Menyiasat Fermentasi dalam Yis

Tujuan

Eksperimen ini menyiasat respirasi anaerobik (fermentasi) dalam yis dengan menguji gas karbon dioksida yang dihasilkannya, dan mengkaji bagaimana suhu mempengaruhi kadar fermentasi.

Pemboleh ubah

• Pemboleh ubah dimanipulasi: suhu campuran yis-glukosa, ditetapkan menggunakan kukusan air pada lebih kurang 20°C, 30°C, 40°C dan 50°C.
• Pemboleh ubah bergerak balas: kadar penghasilan gas (karbon dioksida), diukur sebagai bilangan gelembung yang dibebaskan seminit atau isi padu gas yang dikumpul dalam tempoh tetap melalui sesaran air.
• Pemboleh ubah dimalarkan: kepekatan dan isi padu ampaian yis, kepekatan dan isi padu larutan glukosa, dan selang masa gas diukur.

Bahan dan radas

• Yis kering
• Larutan glukosa
• Air suam (untuk mengaktifkan semula yis kering)
• Tabung didih atau kelalang kon
• Tiub penghantar
• Silinder penyukat songsang disediakan dalam palung air (untuk mengumpul gas)
• Air kapur (untuk menguji gas yang dihasilkan)
• Termometer
• Kukusan air pada suhu ditetapkan
• Jam randik

Prosedur

1. Aktifkan semula yis kering dengan mencampurkannya dengan sedikit air suam, kemudian gabungkan dengan isi padu sama larutan glukosa dalam tabung didih.
2. Letakkan tabung didih dalam kukusan air pada suhu pertama, seperti 20°C, dan biarkan beberapa minit untuk mencapai suhu tersebut.
3. Sambungkan tabung didih dengan tiub penghantar kepada silinder penyukat songsang berisi air yang berdiri dalam palung air.
4. Mulakan jam randik dan kira bilangan gelembung gas yang terkumpul dalam silinder penyukat seminit, atau catat isi padu gas yang terkumpul dalam tempoh tetap, seperti 5 minit.
5. Ulang langkah 1 hingga 4 pada setiap suhu yang lain, memastikan kepekatan dan isi padu ampaian yis serta larutan glukosa sama sepanjang eksperimen.
6. Catat kadar penghasilan gas pada setiap suhu dalam jadual.
7. Uji sampel gas yang terkumpul dengan menyalurkannya ke dalam air kapur segar, dan perhatikan sama ada air kapur menjadi keruh, mengesahkan gas itu ialah karbon dioksida.

Keputusan dijangka

Kadar penghasilan gas meningkat dengan suhu sehingga suhu optimum, kemudian menurun dengan mendadak pada suhu yang lebih tinggi. Jadual di bawah meringkaskan corak biasa yang diperhatikan.

Kesimpulan

Yis menjalankan respirasi anaerobik, memfermentasikan glukosa untuk menghasilkan karbon dioksida (dan etanol), dan gas yang terkumpul menjadikan air kapur keruh, mengesahkan ia karbon dioksida. Kadar fermentasi bergantung kepada suhu: ia meningkat apabila suhu naik ke arah optimum sekitar 35-40°C, di mana enzim yis berfungsi paling pantas, kemudian menurun mendadak pada suhu lebih tinggi kerana enzim terdenaturasi dan tidak lagi dapat memangkinkan pemecahan glukosa.

Keselamatan

Kesilapan biasa

Soalan gaya Kertas 3

Soalan 1 (hipotesis). Seorang pelajar berpendapat kadar fermentasi dalam yis meningkat apabila suhu naik daripada 20°C menuju kira-kira 40°C. Nyatakan satu hipotesis dan keputusan yang akan menyokongnya.

Jawapan model. Hipotesis: apabila suhu naik daripada 20°C menuju kira-kira 40°C, kadar fermentasi meningkat. Ia disokong jika bilangan gelembung gas seminit meningkat apabila suhu kukusan air dinaikkan ke arah optimum.

Soalan 2 (pemboleh ubah dan ujian adil). Nyatakan pemboleh ubah dimanipulasikan dan bergerak balas dalam penyiasatan ini serta dua pemboleh ubah yang mesti dimalarkan untuk menjadikannya ujian adil.

Jawapan model. Pemboleh ubah dimanipulasikan ialah suhu campuran yis-glukosa; pemboleh ubah bergerak balas ialah kadar penghasilan gas (gelembung seminit atau isi padu gas dalam tempoh tetap). Dua pemboleh ubah dimalarkan ialah kepekatan dan isi padu ampaian yis serta larutan glukosa.

Soalan 3 (penjadualan dan graf). Pelajar mengira gelembung seminit pada 20, 30, 40 dan 50°C. Cadangkan bagaimana keputusan patut dijadualkan dan huraikan bentuk graf.

Jawapan model. Keputusan dijadualkan dengan suhu / °C lawan kadar penghasilan gas / gelembung seminit. Graf kadar (paksi-y) lawan suhu (paksi-x) meningkat ke satu puncak pada optimum sekitar 35-40°C kemudian menurun, memberikan lengkung, bukan garis lurus.

Soalan 4 (inferens). Pada 50°C, kadar penghasilan gas lebih rendah berbanding pada 40°C. Apakah inferens yang boleh dibuat, dan mengapa?

Jawapan model. Inferensnya ialah enzim yis telah terdenaturasi oleh suhu yang lebih tinggi. Melebihi optimum, haba mengubah bentuk tapak aktif supaya substrat tidak lagi sepadan, jadi kurang molekul glukosa dipecahkan dan kurang karbon dioksida dihasilkan.

Sumber:SRC-DSKP-EN

Soalan lazim