Nr. ćwiczenia: 1	Magdalena Firek	Nr. grupy: 7
Data wykonania ćwiczenia: 6.03.2013	Temat ćwiczenia: Fizyczny model komórki.	Zaliczenie:
Data oddania sprawozdania:

Definicje:

Dyfuzja- samoistne mieszanie się cząstek w celu wyrównania stężenia w danym układzie.

Dyfuzja zależy od:

• temperatury- im wyższa temperatura tym szybsza dyfuzja;

• czas- im dłuższy czas tym dyfuzja zachodzi wolniej;

• gęstości- większa gęstość tym wolniej;

• powierzchnia styku- im większa powierzchnia styku tym szybsze zachodzenie;

• gradient stężeń- im większy gradient tym szybsza;

Charakterystyka:

• w gazach- najszybsza, długo terminowa;

• w cieczach- bardzo wolna;

• w ciałach stałych- nie zachodzi;

Osmoza- rodzaj dyfuzji, swobodne przenikanie rozpuszczalnika lub jonów przez błonę półprzepuszczalną zgodnie z gradientem stężeń (z roztworu o mniejszym stężeniu do roztworu o wyższym stężeniu).

Warunki zachodzenia osmozy:

• dwa roztwory o różnych stężeniach;

• występowanie błony półprzepuszczalnej;

• układ musi być otwarty (zdolny do zmiany objętości);

Błona półprzepuszczalna- błona przez którą swobodnie migrują woda, rozpuszczalnik, a która nie przepuszcza substancji rozproszonej.

Ciśnienie osmotyczne- ciśnienie w poprzek błony półprzepuszczalnej; różnica ciśnień wywieranych na półprzepuszczalną błonę przez dwie ciecze.

Ciśnienie hydrostatyczne- ciśnienie spowodowane ciężarem cieczy.

Ćwiczenie 1.

Pomiar szybkości przepływu wody przez błonę półprzepuszczalną przy użyciu osmometru.

Osmometr wypełniono 1M roztworem sacharozy, połączono go za pomocą gumowego wężyka z kapilarą a następnie opłukano zimną wodą i umieszczono w klamrze statywu. Zbiornik osmometru, umieszczony w statywie, musi być całkowicie zanurzony w wodzie destylowanej wypełniającej zlewkę. Zaznaczono na kapilarze początkowy stan cieczy, zanotowano czas, następnie dokonywano odczytu wysokości słupa cieczy co 10 min.

Wyniki:

Tabela 1.

Czas [min]	10	20	30	40	50
Wysokość słupa cieczy [mm]	I	24	48	78	108
	II	12	55	100	147
Zmiana wysokości słupa cieczy w czasie [mm/10min]	I	24	24	30	30
	II	12	43	45	47

Wykres 1.

Zmiana wysokości słupa cieczy w czasie ma tendencję rosnącą. Tendencja ta jest stała z niewielkim odchyleniem w kapilarze II w 10 minucie. Wzrost słupa cieczy oznacza zajście reakcji osmozy. Różnice mogły wyniknąć z różnicy przepuszczalności osmometru (błony wykorzystanej ze świńskiego pęcherza).

Ćwiczenie 2.

Obserwacja sztucznej błony półprzepuszczalnej (tzw. komórki Traubego) w środowiskach o różnym stężeniu substancji osmotycznie czynnej.

Probówkę napełniono CuSO₄ i wrzucono K₄Fe(CN)_6.

Napełniono 3 probówki do ok. 1/3 objętości 0.25 M CuSO₄. Następnie do każdej ostrożnie po ściance wlano K₄Fe(CN)₆ odpowiednio:

1. 0,5 ml 1/4 K₄Fe(CN)₆

2. 0,5 ml 1/8 K₄Fe(CN)₆

3. 0,5 ml 1/16 K₄Fe(CN)₆

Wyniki:

Komórki Traubego- struktura nie biologiczna imitująca budowę struktury biologicznej. Twory się na skutek wytworzenia błony o właściwościach półprzepuszczalnych z żelazicyjanku miedziowego.

