Generel oversigt

Kommentar: “Vand glider faktisk bare gennem membranen sammen med andre små, polære molekyler som f.eks. ethanol og urinstof. Større eller ladede vandopløselige stoffer vil kræve en proteinbærer. Fedtacylresterne frastøder ikke vand, men de tiltrækker det heller ikke. Det er rigtigt, at da vandet er polært, tiltrækkes det mere af andre vandmolekyler på den samme side af membranen end af de kulbrintekæder, der er i bilaget. Når vandmolekylerne “svirrer” rundt, glider nogle af dem bare igennem. Proteinporer og -bærere er ikke involveret, og faktisk vil vand diffundere gennem et kunstigt lipiddobbeltlag, som ikke engang har proteiner. Det vil ikke diffundere lige så hurtigt, som hvis lipiddobbeltlaget ikke var der, men det vil diffundere ret let. Nu nævner De vandopløselige stoffer, hvilket vil henvise til polære og ladede molekyler. Nogle vandopløselige stoffer kræver proteinkanaler eller endog transportører (kaldet pumper, hvis de kræver stofskifteenergi). Større polære molekyler har sværere ved at komme igennem, og ladede molekyler har endnu sværere ved at komme igennem, selv om de er små (f.eks. ioner). Årsagen til, at ionerne har svært ved at komme igennem, har at gøre med, at de bliver hydreret (omgivet af vandmolekyler, hvis modsat ladede ender forbinder sig med den ladede ion). Man kan altså ikke se på ionen i sig selv (som måske virker lille), men på hele hydreringssfæren, som sandsynligvis er stor. Ioner kræver generelt membranproteiner for at komme igennem, hvilket også gælder for større polære molekyler.”
-Bob Goodman, Hunter College High School, New York City. 11/3/99

Modifikationer af udstyr og forsyninger

Tip: “Til dialyseslanger har jeg brugt de billigste plastiksandwichposer. De fungerer ret godt.”
-Jo Ann Burman, Andress High School, El Paso, Texas. 9/9/99

Tips: “To tips, som jeg gerne vil give videre. Jeg er en (ret) ny lærer, og disse to sidste opdagelser har gjort tingene lidt lettere. For det første køber jeg spraystivelse, som man bruger til at stryge med. Det er slut med at varme stivelse op for at opløse den. Bare bliv ved med at sprøjte stivelse i en kolbe med vand, indtil du mener, at der er nok. Jeg måler aldrig, og det virker fantastisk! For det andet kan du få et hurtigt resultat af en Benedict-test ved at sætte den i mikrobølgeovnen i to til fem sekunder; også her er resultatet fantastisk. Meget bedre end teststrimler. Jeg håber, at jeg har sparet mindst 10 minutter af din forberedelsestid til laboratoriet. Hvert minut tæller!”
-Sara Sagmeister, Park Ridge, Illinois. 10/6/99

Tip: “Prøv at bruge lilla løg til laboratoriet – det virker – bare sørg for, at de har nogle pigmenterede celler. Forskellene med dH20 og saltopløsningen er store. Hvis du ikke vil blande saltopløsningen og har et saltvandsakvarium, kan du bare tage et lille bægerglas med vand fra akvariet. Det fungerer godt.”
-Bobbie Hinson, Providence Day School, Charlotte, North Carolina. 14/10/99

Tip: “Jeg bruger en plante kaldet Rhoeo discolor i stedet for løg til at lave den sidste del af laboratoriet. Dens blade er lilla på undersiden, og det lilla epidermislag kan let pilles af fra resten af bladet. Den er meget nem at dyrke (den synes at trives ved dygtig forsømmelse!) i en potte i en vindueskarm. Den burde kunne fås i et havecenter. Det er en meget almindelig plante – den bruges som bunddækkeplante rundt omkring i North Texas – jeg ville ønske, jeg kunne fortælle dig det almindelige navn; den minder mig om vandrende jøde, men med større, mindre behårede blade.”
-Marcia Sloan, Cleburne High School, Cleburne, Texas. 15/10/99

Spørgsmål: “Jeg var på apoteket i går for at købe glukoseteststrimler, og der var mange muligheder. Jeg fandt ikke nogen af de mærker, der er nævnt i lærervejledningen. Har mærket nogen betydning? Køber du urinsukkerteststrimler eller blodglukoseteststrimler? De er meget dyre, og jeg ville ikke købe den forkerte slags.”

