Forsøk: Diffusjon og størrelse
Organismer må dekke cellenes behov ved å utveksle stoffer gjennom kroppsoverflaten. Formen og størrelsen til organismen spiller derfor en helt avgjørende rolle for å opprettholde livsfunksjonene.
I dette forsøket skal du utforske hvordan størrelsen til en organisme påvirker opptaket av stoffer ved diffusjon.
Bruk briller og hansker gjennom hele forsøket.
Hvordan kan vi bruke en pH-indikator til å observere diffusjon?
Undersøk hvordan pH-indikatoren oppfører seg, før du setter i gang forsøket.
Tilsett noen dråper indikator i et begerglass med vann.
Tilsett noen dråper NaOH inntil løsningen får en rosa (fenolftalein) eller blå (BTB) farge.
Tilsett deretter HCl dråpevis, og observer fargeforandringene.
Skjær ut terninger med ulike størrelser. Du kan for eksempel ha én terning med sidekant 2 cm, én med sidekant 1 cm og én med sidekant 0,5 cm.
Regn ut overflaten, volumet og forholdet mellom overflaten og volumet for hver av terningene. Skriv inn verdiene i en tabell som denne:
Sidekant på terning | Overflate | Volum | Overflate/volum |
---|---|---|---|
0,5 cm | |||
1 cm | |||
2 cm |
Bruk tabellen til å sammenlikne de tre terningene.
Hva skjer med overflatearealet når sidekanten dobles?
Hva skjer med volumet når sidekanten dobles?
Hva skjer med forholdet mellom overflate og volum (overflate/volum) når sidekanten dobles?
Diskuter: Dersom det tar 10 minutter å endre fargen på den minste terningen, hvor lang tid tar det å endre fargen på de to største terningene?
Legg terningene i et begerglass eller ei skål.
Hell 0,1M HCl i begerglasset, slik at det dekker terningene.
La terningene stå i begerglasset i 5 minutter.
Bruk ei klype eller skje til å ta opp terningene, og legg dem på et tørkepapir. Husk å bruke hansker!
Gjør de nødvendige målingene, og regn ut hvor stor prosentandel av hver av terningene som har endret farge.
Legg terningene tilbake i HCl-løsningen.
Gjenta punkt 7–10 til alle terningene helt har skiftet farge. Merk deg hvor lang tid dette tar for hver terning.
Tegn kurver som viser prosentandelen av terningen som har endret farge som funksjon av tida.
Hva er sammenhengen mellom volumet av terningen og tida det tar å endre fargen?
En dobling av volumet fører til at tida dobles.
En dobling av volumet fører til at tida mer enn dobles.
En dobling av volumet fører til at tida øker, men med mindre enn det dobbelte.
Mengden stoff som kan tas opp gjennom en overflate, avhenger av overflatearealet. Antall celler i en organisme øker med volumet. Hva øker mest når en organisme blir større: overflaten eller volumet?
Bruk resultatene dine til å forklare hvorfor store organismer må ha egne organsystemer som hjelper til med å forsyne cellene i organismen med oksygen og næring.
Spesialiserte gassutvekslingsoverflater som lunger og gjeller har mange innbuktninger og folder. Kan du forklare hvorfor, i lys av resultatene dine?
Finnes det en øvre grense for størrelsen til celler, tror du?
Forholdet mellom kroppsoverflaten og -volumet til jevnvarme arter varierer med temperaturen i miljøet som arten er tilpasset. Hvorfor og på hvilken måte?
Små pattedyr må bruke mer energi per gram kroppsvekt på å opprettholde kroppstemperaturen enn store pattedyr. Bruk betraktninger om volum og overflate til å forklare hvorfor.
Utvidelse
Terningene i dette forsøket har samme form, men organismer har ulike former. Utforsk betydningen av form ved å skjære ut agarblokker med ulike former. Hvordan endrer forholdet mellom overflate og volum seg når du endrer på formen? Klarer du å variere overflaten uten å endre på volumet?