916 -918

3. Гіпотонічні, ізотонічні та гіпертонічні розчини

  • Клітини мають тенденцію до зменшення або набрякання при розміщенні в розчині.
  • Якщо клітину помістити в гіпотонічний розчин, всередині клітини буде більше розчинених речовин, ніж розчин, тому вода буде вриватися і змушувати її набрякати та/або лізувати.
  • Якщо клітину помістити в ізотонічний розчин, усередині клітини буде така ж концентрація іонів, як і розчин, тому немає чистого руху води в клітину або з неї. (подумайте про ін’єкції)
  • Якщо клітину помістити в гіпертонічний розчин, у внутрішній частині клітини знаходиться більше води, ніж у зовнішньому розчині, тому вода залишає клітину і вона стає кренірованою
  • Примітка: Роблячи сьогодні експеримент на клітинах крові на щурах, спробуйте передбачити, що буде
    до клітини в кожному різному розчині.
      3. Фільтрація
      • Є, коли перегородка, що містить невеликі отвори, поміщається в потік рухомої рідини. Частинки, досить малі, щоб пройти крізь отвори, рухаються по перегородці з рідиною, але все, що є більшим, не може перетинатися. При фільтрації тиск більший на тій стороні, з якої фільтруються речі.

    ТЕХНІЧНИЙ ЛИСТ ДЛЯ МЕМБРАННОЇ ТРАНСПОРТНОЇ ЛАБОРАТУРИ

    напівпроникну мембрану

    НЯКОЛЬКІ ПІДКАЗКИ ПРО НАСТУПНІ ЕКСПЕРИМЕНТИ:
    1. Спершу налаштуйте експеримент 2 і розпочніть його - він триває довше і є найскладнішим.
    2. Розподіліть роботу серед членів вашої лабораторної групи - принаймні 2 людини повинні працювати над експериментом 2.
    3. Експеримент 3 можна налаштувати і виконати останнім - це займе лише близько 15 хвилин.
    4. Обов’язково прочитайте ВСІ інструкції перед початком будь-якого експерименту!


    Експеримент 1: Осмотичні зміни еритроцитів
    Рух води через напівпроникну мембрану отримує особливу назву - осмос. Переміщення води через клітинну мембрану є надзвичайно важливим для всіх клітин тіла, оскільки це може впливати на об’єм клітин, їх форму і, врешті-решт, виживання клітин. У цьому експерименті ви зміните швидкість і напрямок руху води за допомогою осмосу, використовуючи різні позаклітинні розчини. Ви спостерігатимете вплив цих осмотичних змін на об’єм та форму клітини. Ці розчини можна описати, використовуючи терміни, що описують концентрацію розчинених речовин у розчинах щодо концентрації розчиненої речовини всередині еритроцитів:

    Гіпертонічна: вона має вищу концентрацію розчиненої речовини, ніж клітина. Вода буде дифундувати з
    клітини і потрапляє в розчин, змушуючи клітину стискатися (кренація).

    Гіпотонічна: вона має нижчу концентрацію розчиненої речовини, ніж у клітині. Вода буде дифундувати з
    розчин потрапляє в клітину, викликаючи набряк клітини і, можливо, розрив (лізис)

    Ізотонічний: він має ту саму концентрацію розчиненої речовини, що і клітина. Мережі не буде
    рух води, і клітина ні зменшиться, ні набухне.

    Пам'ятайте, що ці терміни відносні - розчин з 10% концентрацією розчиненої речовини буде гіпертонічним для розчину з 5% концентрацією розчиненої речовини. Однак 10% розчин є гіпотонічним для розчину з 15% концентрацією розчиненої речовини.

    МАТЕРІАЛИ:
    складений мікроскоп
    1-2 предметних стекла для мікроскопа та кришки
    3 розчини: 0,9% NaCl, дистильована вода, 10% розчин NaCl
    розведена кров щурів

    1. Покладіть краплю розведеної щурячої крові на предметне скло, додайте одну краплю ізотонічного сольового розчину і опустіть на предметне скло кришку. Спостерігайте за еритроцитами, використовуючи високий сухий об'єктив (43-45X). Складіть креслення або напишіть опис розміру та форми клітинок у відведеному на наступній сторінці місці.

