Wissenschaft

Experiment zur Reifung von Früchten und Ethylen

Der Zweck dieses  Experiments  besteht darin, die durch das Pflanzenhormon Ethylen verursachte Fruchtreife zu messen, indem ein Jodindikator  verwendet wird  , um die Umwandlung von Pflanzenstärke in Zucker nachzuweisen.

Eine Hypothese:  Die Reifung einer unreifen Frucht wird durch die Lagerung mit einer Banane nicht beeinflusst.

Sie haben gehört, dass „ein schlechter Apfel den ganzen Scheffel verdirbt“. Das ist wahr. Gequetschte, beschädigte oder überreife Früchte geben ein Hormon ab, das die Reifung der anderen Früchte beschleunigt.

Pflanzengewebe kommunizieren über Hormone. Hormone sind Chemikalien, die an einem Ort produziert werden und sich auf Zellen an einem anderen Ort auswirken. Die meisten Pflanzenhormone werden durch das pflanzliche Gefäßsystem transportiert. aber einige, wie Ethylen, werden in die Gasphase oder in die Luft freigesetzt.

Ethylen wird von schnell wachsenden Pflanzengeweben produziert und freigesetzt. Es wird durch die wachsenden Spitzen von Wurzeln, Blüten, geschädigtem Gewebe und reifen Früchten freigesetzt. Das Hormon hat mehrere Wirkungen auf Pflanzen. Eine davon ist die Fruchtreife. Wenn die Frucht reift, wird die Stärke im fleischigen Teil der Frucht in Zucker umgewandelt. Die süßeren Früchte sind für Tiere attraktiver, daher fressen sie sie und verteilen die Samen. Ethylen löst die Reaktion aus, bei der die Stärke in Zucker umgewandelt wird.

Jodlösung  bindet an Stärke, aber nicht an Zucker und bildet einen dunklen  Komplex. Sie können abschätzen, wie reif eine Frucht ist, indem Sie feststellen, ob sie nach dem Streichen mit einer Jodlösung abgedunkelt ist oder nicht. Die unreife Frucht ist stärkehaltig, daher ist es dunkel. Je reifer die Frucht ist, desto mehr Stärke wird in Zucker umgewandelt. Es wird weniger Jodkomplex gebildet, so dass die gefärbten Früchte heller werden.

 

Material- und Sicherheitsinformationen

Es werden nicht viele Materialien benötigt, um dieses Experiment durchzuführen. Der Jodfleck kann bei einem Chemieversorgungsunternehmen wie Carolina Biological bestellt werden. Wenn Sie dieses Experiment zu Hause durchführen, kann Ihre örtliche Schule Sie möglicherweise mit einem Fleck ausstatten.

 

Versuchsmaterialien zur Fruchtreife

  • 8 wiederverschließbare Plastiktüten, die groß genug sind, um einen ganzen Apfel / eine ganze Birne und eine Banane aufzunehmen
  • 4 reife Bananen
  • 8 unreife Birnen oder 8 unreife Äpfel (Birnen werden normalerweise unreif verkauft, daher sind sie möglicherweise die bessere Wahl als Äpfel)
  • Kaliumiodid (KI)
  • Jod (I)
  • destilliertes Wasser
  • Messzylinder
  • große braune Glas- oder Plastikflasche (kein Metall)
  • flache Glas- oder Kunststoffschale oder -schale (kein Metall)
  • Messer zum Schneiden von Obst

 

Sicherheitsinformation

  • Verwenden Sie keine Metallutensilien oder -behälter zur Herstellung oder Lagerung von Jodlösungen. Jod ist ätzend gegenüber Metallen.
  • Die Jodlösungen färben Haut und Kleidung.
  • Lesen Sie die Sicherheitsinformationen für im Labor verwendete Chemikalien und befolgen Sie die Sicherheitsvorkehrungen.
  • Nach Abschluss des Experiments kann der Fleck im Abfluss abgewaschen werden.

 

Verfahren

 

Bereiten Sie die Test- und Kontrollgruppen vor

  1. Wenn Sie nicht sicher sind, ob Ihre Birnen oder Äpfel unreif sind, testen Sie eine Birne mit dem unten beschriebenen Färbeverfahren, bevor Sie fortfahren.
  2. Beschriften Sie die Beutel mit den Nummern 1-8. Die Taschen 1 bis 4 sind die Kontrollgruppe. Die Taschen 5-8 sind die Testgruppe.
  3. Legen Sie eine unreife Birne oder einen unreifen Apfel in jeden Kontrollbeutel. Verschließen Sie jeden Beutel.
  4. Legen Sie eine unreife Birne oder einen unreifen Apfel und eine Banane in jeden der Testbeutel. Verschließen Sie jeden Beutel.
  5. Legen Sie die Taschen zusammen. Notieren Sie Ihre Beobachtungen über das ursprüngliche Auftreten der Frucht.
  6. Beobachten und notieren Sie jeden Tag die Veränderungen des Aussehens der Früchte.
  7. Testen Sie die Birnen oder Äpfel nach 2 bis 3 Tagen auf Stärke, indem Sie sie mit dem Jodfleck färben.