2CuSO₄ + K₄Fe(CN)₆ 2K₂SO₄ + Cu₂Fe(CN)₆

CuSO₄ Cu^2- + SO₄^2- 2 jony

K₄Fe(CN)₆ 4K^- + Fe(CN)₆^4- 5 jonów

0,25 M CuSO₄ 1/4 M

1/4 M * 2 jony 0,5 M

K₄Fe(CN)₆ :

1. 1/4 * 5 1,25 M

2. 1/8 * 5 0,625 M

3. 1/16 * 5 0,3125 M

Probówka I:

Komórka Traubego największa, szybko pęcznieje. Roztwór CuSO₄ jest hipotoniczny względem powstałej komórki.

Probówka II:

Komórka nie ulega zniekształceniom, roztwór jest izotoniczny względem komórki.

Probówka III:

Komórka kurczy się, roztwór jest hipertoniczny względem komórki.

Ćwiczenie 3.

Dyfuzja przez błonę.

Probówkę napełniono do połowy 4% kleikiem skrobiowym, następnie zamknięto szczelnie błoną celofanową. Opłukano oraz zamocowano na statywie „do góry nogami” i zanurzono w zlewce wypełnionej JKJ (płyn Lugola). Oznaczono poziom cieczy w probówce i odstawiono na ok. 40 min.

Wyniki:

Barwa	Zmiany barwy
	Probówka
Początkowa	bezbarwna
Końcowa	granatowo-niebieska

Celofan jest przepuszczalny dla płynu Lugola oraz jonów K⁺, ponieważ po odwróceniu probówki do pierwotnego stanu, po zakończeniu doświadczenia, zmienia kolor z bezbarwnego na niebieski. Nie wszystkie substancje mogą swobodnie dyfundować przez celofan ponieważ każda cząsteczka posiada inną wielkość i dlatego większe cząsteczki nie są w stanie przekroczyć tej bariery. Minimalna ilość wody dyfundowała do probówki ze skrobią, natomiast skrobia nie przeszłą do zlewki z płynem Lugola ponieważ nie doszło do zmiany koloru w zlewce na granatowy.

Ćwiczenie 4.

Badanie wpływu struktury i rozmiarów cząstek dyfuzji przez błonę do dializy.

Przygotowano odczynniki:

• 2% roztwór skrobi;

• 0,3M roztwór glukozy;

1M - C₆H₁₂O₆ 180g/1000ml

0,3M- X

x- 54g/1000ml

x-5,4g/100ml (5,4g i uzupełniamy do 100ml)

• 0,9% NaCl;

0,9% tzn. 0,9g w 100ml (0,9g i uzupełniamy do 100ml)

• albumina jaj;

• 3M HNO­₃;

• 0,5M AgNO₃;

• JKJ;

• odczynnik Fehlinga I i II;

pod dygestorium wymieszano 20ml Fehlinga I i 20ml Fehlinga II

• stężony KOH;

• stężony HNO₃;

Przygotowano i wypełniono odpowiednimi roztworami 4 worki do dializy:

1. 2% kleik skrobiowy;

2. 0,3M roztwór glukozy;

3. 0,9% NaCl;

4. albumina jaj;

Następnie szczelnie zamknięto i opłukano pod zimną wodą. Każdy z worków umieszczono w zlewce wypełnionej wodą destylowaną i odstawiono. W odstępach 10 minutowych odlewano ze zlewek roztwór i za pomocą odpowiednich reakcji wykrywano obecność poszczególnych składników.

Reakcje charakterystyczne:

• glukoza- odlewamy kilka ml roztworu ze zlewki, dodajemy przygotowany odczynnik Fehlinga i podgrzewamy. Obecność glukozy: zabarwienie czerwone.

• jony Cl^-- 5 kropel roztworu mieszamy z 5 kroplami 3M HNO₃ oraz z 0,5 AgNO₃. Obecność jonów Cl^-: biały osad.

• białko- dodajemy do białka stężony HNO₃ (można podgrzać). Obecność białka: zabarwienie żółte.

- zalkalizowanie KOH. Obecność białka: zabarwienie ciemnopomarańczowe.

• skrobia- do kilku ml roztworu dodajemy kilka kropel JKJ. Obecność skrobi: zabarwienie ciemnofioletowe.

Czas [min] Substancja	10	20	30	40
Cl^-­	+	+	+	+
C6H12­O6	-	-	+	+
(C6H12­O5)x	-	-	-	-
białko	-	-	-	-

Jony Cl^- najszybciej dyfundowały do roztworu zewnętrznego ponieważ jest to najmniejsza cząsteczka w naszym zestawieniu.

Kolejne substancje dyfundowały w mniejszym stopniu lub wcale ponieważ były one za duże.