Загальна інформація
Опис
Цей експеримент реєструє метаболічні процеси та явища, такі як гліколіз, ферментація, аеробне та анаеробне дихання, ефект Пастера. Енергія, що виробляється під час дихання, не повністю використовується дріжджовими клітинами. Частина її втрачається у вигляді тепла. Ця частина може бути виміряна датчиками температури, за допомогою яких можна визначити дихання дріжджових клітин.
Експериментальна установка
Додаткова інформація (1/4)
попередні знання
Учні та студенти мають бути знайомі з розмноженням дріжджів і ферментацією цукру дріжджовими клітинами.
Принцип
Уявлення підвищення температури під час ферментації цукру дріжджовими клітинами.
Додаткова інформація (2/4)
Мета навчання
Учні та студенти мають розуміти, що підвищення температури можна виміряти, коли цукор ферментується дріжджовими клітинами.
Завдання
Учні та студенти мають вимірювати температуру під час ферментації цукру дріжджовими культурами та проаналізувати зміни.
Додаткова інформація (3/4)
Детальніше про результати
- Цукровий розчин заливався у два термоси за однакової температури. На початку вимірювання цукровий розчин із дріжджами може бути не точно при 40 °C, оскільки дріжджі, взяті з холодильника, охолоджують розчин. Під час вимірювання цукровий розчин без дріжджів охолоджується (рисунок праворуч, крива A), а дріжджова суспензія нагрівається за рахунок екзотермічного протікання реакції (рисунок праворуч, крива B).
Додаткова інформація (4/4)
Примітки
- Енергія, що виробляється під час дихання, не повністю використовується дріжджовими клітинами. Частина її втрачається у вигляді тепла. Тільки після того, як цукровий розчин повністю ферментується через кілька годин, температура поступово знизиться. У контрольній пляшці з цукровим розчином без дріжджів температура знижується від самого початку.
- На рисунку праворуч показано утворення бульбашок, викликаних CO2.
Інструкції з техніки безпеки
- До цього експерименту застосовуються загальні інструкції щодо безпечного проведення експериментів під час викладання природничих наук.
- Правила роботи з небезпечними речовинами наведено у відповідних паспортах безпеки.
Теорія
Пекарські дріжджі (Saccharomyces cervisiae), використані в цьому експерименті, були вперше описані 1888 року Емілем Крістіаном Хансеном. У магазинах їх можна знайти у вигляді сухих дріжджів або дріжджових кубиків на охолоджуваній полиці в холодильнику.
Коли дріжджі дихають, то виробляється енергія, тому цей процес можна розглядати як екзотермічний процес. Ця енергія не повністю використовується дріжджовими клітинами, і її можна виміряти за допомогою датчиків температури. Це дає змогу відображати активність дріжджів.
Гліколіз - процес, що означає розщеплення простих цукрів (моносахаридів) на пірувати (солі піровиноградної кислоти), і є одним із найдавніших процесів в енергетичному метаболізмі живих організмів. Одна молекула глюкози перетворюється при цьому на дві молекули піровиноградної кислоти. Подальший метаболізм піровиноградної кислоти можливий двома шляхами - аеробним і анаеробним.
Матеріал
| Позиція | Матеріал | Пункт №. | Кількість |
|---|---|---|---|
| 1 | Cobra SMARTsense Temperature - Датчик для вимірювання температури -40 ... 120 °C (Bluetooth) | 12903-00 | 2 |
| 2 | Портативні ваги, OHAUS YA302, 300 г / 0,05 г | 49213-00 | 1 |
| 3 | Термос, 500 мл | 64841-00 | 2 |
| 4 | Гумова пробка, d=41/34 мм, з 1 отвором, 7 мм | 39261-01 | 2 |
| 5 | Мензурка, низька, 1000 мл | 46057-00 | 1 |
| 6 | measureAPPбезкоштовне програмне забезпечення для вимірювання для всіх кінцевих пристроїв | 14581-61 | 1 |
Додаткові матеріали
| Позиція | Найменування | |
|---|---|---|
| 1 | мобільний пристрій (смартфон / планшет) або ПК з Windows 10 | |
| 2 | 14581-61 | measureAPP |
| 3 | Пекарські дріжджі (кубики) | |
| 4 | Цукор | |
Підготовка та виконання роботи
Підготовка (1/3)
Для вимірювання за допомогою датчиків Cobra SMARTsense необхідне додаток PHYWE measureAPP. Цей застосунок можна безкоштовно завантажити з відповідного магазину додатків (QR-коди дивіться нижче). Перед запуском додатка, будь ласка переконайтеся, що на Вашому пристрої (смартфоні, планшеті, персональному комп'ютері) активовано Bluetooth.
iOS
Android
Windows
Підготовка (2/3)
measureApp
- Увімкніть датчики Cobra SMARTsense -Температура, натиснувши й утримуючи кнопку живлення.
- Підключіть датчики в застосунку measureAPP у вікні "Вимірювання" до пристрою, як показано на малюнку ліворуч.
- Тепер у застосунку відображаються датчики Cobra SMARTsense - Температура.
Підготовка (3/3)
- Зберіть установку, як показано на рисунку на початку опису експерименту.
- Приготуйте колби-термоси.
- Виміряйте температуру ( і ) (рисунок праворуч).
Позначено червоним: Температура і
Виконання роботи (1/2)
- Якщо значення температури двох заглибних датчиків не збігаються, відкалібруйте їх (рисунок угорі праворуч):
- виберіть розділ "Конфігурація";
- перейдіть у розділ "Калібрування" ;
- натисніть значення ;
- Як альтернативу Ви можете встановити / тарувати датчики на нуль ("Встановити на нуль").
- Слідуйте за номерами (рисунок нижче праворуч), клацнувши відповідні поля в розділі measureAPP. Введіть правильне значення з цифрами під номером 2.
Виконання роботи (2/2)
- Повторіть процедуру вимірювання для другого датчика температури ().
- Приготуйте приблизно 10% розчин цукру в склянці з водою об'ємом 1000 мл за 40 °C.
- Налийте рівні частини цукрового розчину в колби термоса і додайте 25 грамів дріжджів невеликими шматочками в одну з двох колб термоса, розчиняючи дріжджі перемішуванням або за допомогою скляної палички.
- Вставте гумову пробку і вставте датчики температури в отвір (див. рисунок "Експериментальна установка").
- Почніть запис виміряного значення. Тривалість: 60 хвилин.
Протокол
Завдання 1
Вставте слова в тексті. Енергія, що виробляється під час дихання, не повністю використовується ____. Частина її втрачається у вигляді тепла. Тільки після того, як цукровий розчин повністю ____ через кілька годин, температура ____. У контрольній пляшці з цукровим розчином ____ температура знижується з самого початку.
Завдання 2
Питання
Питання
Завдання 3
Питання