    2. Помістіть краплю 10% NaCl на один край накладки покриття та прокрутіть її (покладіть шматочок Кімвіпе на інший край накладки, щоб намалювати розчин під накладкою покриття). Зачекайте кілька хвилин, а потім спостерігайте за розміром і формою клітин. Зверніть увагу на будь-які відмінності в просторі на наступній сторінці.

    3. Помістіть краплю дистильованої води на один край накладки кришки і протріть її крізь. Зверніть увагу на розмір і форму клітин через кілька хвилин.

    4. Альтернативний метод: Виконайте крок 1; тоді отримайте свіжу гірку та ще 2 ковзання.

    Покладіть краплю щурячої крові на один кінець предметного стекла, додайте до крові краплю 10% NaCl і покладіть на кришку. На інший кінець гірки покладіть ще краплю щурячої крові, додайте краплю дистильованої води та кришку. Порівняйте розмір і форму клітин на кожному кінці предметного стекла під мікроскопом, використовуючи високий сухий об'єктив (43-45X).

    5. Для кожного з розчинів, які ви застосували до еритроцитів, опишіть: 1) Що сталося з формою та розмірами клітин; 2) чи застосовуваний вами розчин був ізотонічним, гіпертонічним чи гіпотонічним для клітин; 3) Чистий напрямок руху води (у клітини, поза клітинами, чистий рух немає).

    10% розчин NaCl:

    Експеримент 2: Швидкість осмосу
    В експерименті 1 ви розглядали вплив руху води на розмір і форму клітин. У цьому експерименті ви вивчите вплив градієнта концентрації на швидкість руху води через напівпроникну мембрану (діалізні трубки). Ви порівняєте швидкість осмосу для 3 різних комбінацій розчинів:

    Налаштування сумки
    СУМКА ВНУТРІШНЯ СУМКА У ПАКУ
    1 водопровідна вода 20% сахарози

    2 1% води з-під крану сахарози

    3 водопровідної води 10% сахарози

    МАТЕРІАЛИ:
    мішки для діалізу, змочені у воді
    3 мензурки, 1 лійка
    гумки
    розчини: 10% сахарози, 20% сахарози, 1% сахарози
    паперові рушники; дивитися

    ПРИМІТКА: Виконуйте процедуру для кожного мішка для діалізу до завершення, перш ніж починати наступний - цей експеримент вимагає послідовності вимірювань за часом - не намагайтеся готувати всі мішки для діалізу одночасно!

    1. Вийміть з мензурки один мішок для діалізу і зав'яжіть один кінець (інструктор продемонструє, як зав'язувати пакети, щоб запобігти витоку). Наповніть мішок 20 мл води з-під крана за допомогою лійки. Видавіть повітря з мішка, обережно НЕ використовуйте кінчики пальців (масло на шкірі кінчиків пальців може пошкодити мембрану діалізу). Зав’яжіть протилежний кінець сумки.

    2. Ретельно висушіть пакет на паперових рушниках, особливо на вузликових кінчиках. Зважте мішок на вазі

    3. Покладіть мішок у склянку із написом об’ємом 400 мл і наповніть склянку 20% сахарозою, щоб просто закрити мішок - ПРИМІТКА НА ЧАС.

    4. Наповніть другий мішок для діалізу 1% сахарозою, зв’яжіть його, висушіть, зважте, покладіть в окремий, помічений міткою склянку на 400 мл, достатньою водопровідною водою, щоб покрити мішок, і знову ЗАБЕЗПЕЧИТИ ЧАС.

    5. Наповніть третій мішок для діалізу 10% сахарозою, зв’яжіть його, висушіть, зважте, покладіть в окремий, помічений міткою склянку на 400 мл, достатньою водопровідною водою, щоб покрити мішок, і ще раз ПРИМІТИ ЧАС.

    6. Зважуйте кожен мішок кожні 15 хвилин протягом однієї години - переконайтеся, що ви ретельно висушуєте мішок перед кожним зважуванням. Також переконайтеся, що пакети залишаються зануреними в рідину - за необхідності обважніть їх ручкою або олівцем.

    7. Ви можете використовувати таблицю нижче, щоб відстежувати час зважування та вагу мішків для діалізу.

