Koje pojave potvrđuju kretanje molekula: difuzija. Zbirka zadataka za pripremu za zadatak Jedinstvenog državnog ispita razine C3

Znanstveni eksperimenti, koje već dugo provode znanstvenici diljem svijeta, jasno su dokazali da su čestice koje čine sva tijela u stalnom kretanju.

Doktrina ovih sićušnih čestica koje čine bilo koju tvar (krutu, tekuću, plinovitu) nastala je tijekom procvata drevnih kultura davno prije naše ere. Poznati znanstvenici i filozofi Demokrit, Epikur, Anaksagora, Lukrecije i drugi složili su se da se sve sastoji od najmanjih nedjeljivih atoma, a različiti atomi tvore odgovarajuće različite tvari. Odgovor na pitanje: "Koje pojave potvrđuju kretanje molekula?" pronađeno je kasnije. Ove klice ideja počinju se oblikovati u modernu teoriju molekularne kinetike tek u 18. stoljeću nove ere.

Koje pojave potvrđuju kretanje molekula?

Znanstvenici su davno počeli nagađati da se molekule kreću kaotično. No, da bi nagađanja postala nešto ozbiljnija i dobila znanstveno opravdanje, fizičari su sebi i cijelom svijetu morali odgovoriti na pitanje: “Koji fenomeni potvrđuju kretanje molekula?”

• Prvo što pada na pamet je rastvaranje.
• Drugi je isparavanje.
• I treća, najteža stvar je difuzija.

Difuzija

Difuzija je međusobno prodiranje molekula jedne tvari u međumolekularne šupljine druge tvari. U prijevodu s latinskog, pojam "difuzija" znači "širenje, širenje".

Čestice koje čine tijela (plinovita, tekuća, čvrsta) nalaze se na određenoj udaljenosti jedna od druge i neprestano se kreću.

Zanimljivo je da najveći dio volumena svakog tijela zauzima slobodni prostor. Da biste razumjeli razmjere, možete zamisliti jezgru atoma u obliku malog lješnjaka, tada će orbite elektrona ovog atoma biti približno jednake veličini velikog klizališta ili ogromnog bazena.

Difuzija u plinovima

Molekule se najbrže kreću u plinovima. U ovom slučaju, čestice se kreću kaotično.

Difuzija se događa i između homogenih plinova i između plinova različitih koncentracija.

Difuzija u tekućinama

Veze između molekula u tekućinama su jače nego u plinovima.

Ako polako i pažljivo dodajete čistu vodu u čašu do pola napunjenu otopinom bakrenog sulfata, tada će granica između plave i prozirne tekućine biti jasno i oštro označena. Nakon vrlo kratkog vremena voda će početi plaviti, granica će se zamagliti, a kasnije će tekućina postati svijetloplava i gotovo homogena.

Difuzija u čvrstim tijelima

Kretanje molekula u čvrstim tijelima je vrlo sporo. Ali ipak, ako, na primjer, stopite malu količinu zlata na olovnu šipku i ostavite je tamo na temperaturi od najmanje 300 stupnjeva, tada će nakon jednog dana molekule zlata prodrijeti oko centimetar u međumolekularne šupljine voditi.

Difuzija u uvjetima zagrijavanja

Kada se zagrije, difuzija se odvija puno brže, stoga možemo zaključiti da što se više povećava temperatura tijela, to je veća brzina kretanja molekula. Shodno tome, što se molekule brže kreću, to se više povećava tjelesna temperatura. Na temperaturama blizu apsolutne nule, brzina kretanja čestica se maksimalno smanjuje.

