معلومة

1: التناضح - علم الأحياء


بقلم الدكتورة إنغريد والدرون ، قسم علم الأحياء ، جامعة بنسلفانيا ، CC-BY-NC 4.0.

يوفر هذا النشاط سلسلة من الأنشطة التعليمية المصممة لتحسين تعلم الطلاب وفهمهم للتناضح من خلال البدء بتحقيق الطالب للتناضح على المستوى العياني ثم الانتقال إلى تحليل التناضح على المستويين الجزيئي والخلوي. في الجزء الأول ، "ما الذي يحدث لهذه البيض؟" يلاحظ الطلاب ويحللون آثار التناضح على البيض. في الجزء الثاني ، "التناضح - التأثيرات على الخلايا الحيوانية والنباتية" ، تُعرّف أسئلة التحليل والمناقشة الطلاب على الفهم الجزيئي والخلوي للتناضح وتتحدى الطلاب لتطبيق فهمهم للتناضح على العديد من ظواهر العالم الحقيقي.

  • 1.1: بروتوكول التناضح
    معظم الخلايا صغيرة جدًا - صغيرة جدًا بحيث لا يمكن رؤيتها بدون مساعدة المجهر. في المقابل ، فإن بيضة الدجاج غير المخصبة هي خلية عملاقة. في هذا التحقيق ، سترى أن الماء يمكنه عبور غشاء الخلية المحيط بالبيضة. ستتحقق من الطريقة التي يتحرك بها الماء عبر الغشاء ، اعتمادًا على نوع السائل المحيط بالبيضة. عندما يتحرك الماء عبر غشاء الخلية ، يتغير حجم البويضة ومظهرها.
  • 1.2: ملاحظات إعداد المعلم التناضح
    بالنسبة لهذا النشاط ، سيتطلب الجزء الأول حوالي 15 دقيقة في ثلاثة أيام دراسية متتالية. من المحتمل أن يتطلب الجزء الثاني بقية فترة 50 دقيقة في اليوم الثالث. إذا لم تتمكن من إجراء الجزء الأول كتحقيق من قبل الطالب ، فيمكنك تقديمه على شكل عرض توضيحي ، والذي سيتطلب وقتًا أقل. المفتاح متاح عند الطلب إلى Ingrid Waldron ([email protected])

الصورة المصغرة: عملية التناضح فوق غشاء شبه منفذ. تمثل النقاط الزرقاء الجسيمات التي تقود التدرج الأسموزي. (CC BY 4.0 ؛ OpenStax عبر ويكيبيديا).


الأحداث التاريخية المتعلقة بالتناضح

في عام 1837 ، قام Dutrochet بقياس الضغوط التناضحية للمحاليل المخففة عن طريق وضع مثانة حيوان على نهاية أنبوب شوك يحتوي على محلول سكر ثم غمر نهاية الغشاء في الماء. وأشار إلى نتائجه على أنها جذب الماء بالمذاب (Hammel، 1999). تم تقديم مصطلح "التناضح" لأول مرة من قبل الكيميائي البريطاني توماس جراهام في عام 1854 ، ودرس لأول مرة بدقة عالم فيزيولوجيا النبات الألماني ، فيلهلم بفيفر ، في عام 1877. فاز جاكوبس فان هوف بجائزة نوبل الأولى في الكيمياء عام 1901 لاكتشافاته في التوازن الكيميائي والضغط الاسموزي (نوبل ، 2017). قدم أول اشتقاق ديناميكي حراري يصف الضغط التناضحي بأنه يتم إنشاؤه عبر غشاء شبه نافذ (Kiil ، 1989) ، وحدد أن الضغط التناضحي له نفس الخصائص التجميعية مثل خفض ضغط البخار ، حيث يعتمد المحلول على الجزء الجزيئي للمذاب غير المتطاير و ليس طبيعة المذاب نفسه.

في عام 1903 ، وجد جورج هوليت أنه عندما يتم تطبيق الضغط الخارجي ودرجة الحرارة للإذابة في الماء ، فإن الماء في المحلول والماء السائل النقي يتغيران بطريقة مكافئة. وصف التناضح بأنه التوتر الداخلي في القوة التي تربط الماء (هاميل ، 1999). حصل Harmon Morse على ميدالية Avogadro في عام 1916 لتحسين أعمال van 't Hoff (Remsen ، 1923). تتنبأ معادلة مورس (المعادلة 1) - حيث i هو عامل van 't Hoff الذي يمثل معامل النشاط ، و M هو تركيز المذاب المتنقل ، و R هو ثابت الغاز = 8.3 J / mol · K ، و T هي درجة الحرارة المطلقة - الضغط الاسموزي.

