Diffusion und Osmose – Membranmodell und Versuch mit Kartoffelstäbchen
NaturwissenschaftenZellen und OrganismenAlter 12–13
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Zum Starten anmeldenDrei Modi. Diffusion: Gelöste Teilchen bewegen sich zufällig durch die Poren einer semipermeablen Membran von hoher zu niedriger Konzentration; ändern Sie Temperatur, Konzentrationsgefälle und Porenzahl (Oberfläche), um die Geschwindigkeit zu vergleichen. Osmose: Wasser gelangt durch die Membran, Zucker nicht, daher strömt Wasser in die Zuckerlösung. Kartoffelstäbchen: Sechs Stäbchen liegen in Zuckerlösungen von 0 bis 1,0 mol/dm³; notieren Sie die Massen, zeichnen Sie die prozentuale Massenänderung auf und sehen Sie, ob die Zellen turgeszent oder plasmolysiert sind.
Lektion: Diffusion, Osmose und Wasserbewegung in Pflanzenzellen: der Versuch mit Kartoffelstäbchen
Was sie zeigt
Teilchen in Flüssigkeiten und Gasen bewegen sich zufällig, daher wandern mehr von ihnen von Orten hoher Konzentration zu Orten niedriger Konzentration: Diese Nettobewegung heißt Diffusion. Eine semipermeable Membran lässt kleine Moleküle wie Wasser durch, hält aber große wie Zucker zurück, sodass Wasser durch Osmose aus einer verdünnten in eine konzentriertere Lösung strömt. Pflanzenzellen nehmen in verdünnten Lösungen Wasser auf und werden turgeszent, in konzentrierten verlieren sie Wasser und werden plasmolysiert. Der Versuch mit Kartoffelstäbchen misst dies als Massenänderung und findet die Konzentration, die dem Zellsaft entspricht.
So funktioniert es
Ändern Sie in Diffusion durch eine Membran die Anfangsteilchen oder Membranporen, oder klicken Sie nach einer Änderung der Temperatur auf Zurücksetzen, und vergleichen Sie die Zeit bis zum halben Gleichgewicht mit dem gestrichelten vorigen Lauf. Erhöhen Sie in Osmose von Wasser die Zuckermoleküle und beobachten Sie, wie die Zuckerseite anschwillt. Lassen Sie im Versuch mit Kartoffelstäbchen die Stäbchen liegen und bestimmen Sie am Graphen, wo sich die Masse nicht ändert. Tippen Sie auf ein Becherglas, um seine Zellen zu sehen.
Einstellbare Parameter
- Modus Diffusion durch eine Membran, Osmose von Wasser, Versuch mit Kartoffelstäbchen
- Temperatur 5–60 °C
- Gelöste Teilchen links zu Beginn 20–150
- Anzahl der Membranporen (Oberfläche) 1–8
- Zuckermoleküle rechts (Osmose) 0–60
- Konzentration des Kartoffelzellsafts 0,2–0,5 mol/dm³
- Breite des Kartoffelstäbchens (quadratischer Querschnitt) 3–10 mm
Fragen zum Erkunden
- Warum nehmen Kartoffelstäbchen in reinem Wasser an Masse zu, in konzentrierter Zuckerlösung aber ab?
- Warum beschleunigen eine höhere Temperatur oder mehr Membranporen die Diffusion?
- Wie können Sie mit dem Graphen die Konzentration des Kartoffelzellsafts abschätzen?