Svar 1: “Bed din apoteker om at gemme forældede urinteststrimler til dig. Ofte vil de give dig et prisnedslag, hvis du fortæller dem, at du er lærer, og at teststrimlerne er udløbet.”
-Franklin M. Bell, St. Mary’s Hall, San Antonio, Texas. 11/3/99

Svar 2: “Jeg får altid mine glukoseteststrimler fra Frey Scientific. De fungerer fint til dialyseprøver og viser ikke et falsk positivt resultat ved tilstedeværelse af jod. Jeg bruger dem også til simulerede urinanalyser og får meget bedre resultater end de farmaceutiske målepinde.”
-Joni Driscoll, NW Cabarrus High, Concord, North Carolina. 10/10/99

Tip: “Lav en note til næste år: Brug Benedict’s opløsning i stedet for teststrimler til at teste for tilstedeværelsen af sukkerstoffer uden for posen. Tilsæt blot noget af væsken i bægerglasset til et reagensglas, der har en lige så stor mængde Benedict’s opløsning. Bland det og opvarm det forsigtigt i et vandbad i 5-10 minutter. Du bør få en positiv test – det blå Benedict’s bliver rustent (orange/rødt), hvis der er glukose til stede. Jeg lavede laboratoriet i sidste uge og fik gode resultater ved at bruge Benedict’s.”
-Carmen Austin, Wharton High School, Tampa, Florida. 10/5/99

Forberedelser forud for laboratoriet

Procedureændringer

Spørgsmål:

Svar 1: “Er der et alternativ til metoden med korkborer til at få kartoffelprøver?”

Svar 1: “I stedet for at bruge en korkborer til at lave cylindre af kartofler, kan du prøve at bruge en pommes frites-skærer til at lave mange ensartede stykker rå kartofler på en gang. Det var der en af mine elever, der fandt på!”
-Marcia Fischer, Desert Mountain High School, Scottsdale, Arizona. 10/24/00

Svar 2: “… Hvis du ikke har en pommes frites-snitter, kan du bare selv skære dem i skiver. Jeg opgav korkboremaskinen for mange år siden, og tager simpelthen en god køkkenkniv og skærer kartoflerne i nogenlunde ensartede “stænger” af den omtrentlige størrelse, der kræves. Det virker, og jeg betragter dette som et af de mere pålidelige laboratorier. Det styrker også min konklusion (som jeg altid fortæller børnene), at det at lære at lave mad er en god træning for laboratoriet – mange af færdighederne kan overføres!”
-Leslie Haines, Walter Williams High School, Burlington, North Carolina. 10/28/00

Svar 3: “Jeg har fundet ud af, at det er meget vanskeligt at gennemføre denne opgave, som den er skrevet. Jeg bruger tynde skiver af kartofler i stedet for kerner, og prøver at ende med ca. 20 g. kartofler. Da jeg først begyndte at gøre det på denne måde, fungerer det som en leg. Jeg tror, det er af to grunde: (1) Man har en meget større kartoffelmasse, og derfor har man en meget mindre procentdel af fejl i massebestemmelsen; (2) man har ikke så mange små kartoffelstykker, der falder af og reducerer massen.”
-Ed McDaniels, Grandville High School, Grandville, Michigan. 10/19/00

Tip: “Jeg brugte et fransk mandolinjern til at skære kartoffelstænger i skiver til 1C-laboratoriet og fik gode resultater (R i kvadrat = 0,996). For et af mine hold brugte jeg ‘vaffelskæringsteknikken’ og fremstillede ‘vaffelchips’, som jeg derefter ‘stansede’ med en lille skål for at fremstille ‘vaffelskiver’ i ensartet størrelse. Resultatet var, at skiverne i de hypotone opløsninger udvidede sig, og at skiverne i de hypertone opløsninger trak sig sammen på en overdreven måde, hvilket kun blev bekræftet af dataene. Det ser ud til, at det var det øgede overfladeareal, der var skyld i det.”
-Harry Padden, Washington Twp High School, Sewell, New Jersey. 11/17/00