تطورت النظرية الحركية الجزيئية للتناضح بين عامي 1900 و 1950 وتم نشرها لأول مرة في عام 1951 (Moos & amp Freeman، 1951). بلغت نظرية شد المذيبات ذروتها في السبعينيات (Kramer & amp Myers ، 2013). حصل بيتر أجري على جائزة نوبل في الكيمياء لعام 2003 (نوبل ، 2017) لتحديد قنوات بروتين الماء في أكوابورين. قدم هذا أساسًا جزيئيًا لنقل المياه في الكائنات الحية. أدى بحث أجري الرائد إلى اكتشافات العلاقات التطورية بين الأكوابورينات من البكتيريا والخميرة والنباتات والثدييات (جوميز وآخرون ، 2009).


التمرين 1 - التناضح عبر الغشاء

1. أحضر 6 شرائط من أنابيب غسيل الكلى واربط عقدة في أحد طرفيها.
2. صب ما يقرب من 15-20 مل من كل من المحاليل التالية في أكياس منفصلة.

ماء مقطرة 0.4 م سكروز 0.8 م سكروز
0.2 م سكروز 0.6 م سكروز 1.0 متر سكروز

3. أزل معظم الهواء من الكيس (لكن اترك مساحة صغيرة) واربط الحقيبة.
4. امسح الأكياس لإزالة أي سكر قد انسكب ، وافحص الأكياس بحثًا عن أي تسريبات.
5. سجل كتلة كل كيس في جدول البيانات.
6. املأ ستة أكواب بماء مقطر يكفي لتغطية حقائبك. ضع كيسًا في كل واحدة (تتبع الكيس الذي يوجد فيه الدورق)
7. دع الكيس يجلس لمدة 20-30 دقيقة. -------- أثناء الجري ، قم بإعداد البطاطس للتمرين 3.

توقع ما تعتقد أنه سيحدث أثناء التجربة. (فكر في الأكياس التي ستفقد الماء وأيها ستكتسب الماء).

8. بعد 20-30 دقيقة ، قم بإزالة الأكياس من الماء ، وجفف بعناية وسجل الوزن النهائي.

9. لحساب: النسبة المئوية للتغير في الكتلة = (الكتلة الأولية - الكتلة الأولية) / الكتلة الأولية. ثم اضرب الإجابة في 100.

محتويات الحقيبة القداس الأولي القداس النهائي فرق الكتلة الوقت في بيكر النسبة المئوية للتغيير في الكتلة
ماء مقطرة
0.2 م
0.4 م
0.6 م
0.8 م
1.0 م

11. ارسم نتائج بياناتك الفردية التي توضح العلاقة بين النسبة المئوية للتغير في الكتلة ومولارية المحلول. المتغير المستقل على المحور X ، والمتغير التابع على المحور Y.

1. وصف العلاقة بين التغير في الكتلة ومولارية السكروز في أنبوب غسيل الكلى.

بناءً على الأسس العلمية ، هل لاحظت ما توقعته؟ إذا لم يكن الأمر كذلك ، فاقترح سببًا أو أخطاء محتملة في الإعداد أو جمع البيانات.

2. لماذا قمت بحساب النسبة المئوية للتغير في الكتلة بدلاً من مجرد استخدام التغيير في الكتلة؟

3. توقع ما سيحدث لكتلة كل كيس في هذه التجربة إذا تم وضع جميع الأكياس في 0.4 مولار من محلول السكروز بدلاً من الماء المقطر. اشرح ردك.

4. يتم تعبئة كيس غسيل الكلى بالماء المقطر ثم يوضع في محلول السكروز. الكتلة الأولية للكيس 20 جم وكتلته النهائية 18 جم. احسب النسبة المئوية لتغير الكتلة ، مبينًا حساباتك.

