Sissejuhatus
Populatsioonide arvukus kõigub, kui organismid paljunevad, surevad või liiguvad ühest elupaigast teise. Suletud populatsioonis ei vaheta organismid elupaiku, seega mõjutavad arvukust ainult suremus ja sündivus. Pärmid on väga väikesed kiiresti paljunevad organismid. Nende populatsiooni arvukus võib lühikese aja jooksul väga palju muutuda. Selles katses antakse pärmipopulatsioonile väike kogus sööki ja paigutatakse suletud keskkonda. Orgaaniline materjal ei saa keskkonda siseneda ega keskkonnast väljuda – vaid anorgaanilised gaasid võivad keskkonnast sisse-välja liikuda. Pärmipopulatsiooni saab jälgida, mõõtes pärmirakke sisaldava lahuse hägusust.
Pärmipopulatsiooni arvukuse mõõtmiseks kasutad kolorimeetrit (joonis 1). Seadmes olevast LEDvalgusallikast lähtuv valgus läbib pärmirakke sisaldavat lahust ja tabab valgustundlikku sensorit. Vastu pärmirakke põrkavad footonid peegeldatakse sensorist eemale ning lahus tundub veel hägusem. Arvutiga ühenduses registreerib kolorimeeter sensorini jõudnud valguse kas neelduvuse või läbilastud valgusena. Valguse neelduvus on proportsioonis pärmirakkude arvuga lahuses.
Katse eesmärgid
- Õppida kasutama arvutit ja kolorimeetrit suletud pärmipopulatsiooni jälgimiseks.
- Kasutada mikroskoopi suletud pärmipopulatsiooni jälgimiseks.
- Võrrelda kahe meetodi abil saadud hinnanguid populatsiooni arvukuse kohta.
- Harjutada lahjenduste tegemist populatsiooni arvukuse hindamiseks.
Katsevahendid
- Arvuti
- Vernier' andmekoguja
- Logger Pro
- Vernier' kolorimeeter
- 18 x 150 mm katseklaasid
- Küvett koos korgiga
- Kaks 5 ml pipetti või 10 ml mõõtsilinder
- Plastpipett (silmapipett)
- Marker
- Millimeeterpaber
- Mikroskoop
- Preparaadi alusklaasid ja katseklaasid
- Katseklaasihoidja
- Marlilapikesed
Enne alustamist
Õpetaja paneb enne katset väikese koguse pärmi toitu sisaldavasse suletud keskkonda kasvama. Arvutis saad ennustada pärmipopulatsiooni arvukuse muutusi aja jooksul, valides menüüst „Analüüsi“ alajaotuse „Joonista ennustus“.
Töö käik
Valmista arvuti ja kolorimeeter andmekogumiseks ette.
Vastavalt õpetaja juhistele võiks üks rühm arvuti ja kolorimeetri valmis panna.
Mõõtmisvahendid asuvad materjalide laua peal ning kõik rühmad saavad neid kasutada.
1. Ühenda kolorimeeter andmekogujaga. Pane arvuti andmekogumiseks valmis, avades Logger Pro kaustast „Biology with Computers“ faili „13 Population Dynamics“.
2. Nüüd oled valmis kolorimeetri kalibreerimiseks. Täida küvett ¾ ulatuses destilleeritud veega.
Kolorimeetri korrektseks kasutamiseks pea meeles!
- Kõik küvetid tuleb väljastpoolt salvrätiga puhtaks ja kuivaks pühkida.
- Hoia küvette ainult sakiliste servadega külgede ülaosast.
- Lahused ei tohi sisaldada mulle.
- Aseta küvetil olev märgis alati kolorimeetri küvetipesa ülaosas oleva valge märgisega vastastikku.
3. Kalibreeri kolorimeeter.
Ava kolorimeetri kaas.
Hoides küvetti ülaservast, aseta see kolorimeetri küvetipesasse. Sule kaas.
