Pobierz ZJAWISKO DYFUZJI W ORGANIZMACH ŻYWYCH Dyfuzja ... i więcej Streszczenia w PDF z Transport tylko na Docsity!
Poniższa publikacja ma charakter instrukcji dla ucznia, przeznaczonej do uzupełnienia w wy- kropkowanych miejscach (………….). W niektórych przypadkach należy dokonać wyboru jednej z podanych wersji odpowiedzi (a/b/c). Zamieszczony na końcu klucz pozwala na sprawdzenie poprawności wykonania zadań [x]. Jest to podsumowanie zagadnień dyfuzji i osmozy, pojawiających się w różnych działach bio- logii – w cytologii, fizjologii roślin i człowieka oraz w zoologii.
ZJAWISKO DYFUZJI W ORGANIZMACH Ż YWYCH
Dyfuzja stanowi zjawisko fizyczne, z którym często spotykamy się w co- dziennym życiu. To właśnie dyfuzją wyjaśniamy fakt, że po otwarciu flakonu z perfumami możemy po krótkiej chwili wyczuć ich zapach w pewnej odległości. Spróbuj wi ę c okre ś li ć , co to jest dyfuzja. Dyfuzja jest to przemieszczanie się cząstek (atomów, cząsteczek i ....................) z miejsca o niższym/wyższym ich stężeniu do miejsca o niższym/wyższym stę- żeniu w celu wyrównania stężeń (czyli, jak to się mądrze określa, w kierunku zgodnym ze spadkiem gradientu stężeń). [1] Ze zjawiskiem tym mamy do czynienia m.in. w naszym organizmie:
Jakie gazy, których kierunek dyfuzji przedstawiono za pomoc ą strzałek, zostały podpisane jako X i Y? Gaz X, czyli ..................... jest wytwarzany w procesie ......................................, a gaz Y, czyli ...................... jest potrzebny w procesie ................................... [2] Błony cytoplazmatyczne (czyli błona komórkowa i błony otaczające organelle) są określane jako półprzepuszczalne , co oznacza że może przez nie swobodnie dyfundować woda. W rzeczywistości są one selektywnie przepuszczalne, gdyż oprócz wody przechodzą przez nie, w ograniczonym stopniu, inne małe cząstki.
Dyfuzja cząstek przez błony półprzepuszczalne to dializa , wykorzystywana m.in. w tzw. sztucznej nerce:
W jaki sposób odwrotny kierunek przypływu roztworu dializuj ą cego miałby wpływ na skuteczno ść procesu dializy, dzi ę ki któremu krew jest oczyszczana z substancji toksycznych? ................................................................................................................................. ........................................................................................................................... [3] Osmoza to szczególny rodzaj dyfuzji – ruch cząsteczek rozpuszczalnika (wody) z roztworu mniej/bardziej stężonego do roztworu mniej/bardziej stężonego. [4] Proponuję omówić osmozę na przykładzie zjawiska plazmolizy zilustrowanego w następujący sposób:
To, co wtedy zajdzie, pokazuje poniższy rysunek:
Jest to określane jako deplazmoliza. Co oznacza przedrostek de- spotykany stosunkowo często w różnych wyraże- niach? ................................................................................................................................. ..........................................................................................................................[10] Czy umiesz wyja ś ni ć , dlaczego ro ś liny umieszczone w zasolonej wodzie wi ę dn ą? Jest to zjawisko suszy fizjologicznej, wywołane nie brakiem wody, lecz czynni- kami utrudniającymi jej pobieranie. Dlaczego zjawisko plazmolizy nie dotyczy komórek zwierzęcych? ..........................................................................................................................[11] Co się stanie, gdy umieścimy komórkę zwierzęcą (np. erytrocyt) w stężonym roztworze soli, a co gdy w wodzie destylowanej? ..........................................................................................................................[12] Dlaczego do uzupełniania objętości krwi w przypadku krwotoku stosuje się tzw. sól fizjologiczną (0,9% roztwór chlorku sodu), czyli płyn izo/hipo/hipertoniczny względem płynów ustrojowych? ..........................................................................................................................[13] W komórkach wielu pierwotniaków występują wodniczki tętniące, których za- sadniczą funkcją jest regulacja zawartości wody w komórce. U których pierwotniaków, słodko- czy słonowodnych, s ą one lepiej rozwini ę te? Odpowied ź swoj ą musisz, oczywi ś cie, umie ć uzasadni ć. ..........................................................................................................................[14] Półprzepuszczalne są nie tylko błony komórkowe, ale całe komórki i zbudowane z nich tkanki (np. nabłonki skrzeli). Wiedz ą c o tym b ę dziesz umiał odpowiedzie ć na pytanie: Które ryby pij ą wod ę i dlaczego?
