Загальна інформація
Опис
Експериментальна установка
Клітинна мембрана регулює перенесення поживних речовин і води в клітину, а також продуктів життєдіяльності (відходів) і води з клітини. Це може відбуватися пасивно, наприклад, за рахунок осмотичних процесів, або активно. У цьому експерименті необхідно дослідити вибіркову проникність штучної мембрани (діалізної трубки) для іонів та .
Додаткова інформація (1/3)
Попередні
знання
Школярі та студенти вже мають знати структуру клітини та роль клітинної мембрани. Особливо важливо, щоб вони знали, як працює проникність клітинної мембрани і яка її роль.
Принцип
За допомогою штучно створеної мембрани можна моделювати вибіркову проникність клітинної мембрани.
Додаткова інформація (2/3)
Мета навчання
Учні та студенти мають розуміти та вимірювати, як працює вибіркова проникність штучної мембрани.
Завдання
Учні та студенти мають дослідити вибіркову проникність штучної мембрани (діалізної трубки) для іонів та .
Додаткова інформація (3/3)
Більш детальна інформація про результати
- На рисунках показано криві залежності pH від часу для розчину соляної кислоти та гідроксиду натрію, що відображаються програмою після завершення вимірювання.
- Значення pH у склянці зменшується за рахунок (зменшення) виходу іонів (верхній правий рисунок), значення pH збільшується за рахунок (зменшення) виходу іонів (нижній правий рисунок). Швидкість зміни значення pH можна оцінити за допомогою функцій вимірювання.
- Якщо замість демінералізованої води використовувати дистильовану воду - як це було зроблено в описі для цього експерименту - значення може бути вищим. Можна також збільшити ще більше, довівши воду до кипіння. Це витісняє з води вуглекислий газ.
Правила техніки безпеки
Інструкції з техніки безпеки
- Одягніть рукавички та захисні окуляри.
- До цього експерименту застосовуються загальні інструкції щодо безпечного проведення експериментів під час викладання природничих наук.
- Правила роботи з небезпечними речовинами наведено у відповідних паспортах безпеки.
Теорія
Тільки певні молекули можуть проходити через вибірково проникну мембрану. Це служить клітині для регулювання балансу поживних речовин і води.
Крім осмотичних процесів, це перенесення (транспорт) також може контролювати активні процеси. Активним процесом був би, наприклад, натрієво-калієвий насос.
Використовувані діалізні трубки є напівпроникними і розрізняються за розміром молекул.
Обладнання
Додаткове обладнання
| Позиція | Номер артикля | Призначення |
|---|---|---|
| 1 | мобільний пристрій (смартфон/планшет) | |
| 2 | 14581-61 | measureAPP |
Підготовка та виконання роботи
Підготовка (1/3)
Для вимірювання за допомогою датчиків Cobra SMARTsense необхідне додаток PHYWE measureAPP. Цей застосунок можна безкоштовно завантажити з відповідного магазину додатків (QR-коди дивіться нижче). Перед запуском додатка, будь ласка переконайтеся, що на Вашому пристрої (смартфоні, планшеті, персональному комп'ютері) активовано Bluetooth.
iOS
Android
Windows
Підготовка (2/3)
Інтерфейс користувача measureApp у версії для Windows 10
- Увімкніть датчик pH SMARTsense, натиснувши та утримуючи кнопку живлення.
- Підключіть датчик до пристрою в застосунку measureAPP у пункті "Вимірювання", як показано на рисунку ліворуч.
- Датчик SMARTSense-pH тепер відображається в застосунку.
Підготовка (3/3)
- Відріжте від діалізної трубки два шматки завдовжки приблизно 15 см, і закрийте кожен кінець діалізним затискачем.
Порада: якщо діалізну трубку важко відкрити, ненадовго пом'якшіть її в дистильованій воді.
- Мішок із діалізної трубки помістіть у мензурку об'ємом 250 мл і за допомогою мензурки відміряйте 15 мл соляної кислоти (1 моль/л).
Увага: використовуйте захисні рукавички! Потім закрийте пакет затискачем для діалізу, ретельно очистіть зовні дистильованою водою і помістіть на чисту поверхню.
- Таким самим чином наповніть другий мішок розчином гідроксиду натрію (1 моль/л) . Заздалегідь очистіть мензурку об'ємом 250 мл! Обидва мішки не повинні стикатися!
Виконання роботи (1/2)
- Закріпіть універсальні затискачі до штативного стрижня підставки Бунзена за допомогою подвійних муфт.
- Помістіть стрижень магнітної мішалки в мензурку об'ємом 250 мл, налийте близько 150 мл дистильованої води і поставте на магнітну мішалку.
- Закріпіть pH-електрод одним з універсальних затискачів так, щоб він повністю занурився в дистильовану воду.
- Встановіть мішалку на середню швидкість перемішування (увага: стрижень магнітної мішалки не повинен торкатися pH-електрода!).
Експериментальна установка
Виконання роботи (2/2)
Здійснення (2/2)
- Почніть вимірювання.
- Опустіть наповнений соляною кислотою діалізний мішок у склянку приблизно через 20 секунд після початку вимірювання і закріпіть його другим універсальним затискачем.
- Слідкуйте за часовою кривою реакції (достатньо 200 с).
- Збережіть дані після вимірювання.
- Повторіть вимірювання аналогічним чином із діалізним мішком, заповненим розчином гідроксиду натрію (попередньо ретельно промийте дистильованою водою мензурку, pH-електрод і стрижень магнітної мішалки).
Протокол
Завдання 1
Вставте слова в тексті. Клітинна мембрана регулює перенесення поживних речовин і води ____, а також продуктів життєдіяльності (відходів) і води ____. Це може відбуватися пасивно, наприклад, за рахунок ____ процесів, або активно. Вибіркова проникність означає, що пропускаються тільки ____ молекули.
Завдання 2
Питання
Питання
Завдання 3
Питання