აქტივობა 1. კვერცხის გარსი - პლაზმური მემბრანის მოდელი

მიზანი:

მოსწავლემ დაადგინოს ცდის საშუალებით, რომ ჩვეულებრივი კვერცხის გარსი შერჩევით განვლადი მემბრანის მოდელს წარმოადგენს.

 

რესურსები:

უმი კვერცხი, ძლიერი ძმარი, შაქრის კონცენტრირებული სიროფი, (ან სუფრის მარილის ძლიერ კონცენტრირებული ხსნარი), დისტილირებული წყალი, ჭიქა, ფანარი, ცდის ოქმის ნიმუში.

  

მსვლელობა:

1. აქტივობა უნდა შესრულდეს სახლის პირობებში. შედეგების პრეზენტაცია მოხდება კლასში. მასწავლებელი აცნობს კლასს აქტივობის მიზანს: ცდის საშუალებით გაარკვიონ აქვს, თუ არა ჩვეულებრივი კვერცხის ნაჭუჭს ნივთიერებების შერჩევით განვლადობის თვისება.

მასწავლებელს შეუძლია დასვას კითხვები, მოსწავლეების წინარე ცოდნის გასააქტიურებლად:

1) გაიხსენე დიფუზიის მოვლენა. რას გულისხმობს ეს ტერმინი? რა მსგავსება და განსხვავებაა დიფუზიას, როგორც ფიზიკურ პროცესსა და ცოცხალ სისტემებში მიმდინარე დიფუზიის მოვლენას შორის?
2) (დიფუზია, როგორც ფიზიკური პროცესი გულისხმობს სხვადასხვა ნივთიერების მოლეკულების მოძრაობას, რომლის შედეგად მოლეკულები იკავებენ გარკვეულ მოცულობას სივრცესა თუ ჭურჭელში. დიფუზია ბიოლოგიურ სისტემებში გულისხმობს ნივთიერებათა დიფუნდირებას შერჩევით განვლადი მემბრანის გავლით. ორივე შემთხვევაში დიფუზია ხორციელდება მაღალიდან დაბალი კონცენტრაციის არეს მიმართულებით და არ საჭიროებს ენერგიის ხარჯვას).
3) დიფუზიის რომელი ფორმები იცი?
4) (მარტივი და გაადვილებული დიფუზია, ოსმოსი – დიფუზიის კერძო შემთხვევა).
5) ივარაუდე, რა მოხდება, თუ უჯრედი მოხვდება ძლიერ განზავებულ, ან ძლიერ კონცენტრირებულ ხსნარში?
6) (უჯრედის განზავებულ ხსნარში მოხვედრისას წყალი ოსმოსის გზით შევა უჯრედში, ხოლო კონცენტრირებულ ხსნარში მოხვედრისას, პირიქით - დაიწყებს უჯრედიდან გასვლას).
7) განმარტე ტერმინი: შერჩევითი განვლადობა. უჯრედის რომელი სტრუქტურისთვის არის დამახასიათებელი ეს თვისება?
8) (შერჩევითი განვლადობა წარმოადგენს პლაზმური მემბრანის თვისებას გაატაროს მხოლოდ ზოგიერთი მოლეკულა).
9) ჩამოთვალე პროცესები, რომლებიც ცოცხალ ორგანიზმებში დიფუზიის გზით მიმდინარეობს.
10) (აირების ცვლა ალვეოლებსა და მცირე წრის კაპილარებს შორის, ქსოვილებსა და დიდი წრის კაპილარებს შორის, ფესვის ბუსუსის მიერ წყლის შეწოვა და სხვ.).
11) ახსენი, რატომ არ შეიძლება ზღვის წყლის სასმელად გამოყენება?
12) (ზღვის წყალში მარილების კონცენტრაცია მაღალია. ორგანიზმში მოხვედრისას ის გამოიწვევდა უჯრედებისა და ქსოვილების მიერ წყლის დაკარგვას და მათ შეუქცევად დაზიანებას).

2. მასწავლებელი განმარტავს, რომ ჩვეულებრივი ქათმის კვერცხის გარეთა გარსი, ნაჭუჭი კალციუმის კარბონატისაგან შედგება. ეს მარილი ნაჭუჭს ანიჭებს სიმტკიცეს და იცავს კვერცხის შიგთავსს. მასწავლებელი სთხოვს კლასს გამოთქვან ვარაუდი:

– წარმოადგენს თუ არა კვერცხის გარსი შერჩევით განვლად მემბრანას?

მოსწავლეები აფიქსირებენ თავიანთ მოსაზრებებს.

 

3. მასწავლებელი სთავაზობს მოსწავლეებს ცდა სახლში ჩაატარონ საკუთარი ვარაუდის შესამოწმებლად და გამოიკვლიონ, როგორ ატარებს კვერცხის გარსი სხვადასხვა ნივთიერების მოლეკულებს.

