1. PLAZMOLÍZIS VIZSGÁLATA
ANYAGOK, ESZKÖZÖK: lilahagyma, mikroszkóp, kés, penge, csipesz, óraüvegek, tárgylemez, fedőlemez, cseppentők, 10%-os CaCl2-oldat, víz. Végezze el az alábbi kísérletet, és feleljen a kérdésekre! VIZSGÁLAT: Lilahagyma húsos alleveléből készítsen 2 bőrszöveti nyúzatot. Az elsőt vízcseppben lefedve rögtön vizsgálja meg mikroszkóp alatt. A másodikat helyezze 5 percre 10 %-os CaCl2oldatba, ezután vizsgálja meg. (A fedőlemez alá a CaCl2 oldatból cseppentsen!) Végül az utóbbi nyúzatot öt percre helyezze desztillált vízbe, majd mikroszkóp alatt figyelje meg a változást! KÉRDÉSEK: 1. Hányszoros a nagyítás? 2. Milyen különbséget látott a CaCl2-oldattal kezelt és a kezeletlen nyúzat sejtjei között? Rajzolja le a látottakat! Kezeletlen nyúzat:
CaCl2-oldattal kezelt nyúzat:
3. Magyarázza a CaCl2-oldatban végbement folyamatot! Mi a jelenség neve? Mi a lényege? Milyen folyamat speciális esete ment végbe? 4. Milyen a környező oldat töménysége a sejtplazmához képest? 5. Mi történik, ha a kezelt nyúzatot ezután desztillált vízbe helyezi? Hogy hívják ezt a folyamatot? Hogyan magyarázza?
MEGOLDÁS: Sejtfallal rendelkező (pl. növényi) sejtet hiperozmotikus közegbe helyezve a sejtplazma vizet veszít, zsugorodik, a sejthártya elválik a sejtfaltól. A plazmolízis az ozmózis egyik esete. A desztillált víz hipoozmotikus oldat, hatására vízfelvétel történik a sejtbe, ez a folyamat a deplazmolízis. Csak élő sejt képes plazmolízisre. A kísérlet bizonyítja, hogy a sejtfal nem akadályozza meg az anyagtranszportot.
kezeletlen nyúzat
kezelt nyúzat, plazmolízis
2. ORVOSI SZÉN FELÜLETI MEGKÖTŐKÉPESSÉGÉNEK VIZSGÁLATA
ANYAGOK, ESZKÖZÖK: vörösbor, orvosi szén (por), 2 db 250 cm3-es lombik, tölcsér, szűrőállvány, szűrőkarika, szűrőpapír, főzőpohár, borszeszégő, gyufa, vasháromláb, műanyag pohár Végezze el az alábbi kísérletet, és válaszoljon a kérdésekre! VIZSGÁLAT: Öntsön az egyik lombikba kb. 100 cm3 vörösbort! Adjon 1 kanál szenet hozzá, keverje el, és melegítse kb. 40 °C-ra! Szűrje át az oldatot a másik lombikba, figyelje meg a lecsepegő oldat színét! KÉRDÉSEK: 1. 2. 3. 4. 5.
Milyen színű lett a szűrlet? Mivel magyarázza az oldat színváltozását? Mi a folyamat lényege, neve? Az orvosi szén mely tulajdonsága teszi lehetővé ezt a jelenséget? Miért „orvosi” szén a neve? Említse meg a megfigyelt jelenség néhány biológiai előfordulását!
MEGOLDÁS:
az aktív szén nagy fajlagos felülete
1. Színtelen. 2. Az orvosi szén nagy felületén megkötötte a vörösbor festékmolekuláit. A jelenség neve: felületi megkötődés (adszorpció). 3. Az orvosi szén szemcséi kolloid mérettartományba esnek (1-1000 nm), az ilyen méretű anyagoknak nagyon nagy a fajlagos (tömeghez viszonyított) felülete. 4. Az aktív szénnek számos orvosi felhasználása ismert. Hat a bél bakteriális eredetű gyulladásainál, magához köti a kórokozó bélbaktériumokat, a kellemetlen bomlástermékeket és gázokat, hasmenés esetén pedig a felesleges vizet. Alkalmazzák sérüléseken külsőleg is, ekkor szintén a baktériumokat köti meg. 5. Enzimműködés, talajkolloidok.
