3. Soluții hipotonice, izotonice și hipertonice

  • Celulele au tendința de a se micșora sau de a se umfla atunci când sunt plasate în soluție.
  • Dacă o celulă este plasată într-o soluție hipotonică, interiorul celulei va avea mai multe substanțe dizolvate decât soluția, astfel încât apa se va repezi și va determina umflarea și/sau liza.
  • Dacă o celulă este plasată într-o soluție izotonică, interiorul celulei va avea aceeași concentrație de ioni ca soluția, deci nu există nicio mișcare netă de apă în sau din celulă. (gândiți-vă la injecții)
  • Dacă o celulă este plasată într-o soluție hipertonică, există mai multă apă în interiorul celulei decât în ​​soluția externă, astfel apa părăsește celula și devine crenată

    • Notă: Când faceți experimentul celulelor sanguine de șobolan astăzi, încercați să preziceți ce se va întâmpla
    către celulă din fiecare soluție diferită.
      3. Filtrare
      • Este atunci când o partiție care conține găuri mici este plasată în fluxul unui lichid în mișcare. Particulele suficient de mici pentru a trece prin găuri se deplasează pe partiție cu lichidul, dar orice lucru mai mare este împiedicat să se traverseze. La filtrare presiunea este mai mare pe partea din care se filtrează lucrurile.

    FIȘA DE PROCEDURĂ PENTRU LABORATORUL DE TRANSPORT MEMBRAN

    membrană semipermeabilă

    CÂTEVA SFATURI DESPRE URMĂTOARELE EXPERIMENTE:
    1. Configurați mai întâi experimentul 2 și începeți-l - durează cel mai mult și este cel mai complicat.
    2. Împărțiți munca între membrii grupului dvs. de laborator - cel puțin 2 persoane ar trebui să lucreze la experimentul 2.
    3. Experimentul 3 poate fi configurat și finalizat - durează doar aproximativ 15 minute.
    4. Asigurați-vă că ați citit TOATE instrucțiunile înainte de a începe oricare dintre experimente!


    Experimentul 1: Modificări osmotice ale celulelor roșii din sânge
    Mișcarea apei pe o membrană semipermeabilă primește un nume special, osmoza. Mișcarea apei prin membrana celulară este de cea mai mare importanță pentru toate celulele din corp, deoarece poate afecta volumul celulei, forma celulei și, în cele din urmă, supraviețuirea celulei. În acest experiment, veți schimba viteza și direcția mișcării apei prin osmoză, folosind diferite soluții extracelulare. Veți observa efectul acestor schimbări osmotice asupra volumului și formei celulei. Aceste soluții pot fi descrise folosind termeni care descriu concentrația solutului a soluțiilor în raport cu concentrația solutului din interiorul globulelor roșii:

    Hipertonic: Are o concentrație de solut mai mare decât celula. Apa se va difuza din
    celula și în soluție, determinând micșorarea celulei (incinerare).

    Hipotonic: Are o concentrație de solut mai mică decât celula. Apa se va difuza din
    soluția și în celulă, provocând umflarea celulei și, eventual, izbucnirea (liză)

    Izotonic: Are aceeași concentrație de solut ca celula. Nu va exista nicio plasă
    mișcarea apei, iar celula nu se va micșora și nici nu se va umfla.

    Amintiți-vă că acești termeni sunt relativi - o soluție cu o concentrație de soluție de 10% va fi hipertonică la una cu o concentrație de soluție de 5%. Cu toate acestea, soluția de 10% este hipotonă la o soluție cu o concentrație de soluție de 15%.

    MATERIALE:
    microscop compus
    1-2 diapozitive de microscop și diapozitive de acoperire
    3 soluții: 0,9% NaCI, apă distilată, 10% soluție de NaCI
    sânge de șobolan diluat

    1. Puneți o picătură de sânge de șobolan diluat pe o lamă, adăugați o picătură de soluție salină izotonică și lăsați o lamă de acoperire pe lamă. Observați globulele roșii folosind obiectivul de mare uscare (43-45X). Faceți un desen sau scrieți o descriere a dimensiunii și formei celulelor în spațiul prevăzut în pagina următoare.

