Einstieg: Ein Häutchen, dünner als Papier
Schneidest du eine Küchenzwiebel durch, siehst du viele dicke Schichten. Das sind die Zwiebelschuppen, umgebildete Blätter, in denen die Pflanze Nährstoffe speichert. Auf der Innenseite jeder Schuppe liegt ein hauchdünnes, durchsichtiges Häutchen. Es ist nur eine einzige Zellschicht dick. Genau deshalb eignet es sich so gut für dein erstes eigenes Präparat: Das Licht des Mikroskops geht hindurch, und die Zellen liegen nebeneinander statt übereinander.
Erklärung: Ein Frischpräparat herstellen
Ein Präparat ist ein Objekt, das für die Untersuchung vorbereitet wurde. Bei einem Frischpräparat untersuchst du lebendes oder frisches Material in einem Wassertropfen.
Du brauchst: Küchenzwiebel, Objektträger, Deckgläschen, Pipette, Wasser, Pinzette, Präpariernadel, Filterpapier. Zum Färben: Iod-Kaliumiodid-Lösung oder Methylenblau (gibt deine Lehrkraft aus).
So gehst du vor:
- Gib mit der Pipette einen kleinen Wassertropfen in die Mitte des sauberen Objektträgers.
- Deine Lehrkraft oder du schneidet eine Zwiebelschuppe heraus. Ritze die Innenseite mit der Präpariernadel zu einem kleinen Quadrat von etwa 5 mm Seitenlänge ein.
- Zieh das Häutchen mit der Pinzette ab und lege es glatt in den Wassertropfen. Es darf sich nicht einrollen.
- Setz das Deckgläschen schräg an den Rand des Tropfens und lass es langsam sinken. So entweicht die Luft zur Seite.
- Sauge überschüssiges Wasser am Rand mit Filterpapier ab.
- Mikroskopiere zuerst mit dem kleinsten Objektiv, dann mit dem mittleren.
Färben: Die Zellen sind fast durchsichtig. Damit du den Zellkern besser siehst, gibst du einen Tropfen Färbelösung an eine Seite des Deckgläschens. An der gegenüberliegenden Seite legst du Filterpapier an. Es saugt das Wasser heraus und zieht die Färbelösung unter das Deckglas. Diese Technik heißt Durchsaugen.
Was du siehst
Bei 100-facher Vergrößerung erkennst du ein Muster aus langgestreckten, eng aneinanderliegenden Zellen, ähnlich wie gemauerte Steine, nur unregelmäßiger. Bei 400-facher Vergrößerung siehst du in jeder Zelle:
- eine deutliche, feste Begrenzung: die Zellwand,
- einen runden bis ovalen Körper, nach dem Färben gut sichtbar: den Zellkern,
- eine dünne, leicht körnige Schicht am Rand: das Cytoplasma (Zellplasma),
- einen großen, klaren Innenraum, der fast die ganze Zelle füllt: die Vakuole, ein Zellsaftraum.
Direkt an der Innenseite der Zellwand liegt außerdem die Zellmembran. Sie ist so dünn, dass du sie in der Zwiebelhaut nicht von der Zellwand unterscheiden kannst.
Grüne Chloroplasten findest du in der Zwiebelhaut nicht. Die Schuppen wachsen im Dunkeln unter der Erde und betreiben keine Fotosynthese. Die Zwiebel ist trotzdem eine Pflanze, und ihre Zellen sind Pflanzenzellen.
Beobachtung und Deutung trennen
In der Naturwissenschaft unterscheidest du zwischen dem, was du siehst (Beobachtung), und dem, was du daraus schließt (Deutung).
| Beobachtung | Deutung |
|---|---|
| Das Häutchen besteht aus vielen kleinen Kammern mit klaren Grenzen. | Die Zwiebelhaut besteht aus Zellen mit Zellwänden. |
| Nach dem Färben erscheint in jeder Kammer ein dunkler, runder Fleck. | Jede Zelle besitzt einen Zellkern. |
| Einige runde Gebilde haben einen dicken schwarzen Rand und sind innen hell. | Das sind Luftblasen, keine Zellen. |
Beispiele
Beispiel 1: Luftblasen erkennen Ben sieht große, kreisrunde Gebilde mit breitem schwarzem Rand. Wenn er am Feintrieb dreht, ändert sich der Rand stark. Deutung: Das sind Luftblasen. Zellen der Zwiebelhaut sind nicht kreisrund, sondern langgestreckt und liegen dicht an dicht. Ursache: Das Deckglas wurde zu schnell aufgelegt.