Kui sinu kolorimeetril on CAL-nupp, vajuta „or“ nuppu kolorimeetril, et valida katses kasutatavaks lainepikkuseks 565 nm (roheline valgus). Hoia CAL-nuppu all, kuni punane LED-valgus hakkab vilkuma. Siis lase CAL-nupp lahti. Kui LED-valguse vilkumine lõpeb, on kolorimeeter kalibreeritud. Jätka punktiga 4. Kui sinu kolorimeetril ei ole CAL-nuppu, jätka kolorimeetri kalibreerimiseks kõrvalolevate punktidega.
Esimene kalibreerimispunkt
- Vali eksperimendi menüüst Calibrate ▶CH1: Colorimeter (%T) ja vajuta nuppu „Kalibreeri“.
- Keera kolorimeetri lainepikkuse nupp asendisse „0% T“.
- Sisesta kastikesse „0“.
- Kui esimese mõõtmise pingenäit stabiliseerub, vajuta nuppu „Hoia“.
Teine kalibreerimispunkt
- Keera kolorimeetri lainepikkuse nupp asendisse „Roheline LED“ (Green LED; 565 nm).
- Sisesta kastikesse „100“.
- Kui teise mõõtmise pingenäit stabiliseerub, vajuta nuppu „Hoia“ ja seejärel „OK“.
Mõõda pärmipopulatsiooni arvukust kolorimeetriga (päev 0).
Kõik rühmad peaksid sooritama järgmised ülesanded.
4. Võta õpetajalt 2,5 ml pärmilahust ja kontroll-lahust. Lisa pärmilahusele 2,5 ml destilleeritud vett, et saada kahekordne lahjendus.
5. Sega ja tõsta 2,5 ml lahjendatud pärmilahust puhtasse kuiva küvetti. Pane küvetile kork peale. Märgista küvett põhjast. Kasuta sama küvetti iga kord, kui kolorimeetriga mõõtmisi sooritad.
6. Nüüd oled valmis pärmi neelduvusandmeid koguma.
Tee kiiresti järgmist.
- Raputa küvetti, kuni kõik mullid küveti siledatest servadest on kadunud.
- Pühi küvett väljastpoolt salvrätiga puhtaks ja aseta kolorimeetrisse.
- Sule kaas ja oota, kuni neelduvuse näit stabiliseerub.
- Kirjuta neelduvuse näit tabelisse 2.
- Võta küvett kolorimeetrist.
Päev | Neelduvus | Mikroskoobi all loetud rakkude arv | ||||||
Rühma andmed | Klassi keskmine | Rühma andmed | Klassi keskmine | |||||
Proov | Kontroll | Proov | Kontroll | Proov | Kontroll | Proov | Kontroll | |
0 | ||||||||
1 | ||||||||
2 | ||||||||
3 | ||||||||
4 | ||||||||
5 | ||||||||
6 | ||||||||
7 | ||||||||
8 | ||||||||
7. Korda 5. ja 6. punkti kontroll-lahusega.
8. Kirjuta oma pärmilahuse ja kontroll-lahuse neelduvuse väärtused vastavalt õpetaja juhistele tahvlile. Kui kõigi rühmade tulemused on tahvlile kirjutatud, jäta suurim ja vähim väärtus välja ja võta ülejäänud väärtustest keskmine. Kirjuta klassi keskmine 2. tabelisse.
Mõõda pärmipopulatsiooni arvukust mikroskoobiga (päev 0).
9. Raputa küvetis olevat pärmilahust.
10. Plastpipetiga võta väike kogus pärmilahust ja pane üks tilk (või õpetaja soovitatud kogus) lahust puhtale alusklaasile.
11. Pane tilgale puhas katteklaas. Jälgi, et katteklaasi alla ei jääks õhumulle. Vedelik peaks peaaegu täitma katteklaasi aluse, kuid ei tohiks välja immitseda.