Primjeri difuzije

Primjeri difuzije nalaze se u svakodnevnom životu, u industriji, u životu ljudi i životinja:

• postupci zavarivanja i lemljenja;
• proizvodnja metalnih legura;
• disanje riba i kopnenih beskralješnjaka;
• protok hranjivih tvari iz crijeva u krv;
• infekcija virusima i infekcijama;
• pušenje;
• ekstrakcija šećera iz repe i trske;
• distribucija mirisa (industrija parfema, aromaterapija, vjerski obredi);
• komunikacija insekata;
• oštećenje suzavcem i drugim otrovnim plinovima, plinske komore u koncentracijskim logorima;
• zagađenje okoliša;
• kuhanje infuzija, čaja i kave, pripremanje tinktura, kompota, sirupa, otapanje šećera i soli;
• miješanje koktela;
• soljenje i kiseljenje povrća i drugih proizvoda;
• suze od luka.

Difuzija: test

1. Koje pojave potvrđuju kretanje molekula? a) otapanje, isparavanje, difuzija; b) difuzija, zagrijavanje, lijepljenje.
2. Može li kap biljnog ulja pokriti ocean? a) da; b) ne, širit će se onoliko koliko debljina jedne molekule dopušta.
3. U kojim tijelima se difuzija odvija brže? a) u plinovima; b) u tekućinama; c) u čvrstim tvarima; d) nije bitno.
4. Zagrijavanjem se tekućine, metali i plinovi u volumenu: a) povećavaju; b) smanjenje; c) ne mijenjaju se.
5. Je li brzina molekula u mirnom zraku ista za toplog i hladnog vremena? a) brže po hladnom vremenu; b) sporije na vrućini; c) sporiji po hladnom vremenu; d) brzina se ne mijenja.
6. Kakav se zaključak može izvući proučavanjem materijala o difuziji: a) molekule svih tvari na Zemlji su nepomične; b) molekule svih tvari gibaju se jednom ili drugom brzinom.
7. Ovisi li difuzija o temperaturi tijela: a) s porastom temperature difuzija počinje teći sporije; b) s povećanjem temperature difuzija se počinje odvijati brže; c) difuzija ni na koji način ne ovisi o temperaturi.

Odgovori: I - a; II - b; III - a; IV - a; V - u; VI - b; VII - b.

Ako su sva tijela sastavljena od sitnih čestica (molekula ili atoma), zašto se čvrste tvari i tekućine ne razlažu na pojedinačne molekule ili atome? Što ih tjera da se drže zajedno, budući da su molekule odvojene prazninama i nalaze se u kontinuiranom nasumičnom kretanju?

Činjenica je da među molekulama postoji međusobno privlačenje. Svaka molekula privlači sve susjedne molekule i ime se privlači.

Kada prekinemo nit, slomimo štapić ili otkinemo komad papira, pobjeđujemo sile privlačenja između molekula.

Potpuno je nemoguće primijetiti privlačnost između dvije molekule. Kada se privuku mnogi milijuni takvih čestica, međusobna privlačnost postaje značajna. Stoga je teško rukama prekinuti uže ili čeličnu žicu.

Privlačenje između molekula u različitim tvarima nije isto. Ovo objašnjava različite snage tijela. Na primjer, čelična žica je jača od bakrene žice. To znači da se čestice čelika međusobno privlače jače nego čestice bakra.

Privlačenje između molekula postaje vidljivo tek kada su vrlo blizu jedna drugoj. Na udaljenosti većoj od veličine samih molekula, privlačnost slabi. Dvije kapi vode spoje se u jednu ako se dodirnu. Dva olovna cilindra spajaju se zajedno kada se pritisnu jedan uz drugog s glatkim, svježe izrezanim površinama. U tom slučaju, spojka može biti toliko jaka da se cilindri ne mogu odvojiti jedan od drugog čak ni pod velikim opterećenjem (slika 11).

Međutim, krhotine stakla ne mogu se zaliječiti čak ni ako ih čvrsto pritisnete. Zbog nepravilnosti ih nije moguće spojiti do udaljenosti na kojoj se čestice mogu privući, ali ako omekšate staklo zagrijavanjem, tada se različiti dijelovi mogu spojiti i staklo je u ovom slučaju zalemljeno. .

To znači da su čestice stakla na tolikoj udaljenosti da između njih djeluje privlačnost.

