Zellatmung (mit Diagramm)

Zusammenfassung

Dieses Laboraufbau ermöglicht es den Schülern, die Konzentration von Kohlendioxid in einer geschlossenen Kammer zu messen, die Samen ähnlicher Größe enthält. Die Schüler können zwischen verschiedenen experimentellen Bedingungen wählen: Samen, die zuvor in destilliertem Wasser oder in einer Essigsäurelösung bei Raumtemperatur (24 ± 1)°C eingeweicht wurden, oder nicht eingeweichte Samen (nicht aktiviert).

 

Versionen dieses Labors

Diese Version des Labors zeigt am Ende jedes Experiments ein Diagramm an und ermöglicht es den Schülern, die Daten in einer Tabelle herunterzuladen. Dies ermöglicht es den Schülern, die Ergebnisse zu analysieren, ohne die Daten selbst zu sammeln und zu zeichnen.

Es gibt eine alternative Version des Labors (Zellatmung), in der das Diagramm und die Daten nicht verfügbar sind. Auf diese Weise müssen die Schüler, um die Ergebnisse zu analysieren und zu richtigen Schlussfolgerungen zu gelangen, die Daten selbst aus den diskreten Sensordaten sammeln und plotten, ähnlich wie sie dies in einem traditionellen Praxislabor tun würden.

 

Freisetzung von Kohlendioxid bei der Pflanzenatmung

Die Zellatmung ist eine der vitalen Funktionen, die von allen Zellen durchgeführt wird, bei der verschiedene organische Verbindungen abgebaut und die für andere Prozesse benötigte Energie freigesetzt wird.

Der Gasaustausch auf makroskopischer Ebene ist ein Beweis für die Energieumwandlungsprozesse, die in den Zellen ablaufen. In Anwesenheit von Sauerstoff wird Kohlendioxid als Nebenprodukt der Zellatmung freigesetzt. Diese Kohlendioxidemission ist wesentlich für das Verständnis des Metabolismus von Lebewesen und seiner Folgen in Ökosystemen.

 

Aktivierung von Samen

Die Quellung oder Wasseraufnahme durch Samen ist ein wesentlicher Prozess zur Aktivierung ihres Stoffwechsels und zum Durchbrechen der Keimruhe, wodurch der Samen für die Keimung vorbereitet wird. Dieses Phänomen tritt auf, wenn die Samen für einen bestimmten Zeitraum in Wasser oder wässrige Lösungen getaucht werden, wie z. B. das Einweichen in destilliertem Wasser oder Essigsäure. Dauer und Bedingungen der Quellung beeinflussen direkt die Stoffwechselaktivierung des Samens, die sich in der Freisetzungsrate von Kohlendioxid während der Zellatmung widerspiegelt. Die Stoffwechselrate kann je nach Art und gewählten Quellungsbedingungen variieren.

 

Experimente & Aufbau

Das Experimentalgerät ist mit einem Gas-Kohlendioxidsensor und einer hermetischen Kammer ausgestattet. Die Schüler haben die Möglichkeit, aus den drei zuvor beschriebenen Samenaktivierungsbedingungen zu wählen.

In allen Experimenten werden Samen derselben Art mit ähnlichen Größen verwendet, was den Vergleich der Ergebnisse erleichtert.

 

Lernziele

• Verstehen des wissenschaftlichen Unterfangens durch die Entwicklung eines kontrollierten Experiments und die Interpretation von Daten zu biologischen Prozessen.
• Die Freisetzung von Kohlendioxid unter verschiedenen experimentellen Bedingungen mit der Zellatmung in Beziehung setzen und die Organisationsebenen der Materie unterscheiden.
• Die Zellatmung als wesentliche Eigenschaft von Lebewesen identifizieren und die Bedeutung der damit verbundenen Energieumwandlungen erkennen.