Practicum: Celrespiratie – CO₂-productie meten – Biologie Klas 4 VWO

In dit practicum voor klas 4 vwo meet je nauwkeurig de CO₂-productie van kiemende zaden met een CO₂-sensor en vergelijk je dit met droge zaden en gekookte (dode) zaden. Je koppelt de resultaten aan de biochemie van celrespiratie.

Leerdoel

Na dit practicum kun je de drie fasen van aeroëbe celrespiratie noemen (glycolyse, citroenzuurcyclus, oxidatieve fosforylering), de CO₂-productiesnelheid gebruiken als maat voor de respiratiesnelheid, en het effect van temperatuur op respiratie beschrijven.

Cursusniveau en vakgebied

Niveau: VWO klas 4 | Vak: Biologie | Domein: M2 – Zelfregulatie: stofwisseling van de cel (CE)

Benodigdheden

CO₂-sensor met datalogger (bijv. Vernier of Pasco)
Afgesloten meetkamer (fles of Erlenmeyer (250 mL))
Kiemende erwten of tarwekorrels (48 uur ontkiemd)
Droge erwten (controle)
Gekookte erwten (negatieve controle)
Waterbad bij 10, 20 en 30 °C

Achtergrondinformatie

Aeroëbe celrespiratie: C₅H₁₂O₅ + 6 O₂ → 6 CO₂ + 6 H₂O + 38 ATP. Drie fasen: (1) Glycolyse (cytoplasma): glucose → 2 pyruvaat + 2 ATP + 2 NADH. (2) Citroenzuurcyclus (mitochondriën): pyruvaat volledig geoxideerd + NADH/FADH₂. (3) Oxidatieve fosforylering (mitochondriummembraan): NADH/FADH₂ → ATP via elektronentransportketen.

Werkwijze

Breng 20 g kiemende erwten in de meetkamer. Sluit af. Verbind de CO₂-sensor.
Meet de CO₂-concentratie elke minuut gedurende 10 minuten. Bereken de stijging per minuut.
Herhaal met droge erwten en gekookte erwten (elk 20 g).
Vergelijk de respiratiesnelheden. Teken een staafdiagram.
Optioneel: herhaal de meting voor kiemende erwten bij 10, 20 en 30 °C.

Meettabel (CO₂-concentratie, ppm)

Tijd (min)	Kiemende erwten	Droge erwten	Gekookte erwten
0	400	400	400
2
4
6
8
10

Verwerkingsvragen

Waarom produceren kiemende zaden meer CO₂ dan droge zaden?
Verklaar waarom gekookte erwten vrijwel geen CO₂ produceren.
Hoe verwacht je dat de CO₂-productie verandert bij 10 °C vs. 30 °C? Verklaar.

Uitwerking (typische waarden)

Monster	ΔCO₂ per min (ppm/min)
Kiemende erwten	≈45
Droge erwten	≈3
Gekookte erwten	≈0

V1: Kiemende zaden hebben een hoog metabolisme: ze breken reserves (zetmeel, vetten) af om energie (ATP) te leveren voor celgroei en delingen. Droge zaden zijn in rustmetabolisme en respireren nauwelijks.

V2: Koken denatureert alle enzymen. Zonder enzymen zijn glycolyse, citroenzuurcyclus en oxidatieve fosforylering onmogelijk — geen celrespiratie — geen CO₂-productie.

V3: Bij 10 °C is de CO₂-productie lager: enzymen werken trager door minder kinetische energie. Bij 30 °C is de productie hoger (optimumtemperatuur nadert). Dit is de Q₁₀-regel: elke 10 °C stijging verdubbelt de reactiesnelheid ruwweg.

Benodigde laboratoriumapparatuur van Labvakhandel

Labvakhandel levert CO₂-sensoren, dataloggers en afgesloten meetkamers voor respiratie-experimenten in het voortgezet biologieonderwijs.

Bekijk het assortiment voor biologie of neem contact op voor advies.

Meer practicumopdrachten

Ontdek alle practica in de Labvakhandel kennisbank — voor biologie, scheikunde en natuurkunde.