101 POMYSA
ÓW
TRANSPORT SUBSTANCJI
KRYSTYNA BISKUP
DOŚWIADCZENIA I OBSERWACJE
TRANSPORT SUBSTANCJI
Krystyna Biskup
Zanim przystąpimy do doświadczeń nad osmozą i dyfuzją, powinniśmy skonsultować się z nauczycielem
fizyki. W ten sposób zapobiegniemy dublowaniu doświadczeń i jednocześnie mamy możliwość wykorzy-
stania wiadomości uczniów zdobytych na lekcjach fizyki.
więcej na stronie internetowej http://www.mac.pl/
101 POMYSA
ÓW
TRANSPORT SUBSTANCJI
KRYSTYNA BISKUP
Doświadczenie 1
Obserwacja procesu dyfuzji
Doświadczenie wykonuje nauczyciel. Doświadczenie należy przygotować około 8 dni wcześniej.
Środki dydaktyczne: woda, kolorowy, np. czerwony syrop owocowy, cylinder, pipety, marker do pisa-
nia na szkle.
Przygotowanie doświadczenia
" Wlewamy 200 ml wody do cylindra i za pomocą pipety podwarstwiamy ją ostrożnie kolorowym, np.
czerwonym syropem owocowym.
" Zaznaczamy na cylindrze wysokość warstwy syropu.
" Cylinder odstawiamy w miejsce możliwie wolne od wstrząsów.
" Wyznaczeni uczniowie przez cały tydzień codziennie mierzą linijką wysokość warstwy syropu i zapi-
sują wyniki obserwacji w tabeli.
Dzień obserwacji Wysokość warstwy syropu (mm)
Pierwszy
Drugi
Trzeci
Czwarty
Piąty
Szósty
Siódmy
Analiza wyników doświadczenia
" Na najbliższej lekcji po siedmiu dniach obserwacji uczniowie analizują wyniki i odpowiadają na pyta-
nia:
- Dlaczego na początku doświadczenia syrop znajdujący się na dnie cylindra jest wyraz
nie oddzielony
od wody?
- Wyjaśnij, dlaczego syrop podnosi się w cylindrze?
- Na czym polega proces dyfuzji?
więcej na stronie internetowej http://www.mac.pl/
101 POMYSA
ÓW
TRANSPORT SUBSTANCJI
KRYSTYNA BISKUP
Wyniki doświadczenia
Bezpośrednio po podwarstwieniu, syrop jest wyraz
nie oddzielony od wody. Wraz z upływem czasu gra-
nica między wodą a syropem zaciera się, a syrop podnosi się w cylindrze, jednocześnie stale ulegając
rozcieńczeniu.
Omówienie doświadczenia
Syrop owocowy ma ciężar właściwy większy niż woda. Dlatego z początku jest on na dnie cylindra wy-
raz
nie oddzielony od wody. Z czasem syrop podnosi się powoli ku górze na skutek ruchów molekular-
nych, a woda przemieszcza się jednocześnie do warstwy syropu. Proces ten trwa dopóty, dopóki nie na-
stąpi całkowite wymieszanie się wody z syropem. Proces ten nazywamy dyfuzją. Dyfuzja odgrywa dużą
rolę w przewodzeniu soli mineralnych rozpuszczonych w soku roślinnym.
więcej na stronie internetowej http://www.mac.pl/
101 POMYSA
ÓW
TRANSPORT SUBSTANCJI
KRYSTYNA BISKUP
Doświadczenie 2
Wykazanie działania ciśnienia osmotycznego
Doświadczenie wykonuje nauczyciel. Czas pracy około 1 godziny.
Środki dydaktyczne: 20% roztwór NaCl, woda, eozyna, wazelina, osmometr, pęcherz wołowy lub cielę-
cy, detergent, słoik twist, marker do pisania na szkle, linijka.
" Rozpuszczamy 20 g NaCl (sól kuchenna) w 100 ml wody i otrzymany roztwór zabarwiamy eozyną.
" Zamykamy kciukiem otwór rurki osmometru i wlewamy do niego przygotowany dwudziestoprocento-
wy roztwór NaCl.