التمرين 2 - تحديد إمكانات الماء لخلايا البطاطس

في الخلايا الحيوانية ، تتأثر حركة الماء داخل وخارج الخلية بالتركيز النسبي للمذاب على جانبي غشاء الخلية. إذا تحرك الماء خارج الخلية ، ستتقلص الخلية. إذا تحرك الماء داخل الخلية ، فقد تنتفخ الخلية أو تنفجر. في الخلايا النباتية ، يمنع وجود جدار الخلية الخلايا من الانفجار ، لكن الضغط يتراكم في النهاية داخل الخلية ويؤثر على عملية التناضح. عندما يصبح الضغط داخل الخلية كبيرًا بدرجة كافية ، لن يتراكم أي ماء إضافي في الخلية حتى. لذلك لا يمكن التنبؤ بحركة الماء عبر الأنسجة النباتية ببساطة من خلال معرفة تركيزات الذائبة النسبية على جانبي جدار الخلية النباتية. بدلا من ذلك ، مفهوم إمكانات المياه يستخدم للتنبؤ بالاتجاه الذي ينتشر فيه الماء من خلال أنسجة النباتات الحية.

بشكل عام ، فإن إمكانات المياه هي ميل الماء إلى الانتشار من منطقة إلى أخرى. يُعبر عن جهد الماء بالقضبان ، وهي وحدة ضغط مترية تساوي حوالي 1 جو وتُقاس بمقياس ضغط جوي.

ضع في اعتبارك أن خلية البطاطس موضوعة في ماء نقي. في البداية ، يكون الجهد المائي خارج الخلية 0 وأعلى من الماء المحتمل داخل الخلية. في ظل هذه الظروف ، سيكون هناك حركة صافية للمياه في الخلية. سيزداد الضغط المحتمل داخل الخلية حتى تصل الخلية إلى حالة توازن.

1. صب 100 مل من المحلول المخصص لك (سيكون أحد الحلول الستة المذكورة أعلاه في التمرين 2) في دورق. قطّعي حبة بطاطس إلى 4 أسطوانات أو شرائح متساوية ، ستشبه البطاطس المقلية.
2. حدد كتلة جميع أسطوانات البطاطس الأربعة معًا وسجلها.
3. ضع الأسطوانات في الدورق باستخدام المحلول المخصص لك وقم بتغطيتها بغلاف بلاستيكي. اتركه بين عشية وضحاها.
4. قم بإزالة الأسطوانات من الأكواب وسجل الكتلة. حدد درجة حرارة الغرفة. ________
5. أكمل الجدول ورسم نتائجك بيانيًا.

محتويات الحقيبة القداس الأولي القداس النهائي فرق الكتلة النسبة المئوية للتغيير في الكتلة
ماء مقطرة
0.2 م
0.4 م
0.6 م
0.8 م
1.0 م

6. تحديد التركيز المولي لبطاطس البطاطس. ستكون هذه هي مولارية السكروز التي لا تتغير فيها كتلة لب البطاطس. للعثور على ذلك ، ارسم الخط المستقيم على الرسم البياني الذي يناسب بياناتك بشكل أفضل. تمثل النقطة التي يتقاطع عندها هذا الخط مع المحور x التركيز المولي للسكروز بجهد مائي يساوي إمكانات الماء في أنسجة البطاطس.

ما هو التركيز المولي للنوى؟ ___________

7. احسب جهد المذاب (& Psi) لمحلول السكروز باستخدام الصيغة أدناه. اظهر عملك!

صيغة المذاب المحتملة: & Psi = -iCRT

أنا = ثابت التأين (بالنسبة للسكروز ، هذا هو 1 لأن السكروز لا يتأين في الماء)
C = تركيز المولي السكروز عند التوازن (محدد من الرسم البياني)
R = ثابت الضغط (0.0831 لتر بار / مول ° ك) | T = درجة الحرارة ° ك (273 + درجة مئوية)

8. اشرح إمكانات المياه ووصف كيفية تأثيرها على التناضح.

9. اشرح كيف يمكنك تحديد مولارية البطاطس.


