S Entwicklung Kohlenstoffdioxid - Experimente Biologie

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S Entwicklung Kohlenstoffdioxid

SEKUNDARSTUFE > S STOFFWECHSEL
Abgabe von Kohlenstoffdioxid
als Maß für den Zellstoffwechsel


Innere Atmung Arbeitsunterlage 1---------------------------------------------------------------------------                            
Kohlenstoffdioxidabgabe bei Erbsen

Objekt: keimfähige Erbsen (Samenhandlung) 
 

Material: Gemüsedose aus Plastik mit dicht schließendem Deckel, passende Stopfen, Kunststoffröhren (Zahnarzt), Gummischläuche, Erlenmayerkolben, Wasserstrahlpumpe
 
Chemikalien: 
NaOH fest 
sehr stark verdünnte NaOH-Lösung, 

Nachweislösung Bromthymolblau, 
Leitungswasser
 
Versuchsaufbau: 
Prinzip: Man saugt frische Luft durch ein Plastikgefäß (Haushaltsgeschäft), in dem man auf einem Fliegendraht eine genau gewogene Menge Erbsen ( etwa 300g ) aufbringt. Da das abgegebene Kohlenstoffdioxid schwerer als Luft ist, muss man die „Ausatemluft“ von unten absaugen.
Versuchsdurchführung: 
Man saugt die abgegebene Luft mit Hilfe einer Wasserstrahlpumpe durch das Plastikgefäß in eine Nachweislösung (verdünnte NaOH mit dem Farbindikator Bromthymolblau und misst die Zeit, die vergeht, bis ein Farbumschlag von blau nach gelb-grün zu beobachten ist. 
(Achtung: man muss die Menge des NaOH so gering wählen, dass ein Farbumschlag zwischen 5 und 10 min zu beobachten ist.)
Protokoll
Die Werte von 3 Messungen werden notiert und der Mittelwert gebildet.  

Atmungsintensität von keimenden Erbsen bei Raumtemperatur: _____________

Variationen des Versuchs:
Man untersucht die Abhängigkeit von der Menge der Erbsen, von der Keimdauer, 
oder man untersucht die CO2 Abgabe von 200g Blattmaterial oder Möhren.
 

 
Innere Atmung Arbeitsunterlage 2-----------------------------------------------
CO2 Abgabe Mensch                                  

Info: Der Nachweis der inneren Atmung über den Sauerstoffverbrauch ist recht ungenau, da sich die Einatmungsluft mit der Ausatmungsluft in der Lunge zum Teil vermischt. Wesentlich günstiger lässt sich die innere Atmung als Entwicklung von Kohlenstoffdioxid (C02) nachweisen.
 
Versuch: CO2 Abgabe in der Atemluft des Menschen    
Material: Sprudelflasche, Testlösungen Wasser, NaOH und Bromthymolblau-Lösungen,
Bechergläser oder saubere Joghurtbecher
Vorbereitung: 100ml Wasser, sehr wenig Bromthymolblau Lösung, 
verdünnte NaOH-Lösung:
 Mit einem Spatel tropft man so viel verdünnte Natronlauge in die Lösung, bis die Lösung eine blaue Farbe annimmt.
Versuchsdurchführung:
1.    Man füllt ein Becherglas mit 20ml Testlösung (blau).
2.    Kontrollversuch: Mit einer Schlauchverbindung leitet man das Sprudelgas in ein Becherglas mit  Testlösung (Farbumschlag von blau nach rot).
3.    Test Luft: Nun bläst man mit einer Aquarienpumpe Außenluft in eine frische Testlösung und notiert, wie lange es bis zum Farbumschlag kommt.
4.    Test Versuchsperson: Man bläst möglichst tief Ausatemluft einer Versuchsperson in ein drittes Becherglas und notiert die Zeit bis zum Farbumschlag.
 
Aus drei Messungen und dem Mittelwert ergibt sich mit gewisser Annäherung die Menge des von der Versuchsperson abgegebenen Kohlenstoffdioxids.
Protokoll:
 

 Innere Atmung Arbeitsunterlage 3-----------------------------------------------
RGT  Regel 
     Abgabe von Kohlenstoffdioxid                                                 

Die RGR Regel besagt, dass die Atmungsintensität sich bei wechselwarmen Lebewesen bei einer Temperaturerhöhung von 10 Grad verdoppelt.
 