Spajanje komada metala zavarivanjem ili lemljenjem, kao i lijepljenjem, temelji se na međusobnom privlačenju molekula.

Posljedično, između molekula (atoma) postoji međusobno privlačenje koje je vidljivo samo na udaljenostima usporedivim s veličinom samih molekula (atoma).

Pokušajmo shvatiti zašto postoje praznine između molekula. Ako se molekule međusobno privlače, tada bi se trebale držati zajedno. To se ne događa jer u isto vrijeme postoji odbojnost između molekula (atoma).

Na udaljenostima usporedivim s veličinom samih molekula (atoma) uočljivije je privlačenje, a daljnjim približavanjem - odbijanje.

Mnogi promatrani fenomeni potvrđuju postojanje odbijanja između molekula.

Tako se, na primjer, stisnuto tijelo ispravlja. To je zbog činjenice da su molekule, kada su komprimirane, na takvoj udaljenosti jedna od druge da se počinje pojavljivati ​​odbojnost.

Neke pojave koje se događaju u prirodi mogu se objasniti međusobnim privlačenjem molekula, na primjer, vlaženje čvrste tvari tekućinom.

Staklena ploča obješena je na oprugu na konac tako da joj je donja površina vodoravna (slika 12). Ova se ploča prinese posudi s vodom tako da leži na površini vode (slika 12, a). Kada se ploča podigne iz vode, opruga će se primjetno rastegnuti (slika 12, b). To dokazuje postojanje privlačnosti između molekula. Po dužini izvora možete procijeniti koliko je velik. Nakon što ste otkinuli ploču, možete vidjeti da na njoj ostaje tanak sloj vode, tj. ploča je navlažena vodom (slika 12, c). To znači da smo otkidanjem ploče prevladali privlačnost između molekula vode. Puknuće se nije dogodilo tamo gdje molekule vode dodiruju čestice stakla, već tamo gdje se molekule vode međusobno dodiruju.

Voda ne smoči samo staklo, već i kožu, drvo i druge tvari.

U mnogim slučajevima voda možda neće smočiti tijelo. Na primjer, ako komad voska ili parafina umočite u vodu i zatim ga izvadite, ispast će da je suh. Svatko zna da voda ne kvasi masne površine tijela.

Svi navedeni primjeri mogu se lako objasniti.

Ako tekućina smoči čvrsto tijelo, to znači da se molekule tekućine međusobno slabije privlače nego molekule tijela.

Kada dođe do nemočenja, to znači da se molekule tekućine jače privlače jedna drugoj nego molekule krutine.

U svakodnevnom životu često se susrećemo s pojavama vlaženja i nekvašenja.

Na primjer, zahvaljujući fenomenu vlaženja možemo pisati, brisati mokre predmete i sl.

1. Kako molekule međusobno djeluju? 2. Kada je izraženije odbojnost, a kada privlačnost među molekulama? 3. Koja se pojava uočena u prirodi temelji na privlačenju molekula krutine i tekućine? 4. Koji se primjeri vlaženja i nekvašenja čvrstih tijela tekućinom mogu navesti?

Vježba 2

1. Navlažite dva komada papira: jedan vodom, drugi biljnim uljem. Hoće li se držati zajedno? Obrazložite svoj odgovor.

2. Perje i paperje vodenih ptica ostaje suho. Koja se pojava ovdje uočava?

Elementi točnog odgovora

Pogreške su napravljene u rečenicama 2, 3, 4, 6.

U 2. rečenici netočno je navedeno jedno od svojstava enzima.

Rečenica 3 netočno navodi sposobnost jednog enzima da sudjeluje u različitim vrstama reakcija.

Rečenica 4 netočno ukazuje na osobitost interakcije enzima sa supstratom.

Propozicija 6 netočno ukazuje na kinetičke karakteristike enzima u općem slučaju.

Elementi točnog odgovora

Pogreške su napravljene u rečenicama 1, 3, 4, 5.

U 1. rečenici netočno je naveden sastav ugljikohidrata.