محتويات

لوحظت بعض أنواع التدفق الأسموزي منذ العصور القديمة ، على سبيل المثال ، عند بناء الأهرامات المصرية. [9] وثق جان أنطوان نوليه لأول مرة ملاحظة للتناضح في عام 1748. [10] تنحدر كلمة "التناضح" من كلمتي "إندوسموس" و "إكزوزموس" ، اللتين صاغهما الطبيب الفرنسي رينيه يواكيم هنري دوتروشيه (1776-1847) من الكلمات اليونانية ἔνδον (ينتهي في "ضمن") ، ἔξω (éx "خارجي ، خارجي") ، و ὠσμός (ōsmós "دفع ، اندفاع"). [11] في عام 1867 ، اخترع Moritz Traube أغشية ترسيب انتقائية للغاية ، مما أدى إلى تطوير فن وتقنية قياس التدفق التناضحي. [9]

التناضح هو حركة المذيب عبر غشاء نصف نافذ باتجاه تركيز أعلى من المذاب. في الأنظمة البيولوجية ، يكون المذيب هو الماء عادةً ، ولكن يمكن أن يحدث التناضح في السوائل الأخرى ، والسوائل فوق الحرجة ، وحتى الغازات. [12] [13]

عندما تغمر خلية في الماء ، تمر جزيئات الماء عبر غشاء الخلية من منطقة ذات تركيز منخفض الذائبة إلى تركيز عالي الذائبة. على سبيل المثال ، إذا تم غمر الخلية في الماء المالح ، فإن جزيئات الماء تتحرك خارج الخلية. إذا غُمرت خلية في الماء العذب ، تنتقل جزيئات الماء إلى داخل الخلية.

عندما يحتوي الغشاء على كمية من الماء النقي على كلا الجانبين ، فإن جزيئات الماء تدخل وتخرج في كل اتجاه بنفس المعدل بالضبط. لا يوجد تدفق صافٍ للمياه عبر الغشاء.

يمكن إظهار التناضح عند إضافة شرائح البطاطس إلى محلول عالي الملح. ينتقل الماء من داخل البطاطس إلى المحلول ، مما يتسبب في تقلص البطاطس وفقدان "ضغطها". كلما زاد تركيز محلول الملح ، زاد الفرق في حجم ووزن شريحة البطاطس.

توضح الحدائق الكيميائية تأثير التناضح في الكيمياء غير العضوية.

تم تمثيل الآلية المسؤولة عن دفع التناضح بشكل شائع في نصوص الأحياء والكيمياء على أنها إما تخفيف الماء عن طريق المذاب (مما يؤدي إلى انخفاض تركيز الماء على جانب تركيز الذائبة الأعلى من الغشاء وبالتالي انتشار الماء على طول تدرج التركيز) أو عن طريق انجذاب المذاب إلى الماء (مما يؤدي إلى كمية أقل من الماء الحر على جانب تركيز الذائبة الأعلى من الغشاء وبالتالي صافي حركة الماء نحو المذاب). تم دحض كل من هذه المفاهيم بشكل قاطع.

أصبح نموذج الانتشار للتناضح غير مقبول من خلال حقيقة أن التناضح يمكن أن يدفع الماء عبر الغشاء نحو تركيز أعلى من الماء. [14] تم دحض نموذج "الماء المربوط" من خلال حقيقة أن التناضح مستقل عن حجم الجزيئات الذائبة - وهي خاصية تجميعية [15] - أو مدى محبة الماء.

من الصعب وصف التناضح بدون تفسير ميكانيكي أو ديناميكي حراري ، ولكن يوجد بشكل أساسي تفاعل بين المذاب والماء الذي يقاوم الضغط الذي قد تمارسه جزيئات الذائبة الحرة. هناك حقيقة واحدة يجب ملاحظتها وهي أن الحرارة من المناطق المحيطة يمكن تحويلها إلى طاقة ميكانيكية (ارتفاع الماء).

تدخل العديد من التفسيرات الديناميكية الحرارية في مفهوم الإمكانات الكيميائية وكيف تختلف وظيفة الماء على جانب المحلول عن وظيفة الماء النقي بسبب الضغط العالي ووجود مفعول مضاد للمذاب بحيث تظل الإمكانات الكيميائية دون تغيير. توضح النظرية الفيروسية أن التجاذب بين الجزيئات (الماء والمذاب) يقلل الضغط ، وبالتالي فإن الضغط الذي تمارسه جزيئات الماء على بعضها البعض في المحلول أقل منه في الماء النقي ، مما يسمح للماء النقي "بفرض" المحلول حتى الضغط يصل إلى التوازن. [15]

الضغط الاسموزي هو السبب الرئيسي للدعم في العديد من النباتات. يرفع الدخول التناضحي للماء ضغط التمزق الذي يمارس ضد جدار الخلية ، حتى يتساوى مع الضغط الاسموزي ، مما يخلق حالة مستقرة.

