Сочинение на тему Эксперимент по дрожжевой ферментации с участием различных углеводов при определенных температурах и клеточном дыхании бобов Лимы

Цель этой лаборатории состояла в том, чтобы наблюдать ферментацию дрожжей с разными углеводами при разных температурах и клеточное дыхание бобов лимы с разными количествами необходимых реагентов. Было замечено, что ферментация реагировала медленнее, чем клеточное дыхание. Также было отмечено, что ферментация была наиболее эффективной с глюкозой при температуре 37 ° С. Было установлено, что дыхание было наиболее эффективным: 150 мкл DPIP, 150 мкл суспензии митохондрий и 200 мкл сукцината. Более медленная скорость ферментации вызвана отсутствием цепи транспорта электронов, которая присутствует в клеточном дыхании.

Введение

Клеточное дыхание – это процесс, используемый клетками для преобразования и расщепления органических веществ, таких как глюкоза, для высвобождения энергии, которую клетка может использовать для функционирования. Глюкоза является важной частью этой реакции, потому что это то, из чего получены все продукты, без нее не было бы дыхания; это также самый эффективный углевод для использования. Клеточное дыхание состоит из нескольких частей, в которых окислительно-восстановительные реакции используются для создания АТФ. Дыхание происходит в разных частях клетки в определенных частях процесса. Реакция начинается в цитоплазме, но в конечном итоге переместится в митохондрии. Эти пути позволяют производить АТФ в клетке, где это необходимо, и, следовательно, не нужно будет транспортировать в другое место в клетке. Кислород необходим в клеточном дыхании, что делает его аэробной реакцией. Кислород необходим, чтобы «тянуть» электроны вниз по цепочке переноса электронов в конце дыхания. Это приводит к образованию молекул H2O и АТФ. Следующее уравнение описывает полную реакцию клеточного дыхания C6H12O6 + 6O2 и 6CO2 + 6H2O + энергия (прибл. 36 АТФ). Ясно, что кислород является важной частью этого процесса, и поэтому большинству организмов необходим постоянный запас кислорода (Упадхьяя).

Когда кислорода нет, дыхание все еще необходимо, чтобы у организма была энергия для функционирования. Этот тип дыхания называется брожением. Организмы, которые не имеют доступа к кислороду, должны использовать ферментацию. Ферментация начинается как часть клеточного дыхания под названием гликолиз. Эта часть клеточного дыхания не использует кислород, но использует окислительно-восстановительные реакции для создания небольшого количества АТФ. Дрожжи являются примером организма, который может переключаться между дыханием и брожением. Ферментация дрожжей наблюдается в этой лаборатории. Тип брожения, используемый дрожжами, называется спиртовым брожением, потому что одним из продуктов этого процесса является алкоголь. Этот процесс описывается следующим уравнением. C6H12O6 и 2C2H5OH + 2CO2 + энергия (2 АТФ) (Упадхьяя). Другим типом ферментации является ферментация молочной кислоты, где побочным продуктом является молочная кислота. Эта реакция часто происходит в мышечных клетках, которые должны вырабатывать энергию намного быстрее, как во время тренировки. Животные обычно используют клеточное дыхание, но при необходимости используют ферментацию, тогда как только организмы, не имеющие доступа к кислороду, будут использовать ферментацию все время. Эта лаборатория проводилась в двух отдельных частях: первая наблюдала брожение на востоке и вторая наблюдала клеточное дыхание в митохондриях бобов лиманы (Upadhyaya). Важно понимать эти два процесса, чтобы мы знали, как организмы приобретают и используют энергию, необходимую им для жизни. В двух частях этой лаборатории эта лаборатория наблюдала эти два типа метаболических реакций в разных условиях с разными количествами реагентов. Ожидалось, что различные количества реагентов каким-то образом изменят скорости реакции. Ожидается, что при реакциях ферментации более низкая температура замедлит или затруднит реакцию, в то время как более высокая температура, как ожидается, ускорит реакцию. Также реакция ферментации наблюдалась с тремя различными углеводами в попытке определить, какой из них лучше всего подходит для ферментации дрожжей. Дыхательная часть этой лаборатории наблюдала частоту дыхания для разных количеств реагентов. Скорость реакции определяли с помощью спектрофотометра. Реагент DPIP синего цвета перед дыханием. Однако во время реакции DPIP действует как окислитель и принимает электрон от сукцината во время окислительно-восстановительной реакции. Окислительно-восстановительная реакция – это когда одна молекула сдается, а электрон переходит к другой молекуле, восстанавливая ее и окисляя себя. По мере того, как происходит снижение DPIP, химические изменения становятся бесцветными. С помощью спектрофотометра можно измерить поглощение DPIP, определяя степень реакции.