    8. Нанесіть графік зміни ваги кожного мішка як функцію часу для кожного експерименту (до наступного періоду занять як частини вашого лабораторного звіту).

    ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ РЕЗУЛЬТАТИ

    Вага при Т = 0 Вага при Т = 15 хв Вага при Т = 30 хв Вага при Т = 45 хв Вага при Т = 60 хв
    Сумка 1

    РОЗРАХУНКИ
    1. Початкова швидкість осмосу = вага за 15 хв - вага за 0 хв/15 хв

    Ви розрахуєте початкові показники осмосу для мішків 1, 2 та 3 як частину вашого лабораторного звіту, який має відбутися наступного лабораторного заняття.

    2. Враховуючи формулу початкової швидкості осмосу, напишіть формулу остаточної швидкості осмосу нижче:

    Ви розрахуєте кінцеві показники осмосу для мішків 1, 2 та 3 як частину свого лабораторного звіту, який має відбутися наступної лабораторної сесії.

    ДУМКОВІ ПИТАННЯ
    Чому деякі сумки для діалізу набирали вагу, тоді як інші сумки втрачали вагу? Що спричинило різницю у швидкості зміни ваги серед 3 мішків? Як ви думаєте, чи буде різниця між початковим і кінцевим показниками осмосу для будь-якого пакета? Чому чи чому б ні? Яка молекула рухалася через діалізну мембрану, викликаючи зміни ваги, що спостерігаються в мішках для діалізу?

    Експеримент 3: Діаліз
    Здатність молекули дифундувати через напівпроникну мембрану залежить від її розміру та форми. Процес діалізу використовує здатність молекули дифундувати через напівпроникну мембрану, щоб розділити великі та малі молекули. У цьому експерименті ви порівняєте здатність молекул глюкози та крохмалю перетинати діалізні трубки, напівпроникну мембрану. Використовувана нами діалізна трубка дозволяє пропускати молекули менше 14000 дальтон. Поки ви робите цей експеримент, майте на увазі, що глюкоза - це мономер (окрема молекула цукру), а крохмаль - це полімер, що складається з декількох молекул цукру, пов’язаних між собою.

    МАТЕРІАЛИ:
    1 шматок труб для діалізу, замочуючи у воді
    мензурка
    лійка
    4 пробірки
    тримач для пробірки
    кольорова стрічка та маркувальна ручка
    розчин йоду та розчин Бенедикта
    крохмаль (10%) і розчин глюкози (5%)
    гумки

    1. Відв’яжіть один кінець діалізної трубки гумками, як це було зроблено в експерименті 2

    2. За допомогою лійки заповніть мішок

    20 мл розчину крохмалю/глюкози. Переконайтесь, що все повітря вийшло з мішка, а другий кінець зав’яжіть шпагатом.

    3. Занурте мішок у склянку з водопровідною водою та переконайтесь, що він залишається під поверхнею води.

    4. Нехай мішок лежить у мензурці з водою протягом 15 хвилин.

    5. Позначте 4 пробірки:
    У - крохмаль
    OUT - крохмаль
    ВН - глюкоза
    ВИХІД - глюкоза

    6. Після закінчення 15 хвилин відріжте один кінець від діалізного мішка і налийте кілька мл (не має значення, скільки саме) у пробірки «IN». Налийте кілька мл склянки води у пробірки "OUT".

    7. Додайте 10 крапель розчину йоду в пробірки з написом: IN - крохмаль & OUT - крохмаль
    Темно-синій колір вказує на наявність крохмалю. Запишіть свої результати в таблиці нижче.

    8. Додайте 10 крапель розчину Бенедикта в пробірки з написом: IN - глюкоза & OUT - глюкоза
    Помістіть пробірки, що містять розчин Бенедикта, на 1-2 хвилини у киплячу водяну баню (на бічній лавці). Синій колір зміниться на зелений, оранжевий або жовтий у присутності глюкози. Запишіть свої результати в таблиці нижче.

    ДУМКОВІ ПИТАННЯ
    Виходячи з того, що ви знаєте про відносний розмір молекул глюкози та крохмалю, ви зможете передбачити, яка молекула (и) буде дифундувати з мішка, а яка (і) молекула (и) залишиться всередині мішка.