عندما توضع خلية نباتية في محلول مفرط التوتر بالنسبة إلى السيتوبلازم ، ينتقل الماء خارج الخلية وتتقلص الخلية. عند القيام بذلك ، تصبح الخلية رخو. في الحالات القصوى ، تصبح الخلية متحللة بالبلازما - ينفصل غشاء الخلية عن جدار الخلية بسبب نقص ضغط الماء عليها.

عندما يتم وضع خلية نباتية في محلول ناقص التوتر بالنسبة إلى السيتوبلازم ، ينتقل الماء إلى الخلية وتتضخم الخلية لتصبح متورم.

يعتبر التناضح مسؤولاً عن قدرة جذور النبات على سحب الماء من التربة. تركز النباتات المذابات في خلاياها الجذرية عن طريق النقل النشط ، ويدخل الماء إلى الجذور عن طريق التناضح. التناضح مسؤول أيضًا عن التحكم في حركة الخلايا الحامية.

في البيئات غير العادية ، يمكن أن يكون التناضح ضارًا جدًا بالكائنات الحية. على سبيل المثال ، أسماك أحواض المياه العذبة والمياه المالحة الموضوعة في مياه ذات درجة ملوحة مختلفة عن تلك التي تتكيف معها ستموت بسرعة ، وفي حالة أسماك المياه المالحة ، تموت بشكل كبير. مثال آخر على التأثير الأسموزي الضار هو استخدام ملح الطعام لقتل العلق والبزاقات.

افترض أن حيوانًا أو خلية نباتية موضوعة في محلول من السكر أو الملح في الماء.

  • إذا كان الوسيط نقص الضغط بالنسبة إلى سيتوبلازم الخلية ، ستحصل الخلية على الماء من خلال التناضح.
  • إذا كان الوسيط مساوي التوتر، لن يكون هناك حركة صافية للمياه عبر غشاء الخلية.
  • إذا كان الوسيط مفرط التوتر بالنسبة إلى السيتوبلازم الخلوي ، ستفقد الخلية الماء عن طريق التناضح.

هذا يعني أنه إذا تم وضع خلية في محلول يحتوي على تركيز مذاب أعلى من تركيزه ، فسوف تذبل ، وإذا تم وضعها في محلول بتركيز مذاب أقل من تركيزها ، فسوف تنتفخ الخلية وقد تنفجر. .

الضغط الاسموزي

يمكن معارضة التناضح من خلال زيادة الضغط في منطقة تركيز الذائبة العالي فيما يتعلق بتلك الموجودة في منطقة التركيز المنخفض الذائبة. القوة لكل وحدة مساحة ، أو الضغط ، المطلوب لمنع مرور الماء (أو أي محلول آخر عالي السيولة) من خلال غشاء قابل للنفاذ بشكل انتقائي وفي محلول بتركيز أكبر يعادل الضغط الاسموزي للمحلول ، أو التورم. الضغط التناضحي هو خاصية تجميعية ، بمعنى أن الخاصية تعتمد على تركيز المذاب ، ولكن ليس على محتواه أو الهوية الكيميائية.

التدرج الأسموزي

التدرج الاسموزي هو الفرق في التركيز بين محلولين على جانبي غشاء شبه نافذ ، ويستخدم لمعرفة الفرق في النسب المئوية لتركيز جسيم معين مذاب في محلول.

عادةً ما يتم استخدام التدرج الاسموزي أثناء مقارنة المحاليل التي تحتوي على غشاء شبه نافذ فيما بينها مما يسمح للماء بالانتشار بين المحلين ، باتجاه محلول مفرط التوتر (المحلول ذو التركيز الأعلى). أخيرًا ، ستعادل قوة عمود الماء على الجانب مفرط التوتر من الغشاء شبه القابل للنفاذ قوة الانتشار على الجانب ناقص التوتر (الجانب ذو التركيز الأقل) ، مما يخلق التوازن. عندما يتم الوصول إلى التوازن ، يستمر الماء في التدفق ، لكنه يتدفق في كلا الاتجاهين بكميات متساوية وكذلك القوة ، وبالتالي استقرار الحل.