W przypadku ryb słodkowodnych sytuacja wygląda następująco:
a : Dlaczego woda (tzw. woda osmotyczna) przedostaje się do organizmu po- przez skrzela i, w mniejszym stopniu, przez skórę? ........................................................................................................................ [15] Co w zwi ą zku z tym grozi rybie? b : Rybie grozi pęknięcie, więc usuwa wodę z moczem i kałem. Ale przecież mocz i kał zawierają sole! Na co jest teraz nara ż ona ryba? c : Ryba jest, w ten sposób, narażona na niedobór soli, które uzupełnia wraz z pobranym pokarmem. d : Specjalne komórki skrzeli (komórki chlorkowe) potrafią pobrać dodatkowo sole z wody, w której jest ich przecież bardzo mało (pamiętajmy, że mówimy o rybie słodkowodnej). Dlaczego komórki chlorkowe potrzebują do przeprowadzenia tego procesu energii? ....................................................................................................................... [16] A oto jak wygląda sytuacja w przypadku ryb żyjących w wodzie morskiej:
Podsumowanie: Dyfuzja: ruch cząstek z miejsca o wyższym ich stężeniu do miejsca o niższym stężeniu (w kierunku zgodnym ze spadkiem gradientu stężeń). Dializa: dyfuzja cząstek przez błony półprzepuszczalne. Osmoza: dyfuzja cząsteczek wody przez błony półprzepuszczalne. Plazmoliza: odstawanie cytoplazmy (a wraz z nią błony komórkowej) od ściany komórkowej komórki roślinnej. Dyfuzja ułatwiona: ruch cząstek w kierunku zgodnym ze spadkiem gradientu stężeń z udziałem przenośników. Transport aktywny: ruch cząstek w kierunku niezgodnym ze spadkiem gra- dientu stężeń (przez co proces ten wymaga dostarczenia energii) z udziałem przenośników. Homeostaza: stałość środowiska wewnętrznego organizmu, np. utrzymanie te- go samego stężenia substancji lub utrzymanie niezmiennej temperatury.
Sprawdź teraz, czy rozumiesz zjawisko plazmolizy: Wykonano następujące doświadczenie – wydrążone w bulwach ziemniaka jed- nakowe wgłębienia wypełniono taką samą ilością stężonego roztworu cukru (rys. a ) i wodą destylowaną (rys. b ). Wykonaj nowe rysunki zaznaczając odpo- wiednio poziom cieczy po kilku dniach.
Która z tych bulw będzie bardziej miękka? ........................................................................................................................ [20]
Klucz odpowiedzi
- jonów, wyższym, niższym
- X: dwutlenek węgla, oddychania; Y: tlen, oddychania
- W sztucznej nerce jest wykorzystywana tzw. zasada przeciwprądu – od- wrotne kierunki przepływu cieczy zwiększają wydajność procesu dializy. Gdyby kierunek przepływu roztworu dializującego był taki sam, jak kie- runek przepływu krwi, skuteczność dializy byłaby znacznie mniejsza.
- z mniej do bardziej Woda przechodzi tam, gdzie jest jej mniej (zgodnie z zasadami dyfuzji), a więc do roztworu bardziej stężonego.
- izotonicznej Przedrostek „izo-„ znaczy „taki sam, jednakowy”. W biologii istnieją ter- miny: izogamia, izogamety, izospory, skurcz izotoniczny i izometryczny.
- Nie zachodzą żadne zmiany, gdyż stężenia z dwóch stron błon półprze- puszczalnych są wyrównane.
- hipertonicznej Mówimy przecież na duży market: hipermarket. Przykładem terminu bio- logicznego jest hiperwitaminoza.
- odstawanie błony od ściany Nie można mówić odwrotnie, bo ściana jest sztywna i nie zmienia wyglą- du.
- hipotonicznej Na przykład: hipowitaminoza – niedobór witamin.
- de- coś odwrotnego, cofnięcie jakiegoś procesu. Na przykład bakterie de- nitryfikacyjne przeprowadzają proces odwrotny niż bakterie nitryfikacyj- ne.
- Gdyż komórka zwierzęca nie ma ściany komórkowej (patrz: definicja plazmolizy).
- W stężonym roztworze soli skurczy się, a w wodzie destylowanej pęknie.
- płyn izotoniczny Gdyż komórki nie zmieniają wtedy swojej objętości.
- u słodkowodnych Dlatego, że w ich przypadku woda przepływa do wnę- trza, w celu wyrównania stężeń.
- Gdyż w organizmie jest większe stężenie soli i woda przechodzi do jego wnętrza, zgodnie z zasadą osmozy.
- Sole te przechodzą w kierunku niezgodnym ze spadkiem gradientu stę- żeń, a więc nie na zasadzie dyfuzji.
- Gdyż na zewnątrz jest większe stężenie soli i woda przechodzi tam zgod- nie z zasadą osmozy.
- niezgodnym (patrz: punkt 16)
- Gdyż zachodzi w kierunku zgodnym ze spadkiem gradientu stężeń.
