Situācijas apraksts Dzīvības norisēm nepieciešamo enerģiju šūnas iegūst elpošanas procesā – pārvēršot organisko vielu enerģiju ķīmiskajā. Maizes raugs (Saccharomyces cerevisae) enerģijas ražošanai izmanto mīklā esošos ogļhidrātus – fruktozi, glikozi. Elpošanas reakcijās ogļhidrāti tiek sašķelti līdz oglekļa dioksīdam un ūdenim. Elpošanas summārais vienādojums ir šāds: Maizes raugu izmanto mīklas pagatavošanai, jo izdalītais oglekļa dioksīds padara mīklu irdenu. Visas elpošanas reakcijas ietekmē temperatūra, pH, cukura koncentrācija, rauga šūnu koncentrācija. Maizes rauga dzīvības procesiem optimālā temperatūra ir aptuveni 30 ⁰C, optimālais pH ir 7. Par elpošanas reakciju intensitāti var spriest pēc izdalītā oglekļa dioksīda tilpuma vai koncentrācijas. Pētāmā problēma Ka mainīsies maizes rauga CO2 izdalītais tilpums (daudzums), mainoties pievienotas cukuru koncentrācijai? Hipotēze Palielinoties cukuru koncentrācijai, palielināsies arī CO2 izdalītais tilpums, kad visi pārējie nosacījumi ir nemainīgie, jo cukurs ir nepieciešams elpošanas reakcijām glikozēs veidā (Glikoze + O2 CO2 + H2O + Q). Lielumi Neatkarīgais – cukura koncentrācija šķīdumā (1%, 5%, 10%) Atkarīgais – CO2 izdalītais tilpums (daudzums) (netieši fiksējam to, pēc putās stabiņas paaugstināšanas) Fiksētie – tās vides temperatūra, kurā atrodas maizes raugs, pH līmenis, rauga šūnu koncentrācija, sausa rauga masa – 14 g, ierauga laiks – 10 minūtes Darba piederumi un vielas: 5 % rauga suspensija, 1 %, 5 % un 10 % cukura šķīdums, Elektro svari, mērcilindrs, lineāls (± 0.1 cm), termometrs, cepeškrāsnis, hronometrs (tālruņa sekundomērs). Izplānojiet pētāmai problēmai atbilstošu darba gaitu! Kā mainīsiet neatkarīgo lielumu? Izveidosim 1%, 5%, 10% cukuru šķīdumus ar tādiem proporcijām: 1 g cukura uz 95 g ūdeni (30°C), 5 g cukura uz 95 g ūdeni (30°C), 10 g cukura uz 95 g ūdeni (30°C). Kā nodrošināsiet nemainīgus fiksētos lielumus? Nemainīgu temperatūru nodrošinās cepeškrāsns, kurš ir iestatīts uz 30°C, nemainīgu raugu šūnu koncentrāciju raugā nodrošinās ražotājs - sauss maizes raugs, nemainīgu raugu šūnu masu (14 g) nodrošinās ražotājs. 10 minūtes laiku nodrošinās sekundomērs. Vienādu ūdens pH līmeņi nodrošinās tas, ka mēs paņemsim ūdeni no viena un tā paša avota.

1. Skolēna vārds: Vladislavs Uzvārds: Babaņins
LABORATORIJAS DARBS
RAUGA ŠŪNU ELPOŠANU IETEKMĒJOŠIE FAKTORI
Situācijas apraksts
Dzīvības norisēm nepieciešamo enerģiju šūnas iegūst elpošanas procesā – pārvēršot
organisko vielu enerģiju ķīmiskajā.
Maizes raugs (Saccharomyces cerevisae) enerģijas ražošanai izmanto mīklā esošos ogļhidrātus
– fruktozi, glikozi. Elpošanas reakcijās ogļhidrāti tiek sašķelti līdz oglekļa dioksīdam un
ūdenim.
Elpošanas summārais vienādojums ir šāds:
Maizes raugu izmanto mīklas pagatavošanai, jo izdalītais oglekļa dioksīds padara mīklu
irdenu. Visas elpošanas reakcijas ietekmē temperatūra, pH, cukura koncentrācija, rauga šūnu
koncentrācija. Maizes rauga dzīvības procesiem optimālā temperatūra ir aptuveni 30 ⁰C,
optimālais pH ir 7.
Par elpošanas reakciju intensitāti var spriest pēc izdalītā oglekļa dioksīda tilpuma vai
koncentrācijas.
Pētāmā problēma
Ka mainīsies maizes rauga CO2 izdalītais tilpums (daudzums), mainoties pievienotas cukuru
koncentrācijai?
Hipotēze
Palielinoties cukuru koncentrācijai, palielināsies arī CO2 izdalītais tilpums, kad visi pārējie
nosacījumi ir nemainīgie, jo cukurs ir nepieciešams elpošanas reakcijām glikozēs veidā
(Glikoze + O2 CO2 + H2O + Q).
Lielumi
Neatkarīgais – cukura koncentrācija šķīdumā (1%, 5%, 10%)
Atkarīgais – CO2 izdalītais tilpums (daudzums) (netieši fiksējam to, pēc putās stabiņas
paaugstināšanas)
Fiksētie – tās vides temperatūra, kurā atrodas maizes raugs, pH līmenis, rauga šūnu
koncentrācija, sausa rauga masa – 14 g, ierauga laiks – 10 minūtes
Darba piederumi un vielas: 5 % rauga suspensija, 1 %, 5 % un 10 % cukura šķīdums,
Elektro svari, mērcilindrs, lineāls (± 0.1 𝑐𝑚), termometrs, cepeškrāsnis, hronometrs (tālruņa
sekundomērs).
Glikoze + O2 CO2 + H2O + Q