التناضح العكسي

التناضح العكسي هو عملية فصل تستخدم الضغط لإجبار المذيب من خلال غشاء شبه منفذ يحتفظ بالمذاب من جانب واحد ويسمح للمذيب النقي بالمرور إلى الجانب الآخر ، مما يضطره من منطقة ذات تركيز عالي الذائبة عبر غشاء إلى منطقة ذات تركيز منخفض الذائبة عن طريق تطبيق ضغط يزيد عن الضغط الاسموزي.

التناضح إلى الأمام

يمكن استخدام التناضح مباشرة لتحقيق فصل الماء عن المحلول المحتوي على مواد مذابة غير مرغوب فيها. يتم استخدام محلول "سحب" ذو ضغط تناضحي أعلى من محلول التغذية للحث على التدفق الصافي للمياه عبر غشاء شبه منفذ ، بحيث يصبح محلول التغذية مركزًا عندما يصبح محلول السحب مخففًا. يمكن بعد ذلك استخدام محلول السحب المخفف مباشرة (كما هو الحال مع مادة مذابة قابلة للابتلاع مثل الجلوكوز) ، أو إرسالها إلى عملية فصل ثانوية لإزالة مذاب السحب. يمكن أن يكون هذا الفصل الثانوي أكثر كفاءة من أن تكون عملية التناضح العكسي وحدها ، اعتمادًا على مذاب السحب المستخدم ومياه التغذية المعالجة. التناضح الأمامي هو مجال من مجالات البحث المستمر ، مع التركيز على التطبيقات في تحلية المياه وتنقية المياه ومعالجة المياه ومعالجة الأغذية ومجالات أخرى من الدراسة.

  1. ^"التناضح المعنى في قاموس كامبريدج الإنجليزي". Dictionary.cambridge.org.
  2. ^
  3. https://alevelnotes.com/notes/biology/cells/cell-membranes/osmosis. مفقود أو فارغ | العنوان = (مساعدة)
  4. ^
  5. "التنافذ" . قاموس أوكسفورد الإنكليزية (محرر عبر الإنترنت). مطبعة جامعة أكسفورد. (يلزم الاشتراك أو عضوية المؤسسة المشاركة.)
  6. ^التناضح ، Encyclopædia Britannica على الإنترنت
  7. ^
  8. هاييني ، دونالد ت. (2001). الديناميكا الحرارية البيولوجية . كامبريدج: مطبعة جامعة كامبريدج. ص 130 - 136. ردمك 978-0-521-79549-4.
  9. ^
  10. ووه ، أ.جرانت ، أ. (2007). علم التشريح وعلم وظائف الأعضاء في الصحة والمرض. ادنبره: إلسفير. ص 25 - 26. ردمك 978-0-443-10101-4.
  11. ^التناضح أرشفة 22 فبراير 2008 في آلة Wayback ... جامعة هامبورغ. آخر تغيير: 31 يوليو 2003
  12. ^
  13. "Statkraft لبناء أول نموذج أولي لمحطة طاقة تناضحية في العالم". ستاتكرافت. 3 أكتوبر 2007. مؤرشفة من الأصلي في 27 فبراير 2009.
  14. ^ أب هاميل ، هـ. شولاندر ، ب. (1976). وجهات نظر حول آلية التناضح والشرب في: مذيب التناضح والشد. Springer-Verlag ، برلين ، هايدلبرغ ، نيويورك. حلقة الوصل.
  15. ^ لابي نوليه (يونيو 1748) "Recherches sur les سبب du bouillonnement des Liquides" (أبحاث حول أسباب غليان السوائل) Mémoires de Mathématique et de Physique، tirés des registres de l’Académie Royale des Sciences de l’année 1748، الصفحات 57-104 خاصة الصفحات 101-103. ال مذكرات (1748) طبع في: Histoire de l’Académie Royale des Sciences Année 1748، الذي تم نشره عام 1752 والذي يحتوي على نسخة مختصرة من مقالة Nollet في الصفحات من 10 إلى 19.

