細胞呼吸 (グラフ付き)

概要

このラボの設定では、学生は、互いにほぼ同じ大きさの種子が入っている密閉室内の二酸化炭素濃度を測定できます。学生は、さまざまな実験条件から選択できます。種子はあらかじめ蒸留水または室温 (24 ± 1)℃の酢酸溶液に浸しておいたもの、または浸していない種子 (活性化していない) です。

 

このラボのバージョン

このバージョンのラボでは、各実験の最後にグラフが表示され、学生はデータをスプレッドシートにダウンロードできます。これにより、学生は自分でデータを収集してグラフする必要がなく、結果を分析できます。

ラボの代替バージョン (細胞呼吸) が存在しますが、グラフとデータは利用できません。そうすることで、結果を分析して適切な結論に達するために、従来の実践的なラボで行う方法と同様に、学生は離散センサーの読み取り値からデータを自分で収集してグラフする必要があります。

 

植物の呼吸による二酸化炭素の放出

細胞呼吸はすべての細胞によって実行される重要な機能の 1 つであり、これを通じてさまざまな有機化合物が分解され、他のプロセスに必要なエネルギーが放出されます。

巨視的レベルでのガス交換は、細胞内で起こるエネルギー変換プロセスの証拠です。酸素が存在すると、細胞呼吸の副産物として二酸化炭素が放出されます。この二酸化炭素の排出は、生物の代謝と生態系におけるその影響を理解するために不可欠です。

 

種子の吸水と活性化

種子による吸水（吸水膨潤）は、種子の代謝を活性化し、休眠を打破して種子の発芽を準備するために不可欠なプロセスです。この現象は、種子を水や水溶液に一定時間浸す（蒸留水や酢酸に浸すなど）ことによって起こります。吸収の期間と条件は種子の代謝活性化に直接影響し、これは細胞呼吸プロセス中の二酸化炭素放出速度に反映されます。代謝率は種と選択された吸収条件によって異なります。

 

実験とセットアップ

実験装置には二酸化炭素ガスセンサーと密閉室が装備されています。学生は、以前に詳細に説明された 3 つの種子の活性化実験条件から選択するオプションがあります。

すべての実験では、同じ種の同様のサイズの種子が使用されるため、結果の比較が容易になります。

 

学習目標

• 管理された実験の開発と生物学的プロセスに関連するデータの解釈を通じて科学的取り組みを理解します。
• さまざまな実験条件下での二酸化炭素の放出を細胞呼吸に関連付け、生物の構造階層を区別します。
• 細胞呼吸が生物の本質的な特徴であることを特定し、それに伴うエネルギー変換の重要性を理解します。