U rečenici 3 pogrešno je naznačena jedna od funkcija ugljikohidrata.

Rečenice 4 i 5 netočno označavaju skladišne ​​tvari u biljnim i životinjskim stanicama.

Elementi točnog odgovora

Pogreške su napravljene u rečenicama 1, 2, 3.

U 1. rečenici jedno od lipidnih otapala je netočno.

U 2. rečenici netočno je navedena kemijska struktura lipida.

U rečenici 3 jedna od funkcija je netočno naznačena, a jedna nije imenovana.

Elementi točnog odgovora

Pogreške su napravljene u rečenicama 2, 4, 6.

Rečenica 2 netočno imenuje ugljikohidrat koji je dio DNK.

Rečenica 4 ima netočan DNK kod.

Rečenica 6 netočno imenuje proces sinteze mRNA iz DNA.

Elementi točnog odgovora

2. rečenica – staničnu strukturu organizama otkrio je i opisao drugi znanstvenik.

Rečenica 3 – Rudolf Virchow nije stvorio cjepiva.

Rečenica 5 – K.A. Timirjazev nije dokazao da biljke oslobađaju kisik tijekom fotosinteze. To je učinio drugi istraživač (J. Priestley).

Elementi točnog odgovora

Pogreške su napravljene u rečenicama 2, 3, 5.

Rečenica 2 netočno imenuje jednu od polaznih tvari uključenih u fotosintezu.

Rečenica 3 je netočna generalizacija - nemaju sve prokariotske i eukariotske stanice kloroplaste.

U rečenici 5 pogrešno je nazvan jedan od produkata tamne faze.

Zadaci razine C3

Bilješka: Navedeni primjeri odgovora nisu jedini mogući. Važno je da vaš odgovor ne iskrivljuje značenje pitanja i ne sadrži biološke pogreške.

Elementi točnog odgovora

1. Živi sustavi sastoje se od stanica.

2. Stanica može biti dio višestaničnog organizma ili samostalan organizam.

3. Živi sustavi razvijaju se iz jedne stanice.

Odgovorite sebi

Dokažite da ukupnost stanica, tkiva i organa još ne čini organizam.

Dokažite da jedna stanica može biti samostalan organizam.

Elementi točnog odgovora

1. Stanica sudjeluje u stalnoj izmjeni tvari i energije s okolinom.

2. Stanica reagira na signale iz vanjske okoline i vraća se u prvobitno stanje. Njezine reakcije na podražaje su reverzibilne.

3. Stanica je sposobna regulirati svoj kemijski sastav.

Odgovorite sebi

Dokažite da je razina biosfere najviša razina organizacije života.

Što je zajedničko svim živim sustavima?

Elementi točnog odgovora

1. Prokariotske stanice nemaju formiranu jezgru niti dvomembranske organele.

2. Prokariotske stanice razmnožavaju se diobom.

3. Eukariotske stanice imaju jezgru s kromosomskom garniturom, organele s jednom i dvostrukom membranom. Takve se stanice razmnožavaju i nespolno i spolno.

4. Eukariotske stanice su nekoliko puta veće od prokariotskih stanica.

Odgovorite sebi

Usporedite građu biljne i životinjske stanice.

Potvrdite činjenicama ideju o kemijskom jedinstvu žive i nežive prirode.

Koji su znakovi karakteristični za viruse?

Elementi točnog odgovora

1. Lipidni dvostruki sloj membrane osigurava selektivno prodiranje tvari u stanicu.

2. Ugrađeni proteini obavljaju transportne, građevinske i signalne funkcije.

3. Ugrađeni ugljikohidrati obavljaju strukturne i signalne funkcije.

4. Plastičnost membrane omogućuje provođenje procesa fagocitoze i pinocitoze.

Odgovorite sebi

Dokažite da je stanična membrana polupropusna barijera između stanice i okoliša.

Elementi točnog odgovora

Ulazak tvari u stanicu može se dogoditi na sljedeće načine:

1) fagocitoza;
2) pinocitoza;
3) difuzija i osmoza;
4) uz pomoć posebnih transportnih proteina, na primjer natrijeve ili kalcijeve pumpe.