النص الأصلي : Avant que de finir ce Mémoire، je crois devoir rendre compte d'un fait que je dois au hasard، & amp qui me parut d'abord ... singulier ... j'en. un pouce de Diamètre ou environ & amp l'ayant couverte d'un morceau de vessie mouillée & amp ficelée au col du vaisseau، je l'avois plongée dans un grand vase plein d'eau، afin d'être sûr qu'il ne rentrât aucun الهواء dans l'esprit de vin. Au bout de cinq ou six heures، je fus tout surpris de voir que la fiole étoit plus pleine qu'au moment de son immersion، quoiqu'elle le fût alors autant que ses bords pouvoient le permettre la vie qui lui servoit de bouchon، étoit devenue convexe & amp si Tendue، qu'en la piquant avec une épingle، il en sortit un jet de liqueur qui s'éleva à plus d'un pied de hauteur.

ترجمة : قبل الانتهاء من هذه المذكرات ، أعتقد أنه يجب علي الإبلاغ عن حدث أدين به للصدفة والذي بدا لي في البداية غريبًا ... ملأت [بالكحول] قنينة أسطوانية ، يبلغ طولها خمس بوصات وقطرها حوالي بوصة واحدة و [بعدها ] بعد أن غطتها بقطعة من المثانة المبللة [كانت] مربوطة برقبة القارورة ، قمت بغمرها في وعاء كبير مليء بالماء ، للتأكد من عدم دخول الهواء مرة أخرى إلى الكحول. في نهاية 5 أو 6 ساعات ، فوجئت جدًا برؤية القارورة كانت ممتلئة أكثر مما كانت عليه في لحظة غمرها ، على الرغم من [تم ملؤها] بقدر ما تسمح جوانبها للمثانة التي كانت بمثابة غطاء لها ، منتفخًا ومشدودًا لدرجة أنه عند وخزه بإبرة ، خرج منه نفث من الكحول ارتفع ارتفاعه أكثر من قدم.


الجزء 1: الحركة البراونية

في هذا الجزء من المختبر ، ستستخدم مجهرًا لمراقبة الحركة البراونية في المسحوق الأحمر القرمزي ، وهو صبغة يتم الحصول عليها من الأحشاء المسحوقة لإناث الخنافس القرمزية.

المواد

  • شريحة زجاجية
  • عود اسنان
  • مسحوق أحمر قرمزي
  • كوفيرسليب
  • ماء الصنبور

إجراء

  1. الحصول على شريحة مجهر ووضع قطرة من ماء الصنبور عليها.
  2. باستخدام المسواك ، أضف بعناية كمية صغيرة جدًا من مسحوق أحمر قرمزي إلى قطرة الماء وأضف غطاء.
  3. مراقبة تحت المسح ، ومنخفضة ، ثم عالية الطاقة.

أسئلة المعمل

  1. صف نشاط الجسيمات الحمراء القرمزية في الماء.
  2. إذا تم تسخين الشريحة ، فهل سيتسارع معدل حركة الجزيئات أم يتباطأ أم سيظل كما هو؟ لماذا ا؟

أفكار مختبر بديلة

معمل تناضح البيض

سؤال: "لقد سمعت عن المعلمين الذين يستخدمون البيض لإثبات المبادئ التناضحية. هل لدى أي شخص أي أنشطة معملية أو عروض توضيحية تتعامل مع هذا؟"

الجواب 1: "لدي مرجع رائع لهذا المعمل من مجلة تدريس العلوم في الكلية ، نوفمبر 1985. أعتقد أن هذا منشور لـ NSTA؟ يطلق عليه" التناضح والغشاء الرائع "ويتعامل مع استخدام البيض منزوع الكلس لإثبات التناضح . لدي أطفالي يزيلون الكالسيوم من البيض في الخل لمدة 48 ساعة ، ثم أعطيهم أربعة محاليل غير معروفة (مقطر ، 0.5 مليون سكروز ، 1 مليون سكروز ، 2 مليون سكروز). 10 أو 15 دقيقة لمدة 1.5 ساعة. المختبر يعمل بشكل رائع! كما أنه سيعمل في فترة 45 دقيقة إذا عاد الأطفال لتناول الغداء أو بعد ذلك لتجميعهم بعد الفصل. ثم يقومون برسم النسبة المئوية للتغير في الكتلة مقابل الوقت. يجب أيضًا حساب مولارية البويضة التي تخرج عادةً حوالي 0.8 م.

توصي المقالة التي أشرت إليها أعلاه باستخدام حلول الجلوكوز ، لكنني وجدت أن السكروز يعمل أيضًا وهو أرخص كثيرًا. تقول المقالة أيضًا أن محاليل كلوريد الصوديوم تعطي نتائج غريبة ، ربما بسبب أيونات الملح التي تعدل الغشاء بطريقة ما.

