Încercări de osmoză
Experimentul osmometru
Am aflat deja o încercare de osmoză pe ultima pagină:
O sarcină frecventă la examene
Există o concentrație mai mică de apă în interiorul osmometrului decât în exterior, astfel încât moleculele de apă se difuzează prin vezica porcului din exterior în interior; ei „încearcă” să echilibreze concentrația, care desigur nu funcționează deoarece particulele de sare sau zahăr nu pot pur și simplu „dispărea” în osmometru. Cu toate acestea, datorită moleculelor de apă pătrunse, o presiune hidrostatică se acumulează încet în soluția de sare, ceea ce contracarează fluxul de molecule de apă. După un anumit timp, această presiune hidrostatică este atât de mare încât la final nu mai pot pătrunde molecule de apă în soluția de sare. S-a stabilit un echilibru dinamic.
Plasmoliza
Fenomenul
Plasmoliza unei celule vegetale
execuţie
Tăiți o ceapă în bucăți mici și scoateți o piele subțire de pe una din cojile de ceapă cu o pensetă fină. Folosiți foarfeca pentru a tăia un mic pătrat din această membrană și examinați-l la microscop. Cu toate acestea, nu puneți ceapa minusculă de ceapă într-o picătură de apă de la robinet, ci într-o picătură de soluție salină 10%. Acest experiment devine deosebit de clar dacă celulele au fost colorate în prealabil (sau dacă utilizați imediat ceapă roșie, unde puteți vedea protoplastii deosebit de bine).
Observații
Acum puteți observa că protoplastul se contractă foarte repede; devine semnificativ mai mic în câteva minute.
interpretare
Explicația acestei observații este destul de simplă, la urma urmei am aflat despre osmoză și osmometre.
Soluția salină 10% este hipertonică pentru protoplastul celulei de ceapă. Cu alte cuvinte: Concentrația de apă din protoplast este mai mare decât concentrația de apă din soluția salină. Deci apa „vrea” să difuzeze din interior în exterior. Membrana celulară a celulei de ceapă este, de asemenea, permeabilă la moleculele de apă. Deci, există o astfel de difuzie.
Ionii de sare „vor” să difuzeze în celula de ceapă din cauza gradientului de concentrație, dar nu pot pentru că membrana nu le lasă să treacă. Membrana nu este permeabilă la ionii de sodiu și clorură.
În cele din urmă, celula pierde apă în mediul extern fără a obține particule înapoi. În microscop puteți vedea cum protoplastele devin din ce în ce mai mici și, în cele din urmă, se contractă într-o formă sferică.
Alte întrebări
Când se oprește acest proces? Protoplastele dispar în cele din urmă complet?
Pe măsură ce moleculele de apă scapă, concentrația particulelor din interiorul protoplastului crește. Gândiți-vă la definiția termenului „concentrație”: cantitatea de substanță pe volum. Pe măsură ce volumul protoplastilor devine mai mic, concentrația diferitelor substanțe dizolvate din protoplast crește.
La un moment dat, concentrația totală a particulelor dizolvate în protoplast este exact la fel de mare ca și concentrația de sare din mediul extern. Deci, acum există un fel de echilibru de concentrație și difuzia moleculelor de apă către exterior se oprește aparent; s-a stabilit un echilibru dinamic.
Comparație cu testul osmometru
În testul osmometrului, starea de echilibru a fost stabilită prin faptul că presiunea hidrostatică în soluția de sare a crescut, și anume prin absorbția moleculelor de apă care s-au difuzat din mediul extern.
În timpul plasmolizei, echilibrul dinamic este stabilit de faptul că concentrația substanței din protoplast crește până când ajunge în cele din urmă la valoarea mediului extern.
Deplasmoliză
Procesul deplasmolizei poate fi explicat și mai bine cu experimentul osmometru. Dacă prinzi membrana de ceapă cu protoplastele micșorate cu penseta și le așezi într-o picătură de apă de la robinet, poți observa procesul opus: protoplastele cresc din nou din volum până se stabilește starea naturală originală.
Explicația pentru această deplasmoliză este acum destul de simplă: în protoplast există o concentrație mai mare de substanțe decât în apa de la robinet - sau pentru a spune altfel: există o concentrație mai mare de apă în apa de la robinet decât în protoplast, astfel încât apa difuzează din mediul extern în protoplaste.
