Наш дружный класс "Э.Х.О."

                 Наши учителя

http://krasshool.ucoz.org/index/nashi_uchitelja/0-9

Наши проекты

Авторы проекта:  

Малахова Анастасия Евгеньевна-УЧЕНИЦА 7 КЛАССА

Зарубина Кристина Сергеевна –УЧЕНИЦА 7 КЛАССА

МКОУ Красноармейской ООШ

Руководитель проекта:

Кобелева Вера Ивановна -  учитель химии и  географии.

Почтовый адрес:           397007 Воронежская область,

                                               г.Эртиль, п.Красноармейский,

                                   ул. Гагарина, д. 10.

Телефон:         8(47345)  2-30-15

2014г.

1.Вступление

2. Цель и задачи

3. Актуальность проблемы

4. Содержание проекта

5. Практическая часть проекта

6. Приложения.

7. Используемая литература.

Почему срезанная ветка при погружении ее в воду оживает? Какие силы заставляют влагу проникать в растение и двигаться внутри него? Что удерживает воду в клетках и не даёт ей выходить наружу?
Каким образом клетка растения оказывается проницаемой для воды только в одном направлении: снаружи - внутрь? Учёные очень давно пытались ответить на эти вопросы, но определённой ясности удалось добиться только в конце Х1Х века. Прошло ещё некоторое время, и в лабораториях сумели смоделировать (хотя и очень грубо) это таинственное природное явление. И это явление, при котором наблюдается одностороннее проникновение растворителя через полупроницаемую мембрану, отделяющую раствор от чистого растворителя, называется осмосом. Несомненно, что первым растворителем на земле явилась сама природа. Попробуй-ка с этим поспорить, если первую же свою травинку природа сумела напоить таким способом, который сегодня дал толчок возникновению нового метода опреснения. Что же это за таинственный метод, патент на который природа получила миллионы лет назад? Всё живое пользуется этим методом. И не мудрено — ведь без осмоса невозможно утолить жажду ни человеку, ни растению! Что значит хотеть пить?! Это значит, что клеткам нашего организма не хватает воды.      

Слово “осмос” имеет греческое происхождение и означает толчок, давление. Уникальные свойства живых организмов, которые позволяют их клеткам избирательно поглощать и переносить различные вещества, стали предметом исследования многих учёных. Им удалось создать синтетические плёнки - так называемые мембраны, непроницаемые для одних веществ и “прозрачные” для других. После этого такие “совершенные фильтры” начали завоёвывать самые разные области науки и техники. С их помощью очищают газы и нефтепродукты, опресняют морскую воду, обрабатывают молоко и фруктовые соки, производят лекарства и витамины и делают ещё многое - многое другое.

Цель:

- исследовать полупроницаемость мембран растительной и животной клеток.

Задачи:

-изучение проницаемость мембран растительной клетки на примере картофеля и животной клетки на примере куриного яйца ;

-сравнить скорость проницаемости веществ внутрь растительной и животной клеток.

- изучить явление осмоса.

\

осмос давление раствор

Осмос играет важную роль во многих биологических процессах. Мембрана, окружающая нормальную клетку крови, проницаема лишь для молекул воды, кислорода, некоторых из растворенных в крови питательных веществ и продуктов клеточной жизнедеятельности; для больших белковых молекул, находящихся в растворенном состоянии внутри клетки, она непроницаема. Поэтому белки, столь важные для биологических процессов, остаются внутри клетки.

Осмос участвует в переносе питательных веществ в стволах высоких деревьев, где капиллярный перенос не способен выполнить эту функцию.

Осмос широко используют в лабораторной технике: при определении молярных характеристик полимеров, концентрировании растворов, исследовании разнообразных биологических структур. Осмотические явления иногда используются в промышленности, например при получении некоторых полимерных материалов, очистке высоко-минерализованной воды методом «обратного» осмоса жидкостей.

