osmose experiment gurke

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Ansprechpartner Micaela Stierle

Naturwissenschaftliche Medienmodule, Autoren: Prof. Dr. Bernd Baumann, Wolfram Bäurle, Joachim Böttner Maria Beier, Dr. Irmtraud Beyer, Manfred Bergau Prof. Dr. Susanne Bickel-Sandkötter, Dr. Angelika Gauß Paul Gietz, Carola Gorke, Barbara Hoppe, Dr. Jürgen Kirstein et al., Andrea Kunz, Prof. Dr. Horst Müller, Prof. Dr. Peter Möller Reinhard Peppmeier, Dr. Helmut Prechtl, Burkhard Priesnitz Sonja Riedel, Hans Joachim Rösner, Bernd Schäpers Burkhard Schäfer, Karola Schnurr, Thomas Seilnacht Dr. Hans-Jürgen Seitz, Bernhard Spieldenner, Gregor Svoboda Karl-Heinz Umlauft, Heiko Wontroba, Martina Weißmeyer Dr. Norbert Welsch et al., Welsch & Partner,Jörg Wolter

Softwareentwicklung und Screendesign Welsch & Partner, Tübingen

Naturwissenschaftliche Medienmodule, Animationen, Grafiken: Mathias Balonier, Lützelbach DIM Digitale Medien, Berlin iAS interActive Systems GmbH, Marburg Dr. Jürgen Kirstein et al, TU Berlin Jörg Mair, Herrsching Karin Mall, Berlin Alfred Marzell, Schwäbisch Gmünd normaldesign GbR (Maria und Jens-Peter Becker), s.u. PSE Bernhard Spieledenner, Schwalbach/Saar Welsch & Partner, Tübingen Prof. Jürgen Wirth, Dreieich

Grafiken PSE normaldesign GbR (Maria und Jens-Peter Becker), Schwäbisch Gmünd

Bildquellennachweis

Ernst Klett Verlag GmbH, Stuttgart (Archiv) oder gemeinfrei

Nicht in allen Fällen war es uns möglich, den uns bekannten Rechteinhaber ausfindig zu machen. Berechtigte Ansprüche werden selbstverständlich im Rahmen der üblichen Vereinbarungen abgegolten.

Einiges über Diffusion und Osmose

• Osmose in der Biologie

Osmose – Versuchsbeobachtung

Vor Beginn des Versuches ist außer­halb der Gurken­scheibe Wasser, in dem sehr viel Salz gelöst ist. Innerhalb der Gurken­scheibe ist ebenfalls Wasser, hierin sind aber kaum gelöste Stoffe. Während des Versuchs ist Wasser aus der Gurkenscheibe in die salzhaltige Lösung nach außen gedrungen. Die Lösung außen wird verdünnt. Die Gurkenscheibe zieht sich zusammen und wird weich. Dass dies am austretenden Wasser liegt, kann man noch deutlicher erkennen, wenn die die Gurkenscheibe in bisher trockenes Salz gelegt wird.

Im zweiten Teil des Versuches sind die Verhältnisse genau umgekehrt. Nun ist in der Gurke eine Lösung, die mehr gelöste Teilchen enthält. Dementsprechend dringt Wasser in die Gurkenscheibe ein und diese beginnt sich wieder auszudehnen und straffer zu werden. Die Lösung im Inneren wird verdünnt.

Den gleichen Effekt kann man auch an anderen Pflanzenbestandteilen beobachten. Dies dauert zum Teil allerdings relativ lange, z.B. wenn man eine eine Kirsche für einige Tage im feuchten Salz und dann anschließend wieder im destillierten Wasser aufbewahrt.

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Top 6 Experiments on Osmosis (With Diagram)

ADVERTISEMENTS:

The following points highlight the top six experiments on osmosis in plants. Some of the experiments are: 1. Demonstration of the Phenomenon of Osmosis 2. Demonstration of Osmosis by Osmoscopes 3. Demonstration of Plasmolysis and Determination of Isotonic Conc. of the Cell Sap 4. Determination of Osmotic Pressure of Integrated Plant Tissues and Others.

Experiment # 1

Demonstration of the phenomenon of osmosis:.

Experiment:

A small funnel is taken and its broad mouth is closed with a piece of parchment or egg membrane. It is then completely filled with 1 ml glucose solution (180 06gm/litre). The nose of a 10 ml pipette is fitted with the stem of the funnel with the help of rubber tubing.

