S Nachweise - Experimente Biologie

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Nachweise für Nährstoffe     

Fette:
Der Nachweis gelingt ausreichend überzeugend mit der Fettfleckmethode: Man bringt einen Tropfen einer zu untersuchenden Lösung oder eines Breis auf ein weißes Stück Papier, daneben platziert man einen Wassertropfen und als Kontrolle einen Tropfen Olivenöl. Man lässt die Flüssigkeiten verdunsten: Nur bei Fett bleibt auf dem Papier ein Fettfleck zurück.  Die unterschiedlichen Fette lassen sich mit einfachen Versuchen nicht bestimmen.
 

Nachweis für Kohlenhydrate:
Stärke: Exemplarisch verwendet man Stärke für ein längerkettiges Kohlenhydrat. Stärke ist außerdem der für die menschliche Ernährung wichtigste Energieträger. Wenn sich eine Lösung eines unbekannten Stoffs mit Jod-Jodkalium-Losung blau färbt, dann ist diese Substanz Stärke.
Die Jodmoleküle bauen sich in die Spindelstruktur der Stärke ein. Dadurch entsteht eine intensive Wechselwirkung zwischen den HO- Resten der Zuckermoleküle und den Elektronen des Jod, die zur einer intensiven Blaufärbung führt. (Tipp: Man kann den Einbau durch Erwärmen der blau gefärbten Lösung rückgängig machen: die Erhöhung der Temperatur führt zu einer Auflösung der Spindelstruktur der Stärke, die Jodmoleküle „fallen“ gleichsam heraus und die blaue Färbung verschwindet. Bei Abkühlung stellt sich die alte Struktur wieder her. Der Versuch ist eine überzeugende Demonstration für Konformationsänderung bei Makromolekülen durch Temperaturerhöhung, was zum Verlust der biologischen Aktivität führt (auch bei Enzymen und Genen) Das ist der Grund, warum menschliches Leben über 42 Grad nicht möglich ist.
Zucker: Für den Unterricht empfiehlt sich der Nachweis von Haushaltszucker (Saccharose, Glucose = Fruchtzucker) mit Teststäbchen, mit denen man den Zuckergehalt im Urin testen kann. Die Stäbchen weisen durch Farbveränderung Glucose nach.
Weil die Nachweise von Stärke und Glucose derart leicht und eindeutig sind, werden sie  als exemplarisches Beispiel für Verdauung Stärkespaltung  in Glucose durch den Mundspeichel (Enzym Amylase) gewählt.
 
Nachweis für Eiweiße:
Der Versuch beruht auf der Beobachtung, dass frisches Eiweiß bei Erwärmen gerinnt. Dies ist  mit Milch oder verdünnter Eiklarlösung leicht nachzuweisen (Hitzeempfindlichkeit) Der Versuch ist im schulischen Bereich eindeutig genug. -- Man kann auch einer Eiweißlösung etwas Essig zufügen (Säureempfindlichkeit). Einzelne Eiweiße lassen sich nur sehr schwer nachweisen.
 
Nachweis für Vitamin C
Vitamin C ist das einzige Vitamin, das sich leicht nachweisen lässt:
 




Dichlorphenol-Indophenol- Lösung (blau) wird durch Vitamin C augenblicklich entfärbt.
 

Nachweise Arbeitsunterlage 1 ------------------------------------------------------------------------
Stärke in Lebensmitteln: 

Material:
Jod-Jodkalium- Lösung, verdünnte Lösung von Mondamin (Maistärke), verschiedene Nahrungsmittel,                               
Alufolie
Vorversuch:
Eine  stark verdünnte Lösung von Mondamin dient als Kontrolle. Man gibt 10ml einer Stärkelösung (eigentlich eine Suspension, 
da Stärke sich nicht in Wasser löst) in ein Reagenzglas und fügt einen Topfen Jod-Jodkalium-Lösung zu.
Alufolie
Versuch: Teste die folgenden Nahrungsmittel!
1)    Verteile dazu eine frische Scheibe des Nahrungsmittels oder einen Tropfen einer Lösung oder ein wenig Pulver auf eine Alufolie.
2)    Gib einen Tropfen einer Jod-Jodkalium-Lösung auf die Schnittfläche oder zu dem Pulver.
3)    Beobachte die Reaktionen.    
                               
