Ако всички тела са изградени от малки частици (молекули или атоми), защо твърдите вещества и течностите не се разпадат на отделни молекули или атоми? Какво ги кара да се слепват, тъй като молекулите са разделени от празнини и са в непрекъснато произволно движение?
Факт е, че има взаимно привличане между молекулите. Всяка молекула привлича към себе си всички съседни молекули и самото име се привлича.
Когато скъсаме конец, счупим клечка или откъснем лист хартия, ние преодоляваме силите на привличане между молекулите.
Забележете, че привличането между две молекули е напълно невъзможно. Когато се привличат много милиони такива частици, взаимното привличане става значително. Поради това е трудно да скъсате въжето или стоманената тел с ръцете си.
Привличането между молекулите в различните вещества не е еднакво. Това обяснява различната сила на телата. Например стоманената тел е по-здрава от медната. Това означава, че стоманените частици се привличат една към друга по-силно от медните частици.
Привличането между молекулите става забележимо само когато те са много близо една до друга. На разстояние, по-голямо от размера на самите молекули, привличането отслабва. Две капки вода се сливат в една, ако се докоснат. Два оловни цилиндъра се слепват, когато се притиснат един към друг с равни, прясно изрязани повърхности. В този случай съединителят може да бъде толкова силен, че цилиндрите да не могат да бъдат разкъсани дори при голямо натоварване (фиг. 11).
Стъклените парчета обаче не могат да се снаждат, дори и чрез плътно натискане. Поради неравностите не е възможно да се доближат до разстоянието, на което частиците могат да се привлекат една към друга.Но ако стъклото се омекоти чрез нагряване, тогава различните части могат да се сближат и в този случай стъклото е запоен.
Това означава, че стъклените частици са били на такова разстояние, когато действа привличането между тях.
Свързването на парчета метал по време на заваряване или запояване, както и залепване, се основава на привличането на молекулите една към друга.
Следователно между молекулите (атомите) има взаимно привличане, което се забелязва само на разстояния, сравними с размерите на самите молекули (атоми).
Нека се опитаме да разберем защо има празнини между молекулите. Ако молекулите се привличат една към друга, тогава те трябва да се залепят заедно. Това не се случва, тъй като в същото време има отблъскване между молекулите (атомите).
На разстояния, сравними с размерите на самите молекули (атоми), привличането е по-забележимо, а при по-нататъшно приближаване - отблъскването.
Много наблюдавани явления потвърждават съществуването на отблъскване между молекулите.
Така например, компресирано тяло се изправя. Това се дължи на факта, че когато са компресирани, молекулите са на такова разстояние една от друга, когато започва да се появява отблъскване.
Някои явления, които се срещат в природата, могат да се обяснят с привличането на молекулите една към друга, например намокрянето на твърдо вещество с течност.
Стъклена плоча е окачена на пружина на конец, така че долната й повърхност да е хоризонтална (фиг. 12). Тази плоча се довежда до съд с вода, така че да лежи на повърхността на водата (фиг. 12, а). Когато плочата се откъсне от водата, пружината забележимо ще се разтегне (фиг. 12, b). Това доказва съществуването на привличане между молекулите. По разтягане на пружината можете да прецените колко е голяма. След като откъснете плочата, можете да видите, че върху нея остава тънък слой вода, т.е. плочата е намокрена с вода (фиг. 12, c). Това означава, че при откъсването на плочата сме преодолели привличането между водните молекули. Празнината не е възникнала там, където водните молекули докосват стъклените частици, а там, където водните молекули се допират една до друга.
Водата намокря не само стъкло, но и кожа, дърво и други вещества.
В много случаи водата може да не намокри телата. Например, ако потопите парче восък или парафин във вода и след това го извадите, то ще се окаже сухо. Всички добре знаят, че водата не мокри мазните повърхности на телата.
Всички дадени примери могат лесно да бъдат обяснени.
Ако течност намокри твърдо вещество, това означава, че молекулите на течността се привличат една към друга по-слабо, отколкото към молекулите на тялото.
Когато се наблюдава ненамокряемост, това означава, че молекулите на течността се привличат по-силно една към друга, отколкото към молекулите на твърдото вещество.
В ежедневието често се сблъскваме с явленията на намокряне и ненамокряне.
Така например, благодарение на явлението намокряне, можем да пишем, да изтриваме мокри предмети и т.н.
1. Как молекулите взаимодействат една с друга? 2. Кога е по-забележимо отблъскването и кога привличането между молекулите? 3. Какво явление, наблюдавано в природата, се основава на привличането на твърди и течни молекули? 4. Какви примери за намокряне и ненамокряне на твърди тела от течност могат да бъдат дадени?