Beispiel 2: Ein eingerolltes Häutchen Aylin sieht dunkle Bereiche, in denen die Zellgrenzen durcheinanderlaufen. Deutung: Das Häutchen hat sich gefaltet, sodass mehrere Zellschichten übereinander liegen. Lösung: ein neues, kleineres Stück glatt in den Tropfen legen.
Merksatz
Für ein Frischpräparat legst du ein dünnes Objekt in einen Wassertropfen und setzt das Deckglas schräg auf. Die Zwiebelhaut zeigt Zellen mit Zellwand, Zellkern, Cytoplasma und großer Vakuole. Färben macht den Zellkern sichtbar.
Übungen
Grundlagen
- Warum muss ein Präparat für das Lichtmikroskop sehr dünn sein?
- Nenne die vier Zellbestandteile, die du in der gefärbten Zwiebelhaut erkennen kannst.
- Beschreibe, wie du das Deckgläschen auflegst, damit möglichst wenige Luftblasen entstehen.
Weiter
- Erkläre, wie das Durchsaugen funktioniert und wozu es dient.
- Sortiere in Beobachtung und Deutung: a) „Die Kammern sind etwa sechsmal so lang wie breit.“ b) „Die Zwiebel besteht aus Zellen.“ c) „In der Mitte jeder Kammer ist es hell und klar.“ d) „Dort liegt die Vakuole.“
- Ein Mitschüler sagt: „In der Zwiebelhaut sind keine Chloroplasten. Also ist die Zwiebel keine richtige Pflanze.“ Widerlege die Aussage.
Knobeln
- Vor dem Färben ist der Zellkern kaum zu sehen, danach deutlich. Stelle eine Vermutung auf, warum. Wie könntest du prüfen, ob die Färbung den Zellkern stärker anfärbt als die übrigen Zellteile?
Lösungen
- Das Licht kommt von unten und muss durch das Präparat hindurch. Bei einem dicken Präparat geht kaum Licht durch, und viele Zellen liegen übereinander, sodass du keine einzelnen Zellen erkennst.
- Zellwand, Zellkern, Cytoplasma, Vakuole.
- Du setzt das Deckgläschen mit einer Kante schräg am Rand des Wassertropfens an und lässt es langsam absinken. Die Luft wird dabei zur Seite hinausgedrückt.
- Du gibst die Färbelösung an eine Seite des Deckglases und hältst an die gegenüberliegende Seite Filterpapier. Das Papier saugt Wasser ab, dadurch fließt die Färbelösung unter dem Deckglas nach. So färbst du das Präparat, ohne das Deckglas abzunehmen.
- Beobachtung: a, c. Deutung: b, d.
- Chloroplasten gibt es nur in Pflanzenteilen, die Licht bekommen und Fotosynthese betreiben. Die Zwiebelschuppen liegen im Dunkeln und speichern Nährstoffe. Die Zellen haben aber eine Zellwand und eine große Vakuole, typische Merkmale von Pflanzenzellen. Die grünen Blätter der Zwiebel enthalten Chloroplasten.
- Vermutung: Der Farbstoff lagert sich im Zellkern stärker an als im Cytoplasma, dadurch hebt sich der Kern vom Rest ab. Prüfung: zwei Präparate von derselben Zwiebel herstellen, eines ungefärbt, eines gefärbt, bei gleicher Vergrößerung und Blendeneinstellung vergleichen. Wird nur der Kern deutlich dunkler, während Wand und Plasma fast gleich bleiben, ist die Vermutung gestützt.