Zellatmung

Zusammenfassung

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

 

Versionen dieses Labors

In dieser Version des Labors müssen die Studierenden, ähnlich wie bei einem traditionellen Experiment, Daten von den Sensorwerten erfassen und ihre eigenen Diagramme erstellen oder ihre eigenen Tabellenkalkulationen erstellen, um die Daten zu analysieren und Schlussfolgerungen zu ziehen, da es keine Diagramme enthält und den Studierenden nicht ermöglicht, Daten herunterzuladen.

Es gibt eine alternative Version des Labors (Zellatmung mit Diagramm), bei der am Ende jedes Experiments ein Diagramm angezeigt wird und die Studierenden die Daten in eine Tabellenkalkulation herunterladen können.

 

Kohlendioxidfreisetzung bei der Pflanzenatmung

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

Der Gasaustausch auf makroskopischer Ebene ist ein Beweis für die Energieumwandlungsprozesse, die in den Zellen stattfinden. In Gegenwart von Sauerstoff wird Kohlendioxid als Nebenprodukt der Zellatmung freigesetzt. Diese Kohlendioxidemission ist wesentlich, um den Stoffwechsel von Lebewesen und dessen Konsequenzen in Ökosystemen zu verstehen.

 

Samenaktivierung

Die Imbibition oder Aufnahme von Wasser durch Samen ist ein wesentlicher Prozess zur Aktivierung ihres Stoffwechsels und zum Durchbrechen der Dormanzie, wodurch der Samen auf die Keimung vorbereitet wird. Dieses Phänomen tritt auf, wenn die Samen für einen bestimmten Zeitraum in Wasser oder wässrigen Lösungen eingeweicht werden, z. B. in destilliertem Wasser oder Essigsäure. Die Dauer und die Bedingungen der Imbibition beeinflussen direkt die metabolische Aktivierung des Samens, die sich in der Rate der Kohlendioxidfreisetzung während der Zellatmung widerspiegelt. Die Stoffwechselrate kann je nach Art und den gewählten Imbibitionsbedingungen variieren.

 

Experimente & Apparatur

Das experimentelle Gerät ist mit einem Gassensor für Kohlendioxid und einer hermetischen Kammer ausgestattet. Die Studierenden haben die Möglichkeit, aus den drei zuvor beschriebenen experimentellen Bedingungen zur Samenaktivierung zu wählen.

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

 

Lernziele

• Das wissenschaftliche Vorhaben durch die Entwicklung eines kontrollierten Experiments und die Interpretation von Daten zu biologischen Prozessen verstehen.
• Die Freisetzung von Kohlendioxid unter verschiedenen experimentellen Bedingungen mit der Zellatmung in Beziehung setzen und die Organisationsebenen der Materie differenzieren.
• Die Zellatmung als wesentliche Eigenschaft von Lebewesen identifizieren und die Bedeutung der damit verbundenen Energieumwandlungen verstehen.