Упражнение 2
1. Навлажнете два листа хартия: единият с вода, другият с растително масло. Ще се подхлъзнат ли? Обосновете отговора.
2. Перата и пухът остават сухи при водолюбивите птици. Какво явление се наблюдава тук?
Елементи на верния отговор
Допуснати са грешки в изречения 2, 3, 4, 6.
В изречение 2 едно от свойствата на ензимите е посочено неправилно.
Изречение 3 погрешно показва способността на един ензим да участва в реакции от различен тип.
Твърдение 4 неправилно показва особеностите на взаимодействието на ензима със субстрата.
Твърдение 6 неправилно посочва кинетичните характеристики на ензимите в общия случай.
Елементи на верния отговор
Допуснати са грешки в изречения 1, 3, 4, 5.
В изречение 1 неправилно е посочен съставът на въглехидратите.
В изречение 3 една от функциите на въглехидратите е посочена погрешно.
В изречения 4 и 5 неправилно са посочени вещества за съхранение в растителни и животински клетки.
Елементи на верния отговор
Допуснати са грешки в изречения 1, 2, 3.
В изречение 1 неправилно е посочен един от липидните разтворители.
Изречение 2 неправилно посочва химичната структура на липидите.
В изречение 3 една от функциите е посочена неправилно и една не е назована.
Елементи на верния отговор
Допуснати са грешки в изречения 2, 4, 6.
В изречение 2 въглехидратът, който е част от ДНК, е посочен неправилно.
В изречение 4 ДНК кодът е неправилен.
В изречение 6 неправилно е назован процесът на синтез на иРНК върху ДНК.
Елементи на верния отговор
Твърдение 2 - клетъчната структура на организмите е открита и описана от друг учен.
Твърдение 3 – Рудолф Вирхов не е създал ваксини.
Предложение 5 - К.А. Тимирязев не е доказал, че растенията отделят кислород по време на фотосинтеза. Това е направено от друг изследовател (J. Priestley).
8. Намерете грешки в дадения текст. Посочете номерата на предложенията, в които са разрешени, обяснете ги. 1. Клетките на зелените растения, използвайки енергията на слънчевата светлина, са способни да синтезират органични вещества. 2. Изходните материали за фотосинтезата са атмосферният въглероден диоксид и азот. 3. Процесът на фотосинтеза както в прокариотните, така и в еукариотните клетки протича в хлоропластите. 4. В светлинния стадий на фотосинтезата се синтезира АТФ и се разгражда водата – фотолиза. 5. В тъмния стадий на фотосинтезата се образуват глюкоза и кислород. 6. АТФ енергията, съхранявана в светлинния стадий, се използва за синтеза на въглехидрати. |
Елементи на верния отговор
Допуснати са грешки в изречения 2, 3, 5.
В изречение 2 едно от първоначалните вещества, участващи във фотосинтезата, е погрешно наименувано.
Изречение 3 е неправилно обобщение - не всички прокариотни и еукариотни клетки имат хлоропласти.
В изречение 5 един от продуктите на тъмната фаза е погрешно назован.
Задачи от ниво C3
Забележка: Дадените примерни отговори не са единствените възможни. Важно е вашият отговор да не изкривява смисъла на въпроса и да не съдържа биологични грешки.
Елементи на верния отговор
1. Живите системи са изградени от клетки.
2. Клетката може да бъде част от многоклетъчен организъм или самостоятелен организъм.
3. Живите системи се развиват от една клетка.
Отговорете си
Докажете, че съвкупността от клетки, тъкани и органи все още не е организъм.
Докажете, че една клетка може да бъде независим организъм.
Елементи на верния отговор
1. Клетката участва в постоянния обмен на материя и енергия с околната среда.
2. Клетката реагира на сигнали от външната среда и се връща в първоначалното си състояние. Нейните реакции на стимули са обратими.
3. Клетката е в състояние да регулира химичния си състав.
Отговорете си
Докажете, че биосферното ниво е най-високото ниво на организация на живота.
Какво е общото между всички живи системи?
Елементи на верния отговор
1. Прокариотните клетки нямат добре оформено ядро, двумембранни органели.
2. Прокариотните клетки се размножават чрез делене.
3. В еукариотните клетки има ядро с хромозомен набор, едно- и двумембранни органели. Тези клетки се размножават както безполово, така и сексуално.
4. Еукариотните клетки са няколко пъти по-големи от прокариотните клетки.
Отговорете си
Сравнете структурата на растителните и животинските клетки.
Потвърдете с факти идеята за химическото единство на живата и неживата природа.