Клетки растений используют осмос также для увеличения объёма вакуоли, чтобы она распирала стенки клетки (тургорное давление). Клетки растений делают это путём запасания сахарозы. Увеличивая или уменьшая концентрацию сахарозы в цитоплазме, клетки могут регулировать осмос. За счёт этого повышается упругость растения в целом. С изменениями тургорного давления связаны многие движения растений (например, движения усов гороха и других лазающих растений). Пресноводные простейшие также имеют вакуоль, но задача вакуолей простейших заключается лишь в откачивании лишней воды из цитоплазмы для поддержания постоянной концентрации растворённых в ней веществ.                                                                                                                                     Многие оболочки, встречающиеся в мире живого, обладают свойством полупроницаемости, то есть пропускают одни вещества и задерживают другие. Полупроницаемая мембрана окружает каждую живую клетку. В этом проекте мы смогли исследовать свойства полупроницаемой мембраны, окружающей сырое яйцо и картофеля.

Для этого мы провели опыты, подтверждающие, что многие оболочки обладают свойством полупроницаемости.

Осмотическое давление  в клетках животных, растений, микроорганизмов и в биологических жидкостях зависит от концентрации веществ, растворённых в их жидких средах. Солевой состав биологических жидкостей и клеток, характерный для организмов каждого вида, поддерживается избирательной проницаемостью биологических мембран для разных солей и активным транспортом ионов. Относительное постоянство  осмотического давления обеспечивается водно-солевым обменом, т. е. всасыванием, распределением, потреблением и выделением воды и солей. Соли высасывают часть воды из этих крошечных злодеев – обезвоживают их, заставляя съеживаться, после чего они либо погибают, либо теряют активность.

Как удаётся раствору соли  извлечь воду из объекта. Посредством осмоса.

   Приложение 1.

Впервые явления осмоса исследовал в 1748 году французский физик-экспериментатор Ж. А. Нолле, занимаясь изучением кипения жидкостей, столкнулся с неизвестным до тех пор явлением. В одном из своих опытов он герметично закрыл стакан со спиртом плёнкой бычьего пузыря и погрузил его на дно большого сосуда с водой. Через несколько часов пузырь сильно раздулся - вода проникла в стакан и увеличила давление в нём. Нолле не прошёл мимо этого удивительного факта и объяснил его следующим образом: “Животный пузырь может быть более проницаем для воды, чем для спирта; в таком случае скорость прохождения воды окажется больше скорости прохождения спирта”. однако исследование этого явления было начато спустя столетие. Осмос  имеет важнейшее значение в биологических процессах, его широко используют в лабораторной технике: при определении молярных характеристик полимеров, концентрировании растворов, исследовании разнообразных биологических структур.

Я решила исследовать явление осмоса у животной и растительной клеток.

      Осмос практически единственный вид просачивания. Это проникновение через мембрану, которое происходит, когда по обе её стороны находятся растворы разной концентрации. Мембрана должна быть полупроницаемой. Сквозь неё должны проникать только молекулы воды и никакие другие. Большинство тонких плоских мембран, разделяющих органы у растений и животных, как раз полупроницаемые.

Исследовать проницаемость растительной и животной клеток очень просто. Для этого необходимо взять сырой картофель и яйцо.

Приложение 2.

Вырезаем  из картофелины три кубика, приблизительно одинакового  размера. Готовим  три банки. В одну наливаем  подсоленную воду, в другую - концентрированный раствор соли, а в третью - просто воду из-под крана. В каждую банку опускаем  по картофельному кубику. Часа через два-три внимательно рассматриваем  кубики. У того, который находился в подсоленной воде, никаких изменений мы не обнаружили. А вот два других изменились, и заметно. Тот кубик, который лежал в концентрированном растворе соли, намного уменьшился, а тот, который мы опустили в воду, стал, напротив, заметно больше.

Почему не изменился первый кубик? Дело в том, что он был в разбавленном растворе, и концентрация соли оказалась примерно той же, что и в самом картофельном соке. Кубик, который находился в концентрированном растворе, стал отдавать воду, снижая концентрацию этого раствора; вода из картофеля уходила, и кубик съежился. А последний кубик,  который  был в воде, стал поглощать воду и увеличился в размерах.