    2. Așezați o picătură de NaCl 10% la o margine a capacului și glisați-o (așezați o bucată de Kimwipe la cealaltă margine a capacului pentru a trage soluția sub slip). Așteptați câteva minute, apoi observați dimensiunea și forma celulelor. Rețineți orice diferențe în spațiul de pe pagina următoare.

    3. Așezați o picătură de apă distilată la o margine a capacului și glisați-o. Rețineți dimensiunea și forma celulelor după câteva minute.

    4. Metoda alternativă: urmați pasul 1; apoi, obțineți o lamelă proaspătă și încă 2 lamele de acoperire.

    Puneți o picătură de sânge de șobolan la un capăt al diapozitivului și adăugați o picătură de NaCl 10% în sânge și puneți un slip de acoperire. La celălalt capăt al diapozitivului, puneți o altă picătură de sânge de șobolan, adăugați o picătură de apă distilată și o alunecare de acoperire. Comparați dimensiunea și forma celulelor de la fiecare capăt al diapozitivului la microscop folosind obiectivul ridicat de uscare (43-45X).

    5. Pentru fiecare dintre soluțiile pe care le-ați aplicat globulelor roșii, descrieți: 1) Ce s-a întâmplat cu forma și dimensiunea celulelor; 2) Dacă soluția pe care ați aplicat-o a fost izotonică, hipertonică sau hipotonică în celule; 3) Direcția netă a mișcării apei (în celule, în afara celulelor, fără mișcare netă).

    Soluție de NaCI 10%:

    Experimentul 2: Rata osmozei
    În experimentul 1 ați analizat efectul mișcării apei asupra dimensiunii și formei celulelor. În acest experiment, veți examina efectul unui gradient de concentrație asupra vitezei de mișcare a apei pe o membrană semipermeabilă (tubul de dializă). Veți compara rata osmozei pentru 3 combinații diferite de soluții:

    Configurarea pungii
    SAC DIN SAC DIN BAKER
    1 apă de la robinet 20% zaharoză

    2 1% apă de la robinete zaharoză

    3 10% apă de la robinete zaharoză

    MATERIALE:
    pungi de dializă îmbibate în apă
    3 pahare, 1 pâlnie
    benzi de cauciuc
    soluții: 10% zaharoză, 20% zaharoză, 1% zaharoză
    servețele de hârtie; ceas

    NOTĂ: Urmați procedura pentru fiecare pungă de dializă până la finalizare înainte de a începe alta - acest experiment necesită o secvență de măsurători temporizate - nu încercați să pregătiți simultan toate pungile de dializă!

    1. Scoateți o pungă de dializă din pahar și legați un capăt (instructorul va demonstra cum se leagă pungile pentru a preveni scurgerile). Umpleți punga cu 20 ml de apă de la robinet, folosind pâlnia. Scoateți orice aer din geantă, având grijă să nu vă folosiți vârful degetelor (uleiul de pe pielea vârfurilor degetelor poate deteriora membrana de dializă). Legați capătul opus al pungii.

    2. Uscați bine punga pe prosoape de hârtie, în special capetele înnodate. Cântărește geanta pe balanță

    3. Puneți punga într-un pahar de 400 ml etichetat și umpleți paharul cu zaharoză 20% pentru a acoperi punga - NOTĂ TIMPUL.

    4. Umpleți a doua pungă de dializă cu 1% zaharoză, legați-o, uscați-o, cântăriți-o, puneți-o într-un pahar separat, etichetat, de 400 ml, cu suficientă apă de la robinet pentru a acoperi punga și, din nou, NOTAȚI TIMPUL.

    5. Umpleți a treia pungă de dializă cu zaharoză 10%, legați-o, uscați-o, cântăriți-o, puneți-o într-un pahar separat, etichetat de 400 ml, cu suficientă apă de la robinet pentru a acoperi punga și încă o dată NOTĂ TIMPUL.

    6. Cântăriți fiecare pungă la fiecare 15 minute timp de o oră - asigurați-vă că ați uscat bine punga înainte de fiecare cântărire. De asemenea, asigurați-vă că pungile rămân scufundate în lichid - dacă este necesar, cântăriți-le cu un stilou sau creion.

    7. Puteți utiliza graficul de mai jos pentru a ține evidența timpilor dvs. de cântărire și a greutăților pungilor de dializă.