 

Machen Sie die Jodflecklösung

  1. 10 g Kaliumiodid (KI) werden in 10 ml Wasser gelöst
  2. 2,5 g Jod (I) einrühren
  3. Verdünnen Sie die Lösung mit Wasser auf 1,1 Liter
  4. Bewahren Sie die Jodflecklösung in einer braunen oder blauen Glas- oder Plastikflasche auf. Es sollte mehrere Tage dauern.

 

Färbe die Frucht

  1. Gießen Sie den Jodfleck in den Boden des flachen Tabletts, so dass er das Tablett etwa einen halben Zentimeter tief ausfüllt.
  2. Schneiden Sie die Birne oder den Apfel in zwei Hälften (Querschnitt) und legen Sie die Früchte mit der Schnittfläche im Fleck in das Tablett.
  3. Lassen Sie die Früchte eine Minute lang den Fleck absorbieren.
  4. Entfernen Sie die Früchte und spülen Sie das Gesicht mit Wasser ab (unter einem Wasserhahn ist in Ordnung). Notieren Sie die Daten für die Frucht und wiederholen Sie den Vorgang für die anderen Äpfel / Birnen.
  5. Fügen Sie nach Bedarf weitere Flecken zum Tablett hinzu. Wenn Sie möchten, können Sie einen (nichtmetallischen) Trichter verwenden, um nicht verwendeten Fleck wieder in den Behälter zu gießen, da er für dieses Experiment mehrere Tage lang „gut“ bleibt.

 

Analysieren Sie die Daten

Untersuche die befleckten Früchte. Vielleicht möchten Sie Fotos machen oder Bilder zeichnen. Der beste Weg, um die Daten zu vergleichen, besteht darin, eine Art Bewertung einzurichten. Vergleichen Sie den Grad der Färbung für unreife mit reifen Früchten. Die unreifen Früchte sollten stark gefärbt sein, während vollreife oder verrottende Früchte ungefärbt sein sollten. Wie viele Färbungsstufen können Sie zwischen reifen und unreifen Früchten unterscheiden?

Möglicherweise möchten Sie eine Bewertungstabelle erstellen, in der die Färbungsstufen für unreife, reife und mehrere Zwischenstufen aufgeführt sind. Bewerten Sie Ihre Früchte mindestens als unreif (0), etwas reif (1) und voll reif (2). Auf diese Weise weisen Sie den Daten einen quantitativen Wert zu, damit Sie den Wert für die Reife der Kontroll- und Testgruppen mitteln und die Ergebnisse in einem Balkendiagramm darstellen können.

 

Testen Sie Ihre Hypothese

Wenn die Reifung der Früchte durch die Lagerung mit einer Banane nicht beeinflusst wurde, sollten sowohl die Kontroll- als auch die Testgruppe den gleichen Reifegrad aufweisen. Waren sie? Wurde die Hypothese akzeptiert oder abgelehnt? Welche Bedeutung hat dieses Ergebnis?

 

Weitere Studie

 

Weitere Untersuchung

Sie können Ihr Experiment mit Variationen wie diesen fortsetzen:

  • Obst produziert Ethylen auch als Reaktion auf Blutergüsse oder Verwundungen. Werden die Birnen oder Äpfel im Experiment schneller reifen, wenn die Ethylenkonzentration höher ist, wenn gequetschte Bananen anstelle von unbeschädigten Bananen verwendet werden?
  • Wenn Sie mehr Bananen haben, haben Sie mehr Ethylen. Verursacht die Verwendung von mehr Bananen, dass die Früchte schneller reifen?
  • Die Temperatur beeinflusst auch die Reifung der Früchte. Nicht alle Früchte sind gleich betroffen. Äpfel und Birnen reifen im Kühlschrank langsamer. Bananen schwärzen, wenn sie gekühlt werden. Sie können einen zweiten Satz Steuer- und Testbeutel in den Kühlschrank stellen, um die Auswirkung der Temperatur auf die Reifung zu untersuchen.
  • Die Fruchtreife wird davon beeinflusst, ob die Frucht an der Mutterpflanze haftet oder nicht. Ethylen entsteht als Reaktion auf das Entfernen der Früchte von ihren Eltern. Sie können ein Experiment entwerfen, um festzustellen, ob Früchte an oder außerhalb der Pflanze schneller reifen. Verwenden Sie kleinere Früchte wie Tomaten, die Sie in Supermärkten auf / neben der Rebe finden.

 

Rezension

Nach Durchführung dieses Experiments sollten Sie in der Lage sein, die folgenden Fragen zu beantworten:

  • Was sind einige der Auslöser für die Ethylenproduktion durch Pflanzen?
  • Wie wirkt sich das Vorhandensein von Ethylen auf die Fruchtreife aus?
  • Welche chemischen und physikalischen Veränderungen treten auf, wenn die Frucht reift?
  • Wie kann ein Jodfleck verwendet werden, um zwischen reifen und unreifen Früchten zu unterscheiden?

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