenflosse

20. Bulbus olfactorius

21. Auge

22. Mittelhirn

23. Schlundkopf

24. Kopfniere

25. Schwimmblase

26. Niere

27. Rippen

28. Schwimmblase

29. Rückenflosse

Abb. 23: Anatomie von Rutilus rutilus (Plötze oder Rotauge)



Präparat 11: Präparation des Herzens:

• Sehen Sie sich das OHP-Bild an!

• Zwischen den Kiemen liegt im Herzbeutel das Herz. Meist ist das Perikard (der Herzbeutel) schon beim

Aufschneiden der Bauchhöhle verletzt worden. Nun werden die Reste vorsichtig mit der Pinzette weggezupft.

• Jetzt können die verschiedenen Teile des Fischherzens identifiziert werden. Nehmen Sie die Literatur und das

Modell zu Hilfe!

• Skizzieren Sie das Herz mit den abführenden Gefäßen!

• Beschriftung:

Sinus venosus, Vorkammer,

Ventrikel, Bulbus arteriosus,

Truncus arteriosus,

Kiemenarterienstamm.

Anmerkung:

Bei den ursprünglichen Wirbeltieren, z. B. Neunauge (Agnatha, Rundmäuler), liegen je 3 paarige Kiemenarterien

vor. Kopfwärts bilden sich in der Evolution die ersten beiden Paare zurück, so dass bei den höheren Fischen (den

Knochenfischen) nur noch 4 Kiemenarterienpaare vorliegen (Abb. 19, links). Bis zu den Säugetieren (Abb. 19,

rechts) werden dann von diesen 4 weitere Arterien zurück- und umgebildet: die 1. werden zu den Kopfarterien

(mit Abzweigen zu den Armarterien), die linke 2. wird zur Aorta, die rechte 2. und die beiden 3. werden

zurückgebildet und die beiden 4. werden zu den Lungenarterien.

Schematischer Aufbau des Herzens eines

Knochenfisches

Schematischer Aufbau des Herzens eines Säugers

Abb. 24: Aufbau des Herzens von Fisch und Säugetier

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5.5. Kurstag „Photosynthese“ 5.5.1. Ihre Vorbereitung · Lokalisation verschiedener Oberflächenepithelien. Alle nachfolgenden Abbildungsbezüge beziehen sich auf die Zeichnungen