2. Izplānojiet pētāmai problēmai atbilstošu darba gaitu!
 Kā mainīsiet neatkarīgo lielumu?
Izveidosim 1%, 5%, 10% cukuru šķīdumus ar tādiem proporcijām: 1 g cukura uz 95
g ūdeni (30°C), 5 g cukura uz 95 g ūdeni (30°C), 10 g cukura uz 95 g ūdeni (30°C).
 Kā nodrošināsiet nemainīgus fiksētos lielumus?
Nemainīgu temperatūru nodrošinās cepeškrāsns, kurš ir iestatīts uz 30°C,
nemainīgu raugu šūnu koncentrāciju raugā nodrošinās ražotājs - sauss maizes raugs,
nemainīgu raugu šūnu masu (14 g) nodrošinās ražotājs. 10 minūtes laiku nodrošinās
sekundomērs. Vienādu ūdens pH līmeņi nodrošinās tas, ka mēs paņemsim ūdeni no
viena un tā paša avota.
 Kā mērīsiet atkarīgos lielumus?
Šķīduma un putas stabiņu augstumu mērīsim ar lineālu (± 0.1 𝑐𝑚)
 Kā izmantosiet visus darba piederumus un vielas?
1 eksperimentā paņemsim 5% raugu suspensiju (14 g sausa rauga pievienosim pie
50 g ūdeni (izmērijam 50 g ūdeni izmantojot mērcilindru)) pievienosim 1% cukura
šķīdumu, pēc tam, otrajā eksperimentā pievienosim 5% cukurā šķīdumu pie 5%
raugu suspensiju, un pēc tam trešajā eksperimentā pievienosim 10% cukurā
šķīduma pie 5% raugu suspensiju. Elektro svarus izmantosim, lai noteikt cukura
masu (1g, 5 g, 10g). Lineāls (±0.1 𝑐𝑚) ir izmantojams, lai uzzināt šķīduma
augstumu (cm) pirms spirta rūgšana cepeškrāsni un pēc 10 minūtes cepeškrāsni.
Hronometru (tālruņa sekundomēru) izmantosim, lai noteikt 10 minūtes laiku.
Termometrs ir izmantojams, lai noteiktu, ka visos šķīdumos ir 30°C, un ka
cepeškrāsni arī ir 30°C. Cepeškrāsnis ir izmantojams, lai uzturēt nepieciešamo
30°C temperatūru, jo maizes rauga dzīvības procesiem optimālā temperatūra ir
aptuveni 30 ⁰C.

3.  Kā nodrošināsiet darba drošību?
Izņemam šķīdumu no cepeškrāsni ar cimdiem. Cepeškrāsni ievietojām stiklā
tvertni, bet nē plastmastvērtni.
Darba gaita
1) Izveido 1% cukura šķīdumu ūdeni, elektro svarā nosver 1 g cukura, un pievieno 95 g
ūdeni (nosaka ar mērcilindru vai elektro svariem) pie 30°С (noteikt ar termometru),
samaisīt.
2) Paņemt 50 g (nosaka ar mērcilindru vai ar elektro svāriem) 30°С ūdens (noteikt ar
termometru) un pievieno 14 g (nosver ar elektro svāriem, vai jā jau ir iepakojumā pa
14 g) sauso maizes raugu, samaisīt.
3) Tvertnei ar rauga šķīdumu pievienoja 20 ml (4 tējkarotes) 1% cukura šķīdumu,
samaisīt.
4) Ielejiet šķīdumu stikla traukā.
5) Mēra ar lineālu maisījuma šķīdumu augstumu stikla traukā.
6) Ievieto šķīdumu cepeškrāsnī, kas ir uzkarsēta līdz 30°С.
7) Uzgaidīt 10 minūtes, kuri fiksēti ar hronometru (sekundomēru).
8) Izvelc stikla trauku ar šķīdumu no cepeškrāsni un izmērī putas un šķīdumu augstumu
ar lineālu.
9) Salīdzini šķīduma stabiņu augstumu pirms (5. punkts) un pēc 10 minūšu laika (8.
punkts) (h2 – h1 = Δh, Δh ir putu stabiņa augstums).
10) Izveido 5% cukura šķīdumu ūdeni, elektroniskā svarā nosver 5 g cukura, un pievieno
95 g ūdeni (nosaka ar mērcilindru vai izmantojot elektro svarus) pie 30°С (noteikt ar
termometru), samaisīt.
11) Atkārtot 2. – 9. punktus, izņemot 3. punktu - tvertnei ar rauga šķīdumu pievienot 20
ml (4 tējkarotes) 5% cukura šķīdumu, samaisīt.
12) Izveido 10% cukura šķīdumu ūdeni, ar elektro svariem nosver 10 g cukura, un
pievieno 95 g ūdeni (nosaka ar mērcilindru vai elektro svariem) pie 30°С (noteikt ar
termometru), samaisīt.
13) Atkārtot 2. – 9. punkta, izņemot 3. punktu - Tvertnei ar rauga šķīdumu pievienoja 20
ml (4 tējkarotes) 10% cukura šķīdumu, samaisīt.
14) Iegūtus datus (Δh1, Δh2, Δh3) ieraksti tabulā un izveido grafiku.
15) Veic analīzi
16) Izveido secinājumus