 
Du kannst weiter untersuchen: Kohlrabi, Vollkornmehl, Lyoner Wurst, Weißbrot, Puderzucker, Gips (Pulver), Möhre, Reis, Schreibmaschinenpapier, Kartoffelsorten
 
Auswertung:
In welchen Nahrungsmitteln ist besonders viel Stärke enthalten? Gibt es Lebensmittel, die keine Stärke enthalten sollten?
 
Interpretation:
Eine Nachweisreaktion ist eine Reaktion, die eindeutig einen und nur einen  Stoff nachweist.  
Wenn sich das Nahrungsmittel _______________ mit ________________ blau färbt, 
ist in diesem Nahrungsmittel ___________________ enthalten.  
 



Nachweise Arbeitsunterlage 2 ------------------------------------------------------------------------
Nachweis von Zucker     

Material: 
Teststäbchen für Glucose (Teststäbchen auf Zucker im Harn)  
Bechergläser, Wasser.
Nahrungsmittel: nach Wahl: Apfel, Zitrone, Banane, Kartoffel, Möhre,
Säfte aller Art.
Als Kontrolle: Saft von Weintrauben oder auch eine stark verdünnte Lösung von „Dextroenergen“ (Apotheke) in Wasser.
Versuchsdurchführung:
1)    Entnehme ein Teststäbchen aus der Vorratsdose.
2)    Benetze den vorgesehenen Bereich auf dem Teststäbchen mit der Flüssigkeit. Sehr wenig Flüssigkeit genügt!
3)    Wenn sich die Stelle wie angegeben verfärbt, ist Fruchtzucker im Nahrungsmittel oder in der Lösung enthalten.
 
Kontrolle: In Wasser darf sich keine Verfärbung ergeben!
 
Aufgabe 1: Weise Zucker (Fruchtzucker) nach: Wähle drei Nahrungsmittel aus:



 
Aufgabe 2: Komme den „versteckten Zuckern“ auf die Spur! Zucker löst sich in jedem Falle in Wasser. Daher müssen einige der zu untersuchenden Lebensmittel erst zu Brei gestampft und mit Wasser versetzt werden! Untersuche in der Gruppe:
 


Nachweise Arbeitsunterlage 3 ------------------------------------------------------------------------
Versteckte Fette in Nahrungsmitteln?

Material: Frisches, festes, weißes Schreibpapier, Alufolie 
 
Nahrungsmittel: Einige Nahrungsmittel, von denen Du vermutest, dass sie Fett enthalten:  Äpfel, Zitrone, Banane, Kartoffel, Möhre, Säfte aller Art, Kuchen, Wurst, Mehl, Gips, Haushaltszucker, Weizenkörner, Papierschnipsel, Weißbrot, Schwarzbrot, Wurst, Fleisch, Milch, Speiseöl, Frischkäse, Hartkäse...
 
Kontrollstoffe: Speiseöl (positiver Test), Wasser (negativer Test) 
 
Versuch: Bereite Dir einen langen Streifen weißes Papier vor und lege ihn auf eine Alufolie.
Dann reibe etwas von dem Nahrungsmittel auf eine bestimmte Stelle des Papiers. Umkreise diese Stelle mit dem Bleistift und schreibe eine Nummer dazu.
Auf dem Protokollbogen notiere Nummer und zugehöriges Nahrungsmittel.
 
Gib einen Tropfen Wasser an eine andere, noch freie Stelle auf das weiße Papier.  Lasse einige Zeit liegen. Dort, wo Fett ist, bleibt ein Fettfleck. Das Wasser verdunstet und lässt keinen Fleck zurück.
 
 
Auswertung: Markiere die Nahrungsmittel grün, bei denen Du kein Fett vermutet hast!
 

