Während der restlichen Woche werden wir Sie bitten, verschiedene Unterrichtsstrategien zu evaluieren, um den Schülern zu helfen, die Osmose in den Griff zu bekommen, beginnend mit der Verwendung von Animationen in der Biologie, dann praktischer Arbeit und schließlich Modellierung. Aber zuerst beginnen wir mit einem kurzen Überblick darüber, was Osmose ist.

Hier ist die Definition von Osmose, die Sie in den meisten Lehrbüchern sehen werden:

In der Biologie ist Osmose die Bewegung von Wassermolekülen von einer Lösung mit einer hohen Konzentration von Wassermolekülen zu einer Lösung mit einer niedrigeren Konzentration von Wassermolekülen durch die teilweise durchlässige Membran einer Zelle.

Eine teilweise permeable Membran (manchmal auch als selektiv permeable Membran bezeichnet) lässt nur bestimmte Moleküle oder Ionen sie durchqueren

Im obigen Diagramm macht die höhere Konzentration von Wassermolekülen links von der teilweise durchlässigen Membran es wahrscheinlich, dass eine große Anzahl von Wassermolekülen mit der Membran kollidiert und diese passiert.

Die geringere Konzentration von Wassermolekülen auf der rechten Seite der teilweise durchlässigen Membran im Diagramm macht es wahrscheinlich, dass weniger Wassermoleküle mit der Membran kollidieren und diese passieren.

Dies bedeutet, dass sich in diesem Diagramm mehr Wassermoleküle von links nach rechts bewegen als von rechts nach links, und so ist die Gesamtbewegung (Nettobewegung) nach rechts. Es ist jedoch wichtig, den Schülern zu betonen, dass sich Wassermoleküle in beide Richtungen bewegen.

Sie werden dies oft als Bewegung „den Konzentrationsgradienten hinunter“ beschrieben sehen, was bedeutet, dass sich das Wasser von einer höheren Konzentration von Wasser (in diesem Fall der verdünnten Saccharoselösung) zu einer niedrigeren Konzentration von Wasser (der konzentrierten Saccharoselösung) bewegt.

Wenn eine Pflanzenzelle von einer Lösung umgeben ist, die eine höhere Konzentration an Wassermolekülen enthält als die Lösung in der Zelle, gelangt Wasser durch Osmose in die Zelle und die Pflanzenzelle wird prall (fest). Der Druck, der sich in einer Pflanzenzelle entwickelt, wenn sie prall wird, wird als Turgordruck bezeichnet. Geschwollene Pflanzenzellen helfen einem Stamm, aufrecht zu bleiben.

Wenn eine Pflanzenzelle von einer Lösung umgeben ist, die eine geringere Konzentration an Wassermolekülen enthält als die Lösung in der Pflanzenzelle, verlässt Wasser die Zelle durch Osmose und die Pflanzenzelle wird schlaff (weich). Wenn die Zellen in einem Pflanzenstamm schlaff werden, nimmt der Turgordruck in ihnen ab und der Stamm welkt.

Wenn eine Pflanzenzelle von einer Lösung umgeben ist, die die gleiche Konzentration an Wassermolekülen enthält wie die Lösung in der Pflanzenzelle, gibt es keinen Nettowasserfluss. Die Bewegung von Wassermolekülen in und aus der Zelle durch die teilweise durchlässige Membran gleicht sich aus.

Transpiration hält das Wasser in Bewegung

In Pflanzen gelangt Wasser durch Osmose in die Wurzelzellen und bewegt sich in Röhren, die als Xylemgefäße bezeichnet werden, um zu den Blättern transportiert zu werden. Wassermoleküle in den Xylemzellen werden aufgrund der Wasserstoffbindung stark voneinander angezogen (dies wird als Kohäsion bezeichnet). Wenn Wasser aus den Blättern verdunstet (durch winzige Poren, die als Stomata bezeichnet werden), wird mehr Wasser aus den Wurzel-Xylemzellen entnommen, um das Verlorene zu ersetzen. Eine kontinuierliche Wassersäule wird daher in den Xylemgefäßen durch Verdampfen aus den Blättern den Stiel hochgezogen. Dies nennt man Transpiration.

Finden und teilen

Diese Art von Diagramm und Erklärung ist in Biologie-Lehrbüchern ziemlich verbreitet, aber die Bewegung von Molekülen ist ziemlich abstrakt und dies kann für Studenten schwer vorstellbar sein.

Schauen Sie online nach einer Ressource, die hilft, Osmose den Schülern zu erklären, und teilen Sie einen Link unten mit einer Erklärung, warum es hilfreich ist.