Menyiasat Respirasi Aerobik dalam Biji Benih yang Bercambah

Tujuan

Eksperimen ini menyiasat sama ada biji benih yang bercambah menjalankan respirasi aerobik, dengan menguji tiga tanda proses ini: pembebasan karbon dioksida, pembebasan haba, dan pengambilan oksigen. Biji benih yang direbus (mati) digunakan sebagai kawalan untuk menunjukkan bahawa sebarang perubahan yang diperhatikan disebabkan oleh tisu hidup yang aktif merespirasi.

Pemboleh ubah

• Pemboleh ubah dimanipulasi: keadaan biji benih, biji benih hidup yang bercambah dibandingkan dengan biji benih direbus (mati) yang digunakan sebagai kawalan.
• Pemboleh ubah bergerak balas: kekeruhan air kapur dari semasa ke semasa, perubahan suhu yang dicatat pada termometer, dan/atau pergerakan titisan cecair berwarna dalam respirometer ringkas.
• Pemboleh ubah dimalarkan: jisim atau bilangan biji benih yang digunakan, saiz dan penebat radas, suhu bilik, dan tempoh masa radas dibiarkan.

Bahan dan radas

• Kacang pis atau kacang hijau yang bercambah, dan jisim sama biji benih direbus (mati) sebagai kawalan
• Air kapur
• Dua kelalang kon atau kelalang vakum dengan penyumbat kedap udara dan tiub penghantar
• Kapas
• Dua termometer
• Larutan kalium hidroksida (KOH)
• Tiub kapilari dengan titisan cecair berwarna (respirometer)
• Kaki retort dan pengapit

Prosedur

1. Bahagikan biji benih bercambah dan biji benih direbus kepada dua kumpulan sama jisim, dan letakkan setiap kumpulan dibalut longgar dalam kapas lembap di dalam kelalang kon berasingan.
2. Sambungkan setiap kelalang dengan tiub penghantar kepada tabung uji berisi isi padu sama air kapur segar, dan biarkan kedua-dua susunan untuk tempoh sama, seperti 30 hingga 60 minit.
3. Bandingkan kepantasan air kapur dalam setiap tabung uji menjadi keruh.
4. Untuk menguji pembebasan haba, letakkan biji benih bercambah dalam satu kelalang bertebat (vakum) dan biji benih direbus dalam kelalang bertebat serupa, masing-masing dengan termometer dimasukkan melalui penyumbat.
5. Catat suhu dalam setiap kelalang pada selang masa tetap sepanjang tempoh sama dan bandingkan bacaan.
6. Untuk menguji pengambilan oksigen, letakkan biji benih bercambah dalam kelalang bersama bekas kecil larutan kalium hidroksida, yang menyerap sebarang karbon dioksida yang dihasilkan.
7. Kedapkan kelalang dan sambungkannya kepada tiub kapilari berisi titisan cecair berwarna, membentuk respirometer ringkas.
8. Perhati dan ukur jarak pergerakan titisan berwarna dalam tempoh masa tetap.
9. Ulang susunan pengambilan oksigen ini menggunakan biji benih direbus sebagai kawalan, dan bandingkan pergerakan titisan.

Keputusan dijangka

Biji benih hidup yang bercambah menunjukkan tanda jelas respirasi aerobik dalam ketiga-tiga ujian, manakala kawalan biji benih direbus menunjukkan sedikit atau tiada perubahan, kerana rebusan membunuh biji benih dan mendenaturasikan enzim yang diperlukan untuk respirasi. Jadual di bawah membandingkan kedua-dua susunan.

Kesimpulan

Keputusan menunjukkan bahawa biji benih yang bercambah menjalankan respirasi aerobik. Air kapur menjadi keruh lebih cepat berhampiran biji benih hidup kerana ia membebaskan karbon dioksida, suhu dalam kelalang biji benih hidup meningkat kerana respirasi membebaskan haba, dan titisan berwarna bergerak ke arah biji benih hidup kerana ia mengambil oksigen daripada ruang udara yang dikedapkan.

Kawalan biji benih direbus menunjukkan sedikit atau tiada perubahan dalam ketiga-tiga ujian ini, yang mengesahkan bahawa perubahan yang diperhatikan pada biji benih hidup disebabkan oleh respirasi dalam tisu hidup dan bukan oleh proses lain dalam radas.

Keselamatan

Kesilapan biasa

Soalan gaya Kertas 3

Soalan 1 (hipotesis). Seorang pelajar menyambungkan kelalang berisi kacang pis hidup yang bercambah kepada tabung uji berisi air kapur. Nyatakan satu hipotesis tentang apa yang akan berlaku kepada air kapur, dan keputusan yang akan menyokongnya.

Jawapan model. Hipotesis: air kapur berhampiran biji benih hidup menjadi keruh kerana biji benih yang bercambah menjalankan respirasi aerobik dan membebaskan karbon dioksida. Ia disokong jika air kapur berhampiran biji benih hidup menjadi keruh lebih cepat daripada air kapur berhampiran kawalan biji benih direbus.

Soalan 2 (pemboleh ubah dan ujian adil). Dalam susunan pengambilan oksigen, nyatakan pemboleh ubah dimanipulasikan dan bergerak balas serta satu pemboleh ubah yang mesti dikekalkan sama untuk perbandingan yang adil.

Jawapan model. Pemboleh ubah dimanipulasikan ialah keadaan biji benih (hidup berbanding kawalan direbus); pemboleh ubah bergerak balas ialah jarak pergerakan titisan berwarna dalam tempoh tetap. Satu pemboleh ubah dimalarkan ialah jisim biji benih yang digunakan, supaya kedua-dua susunan bermula dengan kuantiti tisu yang sama.

Soalan 3 (penjadualan dan graf). Pelajar mengukur jarak pergerakan titisan setiap lima minit. Cadangkan bagaimana keputusan patut dijadualkan dan apa yang akan ditunjukkan oleh graf keputusan itu.

Jawapan model. Keputusan dijadualkan dengan masa / min lawan jarak bergerak / mm. Graf jarak bergerak (paksi-y) lawan masa (paksi-x) memberikan garis yang meningkat secara sekata, menunjukkan oksigen diambil pada kadar yang lebih kurang malar apabila biji benih hidup merespirasi.

Soalan 4 (inferens). Dalam kawalan biji benih direbus, titisan hampir tidak bergerak dan suhu hampir tidak meningkat. Apakah inferens yang boleh dibuat oleh pelajar?

Jawapan model. Inferensnya ialah perubahan yang dilihat pada biji benih hidup disebabkan oleh respirasi dalam tisu hidup, kerana rebusan mendenaturasikan enzim jadi biji benih mati tidak dapat merespirasi, mengambil oksigen atau membebaskan haba. Oleh itu, keputusan disebabkan biji benih itu hidup, bukan disebabkan radas.

Sumber:SRC-DSKP-EN

Soalan lazim