Какви са характеристиките на вирусите?
Елементи на верния отговор
1. Двойният липиден слой на мембраната осигурява селективно проникване на вещества в клетката.
2. Вградените протеини изпълняват транспортни, строителни, сигнални функции.
3. Вградените въглехидрати изпълняват структурни и сигнални функции.
4. Пластичността на мембраната й позволява да осъществява процесите на фагоцитоза и пиноцитоза.
Отговорете си
Докажете, че клетъчната мембрана е полупропусклива бариера между клетката и околната среда.
Елементи на верния отговор
Навлизането на вещества в клетката може да стане по следните начини:
1) фагоцитоза;
2) пиноцитоза;
3) дифузия и осмоза;
4) използване на специални протеини-носители, като натриева или калциева помпа.
Отговорете си
Какво е активен йонен транспорт?
Опишете активния и пасивния транспорт на веществата през клетъчната мембрана.
Елементи на верния отговор
- двумембранна структура на тези органели;
– увеличаване на работната повърхност поради вътрешни мембрани – тилакоиди в хлоропластите и кристи в митохондриите;
- тези органели са способни на протеинов синтез и възпроизвеждане;
- АТФ се синтезира както в хлоропластите, така и в митохондриите.
Разлики:
- хлоропластите съдържат хлорофил и се намират само в растителните клетки;
- митохондриите се намират както в растителните, така и в животинските клетки;
- фотосинтезата се извършва в хлоропластите, а митохондриите извършват клетъчно дишане.
Отговорете си
Сравнете функциите на лизозомите и апарата на Голджи.
Какви са характеристиките на структурата и функциите на ендоплазмения ретикулум?
Каква е структурата и функцията на ядрото?
Елементи на верния отговор
1. ДНК и РНК са полинуклеотиди.
2. ДНК и РНК са киселини.
3. ДНК е спирална молекула, състояща се от две допълващи се антипаралелни вериги, съдържащи въглехидратната дезоксирибоза и нуклеинови бази: аденин, гуанин, цитозин и тимин.
4. РНК е едноверижна молекула, която съдържа урацил вместо тимин и рибоза вместо дезоксирибоза.
5. ДНК – съхранява и предава наследствената информация.
6. РНК – осигурява пренос на информация по време на протеиновия синтез в рибозомите.
Отговорете си
Докажете, че структурата на молекулата на ДНК осигурява изпълнението на нейните функции.
Защо процесът на протеинова биосинтеза се нарича матричен синтез?
Каква е ролята на рибозомите в протеиновия синтез?
8. Сравнете автотрофните и хетеротрофните начини на хранене в организмите. |
Елементи на верния отговор
1. Автотрофният начин на хранене е характерен за растителните организми, някои бактерии.
2. Хетеротрофният начин на хранене е характерен за животни, гъби, някои растения и много бактерии.
3. При автотрофни методи на хранене - фото- или хемосинтеза - се използва енергията на светлината или енергията на окисление на неорганичните съединения.
4. При хетеротрофния метод на хранене се използва енергията на органичните съединения, съдържащи се в живи или мъртви тела.
Отговорете си
Докажете, че метаболизмът се осъществява както на клетъчното, така и на биосферното ниво на организация на живота.
Опишете основните етапи на клетъчното дишане.
9. Сравнете процесите на дишане и фотосинтеза. |
Елементи на верния отговор
1. Дишането е процес, свързан с окисляването на въглехидратите и съхраняването на част от освободената енергия под формата на АТФ.
2. В аеробните организми по време на дишането се образуват въглероден диоксид, вода и АТФ.
3. В процеса на дишане се абсорбира кислород и се отделя въглероден диоксид.
4. В процеса на фотосинтеза се абсорбират светлинна енергия, вода и въглероден диоксид и се образуват органични вещества и кислород.
Отговорете си
Какви вещества участват в процеса на фотосинтеза и дишане и какво се случва с тях?
Какви са разликите в метаболизма между анаеробните и аеробните организми?
Как се преобразува енергията по време на фотосинтезата и дишането?
10. Сравнете процесите на митоза и мейоза. |
Елементи на верния отговор
1. Митозата е метод на безполово размножаване на клетките, който осигурява запазването на наследствената информация, растежа и развитието на организма.
2. Мейозата е метод за образуване на гамети, който допринася за появата на нови генетични комбинации.
3. В резултат на митозата се образуват диплоидни ядра на дъщерни клетки, а в резултат на мейоза - хаплоидни.
4. В резултат на митозата от ядрото на една клетка се образуват две ядра на две нови клетки.
5. В резултат на мейозата от едно ядро на диплоидна клетка се образуват четири хаплоидни ядра на четири клетки.