Deplasmoliza devine interesantă dacă nu se realizează cu apă de la robinet, ci cu apă distilată. Acum protoplastii devin și mai mari, celulele devin cu adevărat „plinute”. Cu toate acestea, creșterea volumului este limitată de peretele celular rigid. Acum puteți compara acest experiment cu experimentul osmometru: Prin absorbirea apei din mediul extern, se acumulează o presiune hidrostatică în celulă, care crește cu fiecare moleculă de apă absorbită. Această presiune hidrostatică este opusă fluxului de apă. Deoarece există multe substanțe dizolvate în protoplast, dar deloc în apa distilată, nu există niciodată un echilibru complet al concentrației. Celula ar absorbi din ce în ce mai multă apă și protoplastul ar deveni din ce în ce mai mare - dacă nu ar fi peretele celular, ceea ce limitează creșterea volumului protoplastului.
Dacă experimentul se desfășoară cu celule animale, de exemplu cu celule ale membranei mucoasei bucale, se pot observa efectiv celulele care se sparg atunci când sunt plasate în apă distilată. Acesta este și motivul pentru care nu trebuie să beți apă distilată în niciun caz.
Încercarea cilindrului de cartofi
Acest experiment se face adesea în clasă și a făcut, de asemenea, obiectul diferitelor examene.
execuţie
O felie dreptunghiulară este tăiată dintr-un cartof, care este apoi tăiat în șase „cartofi prăjiți” de aceeași lungime, aceeași grosime, aceeași lățime și aceeași lungime. Se notează lungimea cilindrilor de cartofi.
Se prepară șase baloane sau pahare Erlenmeyer cu soluții de zahăr cu următoarea concentrație: 0 mol/l, 0,2 mol/l, 0,4 mol/l, 0,6 mol/l, 0,8 mol/l și 1,0 mol/l.
Unul dintre cilindrii de cartofi este apoi plasat în fiecare vas de sticlă. După o zi, cilindrii sunt îndepărtați și lungimea măsurată.
Lungimea cilindrilor este reprezentată apoi în funcție de concentrația soluției de zahăr într-un sistem de coordonate.
Observații
Rezultatele experimentului cu cartofi
Aici puteți vedea rezultatele experimentului cu cartofi. Profit o dată de această ocazie și vă arăt cum ar putea arăta o descriere a rezultatelor la un examen.
Exemplu negativ - cu siguranță nu ar trebui să faceți acest lucru:
- Cu o concentrație de zahăr de 0 mol/l, cilindrii de cartofi au o lungime de 4,7 cm.
- Cu o concentrație de zahăr de 0,2 mol/l, cilindrii de cartofi au o lungime de 4,4 cm.
- Cu o concentrație de zahăr de 0,4 mol/l, cilindrii de cartofi au o lungime de 4,2 cm.
- Cu o concentrație de zahăr de 0,6 mol/l, cilindrii de cartofi au o lungime de 4,0 cm.
- Cu o concentrație de zahăr de 0,8 mol/l, cilindrii de cartofi au o lungime de 3,7 cm.
- Cu o concentrație de zahăr de 1,0 mol/l, cilindrii de cartofi au o lungime de 3,4 cm.
Ce este în neregulă cu această descriere, au fost afirmate corect toate faptele? Nu există nicio urmă de înțelegere aici, numerele sunt citite și scrise pur și simplu în ordine.
Exemplu pozitiv - ar trebui să faceți ceva similar:
- Se poate vedea clar că lungimea cilindrilor de cartof depinde de concentrația de zahăr din mediul extern. Cu cât este mai mare concentrația de zahăr, cu atât cilindrii sunt mai scurți. Valorile variază între 4,7 cm în apă distilată și 3,4 cm în soluția de zahăr 1 molar. De asemenea, este interesant faptul că, la o concentrație de 0,6 mol/l, lungimea cilindrului de cartof nu s-a schimbat deloc.
Ce este mai bine la această descriere? Profesorul își dă seama imediat că înțelegeți relația dintre concentrația de zahăr și lungimea buteliilor. Și, evident, ați recunoscut deja că soluția de zahăr de 0,6 molari este izotonică pentru celulele cartofului, deoarece lungimea cilindrilor nu s-a modificat la această concentrație.
interpretare
La o concentrație de 0,6 mol/l, soluția de zahăr este hipertonică pentru celulele cartofului, astfel încât apa se difuzează din celulele cartofului în soluția de zahăr. Celulele cartofului devin mai mici (din nou limitate de peretele celular rigid) și cilindrii cartofului se micșorează.
Concentrația de 0,6 mol/l este izotonică pentru celulele cartofului, deci conține exact la fel de multe particule dizolvate pe unitate de volum ca protoplasma și, prin urmare, concentrația de apă este, de asemenea, aceeași. Nu există o difuzie vizibilă a apei, cilindrii nu își schimbă lungimea.