Az ozmózis kísérletei
Az ozmométeres kísérlet
Az ozmózis kísérletét már az utolsó oldalon megismertük:
Gyakran feltett feladat a vizsgákon
Az ozmométer belsejében alacsonyabb a vízkoncentráció, mint kívül, így a vízmolekulák a disznó hólyagján keresztül kívülről befelé diffundálnak; "megpróbálják" kiegyenlíteni a koncentrációt, ami természetesen nem sikerül, mert a só vagy a cukor részecskék nem egyszerűen "eltűnhetnek" az ozmométerben. A behatolt vízmolekulák miatt azonban a sóoldatban lassan kialakul egy hidrosztatikus nyomás, amely ellensúlyozza a vízmolekulák beáramlását. Egy bizonyos idő elteltével ez a hidrosztatikus nyomás olyan nagy, hogy a végén a sóoldatba már nem tud behatolni több vízmolekula. Dinamikus egyensúly alakult ki.
Plasmolysis
A jelenség
Növényi sejt plazmolízise
végrehajtás
Vágjon egy hagymát apró darabokra, és a finom csipesszel húzza le a hagymahéjak egyikéről egy vékony héjat. Az ollóval vágjon ki egy kis négyzetet ebből a membránból, és vizsgálja meg mikroszkóp alatt. Az apró hagymahéjat azonban nem egy csepp csapvízbe helyezi, hanem egy 10% -os sóoldatba. Ez a kísérlet különösen akkor válik egyértelművé, ha a sejteket előzetesen színezték (vagy ha azonnal vöröshagymát használ, ahol különösen jól láthatja a protoplasztokat).
Megfigyelések
Most megfigyelheti, hogy a protoplaszt nagyon gyorsan összehúzódik; néhány percen belül lényegesen kisebb lesz.
értelmezés
Ennek a megfigyelésnek a magyarázata meglehetősen egyszerű, elvégre mindent megtudtunk az ozmózisról és az ozmométerekről.
A 10% -os sóoldat hipertóniás a hagymasejt protoplasztjával szemben. Fordítva: A protoplaszt vízkoncentrációja nagyobb, mint a sóoldatban található vízkoncentráció. Tehát a víz belülről kifelé akar diffundálni. A hagymasejt sejtmembránja átereszti a vízmolekulákat is. Tehát van egy ilyen diffúzió.
A sóionok a koncentrációs gradiens miatt "szeretnének" diffundálni a hagymasejtbe, de nem, mert a membrán nem engedi át őket. A membrán nem átereszti a nátrium- és kloridionokat.
Végül a sejt elveszíti a vizet a külső közeghez anélkül, hogy részecskéket visszanyerne. A mikroszkópban láthatja, hogy a protoplasztok egyre kisebbek és végül gömb alakúvá válnak.
További kérdések
Mikor áll le ez a folyamat? A protoplasztok végül teljesen eltűnnek?
Amint a vízmolekulák kiszöknek, a protoplaszt belsejében növekszik a részecskék koncentrációja. Gondoljon a "koncentráció" kifejezés meghatározására: az anyag mennyisége térfogatonként. Amint a protoplasztok térfogata kisebb lesz, a protoplaszt különböző oldott anyagainak koncentrációja növekszik.
Egy bizonyos ponton a protoplasztban oldott részecskék teljes koncentrációja pontosan akkora, mint a külső közegben lévő sókoncentráció. Tehát most van egyfajta koncentrációs egyensúly, és a vízmolekulák kifelé történő diffúziója látszólag megáll. dinamikus egyensúly alakult ki.
Összehasonlítás az ozmométeres teszttel
Az ozmométeres teszt során az egyensúlyi állapotot az állapította meg, hogy a sóoldatban a hidrosztatikus nyomás nőtt, nevezetesen a külső közegből diffundáló vízmolekulák abszorpciója révén.
A plazmolízis során a dinamikus egyensúly megteremtődik azáltal, hogy az anyag koncentrációja a protoplasztban addig nő, amíg végül el nem éri a külső közeg értékét.
Deplasmolysis
A deplasmolysis folyamata még jobban megmagyarázható az ozmométeres kísérlettel. Ha megfogja a hagymamembránt az összezsugorodott protoplasztokkal a csipesszel, és egy csepp csapvízbe helyezi, akkor az ellenkező folyamat figyelhető meg: a protoplasztok térfogata ismét növekszik, amíg az eredeti természetes állapot létre nem jön.
Ennek a deplazmolízisnek a magyarázata mára meglehetősen egyszerű: A protoplasztban nagyobb az anyagkoncentráció, mint a csapvízben - vagy másképpen fogalmazva: a csapvízben nagyobb a vízkoncentráció, mint a protoplasztban, így a víz a külső közegből a protoplasztokba diffundál.
