UWAGA: W tym ćwiczeniu otrzymasz agar zawierający wskaźnik chemiczny o nazwie fenoloftaleina. Kiedy fenoloftaleina jest wystawiona na działanie normalnych warunków zasadowych w agarze będzie wyglądać na różowo. Ale kiedy jest wystawiony na działanie warunków obojętnych lub kwaśnych, zmienia kolor z różowego na przezroczysty. Stworzysz kostki agarowe o różnych rozmiarach i kształtach jako model dla komórek, aby zbadać wpływ wielkości i kształtu komórki na szybkość dyfuzji.
Aby utworzyć pierwszy zestaw komórek, odmierz i wytnij małą kostkę agaru, gdzie każda strona mierzy jeden centymetr.
Następnie odmierz i wytnij kostkę o średniej wielkości komórek o bokach 2 cm i dużej komórce o boku 3 cm z każdej strony.
Znając długość boków komórek sześcianu, oblicz ich pole powierzchni za pomocą tego równania, gdzie mała litera a oznacza długość boków: Pole powierzchni = 6a^2
Następnie użyj tej samej wartości długości i poniższego równania, aby obliczyć objętość każdej kostki i dodaj je do tabeli: Objętość = a^3 HIPOTEZY: Hipoteza eksperymentalna może zakładać, że kwas całkowicie dyfunduje do środka małej komórki szybciej niż średnie i duże komórki. Hipoteza zerowa może być taka, że kwas będzie dyfundował do środka małych i dwóch większych sześcianów mniej więcej w tym samym czasie.
Dodaj 100 ml 0,1 M HCl do każdej z trzech zlewek o pojemności 400 ml, aby przygotować kąpiele dyfuzyjne.
Pracując w zespole, niech jeden eksperymentator jest gotowy z zegarem, a drugi i trzeci eksperymentator są gotowi wrzucić każdą kostkę do jednej ze zlewek.
Gdy pierwszy eksperymentator powie "idź", jednocześnie wrzuć wszystkie trzy kostki do odpowiednich zlewek i uruchom stoper.
Obserwuj uważnie, aż jedna z kostek stanie się całkowicie przejrzysta lub minie 10 minut.
Zatrzymaj stoper, wyjmij kostki agaru ze zlewek i umieść kostki na szalce Petriego.
Zanotuj, która z trzech komórek stała się czysta lub miała najmniejszy pozostały różowy obszar. Następnie zwróć również uwagę, w której komórce pozostało najwięcej różowego agaru.
Następnie, w Tabeli 1, oblicz stosunek powierzchni do objętości dla każdej komórki. Powierzchnia: Stosunek objętości = (powierzchnia)/objętość
Wraz ze wzrostem rozmiaru komórki zwróć uwagę, czy stosunek powierzchni do objętości zwiększa się, czy maleje. Zastanów się również, czy koreluje to z twoją obserwacją głębokości dyfuzji do komórek agaru. Jeśli komórki polegają na dyfuzji, aby dostarczyć niezbędne składniki odżywcze i cząsteczki do całej komórki, przedyskutuj ze swoją grupą, czy lepiej byłoby mieć mniejszą czy większą powierzchnię do objętości.
Teraz, z pozostałym agarem, wytnij trzy prostokątne bloki o różnych rozmiarach i zapisz ich długość, szerokość i wysokość. Pozwoli to przetestować, co się dzieje, gdy kształty komórek są różne.
Oblicz powierzchnię swoich prostokątnych komórek, korzystając z poniższego wzoru, gdzie długość to l, szerokość to w, a wysokość to h. Powierzchnia = 2lw + 2lh + 2wh
Następnie oblicz objętość swoich prostokątów, korzystając z tego wzoru: Objętość = l * w * h
Powtórz eksperyment, wrzucając nowe kształty do roztworu kwasu solnego na 10 minut lub do momentu, gdy jedna kostka stanie się całkowicie przejrzysta.
Usuń kształty komórek z roztworów i obserwuj głębokość, na jaką kwas solny dyfunduje do każdej z tych komórek, oraz które kształty mają najmniejsze i największe pozostałe różowe obszary, do których nie dociera substancja rozpuszczona.
Korzystając z danych o powierzchni i objętości, które zarejestrowałeś dla swoich prostokątnych kształtów, oblicz stosunek powierzchni do objętości tych komórek. Powierzchnia: Stosunek objętości = (powierzchnia)/objętość
Zastanów się, czy te wartości korelują z tym, które komórki miały największą, a która najmniej kompletną dyfuzję. Dodatkowo przedyskutuj z grupą, czy te prostokątne komórki wykazywały podobny lub inny wzór dyfuzji do tego obserwowanego w przypadku komórek w kształcie sześcianu i co to może oznaczać.