Опити за осмоза

Експериментът с осмометър

Вече се запознахме с опит за осмоза на последната страница:

Често задавана задача при изпити

Във вътрешността на осмометъра има по-ниска концентрация на вода, отколкото навън, така че водните молекули дифузират през пикочния мехур на свинята отвън навътре; те се "опитват" да изравнят концентрацията, което, разбира се, не успява, тъй като частиците сол или захар не могат просто да "изчезнат" в осмометъра. Поради проникналите водни молекули обаче в соления разтвор бавно се натрупва хидростатично налягане, което противодейства на притока на водните молекули. След определено време това хидростатично налягане е толкова голямо, че в крайна сметка повече водни молекули не могат да проникнат в соления разтвор. Установено е динамично равновесие.

Плазмолиза

Феноменът

Плазмолиза на растителна клетка

екзекуция

Нарежете лука на малки парченца и издърпайте тънка кожа от едната ципа лук с фината пинсета. Използвайте ножицата, за да изрежете малък квадрат от тази мембрана и да я разгледате под микроскоп. Въпреки това, не поставяте мъничката луковица в капка чешмяна вода, а в капка 10% физиологичен разтвор. Този експеримент става особено ясен, ако клетките са били оцветени предварително (или ако използвате червен лук веднага, където можете да видите протопластите особено добре).

Наблюдения

Вече можете да забележите, че протопластът се свива много бързо; той става значително по-малък за няколко минути.

интерпретация

Обяснението на това наблюдение е съвсем просто, в края на краищата научихме за осмозата и осмометрите.

10% физиологичният разтвор е хипертоничен за протопласта на луковата клетка. С други думи: Концентрацията на вода в протопласта е по-голяма от концентрацията на вода в солевия разтвор. Така че водата "иска" да се разпространява отвътре навън. Клетъчната мембрана на луковата клетка също е пропусклива за водни молекули. Така че има такава дифузия.

Солените йони "искат" да се дифузират в луковата клетка поради градиента на концентрацията, но не могат, защото мембраната не ги пропуска. Мембраната не е пропусклива за натриеви и хлоридни йони.

В крайна сметка клетката губи вода към външната среда, без да връща частици обратно. В микроскопа можете да видите как протопластите стават все по-малки и по-малки и накрая се свиват в сферична форма.

Още въпроси

Кога този процес спира? В крайна сметка протопластите изчезват напълно?

С изтичането на водните молекули концентрацията на частици вътре в протопласта се увеличава. Помислете за дефиницията на термина „концентрация“: количество вещество на обем. Тъй като обемът на протопластите става все по-малък и по-малък, концентрацията на различните разтворени вещества в протопласта се увеличава.

В един момент общата концентрация на частиците, разтворени в протопласта, е точно толкова голяма, колкото концентрацията на сол във външната среда. Така че сега има един вид баланс на концентрацията и дифузията на водните молекули навън очевидно спира. установено е динамично равновесие.

Сравнение с теста с осмометър

При теста с осмометър състоянието на равновесие се установява от факта, че хидростатичното налягане в солевия разтвор се увеличава, а именно чрез абсорбцията на водните молекули, дифузирани от външната среда.

По време на плазмолизата се установява динамичното равновесие, като концентрацията на веществото в протопласта се увеличава, докато накрая достигне стойността на външната среда.

Деплазмолиза

Процесът на деплазмолиза може да бъде обяснен още по-добре с експеримента с осмометър. Ако хванете луковата мембрана с свитите протопласти с пинсетите и ги поставите в капка чешмяна вода, можете да наблюдавате обратния процес: протопластите отново увеличават обема си, докато се установи първоначалното естествено състояние.

Обяснението за тази деплазмолиза сега е съвсем просто: в протопласта има по-голяма концентрация на вещества, отколкото във водата от чешмата - или казано по друг начин: има по-голяма концентрация на вода в чешмяната вода, отколкото в протопласта, така че водата дифундира от външната среда в протопластите.