The level of the sugar solution is brought to a visible mark by adding more sugar solution drop by drop through open end of the pipette. The appara­tus is then placed over a beaker containing pure water and clamped pro­perly. The increase in the level of sugar solution is noted at definite inter­vals.

Observation:

The level of sugar solution increases in the pipette gradually. The rate of this increase declines with time. A positive test for glucose (a brick red ppt.) is obtained when an aliquot of water from the beaker is tested with Fehling solution (Mix Fehling A containing 35gm GUSO 4 plus 500 ml water, and Fehling B containing 50gm NaOH plus 173gm Rochelle salt plus 500 ml water, in equal proportions, add the test solution to it and heat strongly).

The following inferences can be drawn from this experi­ment:

(a) The sugar solution rises in the pipette because of accumulation of water molecules which pass through the semipermeable membrane due to endosmosis.

(b) The accumulation of water dilutes the osmotic cone, of sugar solution. Hence the rate of increase of the level of sugar solution inside the pipette decreases with time.

(c) The positive reaction of sugar in the water of the beaker indicates that some sugar molecules have also come out through the membrane by exosmosis as the membrane is not truly semipermeable but differentially permeable.

Experiment # 2

Demonstration of osmosis by osmoscopes:.

A. Egg osmoscope:

The inner contents of an egg are taken out through a small hole made at one end of it. Tb obtain the semipermeable membrane, about one-third of the shell is immersed in conc. HCL very carefully.

The acid dissolves the shell (made up of CaCO 2 ) exposing the inner mem­brane of the egg. It is then washed well with water without damaging the semipermeable membrane. The nose of a one milliliter pipette is inserted through the hole of the shell up to some distance avoiding contact with the membrane, and sealed with sealing wax or lacre.

The egg is filled with a strong solution of 1 M sucrose (342.30gm/litre) through the open end of the pipette and the level is brought to a visible mark on the pipette which is noted. Now, the egg membrane of the setup is immersed in a beaker of pure water and clamped verti­cally (Figure 3).

Experiment # 5

Determination of mean suction pressure or diffusion pressure deficit of plant cells:.

20 ml each of 0 15, 0-20, 0-25, 0-30, 0 35 and 0.40 molar concentrations are prepared from 1 M stock solution of sucrose. All suberized peripheral layers from a fresh potato tuber or beet root are removed and cut into 1 cm x 2 cm pieces using a cork borer and a scalpel.

Each piece is washed in distilled water, blotted well, weighed (initial weight) and transferred to each of the graded solutions of sucrose. These are then left for about an hour. After the stipulated period the pieces are taken out, blotted carefully and reweighed (final weight).

In the above way, the osmotic concentration of fully turgid potato tuber tissue (made turgid by keeping the tissue in water for half an hour previously) and that of partially dehydrated tissue (made partially dehydrated by keeping the tissue in open air for half an hour) are separately determined.

The difference between the osmotic pressures obtained in case of dehydrated and normal tissues and that between normal and turgid tissues give the D.P.D), of dehydrated and normal tissues respectively.

The percentage increase or decrease in weight of the tissue i determined for each concentration of sucrose solution. Results are plotted on a graph paper taking sugar concentrations as abscissa and the percentage change in weight as ordinate. The concentration of sucrose corresponding, to no-change-in-weight is found out from the graph.

This value gives the osmotic concentration of the cell sap when osmotic pressure is equal to the suction pressure (D.P.D.), turgour pressure being zero. The D.P.D. is calculated by applying the formula of osmotic pressure given in Expt. 3 (iv). The necessary temperature and volume corrections may also be made.

The D.P.D. is obtained here indirectly because the D.P.D. of a solution is equal to its osmotic pressure at the isotonic concentration of the cell sap, i.e., at an equilibrium point.

This value is obtained from the molar strength of the sucrose solution with which cells or tissues come to equilibrium at incipient plasmolysis, and when the cell volume is at its relative minimum due to elimination of turgour pressure brought about by exosmosis of water.

The suction pressure values may be identical with osmotic pressure values only if the cells are initially at the incipient plas­molysis.

Experiment # 6

Determination of turgour pressure of plant tissue:.

The isotonic concentration of a suitable plant tissue is determined according to Expt. 3 (iii) or 3 (v), whichever is convenient. The osmotic pressure of the tissue (which is here equal to the suction pres­sure or D.P.D., the turgour pressure being zero) is first determined. This is taken as the osmotic pressure (P) of the cell sap at that stage.