" Brzeg osmometru smarujemy wazeliną i mocno zawiązujemy na nim kawałek pęcherza wołowego lub
cielęcego.
" Słoik (najlepszy słoik twist) wypełniamy wodą i zanurzamy w niej osmometr, który mocujemy
uprzednio w wywierconej pokrywce.
" Górny poziom roztworu w osmometrze zaznaczamy markerem i w odstępach pięciominutowych mie-
rzymy linijką podnoszenie się dwudziestoprocentowego roztworu chlorku sodu w rurce.
" Uczniowie projektują tabelę i zapisują w niej dane, a wyniki przedstawiają w formie wykresu. Następ-
nie formułują problem i hipotezę badawczą. Zastanawiają się, w jaki sposób mogą przeprowadzić pró-
bę kontrolną?
" Po zakończeniu doświadczenia uczniowie odpowiadają na pytania:
- Jaką rolę pełni pęcherz w tym doświadczeniu?
- Wyjaśnij, na czym polega proces osmozy.
- Wyjaśnij, dlaczego poziom cieczy w osmometrze rośnie.
Uwaga
Świeży pęcherz nadmuchujemy i pozostawiamy do wysuszenia. Następnie
wycinamy kawałek suchego pęcherza, który dokładnie myjemy w detergencie
a następnie zalewamy gorącą wodą i pozostawiamy na około 25 min. Tak
przygotowany pęcherz naciągamy na dzwon osmometru (może nim być lejek).
Można odtłuścić pęcherz, zanurzając go w benzynie lub innym rozpuszczalni-
ku organicznym.
więcej na stronie internetowej http://www.mac.pl/
101 POMYSA
ÓW
TRANSPORT SUBSTANCJI
KRYSTYNA BISKUP
Wyniki doświadczenia
Zabarwiony roztwór soli wznosi się stale w rurce osmometru.
Problem badawczy
Badanie intensywności osmozy za pomocą osmometru.
Hipoteza
Głównym czynnikiem powodującym wznoszenie się roztworu soli w rurce osmometru jest przenikanie
cząsteczek wody przez błonę półprzepuszczalną, rozdzielającą roztwory o różnych stężeniach.
Próbę kontrolną przeprowadzamy w podobny sposób, lecz osmometr napełniamy tylko wodą.
Omówienie doświadczenia
Zachodzi osmoza - specyficzny typ dyfuzji cząsteczek wody przez błonę półprzepuszczalną ze środowi-
ska o niższym stężeniu do środowiska o wyższym stężeniu.
Woda ze słoja przenika (dyfunduje) przez pęcherz do roztworu NaCl w osmometrze, podczas gdy roztwór
NaCl przenika przez pęcherz do otaczającej wody bardzo wolno. Dzięki temu procesowi, zwanemu
osmozą, ilość cieczy w osmometrze rośnie i jej poziom w rurce się podnosi, aż do chwili, kiedy ciśnienie
hydrostatyczne zrównoważy ciśnienie osmotyczne (osmoza przebiega zawsze w kierunku bardziej stężo-
nego roztworu). Ten sam proces zachodzi przy pobieraniu wody przez komórki roślinne. Sok komórkowy
zawiera także rozpuszczone substancje osmotycznie czynne, które znajdują się w wakuoli oddzielonej
półprzepuszczalną błoną komórkową od cytoplazmy.
więcej na stronie internetowej http://www.mac.pl/
101 POMYSA
ÓW
TRANSPORT SUBSTANCJI
KRYSTYNA BISKUP
Doświadczenie 3
Obserwowanie tworzenia się błon półprzepuszczalnych i procesu osmozy
Uczniowie pracują indywidualnie, czas pracy około 5 minut.
Środki dydaktyczne: CuSO4, żelazicyjanek potasu, woda, probówki oraz stojak na probówki.
" Rozpuść w probówce 1 g siarczanu miedzi (CuSO4) w 20 ml wody.
" Do tego roztworu wrzuć kryształek żelazicyjanku potasu
(K3[Fe(CN)6].
