Er zijn handleidingen voor de volgende experimenten:

Ademhaling bij de mens
Bepaling van het Biochemisch Zuurstofverbruik (BZV)
Meten van fotosynthese en ademhaling bij een eencellig groenwier
De invloed van planten en dieren op de zuurstofhuishouding van slootwater
Bepaling van de toxiciteit een ademhalingsgif bij gist



Ademhaling bij de mens

1.  Het Respiratoir Quotint (RQ)

Wanneer we ademhalen nemen we zuurstof (O2) uit de atmosfeer op en geven we er koolstofdioxide (CO2) aan af. We doen dit om de verbrandingsprocessen in ons lichaam te onderhouden. Wanneer we glucose verbranden, volgens de formule

C6H12O6 + 6O2   6CO2 + 6H2O

dan verwachten we dat de hoeveelheid opgenomen O2 gelijk is aan de afgegeven hoeveelheid CO2. Dat ligt anders wanneer we een vet als stearinezuur verbranden:

C18H36O2 + 26O2 18CO2 + 18H2O

We zien dan dat de hoeveelheid afgegeven CO2 lager is dan de opgenomen hoeveelheid O2. De verhouding tussen beide wordt ook wel het Respiratoir Quotint genoemd, de RQ:

RQ = hoeveelheid afgegeven CO2 / opgenomen hoeveelheid O2

Voor glucose is de RQ = 1, en voor stearinezuur RQ = 18 : 26 = 0,7.
Door de RQ te meten kun je dus op ieder moment van de dag of week zien waar je je energie verdaan haalt door je ademhalingslucht te analyseren. 

2. De maximale zuurstofopname VO2max

De maximale zuurstofopname, afgekort tot VO2max, wordt vaak genoemd als d maat voor conditie en uithoudingsvermogen. Deze maat geeft aan hoeveel zuurstof jouw lichaam maximaal per minuut kan opnemen. Met die zuurstof worden vetten en suikers in de spieren verbrand.
Per definitie is de VO2max de maximale hoeveelheid zuurstof in ml die iemand per minuut uit de lucht kan opnemen en verwerken per kilogram lichaamsgewicht.

Meestal wordt de VO2max niet rechtstreeks gemeten, maar berekend uit een door de sportfysioloog Jack Daniels in 1978 beschreven relatie die bestaat tussen
Loopsnelheid en zuurstofopname
Tijdsduur en het maximale percentage van de maximale zuurstofopname dat je daarbij kunt volhouden.
Om de VO2max te berekenen wordt dan bijvoorbeeld gebruik gemaakt van de resultaten van een Cooper-test waarin je probeert een zo groot mogelijke afstand te lopen in 12 minuten.
 
Download handleiding    
 
Knoptekst


Bepaling van het Biochemisch Zuurstofverbruik (BZV)

Voor het vaststellen van verontreiniging van oppervlakte- en afvalwater wordt veelvuldig gebruik gemaakt van de zogenaamde BZV-bepaling, waarin het Biochemisch Zuurstof Verbruik wordt gemeten. Onder BZV verstaat men de hoeveelheid zuurstof die nodig is voor de biologische afbraak van de organische stof in 1 liter water.
De bepaling geeft een indruk van het zuurstofverbruik dat in het onderzochte water kan optreden als gevolg van de afbraak van de aanwezige organische stof door micro-organismen. Let wel: het is geen maat voor de hoeveelheid micro-organismen of de hoeveelheid zuurstof in het water, maar een maat voor de hoeveelheid biologisch afbreekbare organische stof.
Het BZV speelt een belangrijke rol in de milieuwetgeving omdat het BZV van een lozing voorspelt hoeveel het zuurstofgehalte in het ontvangende oppervlaktewater zal dalen. Wanneer het BZV van een lozing te hoog is, kan het ontvangende water zuurstofloos worden, met ernstige gevolgen voor de aanwezige organismen die veel zuurstof nodig hebben zoals vissen.

Download handleiding   

Knoptekst


Meten van fotosynthese en ademhaling bij een eencellig groenwier

In de plantenwereld nemen de processen van fotosynthese en ademhaling een centrale plaats in. Metingen aan deze processen bij hogere planten zijn van grote landbouwkundige betekenis: ze geven inzicht in de afhankelijkheid van diverse milieufactoren waardoor productiviteitsverbetering mogelijk wordt. Deze metingen zijn echter lastig uit te voeren met hogere planten. Eencellige algen in water zijn eenvoudiger hanteerbaar en net zo illustratief voor het verkrijgen van inzicht, zowel in theorie als praktijk.

Ademhaling en fotosynthese van in water gesuspendeerde algen hebben invloed op de hoeveelheid in het water opgeloste zuurstof. De hoeveelheid O2/ml in het water kan worden bepaald met behulp van een zuurstofelektrode met meter.

Download handleiding  

Knoptekst

De invloed van planten en dieren op de zuurstofhuishouding van slootwater

Zuurstof is een onmisbare stof voor de planten en dieren. Ze hebben het nodig voor hun ademhaling. In water kan maar weinig zuurstof oplossen: zon 10 milligram per liter. Vissen pompen de hele dag water langs hun kieuwen om aan voldoende zuurstof te komen. Je kunt wel nagaan dat ze het benauwd krijgen als het zuurstofgehalte daalt. Dat gebeurt vooral s nachts als alle planten, dieren en bacterin alleen nog maar ademhalen. Overdag gebeurt dat niet zo gauw, omdat de waterplanten dan zuurstof produceren in het licht.
In deze proef wordt het verloop van het zuurstofgehalte gemeten in verschillende situaties.
 
Download handleiding  

Knoptekst

Bepaling van de toxiciteit een ademhalingsgif bij gist

De legendarische zelfmoordpil waarmee Hitler zich van het leven beroofde bevatte cyaankali. Omdat cyaniden zulke giftige verbindingen zijn vinden we in de natuur talloze planten en dieren die zich daarmee tegen hun vijanden beschermen.

Om de giftigheid van cyanide voor ademhalingsprocessen aan te tonen meten we de ademhalingssnelheid van cellen en stellen dat bloot aan verschillende concentraties kaliumcyanide. Als testmicro-organisme maken we gebruik van instant gistcellen die je bij elke supermarkt kunt kopen.

De Biological Oxygen Monitor (BOM) wordt gebruikt om de metabole activiteit van celsuspensies te meten. Gedroogde gistcellen worden in leidingwater van 30C gereactiveerd. Onder deze omstandigheden is energie nodig voor het onderhoud van de cel. Deze energie wordt vrijgemaakt door respiratie van de reserves in de cel. Deze vorm van ademhaling wordt endogene respiratie genoemd. Indien substraat wordt toegevoegd, dan kunnen er drie dingen gebeuren:

de gistcellen kunnen het substraat benutten als gevolg waarvan de respiratie toeneemt;
het substraat heeft geen effect - de endogene respiratie blijft onveranderd;
de toegevoegde substantie is toxisch voor de gistcellen waardoor uiteindelijk in het geheel geen zuurstofverbruik meer wordt gemeten.
 
Download handleiding  

Knoptekst