The tissue is then kept in pure water to allow it to increase in turgour pressure. After 10 minutes the tissue is taken out and osmotic pressure (suction pressure or D.P.D., turgour being zero) is similarly determined. The process is repeated until the suction pressure reaches a constant value and correspond­ing suction pressures are recorded.

Turgour pressure is obtained by the formula,

T = P —S where P = osmotic pressure of the cell sap (taken as constant), S = suction pressures at different time intervals, and T = turgour pressure at a parti­cular time. Thus difference between the initial osmotic pressure (P) and that determined at every 10 minutes interval (S) gives the rate of increase in turgour pressure (T).

When a solution is confined within a semipermeable membrane immersed in water, there will be a net movement of water molecules through the membrane, because the diffusion pressure of water molecules is greater on water outside than that of the solution inside the membrane.

The inward passage of water thus develops turgour pressure within the cell. As the turgour pressure increases, suction pressure (D.P.D.) falls. In the present experiment the initial osmotic pressure of the cell has been taken as its maximum osmotic pressure and at isotonic concentration of the external solution this equals the D.P.D. of the cell (turgour being zero).

When immersed in pure water again, the turgour pressure increases due to endosmosis and as a result the suction pressure falls. The osmotic pressure determined at this stage using isotonic concentration (which must be less than the initial value) gives the suction pressure.

This value subtracted from the initial osmotic pressure value, gives turgour pressure at that particular suction pressure of the tissue. When the maximum turgour pressure of the cell has reached, no further change in suction pressure takes place.

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UB 3 Biologie_Warum verliert eine frische Gurkenscheibe Wasser, wenn man sie auf Zucker oder Kochsalz legt? Osmotisches Verhalten von Pflanzenzellen (Plasmolyse)

Thema der Unterrichtsstunde: Warum verliert eine frische Gurkenscheibe Wasser, wenn man sie auf Zucker oder Kochsalz legt? Osmotisches Verhalten von Pflanzenzellen (Plasmolyse) Kernanliegen (Kompetenzen): Die SuS wenden Schritte aus dem experimentellen Weg der Erkenntnisgewinnung zur Erklärung an. Sie lernen dabei, Beobachtungen zeichnerisch festzuhalten, zu protokollieren und zu interpretieren. Die SuS verstehen die Zelle als osmotisches System und den Vorgang der Plasmolyse und Deplasmolyse als Ergebnis von Transportvorgängen durch semipermeable Biomembranen. Die SuS wenden neu erlerntes Wissen bei der Beschreibung des osmotischen Zustandsdiagramms und der entsprechenden Zustandsgleichung an. Lernziele: Die SuS sollen: • die Arbeitstechniken am Mikroskop erweitern und verfeinern, indem sie ein Plasmolyse-und gegebenenfalls Deplasmolyse-Experiment (bei schnell arbeitenden SuS als Binnendifferenzierung) an Epidermiszellen von Rotkohlblättern durchführen. • lernen, die Beobachtungen zeichnerisch festzuhalten, zu protokollieren und zu interpretieren. • beschreiben und verstehen, dass Zellen durch konzentrierte Zucker-und/oder Salzlösungen Wasser entzogen wird, wodurch der Zellwanddruck (Turgor) abnimmt und das pralle Gewebe schrumpft (welkt). • den Vorgang des Wasserentzugs aus den Zellen als osmotischen Prozess, d.h. als Diffusion durch eine semipermeable Membran (hier Plasmamembran und Tonoplast) deuten.

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Das umstrittene Problem ob der Sauesroff bei der Atmung von Wasserpflanzen die Rolle eines Minimumfaktors spielt wird an Hand von der Tatsache unterstutzt, dass im Gegenteil zu den Landpflanzen die sich in einer konstanten Sauerstoffkonzentration der Luft von 21% entwickeln, die submersen Wasserpflanzen den Schwankungen der bis zu 1/35 der in der Luft vorhandedem Sauerstoff ausgesetzr sind. Somit ergibt sich die Frage, in welcher Weise die Respirationintensitat von verschiedenen Typen von Wasserpflanzen (Susswasser- und Meeresalgen,sowie hohere Wasserpflanzen) gegensuber unter streng kontrollierten Laboratoriumsbedingungen,auf eine Erniedringung bzw, Erhohung des Sauerstoffgehaltes des Wasser reagieren, wobei verschiedene Verhaltenstypen bestatigt werden konnte, die einen Einblick in den oecologischen Wechselwirkungen zwischen "Organismus" und "Lebensraum" ermoeglichen.

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