Можно предположить, что для части 1 глюкоза при 37 градусах будет наиболее эффективной, поскольку глюкоза является лучшим углеводом для дыхания, а 37 градусов очень близка к оптимальной температуре. Для части 2 предполагается, что образец с более высоким количеством сукцината будет наиболее эффективным, поскольку он будет иметь наибольшее количество электронов, которые можно передать DPIP.

Материалы и методы

Часть 1

Для этой части лаборатории использовались три разных раствора и контроль (вода), каждый из растворов хранился при трех разных температурах: 4 ° С, ~ 25 ° С (комнатная температура) и 37 ° С. Исследователи использовали пипетку, чтобы поместить 15 мл каждого раствора в мензурки объемом 50 мл. Затем исследователи отмерили 0,5 грамма дрожжей и смешали с каждым раствором. После тщательного перемешивания дрожжей в растворах смесь быстро переносили в пробирку для брожения. Затем трубку перевернули, чтобы убедиться, что весь воздух вышел. Пробирки с температурой 4 ° С помещали в холодильник, а пробирки с температурой 37 ° С помещали в инкубатор. Каждые пять минут в течение сорока минут измеряли количество CO2, образующегося в пробирке.

Часть 2

Спектрофотометр был включен и настроен на считывание% пропускания при 600 нм. 6 пробирок были маркированы В1, В2, 1, 2, 3 и 4. Исследователи подготовили два бланка, В1 и В2, согласно таблице ниже. После того, как заготовки были приготовлены, спектрофотометр был очищен от В1, и остальные четыре пробирки были приготовлены в соответствии с таблицей, добавляя сукцинат последним. После добавления сукцината парафильм помещали поверх четырех пробирок и их встряхивали более двух секунд. Пробирки 1, 2 и 3 помещали в спектрофотометр после того, как он был очищен от В1. Затем спектрофотометр заглушали B2 и пробирку 4 помещали в спектрофотометр. Этот процесс тестирования пробирок повторяли каждые пять минут в течение тридцати минут.

Рисунок 1. На этом рисунке показано, как каждая из 6 пробирок была подготовлена ​​к реакциям клеточного дыхания.

Результаты

Результаты реакций ферментации:

Рисунок 2 (Влияние источника пищи и температуры на производство CO2). В этой таблице приведены результаты реакций ферментации.

Рисунок 3. На этом графике показаны результаты реакции для каждого блюда при температуре 37 градусов Цельсия.

Рисунок 4. На этом графике показаны результаты реакции для каждого блюда при температуре 25 градусов Цельсия.

Рисунок 5. На этом графике показаны результаты реакции для каждого блюда при температуре 4 градуса Цельсия.

Эти четыре цифры представляют одну и ту же информацию только в разных формах. Рисунок 2 показывает, что на сегодняшний день наиболее эффективные условия для дрожжевого брожения были с глюкозой при 37 градусах. Фигура также показывает, что контрольные образцы только с водой не имели никакой реакции. Также ясно, что более холодные образцы также плохо ферментировались.

Результаты реакций клеточного дыхания.