Problemløsning og oprydning

Tip: “Mens de kørte osmose/diffusionslaboratoriet i dag, gjorde mine elever en interessant opdagelse. Jodopløsningen reagerede med glukoseteststrimlerne (Carolina Biological osmosis lab replacement kit) og fik en farve, der indikerer en positiv glukosereaktion. Eleverne ville vide, hvordan de kunne afgøre, om glukose diffunderede ud af dialyseposen, eftersom jodet i bægerglasset allerede gav dem en positiv test. I slutningen af forsøget, da jodet var diffunderet ind i dialyseposen, ville de ligeledes vide, hvordan de kunne konstatere, at glukose var blevet væk (som angivet ved en aftagende farvereaktion med glukoseteststrimlerne). Vi endte med at køre en dialysepose uden jod, så vi kunne påvise glukosen af sig selv, men hvis du følger laboratoriet som skrevet, skal du måske overveje dette problem.”
-Jeff Smith, Indiana Academy, Muncie, Indiana. 10/5/99

Udførelse af laboratorieforsøg ved hjælp af sonder og computere/beregnere

Spørgsmål: “Er der nogen, der har en “enklere” eller modificeret osmose-laboratorieprocedure? En, der kan udføres på en enkelt dag?”

Svar 1: “Brug en stor, korkborer og en stor (lang) kartoffel. Ved hjælp af en drejende bevægelse føres korkboreren helt ind i kartoflen på langs. Da du skal gøre dette på flere kartofler, er det meningen, at du skal bruge den samme størrelse borer på hver kartoffel. Du må ikke gå hele vejen igennem (eller næsten igennem) kartoflen. Hvis du trækker boret ud, vil det cylindriske stykke kartoffel blive siddende fast på kartoflen. Men hvis du placerer en skalpel i den bageste ende af kartoffelboret og drejer både boret og skalpellen sammen, vil kartoffelcylinderen vride sig og til sidst knække. Træk boret ud, og ligesom når man åbner en champagneflaske, vil kartoffelcylinderen komme ud. Du har nu et hul i kartoflen, og hvis du gentager dette med flere kartofler, vil du få huller af UNIFORM størrelse i kartoflerne. Skyl hver enkelt kartoffel med vandhanevand for at få de overskydende stivelseskorn, som blev frigjort ved denne grove procedure, ud af hullerne. Kartoflerne er nu klar. Fyld hver kartoffel op med en forskellig koncentration af saccharose: 0, 0,2, 0,4, 0,6, 0,8 og 1,0. Brug en nr. 2-prop med en omvendt pipette, og drej forsigtigt proppen ind i kartoflen. Pres den ikke for hårdt, da kartoflen ellers vil rive i stykker (og dermed være ubrugelig). Du bør få en lufttæt forbindelse. Jeg plejer at lægge dem i et 600 mL bægerglas og tape proppen godt fast med tape. Fastgør en Vernier-gastryksensor (CBL eller computerbaseret) til pipetten og mål trykændringen i løbet af en periode på 20 til 30 minutter. Hældningen (ændring af trykket i forhold til tidsændringen) er et mål for osmosehastigheden. Ved at opstille en graf over koncentrationen i forhold til hældningen kan man bestemme den koncentration, ved hvilken hældningen er 0 (dvs. hvor kartoffelcellernes vandpotentiale er lig med saccharoseopløsningens vandpotentiale). Jeg har ikke prøvet dette uden prober, men du kan også koble den til med meget smalle pipetter med gradueret boring. Proceduren har nogle hakker, som jeg stadig forsøger at finde ud af. Jeg kan ikke sige, at det virker rent hele tiden, men det tager ikke 24 timer. Jeg har nogle ideer til at forbedre den.”
-Bob Goodman, Hunter College High School, New York City. 10/23/00

Alternative laboratorieideer

Eg osmose-laboratorium

Spørgsmål: “Jeg har hørt om lærere, der bruger æg til at demonstrere osmoseprincipper. Er der nogen, der har nogle laboratorieaktiviteter eller demoer, der omhandler dette?”