" Próbówkę wstaw do stojaka i obserwuj rozpuszczanie się kryształu.
" Opisz w kilku zdaniach obserwowany proces. Używaj następujących określeń: dyfuzja, osmoza, roz-
twór o mniejszym stężeniu, roztwór o większym stężeniu, błona uwypukla się, selektywność, struktura
błon komórkowych, pory o zróżnicowanej średnicy.
" Następnie graficznie zilustruj obserwowany proces, uzupełniając rysunek:
Wyniki doświadczenia
Opis obserwacji rozpuszczającego się kryształku żelazicyjanku potasu: Żelazicyja-
nek potasu nie rozpuszcza się równomiernie w roztworze siarczanu miedzi (II). W
probówce powstaje nieregularny  twór z rozpuszczonego żelazicyjanku, który od-
dzielony jest od roztworu siarczanu miedzi cienką błonką. Błona ta uwypukla się
stale i pęka w różnych miejscach. W miejscu pęknięcia na zewnątrz wydobywa się
kropla roztworu, która natychmiast otacza się nową błoną. W ten sposób powstaje
rozgałęziony  twór .
więcej na stronie internetowej http://www.mac.pl/
101 POMYSA
ÓW
TRANSPORT SUBSTANCJI
KRYSTYNA BISKUP
Omówienie doświadczenia
Żelazicyjanek potasu rozpuszcza się w roztworze siarczanu miedzi(II). Na granicy między stężonym roz-
tworem żelazicyjanku potasu a roztworem siarczanu miedzi tworzy się nierozpuszczalna w wodzie błona
żelazicyjanku potasu. Przepuszcza ona cząsteczki wody, ale nie przepuszcza jonów rozpuszczonych soli.
Wskutek tego woda dzięki ciśnieniu osmotycznemu przenika z roztworu o niskim stężeniu przez błonę
bardziej stężonego roztworu żelazicyjanku potasu i rozpuszcza dalsze jego ilości. Równocześnie błona
uwypukla się i w końcu pęka, uwalniając na zewnątrz krople żelazicyjanku potasu. Kropla ta natychmiast
otacza się ponownie błoną, która znów zaczyna się uwypuklać i pęka. Błonę, przez którą przenikają
drobne cząsteczki, a która nie przepuszcza większych cząsteczek, nazywamy błoną półprzepuszczalną.
Tak więc osmoza to specyficzny typ dyfuzji rozpuszczalnika (tu: wody) związany z obecnością półprze-
puszczalnych błon komórkowych rozdzielających roztwory o różnych stężeniach. Kierunek przepływu
jest od roztworu o mniejszym stężeniu do roztworu o stężeniu większym. Przepuszczalność błon plazma-
tycznych jest uwarunkowana ich strukturą. W błonach obecne są pory o zróżnicowanej średnicy, co z ko-
lei warunkuje przepływ cząsteczek o różnej wielkości. Błony plazmatyczne w komórkach stanowią błony
półprzepuszczalne, które działają selektywnie, tzn. jedne substancje przepuszczają łatwiej, np. wodę, a
inne trudniej, np. cząsteczki żelazicyjanku potasu.
więcej na stronie internetowej http://www.mac.pl/
101 POMYSA
ÓW
TRANSPORT SUBSTANCJI
KRYSTYNA BISKUP
Doświadczenie 4
Badanie, czy żywe komórki roślinne są półprzepuszczalne
Uczniowie pracują indywidualnie, czas pracy 3 godziny. Doświadczenie można przeprowadzić na zaję-
ciach pozalekcyjnych.
Środki dydaktyczne: bulwa buraka cukrowego, woda, kwas octowy, bibuła filtracyjna, nóż, waga labo-
ratoryjna, szalka Petriego, zlewki o pojemności 400 ml, kuchenka elektryczna.
Przygotowanie doświadczenia:
" Odetnij trzy równe kawałki z buraka.
" Płaszczyzny cięcia obmyj wodą i osusz bibułą filtracyjną.
" Następnie zważ dokładnie te trzy kawałki i wyniki zapisz w tabeli.
