Осмос в жизни животных и растений
Nbsp; И.Л.Окштейн,рис.Н.С.Ермаченко
Цитология с основами естественных наук
(введение в современную биологию "с нуля")
Обратите внимание на знаки
"!" -полезная дополнительная информация, необязательная для понимания основной части курса.
"?" -вопросы, размышление над которыми позволит углубить Ваше понимание материала курса.
Жирным шрифтом выделены новые для Вас термины.
Глава 1.
Атомы и молекулы
Рис. 1. Рисунки и графические формулы нескольких молекул. В графических формулах атомы обозначены буквами, а химические связи между ними – палочками. Видно, что химические связи бывают одинарными, двойными и тройными
Как Вы уже, наверное, слышали, большинство окружающих нас предметов состоит из очень мелких, невидимых простым глазом частиц - молекул. Молекулы, в свою очередь, состоят из еще более мелких частиц – атомов, соединённых друг с другом химическими связями. На рис. 1 – молекулы воды, кислорода и еще нескольких веществ. Обратите внимание: атомы и состоящие из них молекулы часто называются одинаково. Слово «кислород» может означать атом кислорода, молекулу кислорода (она состоит из двух атомов кислорода, соединённых двойной связью) и даже газ кислород, состоящий из большого числа молекул кислорода. Большую группу одинаковых молекул называют веществом.
Любые молекулы непрерывно двигаются (это движение называется тепловым движением). В жидкостях и газах молекулы летают по всей толще жидкости (по всему объему сосуда с газом), сталкиваясь и отскакивая друг от друга, как бильярдные шары. При повышении температуры жидкости (газа) они двигаются все быстрее и быстрее. Если понижать температуру, то скорость движения молекул будет уменьшаться, и наступит момент (при температуре -273°С), когда молекулы остановятся.
|
|
?Как, по-Вашему, должны двигаться молекулы твердых веществ? Почему Вы так думаете?
?На столе стоит стакан с водой. Что находится в пространстве между молекулами воды? Пожалуйста, выберите из следующих вариантов: вода, воздух, вакуум, стекло. Обсудите этот вопрос с учителем.
Рис. 2. Тепловое движение молекул
Любая группа молекул в пустоте (вакууме) самопроизвольно рассеивается (см. рис. 2: молекулам на периферии скопления ничто не может помешать улететь от него сколь угодно далеко). Если рядом оказывается несколько скоплений различных молекул, они, рассеиваясь, проникают друг в друга, и разные молекулы перемешиваются (пример - растворение куска сахара в стакане с водой. Даже если воду не перемешивать, молекулы сахара за несколько дней рассеются по всему объему стакана, и раствор станет одинаково сладким в любой точке). Любой подобный процесс называют диффузией.
|
|
Для описания диффузии удобно пользоваться словом "концентрация". Оно имеет несколько похожих, но все-таки разных значений. Вот самое простое из них. Концентрация - это количество частиц данного вещества в единичном объеме (то есть в одном кубическом миллиметре, сантиметре или метре). Тогда диффузия - это процесс рассеивания вещества из области пространства с его высокой концентрацией в области пространства с его низкой концентрацией.
Осмос
Рис. 3. Осмос. Вода постепенно диффундирует сквозь целлофановую плёнку внутрь мешочка
Давайте проделаем такой опыт. Возьмем кусочек целлофановой пленки и привяжем его ниткой к стеклянной трубочке (рис. 3). Через эту трубочку наполним получившийся целлофановый мешочек сладкой водой (раствором обычного сахара). Теперь опустим трубочку с мешочком на конце в чистую воду так, чтобы уровни воды в трубке и в стакане сравнялись, и подождем некоторое время. Вода в трубке начнет подниматься все выше и выше над уровнем воды в стакане и, наконец, остановится.
Рис. 4. Механизм осмоса. Видны молекулы воды, сахара и целлофановая плёнка с дырочками. Осмос происходит, если молекулы воды свободно проходят сквозь дырочки, а молекулы сахара – нет.
|
|
Что произошло? Как Вы уже догадались, в целлофановой пленке имеются маленькие дырочки такого размера, что молекулы воды свободно через них проходят, а молекулы сахара "не пролезают" (рис. 4). Молекулы воды могут пролетать сквозь каждую дырочку как внутрь мешочка, так и наружу. Однако внутри мешочка часть объема занята молекулами сахара. Поэтому в непосредственной близости от дырочки внутри мешочка молекул воды всегда меньше, чем снаружи. Это значит, что число молекул, влетающих внутрь мешочка, всегда больше числа вылетающих из него, и постепенно в мешочке молекул воды становится все больше и больше. Вода заполняет мешочек и начинает вытесняться из него в стеклянную трубочку. Подобные явления называют осмосом.
Можно вспомнить о концентрации и сказать, что суть осмоса в том, что вода проникает сквозь целлофановую пленку из области своей высокой концентрации в область своей низкой концентрации, т.е. диффундирует. Иначе говоря, осмос - это диффузия воды сквозь полупроницаемую перегородку (перегородку называют полупроницаемой, если сквозь нее не проходит хотя бы одно из разделенных ею веществ).
|
|
Осмос в жизни животных и растений
?Почему при варке варенья фрукты обычно сморщиваются? Попробуйте предложить способ приготовления варенья, при котором они бы не сморщивались.
?Почему у комнатных растений, которые забыли полить, листья повисают как тряпочки?
? Если вылить в чистую воду капельку крови, то имеющиеся в ней клетки начнут раздуваться и лопаться (Рис. 5). Почему?
Рис. 5. В пресной воде клетки крови раздуваются и лопаются
? Что произойдет с клетками крови в предыдущем опыте, если заменить чистую воду насыщенным раствором соли?
? Некоторые одноклеточные организмы (обыкновенная амеба, многие инфузории) обитают в почти чистой (пресной) воде. Почему же они не лопаются?
Глава 2.
Дата добавления: 2018-02-18; просмотров: 491; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!