Forsøk: Diffusjon og storleik

Organismar må dekke cellene sine behov ved å utveksle stoff gjennom kroppsoverflata. Forma og storleiken til organismen speler derfor ei heilt avgjerande rolle for å halde livsfunksjonane i gang.

I dette forsøket skal du utforske korleis storleiken til ein organisme påverkar opptaket av stoff ved diffusjon.

Bruk briller og hanskar gjennom heile forsøket.

Agarblokker med indikator

Agarblokkene kan lagast på førehand av læraren.

1. Tilset 10–15 g agarpulver i 250 ml destillert vatn. (Sjekk rett blandingsforhold i bruksrettleiinga for den agaren du bruker.)

2. Varm opp løysninga i vassbad under omrøring, og la løysninga koke i 10 minutt. Ta løysninga ut av vassbadet, og la ho avkjølast litt.

3. Tilset nokre dropar pH-indikator i løysninga.

4. Tilset 0,1 M NaOH med dropeteljaren inntil løysninga har fått ønskt farge. Dersom du bruker BTB, skal løysninga vere blå. Dersom du bruker fenolftalein, skal løysninga vere rosa.

5. Når løysninga er handvarm, heller du ho over i ei form for å lage agarblokker. Ho stivnar raskt og er klar til bruk i løpet av ein times tid.

Korleis kan vi bruke ein pH-indikator til å observere diffusjon?

Undersøk korleis pH-indikatoren oppfører seg, før du set i gang forsøket.

1. Tilset nokre dropar indikator i eit begerglas med vatn.

2. Tilset nokre dropar NaOH inntil løysninga får ein rosa (fenolftalein) eller blå (BTB) farge.

3. Tilset deretter HCl dropevis, og observer fargeforandringane.

Tenk gjennom: Kva vil skje når du legg ei agarblokk med indikator i ei løysning med låg pH?

Når du badar agarblokka i ei sur løysning, vil hydrogenion diffundere frå løysninga og inn i blokka på grunn av konsentrasjonsforskjellen.

Når konsentrasjonen av hydrogenion aukar i terningen (pH minkar), vil indikatoren skifte farge.

Dette gjer det mogleg å måle kor lang tid terningen "bruker" på å ta opp hydrogenion gjennom diffusjon.

1. Skjer ut terningar med ulike storleikar. Du kan til dømes ha éin terning med sidekant 2 cm, éin med sidekant 1 cm og éin med sidekant 0,5 cm.

2. Rekn ut overflata, volumet og forholdet mellom overflata og volumet for kvar av terningane. Skriv inn verdiane i ein tabell som denne:

1. Bruk tabellen til å samanlikne dei tre terningane.

   1. Kva skjer med overflatearealet når sidekanten blir dobla?

   2. Kva skjer med volumet når sidekanten blir dobla?

   3. Kva skjer med forholdet mellom overflate og volum (overflate/volum) når sidekanten blir dobla?

2. Diskuter: Dersom det tek 10 minutt å endre fargen på den minste terningen, kor lang tid tek det å endre fargen på dei to største terningane?

3. Legg terningane i eit begerglas eller ei skål.

4. Hell 0,1M HCl i begerglaset, slik at det dekker terningane.

5. La terningane stå i begerglaset i 5 minutt.

6. Bruk ei klype eller skei til å ta opp terningane, og legg dei på eit tørkepapir. Hugs å bruke hanskar!

7. Gjer dei nødvendige målingane, og rekn ut kor stor prosentdel av kvar av terningane som har endra farge.

8. Legg terningane tilbake i HCl-løysninga.

9. Gjenta punkt 7–10 til alle terningane heilt har skifta farge. Merk deg kor lang tid dette tek for kvar terning.

1. Teikn kurver som viser prosentdelen av terningen som har endra farge som funksjon av tida.

2. Kva er samanhengen mellom volumet av terningen og tida det tek å endre fargen?

   1. Ei dobling av volumet fører til at tida blir dobla.

   2. Ei dobling av volumet fører til at tida blir meir enn dobla.

   3. Ei dobling av volumet fører til at tida aukar, men med mindre enn det dobbelte.

3. Mengda stoff som kan takast opp gjennom ei overflate, avheng av overflatearealet. Talet på celler i ein organisme aukar med volumet. Kva aukar mest når ein organisme blir større: overflata eller volumet?

4. Bruk resultata dine til å forklare kvifor store organismar må ha eigne organsystem som hjelper til med å forsyne cellene i organismen med oksygen og næring.

5. Spesialiserte gassutvekslingsoverflater som lunger og gjeller har mange innbuktingar og foldar. Kan du forklare kvifor, i lys av resultata dine?

6. Finst det ei øvre grense for storleiken til celler, trur du?

7. Forholdet mellom kroppsoverflata og -volumet til jamvarme artar varierer med temperaturen i miljøet som arten er tilpassa. Kvifor og på kva måte?

8. Små pattedyr må bruke meir energi per gram kroppsvekt på å halde oppe kroppstemperaturen enn store pattedyr. Bruk betraktningar om volum og overflate til å forklare kvifor.