12. Pane preparaat mikroskoobi alla ja fookusta väikse suurendusega. Fookusta preparaadi keskosa uuesti suure suurendusega (40–45'). Kui rakke on ülelugemiseks liiga palju, pead oma lahust lahjendama. Kui rakud on võimalik üle lugeda, jätka 13. punktiga.
Uue lahjenduse tegemiseks pane puhtasse katseklaasi 0,5 ml viimast pärmilahust, mida oled eelnevalt seganud.
Lisa 4,5 ml vett. Nii saad lahjeduse 1/10.
Sega katseklaasi sisu põhjalikult läbi.
Kirjuta lahjendus üles.
Korda 10. punkti.
13. Pane kirja pärmi lõplik lahjendus. Kui sa ei pidanudki lahust rohkem lahjendama, pane lahjenduseks kirja 1/1. Kui tegid ühe lahjenduse, kirjuta 1/10. Kui tegid kaks lahjednust, kirjuta 1/100 (1/10 x 1/10).
14. Üks rühmaliige loeb ühes mikroskoobi vaateväljas olevad rakud üle. Loe kindlasti iga rakku – ka pung pärmirakul läheb eraldi rakuna kirja. Kui näed rakkude klompi, püüa määrata seal olevate rakkude arvu. Kirjelda oma märkmetes ka pärmirakkude välimust ja katseklaasist lähtuvat lõhna.
15. Arvuta pärmirakkude arv oma algses lahuses. Selleks jaga rakkude arv läbi lahjendusega. Lõpliku tulemuse saamiseks jaga saadud number veel arvuga ½ – see on 4. punktis tehtud lahjendus. Pane tulemus kirja 2. tabelisse.
16. Liiguta preparaati mikroskoobi all. Teine rühmaliige loeb pärmirakud üle teises vaateväljas. Korda sama kõigi rühmaliikmete puhul. Loe pärmirakud üle vähemalt kuues vaateväljas.
17. Jäta edaspidistest arvutustest välja suurim ja vähim väärtus. Ülejäänud väärtustest võta keskmine ja kirjuta see 2. tabelisse ning tahvlile.
18. Korda 10.–17. punkti ka kontroll-lahustega.
Mõõda järgmistel päevadel (1.–8. päev) pärmipopualtsiooni.
19. Korda 4.–18. punkte mõlema katseklaasiga iga päev, välja arvatud nädalavahetused, kuni 9. päevani.
20. Õpetaja võib anda sulle andmeid ka teistest klassidest, et suurendada katses olevate andmepunktide arvu.
Andmete töötlemine
1. Katse faili 2. leheküljele sisesta käsitsi katsest saadud neelduvusandmed.
Oma rühma kogutud neelduvusandmed pärmilahuse kohta sisesta tabeli teise veergu.
Oma rühma kogutud neelduvusandmed kontroll-lahuse kohta sisesta tabeli kolmandasse veergu.
Klassi keskmised neelduvusandmed pärmilahuse kohta sisesta tabeli neljandasse veergu.
Klassi keskmised neelduvusandmed kontroll-lahuse kohta sisesta tabeli viiendasse veergu.
2. Võta menüüst „Insert“ alajaotus „Text Annotation“, et märkida iga joon graafikul.
3. Katse faili 3. leheküljele sisesta käsitsi loendusandmed.
Oma rühma kogutud loendusandmed pärmilahuse kohta sisesta tabeli teise veergu.
Oma rühma kogutud loendusandmed kontroll-lahuse kohta sisesta tabeli kolmandasse veergu.
Klassi keskmised loendusandmed pärmilahuse kohta sisesta tabeli neljandasse veergu.
Klassi keskmised loendusandmed kontroll-lahuse kohta sisesta tabeli viiendasse veergu.
4. Võta menüüst „Insert“ alajaotus „Text Annotation“, et märkida iga joon graafikul.
Lisaülesanded
Näiteks kasuta kasvukeskkonnana puhast vett või erinevate suhkrute lahuseid.