فقط تأكد من وجود بيض إضافي في متناول اليد حيث يوجد دائمًا طالب واحد ينتهي به الأمر مع بيضة في يده. لقد وضعت ثلاث دزينات من البيض في جالون من الخل بين عشية وضحاها ، واستبدلت الخل في اليوم التالي. كان البيض جاهزا للذهاب في اليوم الثالث ".
فرانكلين بيل، قاعة سانت ماري ، سان أنطونيو ، تكساس. 10/20/99

الجواب 2: "رحلة جانبية أخرى مع البيض - بمجرد الانتهاء من معالجة الملح أو السكر - هي وضعه في أنواع مختلفة من الصبغة بين عشية وضحاها:

لكل منها معدل انتشار مختلف (ينتشر إلى أعماق مختلفة داخل البويضة) - يغلي ويقطع إلى نصفين لمعرفة الاختلافات. ومع ذلك ، لا ينصح بتناوله! "
بام تيدزويل، مدرسة Rancocas Valley الإقليمية الثانوية ، جبل هولي ، نيو جيرسي. 10/19/99

الجواب 3: "لمدة 30 عامًا ، استخدمت معمل البيض كتوضيح فائق أو كنشاط فردي. إنه يقود عمل خلايانا بخلية حيوانية مألوفة يمكن للطلاب رؤيتها. تتبع الإرشادات المبسطة حقًا. يمكنك إضافة الكيمياء والضغوط ، إلخ. نقع / اغمر بيضة دجاجة نيئة في الخل الأبيض (أرخص أنواع المتاجر تعمل بشكل أفضل) لمدة 24 إلى 48 ساعة لإزالة قشرة كربونات الكالسيوم. ستدلل القشرة على التآكل فورًا مع تشكل العديد من الفقاعات الصغيرة حول السطح - وهذا يتيح الوقت مناقشة جيدة للكيمياء الأساسية وتفاعلات الأحماض والمركبات المعدنية. قد يتم تغطية الغشاء بأملاح الكالسيوم القابلة للذوبان في نهاية هذا الوقت - اغسله برفق لإزالته ، مما يسمح لك برؤية الغشاء شبه الشفاف. في هذه المرحلة ، يمكنك أدرك الحاجة إلى تحضير بعض البيض الاحتياطي! اتركه جافًا وكتلة. قد ترغب في إجراء بعض القياسات الأخرى مثل المحيط والحجم بإزاحة الماء ، إلخ. ضع البيضة في حجم معروف من الماء المقطر (1 50 مل) في دورق نظيف سعة 250 مل. اجمع مرة أخرى أي بيانات تشعر أنها مناسبة أو اطلب من الطلاب تصميم معملهم الخاص (فرصة للبناء والثالث). انتظر 24 ساعة - بين عشية وضحاها. قم بإزالة البيض بعناية حتى يجف ويكتسب الماء. قارن بالحجم المفقود في الدورق. التناضح من خلال غشاء نفاذي انتقائي. يمكنك أن تطلب من الطلاب كسر البيض في طبق بتري لتقييم تناسق اللون الأبيض. المختبر البديل أو المصاحب هو أخذ بيضة ثانية. إزالة القشرة والكتلة. ضعه في شراب كارو أبيض 100٪ (الفركتوز السائل). السماح للجلوس بين عشية وضحاها. أزل البيض واغسله بسرعة وجففه واتركه متكتل. قارن الحجم الجديد في الدورق والكتلة المفقودة. إذا كان الطلاب حذرين ، يجب أن تلاحظ بعض الطبقات بسبب اختلافات الكثافة. النتائج هنا مثيرة إلى حد ما ويمكن عكسها بوضع البيضة في الماء المقطر. يمكنك أنت وطلابك جعل هذا المختبر متورطًا أو بسيطًا حسب اختيارك. كما أنه مكان جيد لمراجعة بنية البويضة التي يحيط بالجنين ".
دونا إم جيلبرتسون، مدرسة بلويت التذكارية الثانوية ، بلويت ويسكونسن. 10/18/99


شاهد الفيديو: مقدمه علم الاحياء part 1 (كانون الثاني 2022).