3. ENZIMES BONTÁS KÉMCSŐBEN
ANYAGOK, ESZKÖZÖK: keményítőoldat, amilázoldat, víz, Lugol-oldat, kémcsövek, cseppentő, fehér csempelap, nagy főzőpohár, hőmérő, meleg víz Végezze el az alábbi kísérletet, és válaszoljon a kérdésekre! VIZSGÁLAT: Két kémcsőbe öntsön 1-1 cm3 keményítő-oldatot! Egyikbe tegyen 2 cm3 nyálat (vagy a gyógyszertárakban kapható keményítőbontó enzimet), a másikba 2 cm3 vizet! Helyezze mindkettőt 37 °C-os vízfürdőbe! Kb. 15 perc múlva rakjon mindkét mintából egy-egy cseppet fehér csempelapra, adjon hozzájuk egy-egy csepp Lugol-oldatot! 10 perccel később ismételje meg a próbát! KÉRDÉSEK: 1. 2. 3. 4. 5.
Mit tapasztalt a Lugol-próbák során? Miért helyeztük a mintákat 37°C-os vízfürdőbe? Mit mutat ki a Lugol-oldat? Milyen színváltozással? Melyik kémcsőben kapott pozitív Lugol-próbát? Miért abban? Hol termelődik az emberi szervezetben amiláz enzim, mely emésztőnedveknek alkotórésze és mi a szerepe? 6. Mit tapasztal, ha egy kiflicsücsköt vagy kenyérhéj-darabkát a szokásosnál hosszabb ideig tart a szájában és rág?
MEGOLDÁS:
1. Az amilázos kémcsőben nem változott a Lugol-oldat színe, a másikban kékeslila lett. 2. Mert az emberi szervezetben ezen a hőmérsékleten mennek végbe a biokémiai folyamatok, ez az amiláz enzim hőmérsékleti optimuma. 3. Keményítőt, ibolyalila színreakcióval. amiláz enzim
4. Amelyikben amiláz helyett víz volt, mert a másikban az enzim elbontotta a keményítőt.
5. A nyálmirigyekben és a hasnyálmirigyben termelődik, a nyálnak és a hasnyálnak az alkotója, szerepe keményítőbontás. 6. A kifli / kenyér keményítőjét a nyálamiláznak lesz ideje elbontani, így érezhetővé válik a diszacharidok (maltóz) és monoszacharidok (glükóz) édes íze.
4. SZÉN-DIOXID KIMUTATÁSA MESZES VÍZZEL
ANYAGOK, ESZKÖZÖK: szívószál, kémcső, meszes víz. Végezze el az alábbi kísérletet, és válaszoljon a kérdésekre! VIZSGÁLAT: Szívószálon keresztül fújjon kilélegzett levegőt meszes vízbe kb. fél percig! KÉRDÉSEK: 1. 2. 3. 4. 5. 6.
Milyen változást tapasztalt a kémcsőben? Milyen anyag jelenlétére utal a változás? Milyen biokémiai folyamat során keletkezett ez az anyag? Mi ennek a folyamatnak a lényege? Melyik sejtalkotóhoz kötődik a kilélegzett anyag keletkezése? Hogyan kerül ez az anyag a sejtekből a kilélegzett levegőbe?
MEGOLDÁS: 1. 2. 3. 4. 5. 6.
A meszes víz megzavarosodott: szilárd CaCO3-pelyhek keletkeztek benne. A szén-dioxidot mutattuk ki. A biológiai oxidáció során keletkezik a sejtekben. Egyenlete: C6H12O6 + 6 O2 = 6 CO2 + 6 H2O, energia-felszabadulással járó folyamat, ATP keletkezik. A szén-dioxid egy része a sejtplazmából származik (glikolízis), nagyobb hányada a mitokondriumokban keletkezik (citromsav-ciklus). A sejtekből a kapillárisfalakon keresztül a vérbe jut, onnan a keringéssel (kisvérkör) a tüdőbe, ott az érfalon és a léghólyagocskák falán át a kilélegzett levegőbe – passzív diffúzióval.
5. AZ EPE VIZSGÁLATA
ANYAGOK, ESZKÖZÖK: kémcsövek, víz, olaj, epe, 2 db gumidugó. Végezze el az alábbi kísérletet, és válaszoljon a kérdésekre! VIZSGÁLAT: Két kémcsőbe öntsön 3-3 ujjnyi vizet, mindkettőre rétegezzen 1-1 ujjnyi olajat! Az egyikbe öntsön egy ujjnyi epét! Gumidugóval zárja le a két kémcsövet, rázza össze azokat és várjon néhány percig! KÉRDÉSEK: 1. 2. 3. 4. 5.
Milyen különbségeket észlelt a két kémcsőben? Milyen kémiai természetű anyag az epe? Milyen polaritású és oldódási tulajdonságú anyag a víz, az olaj, az epe? Mi okozta a különbséget a két rendszerben? Hol termelődik, hol hat az epe, és mi a biológiai szerepe?