Svar 1: “Jeg har en vidunderlig reference til denne opgave fra Journal of College Science Teaching, Nov. 1985. Jeg mener, at det er en publikation fra NSTA? Den hedder ‘Osmosis and the Marvelous Membrane’ og handler om at bruge afkalkede æg til at demonstrere osmose. Jeg lader mine børn afkalkede æg i eddike i 48 timer, og derefter giver jeg dem fire ukendte opløsninger (destilleret, 0,5 M saccharose, 1 M saccharose og 2 M saccharose). De maser deres æg, lægger dem i opløsningerne og maser dem igen hvert 10. eller 15. minut i 1,5 time. Laboratoriet fungerer fint! Det kan også fungere i en 45-minutters periode, hvis børnene kommer tilbage til frokost eller senere for at masse dem efter timen. Derefter plotter de den procentvise ændring i masse i forhold til tiden. De skal også beregne molariteten af ægget; det plejer at komme ud omkring .8M.

Den artikel, jeg henviste til ovenfor, anbefaler at bruge glukoseopløsninger, men jeg har fundet ud af, at saccharose fungerer lige så godt og er en hel del billigere. I artiklen står der også, at NaCl-opløsninger giver mærkelige resultater, muligvis fordi saltionerne ændrer membranen på en eller anden måde.

Sørg for at have ekstra æg ved hånden, da der altid er den ene elev, der ender med at få æg på hånden. Jeg lagde tre dusin æg i en gallon eddike natten over, og udskiftede eddiken næste dag. Æggene var klar til brug på dag tre.”
-Franklin Bell, St Mary’s Hall, San Antonio, Texas. 10/20/99

Svar 2: “Et andet sidespring med æggene – når du er færdig med salt- eller sukkerbehandlingerne – er at lægge dem i forskellige typer af farvestoffer natten over:

• methylenblå
• Rit-farvestof
• fødevarefarve

Hver af dem har en forskellig diffusionshastighed (diffunderer til forskellige dybder i ægget)- kog og skær dem i to for at se forskellene. Det anbefales dog ikke at spise det!”
– Pam Tidswell, Rancocas Valley Regional High School, Mt. Holly, New Jersey. 10/19/99

Svar 3: “I 30 år har jeg brugt æglaboratoriet som en super demonstration eller som en individuel aktivitet. Det driver vores egne cellers virkemåde hjem med en velkendt dyrecelle, som eleverne kan se. Virkelig forsimplede anvisninger følger. Man tilføjer kemi, tryk osv. Læg et råt hønseæg i blød/ned i hvid eddike (den billigste butiksvariant fungerer bedst) i 24-48 timer for at fjerne kalciumkarbonatskallen. Skallen vil straks vise tegn på korrosion med mange små bobler, der dannes omkring overfladen – dette giver tid til en god diskussion om grundlæggende kemi og virkningen af syrer og metalforbindelser. Membranen kan være dækket af opløselige kalciumsalte i slutningen af denne tid – vask forsigtigt for at fjerne dem, så man kan se den gennemsigtige membran. På dette tidspunkt kan du måske indse, at det er nødvendigt at forberede nogle reserveæg! Dup tørt og massér. Du ønsker måske at foretage nogle andre målinger, f.eks. omkreds, volumen ved vandfortrængning osv. Læg ægget i en kendt mængde destilleret vand (150 mL) i et rent 250 mL bægerglas. Indsaml igen de data, som du finder passende, eller lad eleverne udforme deres eget forsøg (en mulighed for konstruktivisme og de 3 P’er). Vent 24 timer – natten over. Fjern forsigtigt ægget; dup det tørt, og massetilvæksten er vand. Sammenlign med det tabte volumen i bægerglasset. Osmose gennem selektivt permeabel membran. Du kan få eleverne til at bryde ægget op i en petriskål; vurder konsistensen af hvidt. Et alternativt eller supplerende forsøg er at tage et andet æg. Fjern skal og masse. Læg det i 100 % hvid Karo-sirup (flydende fructose). Lad det sidde natten over. Tag ægget ud, vask det hurtigt, tør det af og masser det. Sammenlign det nye volumen i bægerglasset og den tabte masse. Hvis eleverne er forsigtige, bør man kunne se en vis lagdeling på grund af forskelle i massefylde. Resultaterne her er ret dramatiske og kan vendes ved at lægge ægget i destilleret vand. Du og dine elever kan gøre dette forsøg så kompliceret eller enkelt, som I ønsker. Det er også et godt sted at gennemgå strukturen af fosterhinden.”
-Donna M. Gilbertson, Beloit Memorial High School, Beloit Wisconsin. 10/18/99