Деплазмолизата става интересна, ако не се извършва с чешмяна вода, а с дестилирана вода. Сега протопластите стават още по-големи, клетките стават наистина „пълни“. Увеличаването на обема обаче е ограничено от твърдата клетъчна стена. Сега можете да сравните този експеримент с експеримента с осмометър: Чрез абсорбиране на вода от външната среда в клетката се натрупва хидростатично налягане, което се увеличава с всяка абсорбирана водна молекула. Това хидростатично налягане е противоположно на притока на вода. Тъй като в протопласта има много разтворени вещества, но изобщо няма в дестилираната вода, никога няма пълен баланс на концентрацията. Клетката ще абсорбира все повече и повече вода и протопластът ще става все по-голям и по-голям - ако не беше клетъчната стена, което ограничава увеличаването на обема на протопласта.

Ако експериментът се проведе с животински клетки, например с клетки на устната лигавица, всъщност може да се наблюдава избухването на клетките, когато се поставят в дестилирана вода. Това е и причината, поради която човек никога не трябва да пие дестилирана вода.

Опитът с картофена бутилка

Този експеримент често се провежда в клас и също е бил обект на различни изпити.

екзекуция

Правоъгълна филийка се изрязва от картоф, който след това се нарязва на шест „пържени картофки“ с еднаква дължина, еднаква дебелина, еднаква ширина и еднаква дължина. Отбелязва се дължината на картофените цилиндри.

Шест колби или чаши на Erlenmeyer се приготвят със захарни разтвори със следната концентрация: 0 mol/l, 0,2 mol/l, 0,4 mol/l, 0,6 mol/l, 0,8 mol/l и 1,0 mol/l.

След това във всеки стъклен съд се поставя един от картофените цилиндри. След един ден цилиндрите се отстраняват и се измерва дължината.

След това дължината на цилиндрите се нанася спрямо концентрацията на захарния разтвор в координатна система.

Наблюдения

Резултати от експеримента с картофи

Тук можете да видите резултатите от експеримента с картофи. Използвам веднъж тази възможност и ви показвам как може да изглежда описание на резултатите от изпит.

Отрицателен пример - определено не трябва да го правите по този начин:

При концентрация на захар 0 mol/l, картофените бутилки са с дължина 4,7 cm.
При концентрация на захар от 0,2 mol/l, картофените цилиндри са с дължина 4,4 cm.
При концентрация на захар 0,4 mol/l, картофените цилиндри са с дължина 4,2 cm.
С концентрация на захар 0,6 mol/l, картофените цилиндри са с дължина 4,0 cm.
С концентрация на захар 0,8 mol/l, картофените цилиндри са с дължина 3,7 cm.
С концентрация на захар 1,0 mol/l, картофените цилиндри са с дължина 3,4 cm.

Какво не е наред с това описание, правилно ли са изложени всички факти? Тук няма следа от някакво разбиране, цифрите просто се отчитат и записват подредено.

Положителен пример - трябва да направите нещо подобно:

Ясно се вижда, че дължината на картофените цилиндри зависи от концентрацията на захар във външната среда. Колкото по-висока е концентрацията на захар, толкова по-къси са бутилките. Стойностите варират между 4,7 cm в дестилирана вода и 3,4 cm в 1 моларен разтвор на захар. Интересно е също, че при концентрация от 0,6 mol/l дължината на картофения цилиндър изобщо не се е променила.

Какво е по-добро за това описание? Учителят веднага разбира, че разбирате връзката между концентрацията на захар и дължината на бутилките. И очевидно вече сте осъзнали, че 0,6 молният захарен разтвор е изотоничен за клетките на картофа, тъй като дължината на цилиндрите не се е променила при тази концентрация.

интерпретация

При концентрация от 0,6 mol/l захарният разтвор е хипертоничен за картофените клетки, така че водата дифундира от картофените клетки в захарен разтвор. Картофените клетки стават по-малки (отново ограничени от твърдата клетъчна стена) и картофените цилиндри се свиват.

Концентрацията от 0,6 mol/l е изотонична за картофените клетки, така че съдържа точно толкова разтворени частици на единица обем, колкото протоплазмата, и следователно концентрацията на вода също е същата. Няма видима дифузия на вода, цилиндрите не променят дължината си.