Aufgaben 72 Methoden in der Praxis Die Entdeckung von Sauerstoff Das berühmte Priestley-Experiment zeigte, dass Sauerstoff bei der Fotosynthese entsteht Ohne Sauerstoff können Tiere und Menschen nicht leben. Heute wissen wir, dass Sauerstoff von Pflanzen produziert wird. Aber dies war nicht immer klar! Das Verständnis der Fotosynthese ist tatsächlich eine der großen Errungenschaften der Wissenschaft. Ein erster wichtiger Schritt zur Erforschung der Fotosynthese erfolgte im 18. Jahrhundert durch ein elegantes Experiment von Joseph Priestley. Dabei entdeckte er, dass es Pflanzen sind, die den Sauerstoff produzieren. Joseph Priestley (1733–1804) war ein englischer Universalgelehrter, der sich nicht nur mit Biologie, sondern auch mit Elektrizität, mit fremden Sprachen und mit den Eigenschaften von Gasen beschäftigte. Neben Sauerstoff beschrieb er auch andere Gase zum ersten Mal. Er fuhrte mehrere Experimente durch, aus denen er schloss, dass Pflanzen Sauerstoff produzieren. Er setzte eine Kerze unter einen Glassturz und zundete die Kerze an. Die Kerze ging rasch aus – der gesamte Sauerstoff unter dem Glassturz war verbraucht. Nun setzte er eine Minzepflanze zu der Kerze unter den Glassturz, ohne dabei Luft eindringen zu lassen. Nach einer Wartezeit von 27 Tagen konnte er die Kerze wieder entzunden, ohne den Glassturz abzunehmen. Er verwendete dazu eine Linse, mit der er das Sonnenlicht bundelte. Die Pflanze hatte also die Luft in der Zwischenzeit „regeneriert“, wie Priestley es ausdruckte. Sie hatte genugend Sauerstoff produziert, damit die Kerze wieder brennen konnte (kAbb. 34, links). Priestley wiederholte das Experiment mit einer Maus anstatt einer Kerze, und stellte fest, dass die Maus am Leben blieb, wenn sie mit der Pflanze gemeinsam unter dem Glassturz eingeschlossen war. Ohne die Pflanze starb die Maus (kAbb. 34, rechts). Er schloss daraus, dass Pflanzen ein Gas produzieren, das sowohl eine Kerze am Brennen als auch eine Maus am Leben erhalt. Damit hatte er entdeckt, dass Pflanzen Sauerstoff produzieren – ein wichtiger Schritt in der Entdeckung der Fotosynthese. Abb. 34: Priestleys Experimente. In mehreren Experimenten konnte Joseph Priestley zeigen, dass eine Maus und eine brennende Kerze den Sauerstoff in der Luft verbrauchen. Pflanzen können die Luft wieder „regenerieren“, da sie Sauerstoff produzieren. 1 Kurze Zeit brennt die Kerze unter dem Glassturz 2 Die Kerze erlischt 3 Eine grüne Pflanze wird unter den Glassturz zur Kerze gestellt 4 Nach einigen Tagen kann die Kerze wieder angezündet werden 1 Die Maus kann mit einer Pflanze unter dem Glassturz überleben 2 Die Maus stirbt ohne Pflanze 1 W Fasse die Ergebnisse von Priestleys Experiment zusammen. Erläutere dabei den Zusammenhang zwischen Zellatmung und Fotosynthese. 2 W Erkläre, weshalb der Wasserstand im Experiment von Priestley nach der Wartezeit von 27 Tagen (Abb. 34, 4) niedriger ist als beim Einbringen der Pflanze (Abb. 34, 3). 3 E Dass Pflanzen Sauerstoff produzieren, kannst du in einem Experiment selbst nachprüfen. Die Wasserpest (Elodea sp.) eignet sich für dein Experiment. Diese Pflanze kannst du in Aquarienhandlungen kaufen. Schneide einige Zweige der Wasserpest ab und gib sie in ein durchsichtiges, mit Wasser gefülltes Glas. Die Zweige müssen völlig untergetaucht sein. Stell das Glas anschließend an einen Ort mit starker Lichteinstrahlung, zB auf das Fensterbrett. Wenn das Sonnenlicht zu schwach ist, kannst du auch eine starke Lampe benutzen und das Versuchsglas damit bestrahlen. Was fällt dir auf? Was passiert, wenn du das Glas an einen dunklen Ort stellst oder die Lampe ausschaltest? Leite aus deinen Beobachtungen eine Erklärung dafür her, warum die Wasserpest ab einer gewissen Wassertiefe nicht mehr wachsen kann! 4 W Unsere Atmosphäre enthält dank der Fotosynthese genug Sauerstoff, dass wir darin atmen können. Seit wann enthält die Erdatmosphäre Sauerstoff? Welche Organismen waren die ersten, die Fotosynthese betrieben? Lies dazu in den Themenseiten zur Fotosynthese auf S. 56 nach. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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