 
Nachweise Arbeitsunterlage 4 ------------------------------------------------------------------------
Nektar:  Zucker in Blüten?

Material: 
Teststäbchen für Glucose (Teststäbchen auf Zucker im Harn, Apotheke) ;
Kapillarröhrchen
Für die Kontrolle: Sehr stark verdünnte Glucoselösung (Dextroenergen aus der Apotheke)
Bechergläser, Wasser.
 
Objekte: Blüten von  Geißblatt, Akelei, Lilie, Zaunwinde, Wiesenklee, Kontrolle: Saft einer Weinbeere
 
Durchführung: 
1) Untersuche das Innere von Blütenblättern, ob mit der Lupe feuchte Stellen zu finden sind.
2) Setze auf eine solche Stelle ein Kapillarröhrchen und lasse die Flüssigkeit aufsteigen.
3) Führe mit demselben Kapillarröhrchen an fünf weiteren Blüten denselben Versuch durch. (Das Röhrchen sollte bis zu einem halben Zentimeter mit Flüssigkeit gefüllt sein.)
4) Blase das Röhrchen auf ein sehr sauberes Objektträger vorsichtig aus.
5) Prüfe mit einem Glucose-Nachweis-Streifen, ob Glucose in der Flüssigkeit enthalten ist. .
 
Zusatzaufgabe:
6) Überprüfe, ob Insekten die Blüte besucht haben. Beobachte die Blüten auf der Wiese: Wähle 5 Blüten aus, die von Insekten (Hummeln oder Bienen) besucht worden sind. Entnehme aus diesen Blüten mit einem Kapillarröhrchen möglichst viel Flüssigkeit  und überprüfe, ob darin  Zucker nachweisbar ist.
 
Protokoll:



Nachweise Arbeitsunterlage 5 ------------------------------------------------------------------------
Eiweiß in Nahrungsmitteln
Info: Eiweiß hat seinen Namen vom Eiklar (das Weiße im gekochten Hühnerei). Oft findet man auch die Bezeichnung Proteine. In einem Test kannst du nachweisen, in welchen Stoffen und in welchen Nahrungsmitteln Eiweiß enthalten ist.

Versuch1: Nachweis von gelöstem Eiweiß 

Material: Saubere Reagenzgläser in einem Ständer,
Essigsäure in einer Tropfflasche, für die Untersuchung: ein Ei, Milch

Durchführung: 
 1) Schlage ein Ei vorsichtig am Rand einer Schüssel auf und trenne das Eiklar darin ab. 
2) Gib von dem Eiklar nur soviel in ein sauberes Reagenzglas, dass der runde Boden aufgefüllt ist. Verdünne mit Wasser bis zur Hälfte des Reagenzglases. 
3) Gib nun tropfenweise Essigsäure dazu. 
4) Fülle ein zweites Reagenzglas zur Hälfte nur mit Wasser und gib hier auch tropfenweise Essigsäure dazu.
Nur im Reagenzglas mit Eiweiß dürfen sich weißliche Flocken bilden!. 


Info: Man nennt das Ausflocken von Eiweiß Denaturierung. Eiweiße flocken auch in der Hitze aus.

Versuch 2: Überprüfe die Hitzeempfindlichkeit von Eiweiß!
Durchführung. Erhitze frische Suspensionen von Eiweiß im Wasserbad.
Beobachtung:
 
Versuch 3: Nachweis von festem Eiweiß 
(nur durch die Lehrperson!!)
Vorbereitung: Stückchen von Nahrungsmitteln (Fleisch, Wurst, Fisch, Hartkäse, Frischkäse) werden in etwas Abflussreiniger aufgekocht (Vorsicht!). 
Die Lösungen lässt man abkühlen und bewahrt sie in beschrifteten Gläsern auf.
Versuch: Zwei Milliliter der schon vorbereiteten Lösungen gibt man in frische Reagenzgläser. 
an fügt dann 2m Biuret-Reagenz zu: Rotfärbung zeigt Eiweiß an:




 
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