     Силы осмоса работают только у сырого картофеля. Процесс варки убивает клетки картофеля, и его мембраны перестают быть полупроницаемыми. В этом легко убедиться, поставив такие же опыты на кружочках или кубиках варёного картофеля. Что же касается роли осмотических сил при варке картофеля, и осмос становится невозможным.

     В процессе осмоса происходит переход молекул воды из одного раствора в другой, но только в одном направлении. В определённом смысле мембрана служит для молекул воды улицей с односторонним движением. Направление движения зависит от относительной концентрации растворов. Вода будет направляться от раствора меньшей концентрации к раствору большей концентрации.

Полупроницаемая мембрана окружает и каждую живую клетку. В этом проекте мы так же  исследовали  свойства полупроницаемой мембраны, окружающей сырое яйцо.

Приложение 3.

Для этого нам понадобилось: сырое яйцо в скорлупе, уксус (9%); банка (1/2 л), щипцы, бумажная салфетка.

Мы аккуратно положили яйцо в банку и налили в банку уксус так, чтобы он полностью закрыл яйцо. В банке  в течение первых 20 минут шло выделение пузырьков газа.

Оставив яйцо в уксусе, на пять дней, мы стали наблюдать и записывать за происходящими процессами.

Через пять дней, аккуратно вылили уксус, выложили яйцо на салфетку, прокололи острым предметом. В яичной скорлупе с внутренней стороны прилегает полупроницаемая мембрана: она пропускает молекулы уксуса    и задерживает молекулы белка сырого яйца, в результате чего яичная скорлупа стала мягкой и  легко отделилась от яичного белка.

Физико-химическое явление, которое мы только что наблюдали, называется осмосом, а давление, заставляющее пленку изгибаться, - осмотическим давлением. Таким образом, чтобы наблюдать осмос, обязательно нужны перегородка и две жидкости: раствор какого-либо вещества и чистый растворитель (у нас - вода) или хотя бы более слабый раствор.

 Оболочка живых клеток - всегда полупроницаемая мембрана. Она задерживает молекулы многих веществ, растворенных в воде, но воду пропускает. Поэтому каждая животная и растительная клетка - это микроскопическая осмотическая система, а осмотическое давление играет очень важную роль в жизнедеятельности организмов.

Широко распространён и осмос в природе. Например, эритроциты окрасят воду в красный цвет. В растворах с высокой концентрацией солей происходит сморщивание клеток из-за потери воды. Это явление используется, например, при консервировании пищевых продуктов путём добавления больших количеств соли или сахара. Микроорганизмы при этом становятся не жизнедеятельными. Осмотическое давление крови, лимфы и тканевых жидкостей человека равно 7,7 атм. при 37 градусов. У лягушек осмотическое давление меньше, а у морских животных больше. В тканях растений осмотическое давление составляет 5-20 атм., а у растений в пустынях доходит до 170 атмосфер. Для роста и развития растительных организмов имеет большое значение соотношение между осмотическими давлениями почвенного раствора и клеточного сока. Растение может нормально развиваться лишь тогда, когда осмотическое давление клеточного сока больше осмотического давления почвенного раствора.

Полезно отметить, что осмотическое давление - главная сила, обеспечивающая движение воды в растениях и её подъём от корней до вершины. Клетки листьев, теряя воду, осмотически всасывают её из клеток стебля, а последние из клеток корня, берущих воду из почвы. Высокоорганизованные животные и человек отличаются постоянным осмотическим давлением крови. Нарушение её губительно. Понижение осмотического давления при введении больших количеств воды или в результате потери солей вызывает рвоту, судороги и т.п. вплоть до гибели.

Повышение осмотического давления введением больших количеств солей приводит к перераспределению воды. Она скапливается в тех тканях, где откладывается избыток солей, - возникают отёки.