Material:
Große Dose für Nahrungsmittel aus Plastik mit Deckel ca 20x30 cm, Gummischläuche, 3 große Reagenzgläser mit Stopfen (2mal durchbohrt)
Einhängethermostat, 8 cm langes Plexiglasrohr (6cm Durchmesser mit Stopfen 1mal durchbohrt), Thermometer, Uhr mit Minuteneinteilung.
Kohlenstoffdioxidnachweis: Trübung mit Kalziumkarbonat Lösung oder Verfärbung von Bromthymolblaulösung (blau)
Objekte: Mehlwürmer (Aquarienhandel) oder keimfähige Erbsen

 
Durchführung:
1: Zusammenbau der Versuchseinrichtung (Abb) – Die Zu- und Ableitungen werden mit dauerplastischer Masse (Bastelgeschäft) sicher abgeschlossen.
2: Während 30minLuft lässt man langsam durchsaugen lassen, bis sich die gewünschte Temperatur eingestellt hat.
3: Beschickung des Testgefäßes mit 200g Mehlwürmern oder mit 400 g keimenden Erbsen (die Würzelchen sollten gerade sichtbar sein).
4: Etwa 10 min weiter Luft durch saugen, bis sich die gewünschte Temperatur eingestellt hat. Temperatur notieren.
5: bei konstanter Temperatur misst man 3mal für 10 min den Kohlenstoffdioxidausstoß hintereinander. Das Testreagenzglas jeweils 3mal mit frischer Nachweislösung beschicken.
Messungen bei 4 Grad (Eiswasser), bei 15 Grad, bei 25 Grad
 
Protokoll: gewähltes Lebewesen:  _________________________
 
CO2 Abgabe Zeitbedarf:              4 Grad___________               15 Grad ___________              25 Grad __________ 

Die Werte werden in einen Grafen eingetragen, z.B.:  







Legende __________________________

Innere Atmung Arbeitsunterlage4---------------------------------------------
Respiratorischer Quotient                                    

Vorbemerkung: Wenn nur Zucker veratmet wird, sollte man keine Veränderung des Gasvolumens erwarten, da die Volumina des Sauerstoffverbrauchs und die der Kohlenstoffentstehung gleich sind. Dies ist aber in Wirklichkeit selten der Fall. In Wirklichkeit wird auch Eiweiß und  Fett „veratmet“. Diese Berechnung ist für die Tierzucht wichtig für die Zusammensetzung des Futters.
 
Versuch: Überprüfung, welche Ausgangsstoffe bei der Maus veratmet werden.
Material:
Große Dosen für Nahrungsmittel aus Plastik mit Deckel, Stopfen, Dreiweghähne, Gummischläuche, Manometer (gebogenes Glasrohr),Stoppuhr, Maus

Durchführung:
1)    Man stellt sich eine Versuchsapparatur nach Abb. zusammen und prüft auf Dichtigkeit.
2)    Dann setzt man eine Maus in die Plastikdose.
3)    Der Kolbenprober wird möglichst weit ausgezogen.  
4)    Man schließt den Deckel und sorgt mit Hilfe der Dreiweghähne für den Druckausgleich zwischen beiden Gefäßen. Man lässt einige Minuten ausgleichen.
5)    Messung mit NaOH: 10min.
6)    Messung ohne NaOH: 10min.
Apparatur: Durch Verschieben des Kolbenprobers werden Veränderungen der Gasmenge festgestellt. Dabei muss die Flüssigkeit in beiden Schenkeln des Manometers gleich hoch stehen. Das zweite Gefäß mit einem der Maus vergleichbaren Volumen dient dazu, Luftdruckänderungen und Temperaturschwankungen hinreichend genau aus zu gleichen.

Protokoll: Gasverbrauch (Vgas1) mit NaOH: _____________
                                                                     Gasverbrauch (V gas2) ohne NaOH (mit CO2):   ___________
Rechnung: 
                                                                            ( V gas1) – (V gas2)
Respiratorischer Quotient:      RQ =         _____________________                                       Maus: _____________
                                                                                       (V gas1)
 
Aufgabe: Welchen Sinn hat die Messung des Respiratorischen Quotienten?
Info: Man findet: Katze (Fleischfresse
 
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