Hiivan alkoholikäyminen

Hiivasolut voivat tuottaa energiaa joko aerobisesti soluhengityksellä tai hapettomissa oloissa alkoholikäymisen avulla. Käymisreaktioissa tapahtuu aluksi solulimassa glykolyysi, jossa glukoosi pilkotaan kahdeksi palorypälehappomolekyyliksi. Tässä reaktiossa vapautuu pieni määrä energiaa. Jos happea ei ole saatavana, palorypälehaposta poistuu hiilidioksidia ja siihen liittyy vetyä, jolloin syntyy etanolia.

Tutkimme hiivasienen alkoholikäymistä valmistamalla pullataikinan tyyppisen seoksen (vesi, kuivahiiva, vehnäjauho ja x g sokeria). Taikinassa happea ei ole juuri tarjolla, joten hiiva tuottaa energiaa käymisreaktiolla. Seurasimme käymisreaktion etenemistä mittaamalla tuotetun hiilidioksidin määrää.

Sokerin määrä taikinoissa vaihteli seuraavasti:

1. 0 g

2. 5 g

3. 10 g

4. 20 g

5. 30 g

6. 40 g

Alkoholikäyminen eri sokerimäärillä näkyy yllä olevassa kaaviossa.

Taikina, joka sisälsi 0 g sokeria tuotti tasaisesti alkoholia 30 minuuttiin asti. Vaikka sokeria ei ollut, hiivasolut pilkkoivat glukoosiksi jauhon tärkkelyksestä. Taikina, jossa sokeria oli 5 g, kohosi nopeimmin, mutta kohoaminen hiipui 20 minuutin jälkeen. Sokeria oli hiivan kannalta sopiva määrä. Myös 10 g sokeria sisältävä taikina nousi tasaisesti koko mittausajan. Sen sijaan taikinan, joissa sokeria oli 20 ja 30 g, nousivat vain vähän ja 40 g sokeria sisältänyt taikina ei noussut ollenkaan. Hiivasolut todennäköisesti kuivuivat liian väkevässä ympäristössä, koska vesi siirtyy solusta osmoosia avulla laimeammasta väkevämpään liuokseen.

Solupipari

Osmoosi kananmunassa

Tutkimme osmoosia, eli veden liikkumista puoliläpäisevän kalvon läpi, kananmunamallin avulla. Liuotimme kananmunan kalkkikuoren etikkahapon avulla. Laimensimme 10-prosenttisen väkiviinaetikkaa 5-prosenttiseksi ja asetimme kananmunat liuokseen. Liuoksen pH oli 3. Munan kuoren kalsiumkarbonaatin reagoidessa hapon kanssa, muodostui hiilidioksidia, mikä näkyi munan pinnasta nousevana kaasukuplina.

Kahden vuorokauden kuluttua kalkkikuori oli liuennut. Munien lähtöpaino punnittiin, ja toinen munista laitettiin laimennettuna siirappiliuokseen (1 osa siirappia, 1osa vettä) ja toinen hanaveteen. Kahden vuorokauden kuluttua munat punnittiin uudelleen ja todettiin veden liikkeet.

Siirappiliuoksessa vesi oli kulkeutunut munasta liuokseen (alkupaino 87,1g, loppupaino 85,5g).

Vesiastiassa vettä oli siirtynyt vedestä munaan (alkupaino 80,5g, loppupaino 83,5).

Osmoosia oli siis tapahtunut. Emme havainneet proteiinien koaguloitumista, vaikka munat olivat hyvin happamasti liuoksessa.

Fotosynteesi

Fotosynteesissä kasvi valmistaa auringon valon avulla epäorgaanisesta vedestä ja hiilidioksidista orgaanista glukoosia ja samalla vapautuu happea

Yhteyttämisen kaava:    6H₂O + 6CO₂ + valo → C₆H₁₂O₆ (glukoosi) + 6O₂

Yhteyttäminen tapahtuu kloroplasteissa eli viherhiukkasissa. Se tapahtuu kahdessa vaiheessa. Ensimmäinen vaihe eli valoreaktio tapahtuu viherhiukkasten yhteyttämiskalvostolla. Siinä vesimolekyyli hajotetaan valoenergian avulla hapeksi ja vedyksi . Happi poistuu ilmarakojen kautta tai kasvi käyttää sitä omaan soluhengitykseen ja vety jatkaa pimeäreaktioihin.Pimeäreaktio tapahtuu viherhiukkasen välitilassa ja tässä vaiheessa ei tarvita valoenergiaa. Siinä vety liitetään hiilidioksidiin ja syntyy glukoosia.

Työssä tutkittiin valon vaikutusta fotosynteesiin. Ensiksi merkittiin keittopullot sekä keitinlasit numeroilla 1-6. Täytimme 400 ml:n keitinlasit vedellä ja siihen lisäsimme muutaman tipan bromitymolisiniliuosta, niin että liuoksesta tulee sinistä. Sen jälkeen laitettiin liuosta keittopulloihin 1 ja 6. Jäljelle jääneeseen liuokseen puhalsimme ilmaa kunnes sen väri muuttui keltaiseksi. Keltaista liuosta laitettiin pulloihin 2-5. Keittopulloihin 3-6 laitettiin vesikasvin oksa. Kaikki keittopullot laitettiin ylösalaisin omaan keittolasiinsa ja peitettiin kelmulla. Keitinlasit 1-3 vietiin valoon lampun alle. Keitinlasi 4 vietiin huonevaloon ja 5 ja 6 vietiin pimeään. Keitinlasit olivat tutkimuspaikoissa 3 vuorokautta.

Mikäli Indikaattorinesteen väri pysyy sinisenä, siinä ei ole hiilidioksidia. Hiilidioksidi muuttaa indikaattorinestettä keltaisemmaksi.

1. Mittalasissa olevan indikaattorineste ei muuttanut väriä vaan pysyi sinisenä.
2. Indikaattorinesteessä ei ollut kasvia sitomassa hiilidioksidia ja nesteen väri pysyi keltaisena.
3. Aluksi väri oli keltainen, mutta kasvi yhteytti voimakkaan valon ansiosta ja kulutti hiilidioksidin ja väri muuttui siniseksi. Lisäksi lehtien pinnalla näkyi happikuplia.
4. Mittalasi oli huoneenvalossa ja indikaattoriväri muuttui hieman vihertäväksi. Indikaattorivärissä ei      ole yhtä huomattavaa värimuutosta, koska se ei ole yhteyttänyt yhtä tehokkaasti, kuin lampun  valossa.
5. Pimeässä keltainen indikaattoriväri ei ole muuttunut, koska siinä ei ole tapahtunut yhteyttämistä ja     päinvastoin soluhengitys vapauttaa hiilidioksidia,
6. Pimeässä aluksi sininen indikaattoriväri on muuttunut hieman vihertäväksi, koska siinä on tapahtunut soluhengitystä. Pimeässä yhteyttämistä ei tapahdu.