Отговорете си
Какво е биологичното значение на митозата и мейозата?
Как структурата на гаметите е свързана с техните функции?
Елементи на верния отговор
1. Предимствата на половото размножаване са, че в резултат се образуват индивиди, които носят нови наследствени комбинации от белези, което води до увеличаване на разнообразието на организмите.
2. Недостатъците на сексуалното размножаване включват вероятността от предаване на латентни наследствени заболявания на потомството, трудността при намиране на сексуален партньор в някои организми, разходите за енергия за грижа за потомството и др.
3. Предимствата на безполовото размножаване на клетките и организмите са, че наследствената информация остава непроменена по време на растежа и развитието на организма, а поколението е по-многобройно.
Отговорете си
Какви методи на оплождане при растенията и животните познавате и какви са разликите им?
Какви биологични процеси водят до увеличаване на разнообразието от организми?
12. Какви са основните задачи на генното инженерство? Дайте примери в подкрепа на отговора си. |
Елементи на верния отговор
1. С помощта на генното инженерство е възможно организъм от един вид изкуствено да трансплантира гени от организъм от друг вид.
2. Методите на генното инженерство могат да се използват за получаване на необходимите протеини и лекарства в индустриален мащаб.
3. Пример за получаване на лекарства е производството на хормони соматотропин и инсулин чрез използване на гени, вградени в генома на бактерия – Ешерихия коли.
Отговорете си
Какво представляват генетично модифицираните организми?
C5 въпроси
Таблица с генетичен код (mRNA)
Първа основа |
Втора база |
Трето основание |
|||
сешоар |
SER |
ТИР |
ОНД |
При |
|
LEI |
PRO |
ГИС |
AWG |
При |
|
ILE |
TRE |
ASP |
SER |
При |
|
ВАЛ |
ALA |
ASP |
GLI |
При |
|
Правила за използване на таблицата
Първият нуклеотид в триплета се взема от левия вертикален ред, вторият от горния хоризонтален ред и третият от десния вертикален ред. В пресечната точка на трите нуклеотида се намира желаната аминокиселина.
Елементи на верния отговор
1. Първо трябва да добавите иРНК веригата, синтезирана върху този ДНК фрагмент:
DNA T C A C G T A C G Y G T
иРНК A G U G C A U G C C C A.
2. Необходимо е да се съпоставят кодоните на получената иРНК верига с данните в таблицата
АСУ - сер
HCA - ала
UHC - цис
CCA - около
3. тРНК антикодони - UCA, CSU, ACG, GSU.
4. Последователността на аминокиселините в белтъчната молекула: ser-ala-cis-pro.
Елементи на верния отговор
1. иРНК кодони: CUU–CGU–UUU–UGC.
2. Аминокиселинна последователност: leu-arg-phen-cis.
3. ДНК триплети: GAA - HCA - AAA - ACH.
Елементи на верния отговор
защото иРНК винаги се синтезира само върху една верига на ДНК, която обикновено се изобразява писмено като горната, тогава:
– иРНК, кодирана от горната верига: UUU–AAA–CC–GGY;
– протеинов фрагмент, кодиран от горната верига: phen-lys-pro-gly.
Елементи на верния отговор
1. Последователността на нуклеотидите във втората верига на ACCGTC.
2. Общият брой на водородните връзки между азотните бази е 16.
3. Между бази А и Т се образуват две водородни връзки. В тази ДНК верига има две такива двойки, следователно броят на връзките между тях е 4. Между базите G и C се образуват три водородни връзки, има 4 базови двойки, следователно между тях има 12 връзки. , получават се 12 + 4 = 16 водородни връзки.
Елементи на верния отговор
1. Две водородни връзки се образуват между тимидил и аденил нуклеотиди, общо има 8 + 14 = 22 такива връзки.
2. Между цитозиновите и гуаниновите нуклеотиди се образуват три водородни връзки, общо има 12 + 15 = 27 такива връзки.
3. Общ брой на водородните връзки 22+27=49.
Научните експерименти, провеждани дълго време от учени от цял свят, недвусмислено доказаха, че частиците, които изграждат всички тела, са в постоянно движение.
Доктрината за тези най-малки частици, които изграждат всяко вещество (твърдо, течно, газообразно), възниква в разцвета на древните култури много преди нашата ера. Известните учени и философи Демокрит, Епикур, Анаксагор, Лукреций и други се съгласиха, че всичко се състои от най-малките неделими атоми, а различните атоми образуват съответните различни вещества. Отговорът на въпроса: "Какви явления потвърждават движението на молекулите?" е намерен по-късно. В съвременната молекулярно-кинетична теория тези зародиши на идеи започват да се оформят едва през 18 век след Христа.