MEGOLDÁS: 1. Az epét nem tartalmazó rendszer gyorsan két fázisra vált (alul a víz, felül az étolaj), az epés zavaros maradt. 2. Lipid » szteránvázas vegyület. 3. A víz poláris, az olaj apoláris, vízben nem oldódik, az epe kettős oldódási tulajdonságú (amfipatikus) vegyület. 4. Az epe apró cseppek formájában oldatban tartja a vízben másképp nem oldódó olajat. (Stabilizálja a víz-olaj emulziót, vagyis szétoszlat = emulgeál.) 5. Termeli a máj, raktározza az epehólyag, innen a vékonybélbe (patkóbélbe) ömlik, ahol apróbb cseppekre bontja (emulgeálja) a zsírokat, így nagyobb felületet létrehozva hozzáférhetővé teszi a zsírbontó enzimek számára. Aktiválja a zsírbontó enzimeket.
az emulgeálás
6. KEMÉNYÍTŐ KIMUTATÁSA
ANYAGOK, ESZKÖZÖK: keményítőoldat, burgonya gumója, Lugol-oldat (KI-os I2-oldat), kés, kémcső, cseppentő, borszeszégő, kémcsőfogó, mérőhenger, gyufa, jeges víz Végezze el az alábbi vizsgálatot, és válaszoljon a kérdésekre! VIZSGÁLAT: Cseppentsen KI-os I2-oldatot burgonyagumó vágott felszínére! Cseppentsen KI-os I2-oldatot 2 cm3 keményítő-oldathoz! A kémcsőben keletkezett rendszert melegítse meg, a változás után hűtse le! KÉRDÉSEK: 1. 2. 3. 4. 5.
Milyen színváltozást tapasztalt a cseppentés után a kémcsőben és a gumó felszínén? Milyen szerkezeti változás magyarázza a látott változást? Mit tapasztalt a keményítőoldat megmelegítésekor? Mi okozza a színváltozást a melegítéskor? Mi történt lehűtés hatására? Mi a keményítő élettani szerepe?
MEGOLDÁS: 1. Kék/ lila lett. 2. Az apoláris jódmolekulák bekerülnek a keményítő- (amilóz-)molekula hélixébe, ott Van der Waals-kötésekkel rögzülnek, ettől megváltozik a jódmolekulák elektronszerkezete, ezért más színűek lesznek. 3. Melegítésre visszakaptuk a jódoldat eredeti sárgásbarna színét. 4. A hőmozgás hatására kibújnak a jódmolekulák a hélixből. Lehűtéskor újra rögzülnek a hélixek belsejében. 5. A keményítő poliszacharid, a növények raktározott tápanyaga (a fotoszintézis végső terméke). Tápanyagaink között jelentős energiaforrás.
Lugol hozzáadása előtt
Lugol hozzáadásakor
melegítés után
7. KEMÉNYÍTŐSZEMCSÉK VIZSGÁLATA MIKROSZKÓP ALATT
ANYAGOK, ESZKÖZÖK: burgonyagumó, kés, penge, lándzsatű, tárgylemezek, fedőlemezek, cseppentő, mikroszkóp, Lugol-oldat (KI-os I2-oldat), szűrőpapír Végezze el az alábbi vizsgálatot, és válaszoljon a kérdésekre! VIZSGÁLAT: Készítsen kaparékot a kettévágott burgonyagumó felszínéről! Tárgylemezen, vízcseppben, lefedve vizsgálja meg mikroszkóp alatt! A mikroszkóp mikrocsavarját finoman mozgatva figyelje meg a szemcséket! Ezután szívasson át a készítményen Lugol-oldatot, figyelje a változást! KÉRDÉSEK: 1. Mekkora volt a nagyítás? 2. Rajzolja le a mikroszkópban látott kép jellemző részletét!
3. Mi történt a Lugol hatására? 4. Mi a keményítő élettani szerepe?
MEGOLDÁS:
keményítőszemcsék in vivo
A keményítő összetett anyag, amilózból és amilopektinből áll. A szemcsék sok molekulából, fajra jellemzően alakulnak ki.
Lugol átszívatása után
A szemcsék Lugol hatására kékek/ lilák lettek. Ennek az az oka, hogy az apoláris jódmolekulák bekerülnek a keményítő- (amilóz-)molekula hélixébe, ott Van der Waals-kötésekkel rögzülnek, ettől megváltozik a jódmolekulák elektronszerkezete, ezért más színűek lesznek.
A keményítő poliszacharid, a növények raktározott tápanyaga. Tápanyagaink között jelentős energiaforrás.
