ĆWICZENIE 4

PROCESY TLENOWEGO I BEZTLENOWEGO ODDYCHANIA KOMÓRKOWEGO- WYKORZYSTANIE W INŻYNIERII ŚRODOWISKA.

Literatura zalecana:

Eldra P. Solomon, Linda R. Berg, Diana W. Martin, Claude A. Villee. 1996: Biologia,

Multico Oficyna Wydawnicza, Warszawa

Rozdział VII „Szlaki uwalniania energii i biosynteza” str. 162 – 183.

Maria Pawlaczyk – Szpilowa 1997: Biologia i ekologia

Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej

Z rozdziału V: „Metabolizm energiotwórczy” i „Inne procesy energiotwórcze”

str.153 – 179.

Zagadnienia szczegółowe:

Oddychanie:

Oddychanie tlenowe, oddychanie komórkowe – etapy (glikoliza, cykl Krebsa, łańcuch

oddechowy) oddychanie beztlenowe (fernentacja i oddychanie mineralne).

Zadanie 1.

Określenie intensywności oddychania roślin wyższych (nasiona grochu) poprzez

oznaczanie ilości wydzielonego dwutlenku węgla.

Materiały:

- kiełkujące nasiona grochu;

- 2 kolbki Erlenmayera o poj. 250ml z dopasowanymi korkami gumowymi;

- gaza, biureta;

- 0,02 N Ca(OH)2;

- 0,02 N (COOH)2;

- fenoloftaleina.

Wykonanie:

Do 2 kolbek Erlenmayera o pojemności 250 ml wprowadzić po 50 ml 0,02 N Ca(OH)2

i natychmiast zamknąć korkiem. W jednej przeprowadzone będzie doświadczenie, a drugiej

tylko próba odczynnikowa. Następnie do woreczka z gazą włożyć 5g kiełkujących nasion

grochu i umieścić woreczek w jednej z kolb. Trzymając koniec woreczka zamknąć kolbę

korkiem tak, aby woreczek zawisnął nad powierzchnią wodorotlenku baru. Czas wiązania

dwutlenku węgla przez wodorotlenek baru powinien wynosić 30 minut. Osad węglanu wapnia

wytrąca się w reakcji:

Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3↓ + H2O

Następnie należy zmiareczkować powstałą zawiesinę 0,02 N kwasem szczawiowym wobec

fenoloftaleiny:

W trakcie doświadczenia zachodzącego w pierwszej kolbie przeprowadzić próbę

odczynnikową w kolbie drugiej – zmiareczkować 50 ml wody barytowej kwasem

szczawiowym (wartość A). Po upływie 30 minut oznaczyć ilość CO2 w pierwszej kolbie

(wartość B).

Ilość wydzielonego przez nasiona CO2 w badanej próbie oblicza się z różnicy ml

zużytego do miareczkowania kwasu szczawiowego (A-B). Różnica ta wyraża równoważną

ilość ml 0,02 N kwasu węglowego związanego przez Ca(OH)2 w CaCO3. Ze względu na to,

że 1 ml 0,02 N kwasu szczawiowego odpowiada 0,44 mg CO2, obliczyć ilość wydzielanego

CO2 na 1g masy nasion na 1 godzinę. Wyniki podać w tabeli:

Zadanie 2.

Wyznaczenie ubytku CO2 w procesie fermentacji alkoholowej.

Materiały:

- drożdże Saccharomyces cerevisiae 24 godzinna hodowla;

- 50 ml pożywki wg Ridera w kolbach Erlenmayera z rurkami fermentacyjnymi;

- waga;

- cieplarka.

Wykonanie:

Pożywkę fermentacyjną wg Ridera zaszczepić 24 godzinną zawierającą 5 ml drożdży

Saccharomyces cerevisiae. Zamknąć kolbę rurką fermentacyjną. Zważyć zestaw. Drożdże

inkubować 7 dni w temperaturze 26oC, a następnie ponownie zważyć zestaw. Z różnicy wagi

zestawu przed i po fermentacji obliczyć ubytek CO2.

Zadanie 3.

Wykazanie produktów fermentacji masłowej zachodzącej z udziałem mikroflory

glebowej.

Materiały:

- gleba;

- probówki zamknięte szczelnymi korkami gumowymi ze sterylnym 2% roztworem

sacharozy;

- łaźnia wodna o temp. 75-80 oC;

- roztwór chlorku żelaza (III);

- szkiełka zegarkowe.

Wykonanie:

Probówki z 2% roztworem sacharozy zaszczepić grudką ziemi. Zawartość probówki

ogrzewać przez 10 minut w łaźni wodnej w temperaturze 75-80oC. Następnie probówkę

szybko schłodzić, szczelnie zakorkować. Inkubować przez 7 dni w temperaturze 20oC. Po

inkubacji stwierdzić obecność kwasu masłowego (zapach). Pobrać 3 ml przesączonej hodowli

na szkiełko zegarkowe, dodać kilka kropel chlorku żelaza. podgrzać. W obecności kwasu

masłowego pojawia się brązowy maślan żelaza (III).

Zadanie 4.

Wykrywanie bakterii denitryfikacyjnych w wodzie rzecznej lub osadach dennych

Materiały:

- woda z rzeki;

- probówki ze sterylnym bulionem z KNO3;

- odczynnik Griessa;

- odczynnik Nesslera;

- szkiełka zegarkowe.

Wykonanie:

Podłoże dla bakterii denitryfikacyjnych – bulion z KNO3 zaszczepić 1 ml wody

rzecznej lub osadem dennym. Próby inkubować w temperaturze 20-22 oC w ciągu trzech dni.

Przebieg denitryfikacji stwierdzić po wydzieleniu gazów tworzących pianę na powierzchni

pożywki lub przez wykrycie azotynów odczynnikiem Griessa lub amoniaku odczynnikiem

Nesslera.

Zadanie 5.

Wykrywanie obecności bakterii desulfurykacyjnych w osadach dennych

Materiały:

- osad denny;

- słupki z pożywką Starkey’a ( z octanem ołowiu);

- igła preparacyjna.

Wykonanie:

Wykonać posiew osadu dennego metodą kłutą. W tym celu sterylną igłę preparacyjną

zanurzyć w osadzie dennym i wkłuć w zestalony słupek agarowy z pożywką Starkey’a .

Próby inkubować w 22-23 oC w ciągu 6 dni. Po inkubacji wokół bakterii desulfurykacyjnych

powstają brunatne, prawie czarne strefy na skutek wytwarzania PbS co świadczy o

występowaniu w badanym materiale bakterii zdolnych do redukcji zw. siarki (VI)