Fluorochromierung von Pflanzenbestandteilen
Dieser Versuch bedarf dem vorherigen Einlegen von Pflanzenbestandteilen in Textmarkerlösung, eignet sich im Anschluss jedoch für makro- und mikroskopische Betrachtungen unter UV-Licht im Unterricht.
Geräte und Chemikalien:
Schnappdeckelgläschen, Topfpflanze mit weißen Blüten (Begonien und Petunien sind besonders geeignet), Objektträger, Mikroskopierbesteck, Lichtmikroskop und UV-Lampe oder Fluoreszenzmikroskop, gelbe oder grüne Textmarkerlösungen.
Versuchsdurchführung:
Mehrere weiße Blüten werden so abgeschnitten, dass ihnen 1-2 cm ihres Stängels bleiben. Über Nacht werden die Stängel der Blüten in einer Fluoreszenzfarbstofflösung eingelegt und die Blüten schließlich in einem abgedunkelten Raum unter UV-Licht untersucht. Einige der Blüten und Querschnitte der Stängel werden zudem auf einem Objektträger präpariert und unter dem Fluoreszenzmikroskop untersucht. Alternativ können die Proben auch unter einem ausgeschalteten Lichtmikroskop untersucht werden, während die Proben von der Seite mit einer UV-Lampe beleuchtet werden.
Beobachtung:
Unter UV-Licht sind zelluläre Strukturen der Blüten zu erkennen, die bei Tageslicht nicht zu sehen waren (siehe Abbildung). Die Betrachtung der Proben unter dem Fluoreszenzmikroskop ermöglicht es zudem, noch feinere Strukturen zu erkennen, die bei normaler Lichteinstrahlung nicht oder nur kaum zu unterscheiden sind.
Abbildung: Vergleich fluoreszenzmarkierter Pflanzenbestandteile bei Tageslicht (oben) bzw. unter UV-Licht (unten). In (D) und (E) ist das Leitgewebe anhand der Fluoreszenz deutlich zu erkennen. In (F) fluoreszieren hydrophile Trichome.
Deutung:
Die Pflanzen nehmen über Nacht die Farbstofflösung auf. Dabei ist es den Farbstoffmolekülen vor allem aufgrund ihrer Größe nicht möglich, ungehindert in alle Zellen einzudringen. Bei Bestrahlung mit UV-Licht wird deshalb vor allem das Leitgewebe sichtbar, das innerhalb der Pflanze für den Transport von Wasser zuständig ist. Zudem treten die Pflanzenhaare (Trichome) deutlich hervor, da hydrophile Trichome von der Pflanze u. a. als Wasserspeicher genutzt werden.
Anmerkung zur Deutung:
Um die Bedeutung der Fluoreszenzmikroskopie auch in schulischen Kontexten verdeutlichen zu können ist es möglich, Blüten und andere Pflanzenbestandteile mit fluoreszierender Textmarkerlösung anzufärben. Während das Anfärben von Blüten mit blauer Tinte im Biologieunterricht häufig Anwendung findet, ermöglicht die Verwendung von fluoreszierenden Farbstofflösungen es dieses Experiment insofern zu erweitern, als eine Betrachtung des Leitgewebes, ähnlich wie in der Forschung, erst durch Bestrahlung mit UV-Licht möglich ist. Vergleichende mikroskopische Betrachtungen mithilfe der originären Lichtquelle bzw. einer sekundären UV-Lichtquelle verdeutlichen zudem, dass die Fluoreszenzmarkierung auch auf mikroskopischer Ebene eine Unterscheidung verschiedener Bestandteile des Präparats ermöglicht.
Literatur:
- von Hoff, E. (2020). Entwicklung und Evaluation von Konzepten und Formaten zum Wissenstransfer von der Forschung in die Schule und Öffentlichkeit - Am Beispiel des SFB 803 (Dissertation). Georg-August-Universität Göttingen, Göttingen. Abrufbar unter http://hdl.handle.net/21.11130/00-1735-0000-0005-14C7-4.