მასწავლებელი აცნობს კლასს ცდის ჩატარების პროცედურას:

• ქათმის უმ კვერცხს დაასხი ძმარი, ისე რომ დაიფაროს და დატოვე რამოდენიმე დღის განმავლობაში. ორი-სამი დღის შემდეგ ძმარში ჩადებული კვერცხი დარბილდება და ოდნავ გამჭვირვალე შეფერილობას შეიძენს. შეგიძლია ფანრის საშუალებით დაათვალიერო მისი შიგთავსი.
• მოათავსე დარბილებული კვერცხი შაქრის კონცენტრირებულ სიროფში, დატოვე დაახლოებით 2-3 საათის განმავლობაში.
• შეჭმუხნული კვერცხი მოათავსე დისტილირებულ წყალში, დატოვე 2-3 საათი.

თუ ექსპერიმენტი სწორად წარიმართა, დაახლოებით ასეთი სურათებს მიიღებ:



მასწავლებელი სთხოვს მოსწავლეებს უპასუხონ ქვემოთ მოცემულ კითხვებს ექსპერიმენტის ჩატარების შემდეგ და შეავსონ ცდის ოქმი.

1) რამ გამოიწვია კვერცხის დარბილება?

(ნაჭუჭის შემადგენელი მარილები ძმარში გაიხსნა, ამიტომ მკვრივი გარსი დაიშალა და უხილავი გახდა. კვერცხი დარბილდა, მის გარშემო აღმოჩნდა მხოლოდ თხელი გამჭვირვალე აპკი).

2) რამ გამოიწვია კვერცხის ცვლილება შაქრის სიროფში და დისტილირებულ წყალში? რომელ პროცესს ჰქონდა ადგილი?

(შაქრის სიროფში ჩადების შემდეგ კვერცხი შეიჭმუხნა, რადგან წყალი ოსმოსის გზით გამოვიდა კვერცხიდან. დისტილირებულ წყალში ჩადების შემდეგ კი პირიქით, ის გაიბერა, რადგან ამჯერად წყალმი გარემოდან კვერცხში გადავიდა. ორივე შემთხვევაში ადგილი ჰქონდა ოსმოსს, დიფუზიის ერთ–ერთ კერძო სახეს, რომელიც წარმოადგენს გამხსნელის (წყლის) დიფუზიას შერჩევით განვლადი მემბრანის გავლით. წყლის მოლეკულებმა კვერცხის აპკი გადალახეს ოსმოსის გზით, მათი კონცენტრაციული გრადიენტის მიმართულებით).

3) რომელი უჯრედული სტრუქტურის მოდელს წარმოადგენს კვერცხის ნაჭუჭის ქვეშ მდებარე თხელი აპკი?

(პლაზმური მემბრანის მოდელს).

4) მემბრანის რომელი თვისების დემონსტრირება მოხდა ცდაში?
5) (შერჩევით განვლადობის თვისების - კვერცხის გარსმა გაატარა მხო­ლოდ წყლის მოლეკულები, შაქრის მოლეკულები კი - არა)
გამართლდა თუ არა შენ მიერ გამოთქმული ჰიპოთეზა?
6) შეავსე ცდის ოქმი და მოამზადე მასალა პრეზენტაციისათვის.  

ცდის ოქმი

ცდის ოქმი

ცდის ოქმის შევსებული ვარიანტი:

ცდის ოქმი - შევსებული


4. ერთი კვირის შემდეგ მასწავლებელი მოსწავლეებთან ერთად განიხილავს ექსპერიმენტის შედეგებს კლასში და აფასებს მოსწავლეების ნამუშევრებს. 

5. მასწავლებელი სთავაზობს მოსწავლეებს მოიფიქრონ, დაგეგმონ და განახორციელონ ექსპერიმენტი, რომლის საშუალებითაც მოახდენ პლაზმოლიზის მოვლენის ილუსტრირებას. გამოიყენონ იგივე ცხრილი ცდის ოქმის გასაფორმებლად და შეავსონ ის თავიანთი ექსპერიმენტის მონაცემებით.

(შესაძლოა მოსწავლემ დაგეგმოს მარტივი ცდა ოთახის მცენარის გამოყენებით, თუ კი მას გარკვეული პერიოდულობით მორწყავს მარილიანი წყლით).

 

მოსწავლეების ტიპური შეცდომები

უჯრედული ტრანსპორტის მექანიზმებზე საუბრისას მოსწავლეებს ერთმანეთში ერევათ ტრანსპორტის სხვადასხვა სახე, კერძოდ - გაადვილებული დიფუზია და აქტიური ტრანსპორტი.

 

სასარგებლო ინტერნეტლინკები:

ოსმოსი კვერცხის ნაჭუჭის გავლით – ექსპერიმენტები

http://www.youtube.com/watch?v=0c8acUE9Itw
http://edtech2.boisestate.edu/pattymcginnis/592/Files/506%20Lesson%202%20Egg%20Osmosis%20Lab.pdf
http://www.biologyjunction.com/egg_osmosis_sample2_lab.htm
http://www.biologyjunction.com/osmosis__diffusion_in_egg_lab.htm
http://c-lab.co.uk/default.aspx?id=9&projectid=56