Gærens vækstkurve målt med turbiditet
En gærkultur bliver mere og mere uklar, efterhånden som cellerne deler sig. Med en turbiditetssensor kan eleverne følge væksten og finde de klassiske faser i en vækstkurve: lagfase, eksponentiel vækst og stationær fase. Ud fra den eksponentielle del kan de beregne gærens generationstid.
Hvor lang er gærens generationstid i den eksponentielle fase?
Det skal I bruge
| Vare | Varenr. | Antal og formål |
|---|---|---|
| Kolorimeter og turbiditetssensor, trådløs (PASCO PS-3215) | PS-3215 | 1 pr. gruppe |
| Kuvetter, polystyren, 10 x 10 mm | 241000 | Til prøverne |
| Glukose, 500 g | 810200-2 | 10 g pr. kultur |
| Mikropipette, justerbar, 100-1000 µl | 308134 | 1 pr. gruppe, til prøveudtagning og fortynding |
| Bægerglas 250 ml (12 stk.) | 100020 | Til kulturen |
| SPARKvue 5 (gratis download) | 900902 | Gratis app til tablet eller computer |
Andet udstyr: tørgær; gærekstrakt eller pepton (fx fra helsekost eller et mikrobiologisk sæt), eller æble- eller druesaft; alufolie eller låg til bægerglasset; et lunt sted (ca. 30 °C), fx et varmeskab; demineraliseret vand til nulstilling; tablet eller computer med SPARKvue.
Sikkerhed
Bagegær er en ufarlig organisme, men kulturen kan blive forurenet af andre mikroorganismer, når den står i flere døgn. Arbejd med rene redskaber, hold bægerglasset dækket, og hæld kulturen ud i vasken med rigeligt vand efter forsøget. Vask hænder bagefter.
Sådan gør I
- Kog vandet, og lad det køle af til lunkent. Lav en næringsopløsning med 10 g glukose og 2 g gærekstrakt eller pepton i 200 ml vand. I kan også bruge 200 ml æble- eller druesaft fortyndet med lige så meget vand.
- Opløs 1 g tørgær i 100 ml lunkent vand, og tilsæt 5 ml af denne opslæmning til næringsopløsningen. Rør rundt, og dæk bægerglasset.
- Nulstil sensoren med en kuvette med næringsopløsning uden gær.
- Tag straks den første prøve: rør kulturen, fyld en kuvette, og mål turbiditet (NTU) eller absorbans.
- Tag nye prøver med faste mellemrum gennem dagen, fx hver halve eller hele time, og igen næste dag.
- Bliver prøven for uklar til sensoren, så fortynd den med 1 del prøve og 9 dele vand, og gang resultatet med 10.
- Afbild turbiditeten mod tiden, og afbild bagefter den naturlige logaritme af turbiditeten mod tiden.
Med PASCO-sensor
Den trådløse sensor (PS-3215) måler både turbiditet og absorbans ved flere bølgelængder. Eleverne kan vælge turbiditet, eller absorbans ved en bølgelængde omkring 600 nm, hvor gærcellerne spreder lyset. I SPARKvue kan der lægges en eksponentiel funktion ind over den stejle del af kurven, så væksthastigheden kan aflæses direkte.
Hvad sker der?
Gær formerer sig ved knopskydning. Så længe der er rigeligt med næring og plads, fordobles antallet af celler med en næsten fast tid, generationstiden, og kurven vokser eksponentielt: N = N₀ · e^(k·t), hvor k er væksthastigheden.
Turbiditeten stiger, fordi flere celler spreder mere lys. Når sukkeret bliver brugt op, og affaldsstoffer som ethanol hober sig op, går væksten i stå, og kulturen når den stationære fase.
Generationstiden findes som ln(2) / k. Afbildes logaritmen af turbiditeten mod tiden, bliver den eksponentielle fase til en ret linje med hældningen k.
Spørgsmål til eftertanke
- Hvor lang var lagfasen, og hvorfor er der en lagfase?
- Hvilken generationstid fandt I?
- Hvorfor bliver kurven til en ret linje, når I afbilder logaritmen?
- Hvad ville der ske med kurven, hvis kulturen stod køligere?
- Hvorfor skal næringsopløsningen indeholde mere end glukose?
Til læreren
Gæren skal have kvælstof og vitaminer fra gærekstrakt, pepton eller saft. Med glukose alene vokser kulturen dårligt. Brug meget lidt gær i starten, ellers springer kulturen lagfasen og den eksponentielle fase over, før de første målinger.
Ved stuetemperatur er væksten langsommere end i et varmeskab. Holdet kan dele prøvetagningen mellem sig, så der også bliver målt i pauser og efter skoletid.
En prøve kan tælles i mikroskop med et tællekammer, så eleverne kan sammenholde turbiditet med celleantal.
Vejledningen er udarbejdet af LabDidakt. Læreren skal altid selv vurdere sikkerheden ved forsøget i sin klasse og følge skolens retningslinjer og sikkerhedsdatabladene for de kemikalier, der bruges.