Odgovorite sebi

Što je aktivni transport iona?

Opišite aktivni i pasivni prijenos tvari kroz staničnu membranu.

Elementi točnog odgovora

– dvomembranska struktura ovih organela;
– povećanje radne površine zbog unutarnjih membrana – tilakoidi u kloroplastima i kriste u mitohondrijima;
– ove organele su sposobne za sintezu i reprodukciju proteina;
– ATP se sintetizira i u kloroplastima i u mitohondrijima.

Razlike:

– kloroplasti sadrže klorofil i nalaze se samo u biljnim stanicama;
– mitohondriji se nalaze i u biljnim i u životinjskim stanicama;
– fotosinteza se odvija u kloroplastima, a mitohondriji provode stanično disanje.

Odgovorite sebi

Usporedite funkcije lizosoma i Golgijevog aparata.

Koje su značajke strukture i funkcija endoplazmatskog retikuluma?

Kakva je građa i funkcija jezgre?

Elementi točnog odgovora

1. DNA i RNA su polinukleotidi.
2. DNA i RNA su kiseline.
3. DNK je spiralna molekula koja se sastoji od dva komplementarna antiparalelna lanca, koja sadrži ugljikohidrat deoksiribozu i nukleinske baze: adenin, gvanin, citozin i timin.
4. RNA je jednolančana molekula koja umjesto timina sadrži uracil, a umjesto deoksiriboze ribozu.
5. DNK – pohranjuje i prenosi nasljedne informacije.
6. RNA – osigurava prijenos informacija tijekom sinteze proteina u ribosomima.

Odgovorite sebi

Dokažite da struktura molekule DNA osigurava obavljanje njezinih funkcija.

Zašto se proces biosinteze proteina naziva sinteza šablona?

Koja je uloga ribosoma u biosintezi proteina?

Elementi točnog odgovora

1. Autotrofni način ishrane karakterističan je za biljne organizme i neke bakterije.

2. Heterotrofni način prehrane karakterističan je za životinje, gljive, neke biljke i mnoge bakterije.

3. Autotrofni načini prehrane - foto- ili kemosinteza - koriste se svjetlosnom energijom ili energijom oksidacije anorganskih spojeva.

4. Heterotrofna metoda prehrane koristi energiju organskih spojeva sadržanih u živim ili mrtvim tijelima.

Odgovorite sebi

Dokažite da se metabolizam odvija i na staničnoj i na biosferskoj razini organizacije života.

Opišite glavne korake staničnog disanja.

Elementi točnog odgovora

1. Disanje je proces povezan s oksidacijom ugljikohidrata i pohranjivanjem dijela oslobođene energije u obliku ATP-a.

2. Kod aerobnih organizama tijekom disanja nastaju ugljikov dioksid, voda i ATP.

3. U procesu disanja apsorbira se kisik i oslobađa ugljični dioksid.

4. Tijekom procesa fotosinteze apsorbira se svjetlosna energija, voda i ugljični dioksid, a nastaju organske tvari i kisik.

Odgovorite sebi

Koje tvari sudjeluju u procesu fotosinteze i disanja i što se s njima događa?

Koje su razlike u metabolizmu između anaerobnih i aerobnih organizama?

Kako se energija pretvara tijekom procesa fotosinteze i disanja?

Elementi točnog odgovora

1. Mitoza je način nespolnog razmnožavanja stanica, čime se osigurava očuvanje nasljednih informacija, rast i razvoj organizma.

2. Mejoza je metoda stvaranja gameta koja potiče nastanak novih genetskih kombinacija.

3. Kao rezultat mitoze nastaju diploidne jezgre stanica kćeri, a kao rezultat mejoze nastaju haploidne.

4. Kao rezultat mitoze iz jezgre jedne stanice nastaju dvije jezgre dviju novih stanica.

5. Kao rezultat mejoze iz jedne jezgre diploidne stanice nastaju četiri haploidne jezgre četiri stanice.

Odgovorite sebi

Koji je biološki značaj mitoze i mejoze?