4. Datu reģistrēšana
Cukura koncentrācija 1% 5% 10%
Šķīduma stabiņa augstums
pirms ievietošanā
cepeškrāsnī h1 (cm)
2,2 2,2 2,2
Šķīduma un putas stabiņa
augstums pēc ievietošanā
cepeškrāsnī h2 (cm)
3 6 6
Putas stabiņa palielināšana
10 minūtes laikā (cm) - Δh
0,8 3,8 3,8
Tilpuma palielināšana - ΔV
(cm3
)
40,192 190,912 190,912
1. Tabula
Aprēķini:
Stikla tvertnes tilpums
S = 𝜋𝑅2
R = 4 cm,
H = 11 cm,
S = 3,14*42 = 50.24 cm2,
V = S*h,
V = 50.24 cm2 * 11 cm = 552,64 cm^3
Kad 1% cukura koncentrācija:
h1 = 2,2 cm
h2 = 3 cm
Δh = h2 – h1 = 3 – 2,2 = 0,8 (cm)
Δh1 = 0,8 cm
S = 50.24 cm^2
V1 = S*h1
V1 = 50.24*2,2 = 110.528 cm^3
V2 = 50.24*3 = 150.72 (cm^3)
ΔV = V2 – V1
ΔV = 150.72 – 110.528 = 40,192 cm^3

5. Kad 5% cukura koncentrācija:
h1 = 2,2 cm
h2 = 6 cm
Δh = h2 – h1 = 6 – 2,2 = 3,8 (cm)
Δh = 3,8 cm
S = 50.24 cm^2
V1 = S*h1
V1 = 50.24 *2,2 = 110,528 cm^3
V2 = 50.24 *6 = 301,44 cm^3
ΔV = V2 – V1
ΔV = 301,44 – 110,528 = 190,912 cm^3
Kad 10% cukura koncentrācija:
h1 = 2,2 cm
h2 = 6 cm
Δh = h2 – h1 = 6 – 2,2 = 3,8 (cm)
Δh = 3,8 cm
S = 50.24 cm^2
V1 = S*h1
V1 = 50.24 *2,2 = 110,528 (cm^3)
V2 = 50.24 *6 = 301,44 (cm^3)
ΔV = V2 – V1
ΔV = 301,44 – 110,528 = 190,912 (cm^3)

6. 1. grafiks. Putas stabiņas paaugstināšanas, atkarībā no cukuru koncentrācijas (kad t =
30°C)
Secinājumi:
Hipotēze daļēji apstiprinājās, kad palielinājās cukuru koncentrācija, tad palielinājās arī
CO2 izdalītais daudzums (netieši var izmērīt to, pēc putas stabiņa palielināšanas), bet tika
sasniegts piesātinājuma punkts, kas, visticamāk, atrodas kādā punktā starp 5% un 10%, to var
saprast, pievienojot 10% cukura šķīduma pie maizes raugās šķīdumā, Δh vērtība vairs ne
palielinājās, bet paliek nemainīga (skat. 1 tabulu. Δh pie 5% = 3,8 cm, Δh pie 10% = 3,8 cm).
Tāpēc lai tieši uzzināt šo piesātinājuma punktu, ir nepieciešami izveidot vairāk eksperimentus,
lai iegūt vairāk datus.

7. 1. attēls. Daļa no darba piederumiem
2. attēls. Sausais maizes raugs, 14 g iepakojumā

8. 3. attēls. 5% putu stabiņa augstums ir 3,8 cm

9. 4. attēls. 30°C ir ūdens temperatūra un temperatūra cepeškrāsnī

10. 5. attēls. 1% putu stabiņa augstums ir 0,8 cm