" Kawałki buraka susz przez dwa dni na otwartej szalce Petriego na powietrzu, po czym ponownie je
zważ i zapisz wyniki pomiaru.
Wykonanie doświadczenia:
" Do trzech zlewek o pojemności 400 ml włóż po kawałku buraka.
" Do zlewki pierwszej i drugiej nalej wody. Zawartość gotuj przez około trzy minuty. Do trzeciej zlewki
nalej kwasu octowego.
" Po trzech godzinach sprawdz
zabarwienie cieczy w zlewkach, a kawałki buraka wyjmij, osusz bibułą
filtracyjną i ponownie zważ.
" Wyniki zapisz w tabeli.
Postępowanie Pierwszy kawałek Drugi kawałek buraka Trzeci kawałek bu-
buraka raka
Pierwsze ważenie
Ważenie po 2 dniach
Ostatnie ważenie
Zlewka z wodą Zlewka z wodą po go- Zlewka z kwasem
towaniu octowym
Zabarwienie po trzech go-
dzinach
więcej na stronie internetowej http://www.mac.pl/
101 POMYSA
ÓW
TRANSPORT SUBSTANCJI
KRYSTYNA BISKUP
" Po zakończeniu doświadczenia uczniowie wyjaśniają, co zaszło w trzech zlewkach z kawałkami bura-
ków. Wyciągają wnioski dotyczące osmozy w żywych i martwych tkankach buraka, formułują pro-
blem i hipotezę badawczą.
Postępowanie Pierwszy kawałek Drugi kawałek buraka Trzeci kawałek bu-
buraka raka
Pierwsze ważenie
Ważenie po 2 dniach
Ostatnie ważenie odzyskał pierwotną waży mniej waży mniej
wagę
Zlewka z wodą Zlewka z wodą po go- Zlewka z kwasem
towaniu octowym
Zabarwienie po trzech go- przez
roczysta czerwona czerwona
dzinach
Problem badawczy
Badanie wpływu czynników zewnętrznych na przepuszczalność błon komórkowych.
Hipoteza
Żywe komórki są półprzepuszczalne.
Omówienie doświadczenia
Z kawałków buraka leżącego przez dwa dni na powietrzu, wyparowała część wody. Burak w pierwszej
zlewce pobrał ponownie utraconą wodę przez półprzepuszczalną błonę, nie przepuszczając jednak na ze-
wnątrz czerwonego soku komórkowego. W drugiej zlewce na skutek gotowania zniszczone zostały błony
komórkowe i dlatego sok komórkowy mógł wypłynąć z komórki i zabarwić wodę. Podobne zjawisko za-
chodzi w trzeciej zlewce, gdzie półprzepuszczalna błona została zniszczona pod wpływem kwasu octo-
wego.
więcej na stronie internetowej http://www.mac.pl/
101 POMYSA
ÓW
TRANSPORT SUBSTANCJI
KRYSTYNA BISKUP
ZADANIA
Zadanie 1
W jakich warunkach może dojść do denaturacji białek? Odpowiedz
swoją poprzyj dwoma przykładami.
Zadanie 2
Erytrocyty człowieka umieszczono w roztworach chlorku sodu o różnym stężeniu:
a) 0,9% NaCl
b) 1,3% NaCl
c) 0,6% NaCl
" Ustal, który roztwór jest: hiperosmotyczny, izoosmotyczny, hypoosmotyczny.
" Sformułuj problem badawczy.
" Zilustruj graficznie przebieg doświadczenia, wykorzystując 3 zlewki z odpowiednimi roztworami Na-
Cl oraz odpowiedni wygląd erytrocytów.
Zadanie 3
Schemat przedstawia wyniki doświadczenia, podczas którego umieszczono komórki w roztworach izoto-
nicznym, hipotonicznym i hipertonicznym. Podaj, która krzywa ilustruje proces zachodzący w komór-
kach umieszczonych w roztworze hipertonicznym. Odpowiedz
uzasadnij.
Zadanie 4
Podaj dwa argumenty przemawiające za koniecznością posiadania wiedzy o właściwościach osmotycz-
nych komórek.
więcej na stronie internetowej http://www.mac.pl/