Kako je struktura gameta povezana s njihovim funkcijama?

Elementi točnog odgovora

1. Prednosti spolnog razmnožavanja su u tome što rezultira stvaranjem jedinki koje nose nove nasljedne kombinacije svojstava, što dovodi do povećanja raznolikosti organizama.

2. Nedostaci spolnog razmnožavanja uključuju vjerojatnost prenošenja skrivenih nasljednih bolesti na potomstvo, poteškoće u pronalaženju spolnog partnera kod nekih organizama, utrošak energije za brigu o potomstvu itd.

3. Prednosti nespolnog načina razmnožavanja stanica i organizama su u tome što nasljedne informacije tijekom rasta i razvoja organizma ostaju nepromijenjene, a generacija je brojnija.

Odgovorite sebi

Koje načine oplodnje biljaka i životinja poznajete i koje su njihove razlike?

Koji biološki procesi dovode do povećane raznolikosti organizama?

Elementi točnog odgovora

1. Uz pomoć genetskog inženjeringa geni iz organizma druge vrste mogu se umjetno presaditi u organizam jedne vrste.

2. Metodama genetskog inženjeringa moguće je dobiti potrebne proteine ​​i lijekove u industrijskim razmjerima.

3. Primjer dobivanja lijekova je proizvodnja hormona somatotropina i inzulina korištenjem gena ugrađenih u genom bakterije Escherichia coli.

Odgovorite sebi

Što su genetski modificirani organizmi?

Pitanja razine C5

Tablica genetskog koda (mRNA).

Pravila za korištenje tablice

Prvi nukleotid u tripletu uzima se iz lijevog okomitog retka, drugi iz gornjeg vodoravnog retka, a treći iz desnog okomitog retka. Na mjestu sjecišta sva tri nukleotida nalazi se željena aminokiselina.

Elementi točnog odgovora

1. Prvo trebate dodati mRNA lanac sintetiziran na ovom fragmentu DNA:

DNA T C A C G T A C G G G T
mRNA A G U G C A U G C C C A.

2. Kodone dobivenog lanca mRNA potrebno je povezati s podacima u tablici

ASU – siva
OKU – ala
UGC – cis
CCA - oko

3. Antikodoni tRNA – UCA, TsGU, ACG, GGU.

4. Redoslijed aminokiselina u proteinskoj molekuli: ser-ala-cis-pro.

Elementi točnog odgovora

1. mRNA kodoni: TsUU–TsGU–UUU–UGTs.

2. Slijed aminokiselina: leu-arg-phen-cis.

3. DNA tripleti: GAA – GCA – AAA – ACG.

Elementi točnog odgovora

Jer mRNA se uvijek sintetizira samo na jednom lancu DNA, koji se obično opisuje u pisanju kao gornji lanac, zatim:

– mRNA kodirana gornjim lancem: UUU–AAA–CCC–YGG;
– proteinski fragment kodiran gornjim lancem: phen-lys-pro-gly.

Elementi točnog odgovora

1. Redoslijed nukleotida u drugom lancu ACCGTC.

2. Ukupan broj vodikovih veza između dušičnih baza je 16.

3. Između baza A i T stvaraju se dvije vodikove veze. Postoje dva takva para u danom lancu DNK, dakle, broj veza između njih je 4. Tri vodikove veze formiraju se između baza G i C, postoje 4 para baza, dakle, postoji 12 veza između njih ukupno nastaje 12 + 4 = 16 vodikovih veza.

Elementi točnog odgovora

1. Između timidil i adenil nukleotida stvaraju se dvije vodikove veze, ukupno 8 + 14 = 22 takve veze.

2. Između nukleotida citozina i gvanina stvaraju se tri vodikove veze, ukupno 12 + 15 = 27 takvih veza.

3. Ukupan broj vodikovih veza je 22+27=49.