A deplasmolysis akkor válik érdekessé, ha azt nem csapvízzel, hanem desztillált vízzel hajtják végre. Most a protoplasztok még nagyobbak lesznek, a sejtek valóban "dúsak". A térfogat növekedését azonban a merev sejtfal korlátozza. Most összehasonlíthatja ezt a kísérletet az ozmométeres kísérlettel: Amikor a víz felszívódik a külső közegből, a sejtben hidrosztatikus nyomás képződik, amely minden felszívódó vízmolekulával növekszik. Ez a hidrosztatikus nyomás ellentétes a víz beáramlásával. Mivel a protoplasztban sok oldott anyag van, de a desztillált vízben egyáltalán nincs, soha nincs teljes egyensúlyi egyensúly. A sejt egyre több vizet szívna fel, és a protoplaszt egyre nagyobbá válna - ha nem lenne a sejtfal, ez korlátozza a protoplaszt térfogatának növekedését.
Ha a kísérletet állati sejtekkel végzik, például a szájnyálkahártya sejtjeivel, akkor megfigyelhető, hogy a sejtek lepattannak, amikor desztillált vízbe helyezik őket. Ez az oka annak is, hogy soha nem szabad desztillált vizet inni.
A burgonyahenger kísérlet
Ezt a kísérletet gyakran osztályon hajtják végre, és különféle vizsgák tárgyát is képezték.
végrehajtás
Téglalap alakú szeletet vágnak egy burgonyából, amelyet ezután hat azonos hosszúságú, azonos vastagságú, azonos szélességű és hosszúságú "hasábburgonyára" vágnak. Megjegyezzük a burgonyahengerek hosszát.
Hat Erlenmeyer-lombikot vagy főzőpoharat készítünk a következő koncentrációjú cukoroldatokkal: 0 mol/l, 0,2 mol/l, 0,4 mol/l, 0,6 mol/l, 0,8 mol/l és 1,0 mol/l.
Ezután az egyik burgonya palackot minden üvegedénybe helyezzük. Egy nap múlva a hengereket eltávolítják és megmérik a hosszát.
Ezután a hengerek hosszát egy koordináta-rendszerben ábrázoljuk a cukoroldat koncentrációjával szemben.
Megfigyelések
A burgonyakísérlet eredményei
Itt láthatja a burgonyakísérlet eredményeit. Egyszer élek ezzel a lehetőséggel, és megmutatom, milyen lehet egy vizsga eredményeinek leírása.
Negatív példa - ezt biztosan nem szabad így tennie:
- 0 mol/l cukorkoncentráció mellett a burgonyahengerek 4,7 cm hosszúak.
- 0,2 mol/l cukorkoncentráció mellett a burgonyahengerek 4,4 cm hosszúak.
- 0,4 mol/l cukorkoncentráció mellett a burgonyahengerek 4,2 cm hosszúak.
- 0,6 mol/l cukorkoncentráció mellett a burgonyahengerek 4,0 cm hosszúak.
- 0,8 mol/l cukorkoncentráció mellett a burgonyahengerek 3,7 cm hosszúak.
- 1,0 mol/l cukorkoncentráció mellett a burgonyahengerek 3,4 cm hosszúak.
Mi a baj ezzel a leírással, minden tényt helyesen állítottak-e? Itt nincs nyoma semmiféle megértésnek, a számokat egyszerűen rendezett módon leolvassák és leírják.
Pozitív példa - valami hasonlót kellene tennie:
- Jól látható, hogy a burgonyahengerek hossza függ a külső közeg cukortartalmától. Minél magasabb a cukorkoncentráció, annál rövidebbek a hengerek. Az értékek 4,7 cm desztillált vízben és 3,4 cm között változnak az 1 moláris cukoroldatban. Az is érdekes, hogy 0,6 mol/l koncentrációnál a burgonyahenger hossza egyáltalán nem változott.
Mi a jobb ebben a leírásban? A tanár azonnal rájön, hogy megérti a cukorkoncentráció és a hengerek hossza közötti kapcsolatot. És nyilvánvalóan már felismerte, hogy az 0,6 moláris cukoroldat izotóniás a burgonya sejtjeivel szemben, mivel a hengerek hossza ennél a koncentrációnál nem változott.
értelmezés
0,6 mol/l koncentrációban a cukoroldat hipertóniás a burgonyasejtekkel szemben, ezért a víz a burgonyasejtekből diffundál a cukoroldatba. A burgonya sejtjei kisebbek lesznek (ismét korlátozza a merev sejtfal), és a burgonya hengerek zsugorodnak.
A 0,6 mol/l koncentráció izotóniás a burgonyasejtekre nézve, ezért egységnyi térfogatban pontosan annyi oldott részecskét tartalmaz, mint a protoplazma, ezért a víz koncentrációja is megegyezik. Nincs látható diffúzió a vízben, a hengerek nem változtatják meg a hosszukat.