Какви явления потвърждават движението на молекулите?
Да предполагат, че молекулите се движат произволно, учените започнаха много отдавна. Но за да се превърнат предположенията в нещо по-сериозно и да получат научна обосновка, физиците трябваше да отговорят за себе си и за целия свят на въпроса: "Какви явления потвърждават движението на молекулите?"
- Първото нещо, което идва на ум, е разпадането.
- Второто е изпарението.
- И трето, най-трудното - дифузия.
дифузия
Дифузията е взаимното проникване на молекули на едно вещество в междумолекулните кухини на друго вещество. Преведено от латински терминът "дифузия" означава "разпространение, разпространение".
Частиците, изграждащи телата (газообразни, течни, твърди), се намират на определено разстояние една от друга и непрекъснато се движат.
Интересното е, че по-голямата част от обема на всяко тяло е заета от свободно пространство. За да разберете мащаба, можете да си представите ядрото на атом под формата на малък лешник, тогава орбитите на електроните на този атом ще бъдат приблизително равни на размера на голяма ледена пързалка или огромен басейн.
Дифузия в газове
Най-бързото движение на молекулите се случва в газовете. В този случай частиците се движат произволно.
Дифузията възниква както между хомогенни газове, така и между газове с различна концентрация.
Дифузия в течности
Връзката между молекулите в течностите е по-силна, отколкото в газовете.
Ако бавно и внимателно се добави прозрачна вода към чаша, напълнена наполовина с разтвор на меден сулфат, тогава границата между синята и прозрачната течност първо ще бъде ясно и рязко маркирана. След много кратък период от време водата ще започне да става синя, границата ще се размие, а по-късно течността ще стане светлосиня и почти хомогенна.
Дифузия в твърди тела
Движението на молекулите в твърдите тела е много бавно. Но все пак, ако например малко количество злато се разтопи върху оловен прът и се остави при температура от поне 300 градуса, тогава след един ден златните молекули ще проникнат в междумолекулните празнини на оловото с около сантиметър.
Дифузия при условия на нагряване
При нагряване дифузията се извършва много по-бързо, следователно можем да заключим, че колкото по-висока се повишава температурата на тялото, толкова по-висока става скоростта на движение на молекулите. Съответно, колкото по-бързо се движат молекулите, толкова по-висока е температурата на тялото. При температура, близка до абсолютната нула, скоростта на движение на частиците намалява възможно най-много.
Примери за дифузия
Примери за дифузия се срещат в ежедневието, в промишлеността, в живота на хората и животните:
- процеси на заваряване и спояване;
- производство на метални сплави;
- дишане на риби и сухоземни безгръбначни;
- потокът от хранителни вещества от червата в кръвта;
- инфекция с вируси и инфекции;
- пушене;
- извличане на захар от цвекло и тръстика;
- разпространение на миризми (парфюмерийна индустрия, ароматерапия, религиозни церемонии);
- комуникация на насекоми;
- поражение от сълзи и други отровни газове, газови камери в концентрационните лагери;
- замърсяване на околната среда;
- варене на запарки, чай и кафе, приготвяне на тинктури, компоти, сиропи, разтваряне на захар и сол;
- смесване на коктейли;
- осоляване и мариноване на зеленчуци и други продукти;
- сълзи от лук.
Дифузия: тест
- Какви явления потвърждават движението на молекулите? а) разтваряне, изпарение, дифузия; б) дифузия, нагряване, слепване.
- Може ли капка растително масло да покрие океана? а) да; б) не, ще се разпространи толкова, колкото позволява дебелината на една молекула.
- В кои тела дифузията протича по-бързо? а) в газове; б) в течности; в) в твърди вещества; г) няма значение.
- При нагряване течностите, металите и газовете по обем: а) се увеличават; б) намаляване; в) не се променят.
- Еднаква ли е скоростта на молекулите в неподвижен въздух при топлина и студ? а) по-бързо при замръзване; б) по-бавно в жегите; в) по-бавно при замръзване; г) скоростта не се променя.
- Какво заключение може да се направи чрез изучаване на материала за дифузия: а) молекулите на всички вещества на Земята са неподвижни; б) молекулите на всички вещества се движат с една или друга скорост.
- Зависи ли дифузията от температурата на телата: а) с повишаване на температурата дифузията започва да протича по-бавно; б) с повишаване на температурата дифузията започва да се извършва по-бързо; в) дифузията не зависи от температурата.
Отговори: I - a; II - б; III - а; IV - а; V - в; VI - б; VII - б.