С явлением осмоса мы часто сталкиваемся под водой. Если нырнуть в речную воду и открыть глаза, то под веками быстро возникает чувство рези. Внутри глазных клеток концентрация растворённых веществ значительно выше, чем в пресной воде, и вода начинает проникать внутрь клеток, болезненно растягивая их. Когда мы раскрываем глаза в солёной морской воде, то, как ни странно на первый взгляд, таких болевых ощущений не испытываем, поскольку концентрации соли в морской воде и клетках ткани довольно близки. Осмотическое давление в этом случае себя не проявляет, и этому можно только радоваться.

Грустное зрелище чахлых растений, поникших листьев, засыхающих деревьев в немалой степени обязано своим происхождением отсутствию осмотического давления внутри клеток погибающих растений. Если по каким-либо причинам молекулярный насос клеточных оболочек перестаёт перекачивать воду внутрь клеток, чтобы поддержать осмотическое давление жидкости на достаточном уровне, то клетки уменьшаются в размерах и гибнут.

Также я планирую продолжить свою работу летом, чтобы убедиться в существовании осмотического переноса воды, или, как говорят корневого давления прямо в огороде с различными растениями. И постараюсь, ответить на ряд интересующих меня вопросов:

1.Почему срезанная ветка при погружении ее в воду оживает?2. Какие силы заставляют влагу проникать в растение и двигаться внутри него? 3.Что удерживает воду в клетках и не даёт ей выходить наружу?
 4.Каким образом клетка растения оказывается проницаемой для воды только в одном направлении: снаружи - внутрь?

Проведя практическую часть работы, получили следующие результаты:

Вывод:

В процессе осмоса растительной клетки происходит переход молекул воды из одного раствора в другой, но только в одном направлении.  Направление движения зависит от относительной концентрации растворов. Вода будет направляться от раствора меньшей концентрации к раствору большей концентрации.

Осмотическое давление в животной клетке  зависит от концентрации растворённого вещества и процесс проникновения вещества требует длительного времени. .

Проницаемость растительной клетки.

Проницаемость животной клетки.

В основе работы лежал экспериментальный метод исследования, который позволил доказать выдвинутую в начале работы гипотезу.

В ходе исследования осмоса, используя знания теоретического материала, связанные с изучением проблемы, вынесенной в заглавии работы, в результате практических опытов нами было установлено: осмос имеет большое значение для растительных и животных организмов, способствуя достаточному обводнению клеток и межклеточных структур, осмотическое давление зависит от концентрации растворённого вещества. Возникающее после этого осмотическое давление обеспечивает тургор клеток, т.е. их упругость. Наличие воды необходимо для нормального течения различных процессов. Поэтому данная тема актуальна для любого жителя Земли.

Многочисленными примерами мы ещё раз доказываем, что без осмоса невозможна жизнь на Земле.

1.Габриелян,О.С. Методическое пособие к пропедевтическому курсу О.С. Габриеляна, 2.И.Г. Остраумова, А.К.Ахлебинина «Химия.Вводный курс.7 класс»: методическое пособие/ О.С. Габриелян, Г.А. Шипарева. – М.: Дрофа, 2007.-203, [5] с.

3.Химическая энциклопедия. Том 1. Редактор И.Л.Кнунянц. Москва, 1988 год.

4.http://dic.academic.ru/dic.nsf/ntes/3275/%D0%9E%D0%A1%D0%9C%D0%9E%D0%A

5. http://ru.wikipedia.org/wiki/%CE%F1%EC%EE%F1

Страница класса в Дневник.ру

http://schools.dnevnik.ru/class.aspx?class=607474

Объявление.

Выдача школьных учебников будет производиться 1 сентября.

Сайт Ворфоломеева Артура

http://nsportal.ru/ap/artur-vorfolomeev

Сайт Бобкиной Татьяны

http://nsportal.ru/ap/bobkina-tatyana-nikolaevna

Сайт Малаховой Анастасии

http://nsportal.ru/ap/malahova-anastasiya-evgenevna

Сайт Нечайкина Ивана

http://nsportal.ru/ap/nechaykin-ivan-yurevich