    8. Graficul schimbării greutății fiecărui sac în funcție de timp pentru fiecare experiment (urmează perioada următoare a clasei ca parte a raportului dvs. de laborator).

    REZULTATE EXPERIMENTALE

    Greutate la T = 0 Greutate la T = 15 min Greutate la T = 30min Greutate la T = 45 min Greutate la T = 60 min
    Geanta 1

    CALCULARI
    1. Rata inițială de osmoză = greutate la 15 min - greutate la 0 min/15 min

    Veți calcula ratele inițiale de osmoză pentru pungile 1, 2 și 3 ca parte a raportului de laborator, urmând următoarea sesiune de laborator.

    2. Având în vedere formula pentru rata inițială de osmoză, scrieți formula pentru rata finală de osmoză mai jos:

    Veți calcula ratele finale de osmoză pentru pungile 1, 2 și 3 ca parte a raportului dvs. de laborator, urmând următoarea sesiune de laborator.

    ÎNTREBĂRI DE GÂNDIRE
    De ce unele dintre pungi de dializă s-au îngrășat în timp ce alte pungi au slăbit? Ce a produs diferența în rata de schimbare a greutății dintre cele 3 pungi? Credeți că va exista o diferență în ratele inițiale și finale de osmoză pentru oricare dintre pungi? De ce sau de ce nu? Ce moleculă se deplasa peste membrana de dializă pentru a produce modificările de greutate observate în pungile de dializă?

    Experimentul 3: Dializa
    Capacitatea unei molecule de a difuza printr-o membrană semipermeabilă depinde de dimensiunea și forma acesteia. Procesul de dializă profită de capacitatea unei molecule de a difuza pe o membrană semipermeabilă pentru a separa moleculele mari și mici. În acest experiment, veți compara capacitatea moleculelor de glucoză și amidon de a traversa tuburile de dializă, o membrană semipermeabilă. Tubulatura de dializă pe care o folosim permite trecerea moleculelor mai mici de 14000 daltoni. În timp ce faceți acest experiment, rețineți că glucoza este un monomer (o singură moleculă de zahăr) și amidonul este un polimer format din mai multe molecule de zahăr legate între ele.

    MATERIALE:
    1 bucată de tub de dializă, înmuiată în apă
    pahar
    pâlnie
    4 eprubete
    suport pentru eprubetă
    bandă colorată și stilou
    soluție de iod și soluția lui Benedict
    soluție de amidon (10%) și glucoză (5%)
    benzi de cauciuc

    1. Legați un capăt al tubului de dializă cu benzi de cauciuc, așa cum ați făcut în experimentul 2

    2. Folosind o pâlnie, umpleți punga cu

    20 ml soluție de amidon/glucoză. Asigurați-vă că tot aerul este din geantă și legați celălalt capăt cu sfori.

    3. Introduceți punga într-un pahar cu apă de la robinet și asigurați-vă că punga rămâne sub suprafața apei.

    4. Lăsați punga să stea în paharul cu apă timp de 15 minute.

    5. Etichetați 4 eprubete:
    IN - amidon
    OUT - amidon
    IN - glucoză
    OUT - glucoza

    6. La sfârșitul celor 15 minute, tăiați un capăt din punga de dializă și turnați câteva ml (nu contează exact câte) în eprubetele „IN”. Se toarnă câțiva ml de apă pahar în eprubetele „OUT”.

    7. Adăugați 10 picături de soluție de iod în tuburile marcate: IN - amidon & OUT - amidon
    O culoare albastru închis indică prezența amidonului. Înregistrați rezultatele în tabelul de mai jos.

    8. Adăugați 10 picături de soluție Benedict în tuburile etichetate: IN - glucoză & OUT - glucoză
    Puneți eprubetele care conțin soluția Benedict într-o baie de apă clocotită (pe banca laterală) timp de 1-2 minute. Culoarea albastră se va schimba în verde, portocaliu sau galben în prezența glucozei. Înregistrați rezultatele în tabelul de mai jos.

    ÎNTREBĂRI DE GÂNDIRE
    Pe baza a ceea ce știți despre dimensiunea relativă a moleculelor de glucoză și amidon, ar trebui să puteți prevedea ce molecule vor difuza din pungă și ce molecule vor rămâne în interiorul pungii.