Diffuusio: määritelmä ja esimerkkejä ulkomaailmasta. Tiivistelmä: Aihe: Diffuusio elävässä ja elottomassa luonnossa Diffuusio kasvimaailmassa

MOU Zaozernaya lukio, jossa opitaan syvällisesti yksittäisiä aineita nro 16

Aihe: "Diffuusio elävässä ja elottomassa luonnossa."

Valmistunut:

8. luokan oppilas Zyabrev Kirill.

Fysiikan opettaja: Zavyalova G.M.

Biologian opettaja: Zyabreva V.F.

Tomsk - 2008

I. Johdanto. ……………………………………………………………… 3

II. Diffuusio elävässä ja elottomassa luonnossa.

1. Ilmiön löytämisen historia. ……………………………………. 4

2. Diffuusio, sen tyypit. …………………………………………….. 6

3. Mistä diffuusionopeus riippuu? ………………………….. 7

4. Diffuusio elottomassa luonnossa. ……………………………… 8

5. Diffuusio villieläimissä. …………………………………… 9

6. Diffuusioilmiöiden käyttö. ……………………………. 16

7. Yksittäisten diffuusioilmiöiden suunnittelu. …………… 17

III. Johtopäätös. ……………………………………………………… 20

IV. Käytetyt kirjat. ……………………………………. . 21

I. Johdanto.

Kuinka paljon ihmeellisiä ja mielenkiintoisia asioita tapahtuu ympärillämme. Kaukaiset tähdet loistavat yötaivaalla, kynttilä palaa ikkunassa, tuuli kantaa kukkivan lintukirsikan tuoksua, ikääntyvä isoäiti näkee sinut silmillään .... Haluan oppia paljon, yrittää selittää itse. Loppujen lopuksi monet luonnonilmiöt liittyvät diffuusioprosesseihin, joista puhuimme äskettäin koulussa. Mutta he sanoivat niin vähän!

Työtavoitteet :

1. Laajenna ja syvennä tietoa diffuusiosta.

2. Simuloi yksittäisiä diffuusioprosesseja.

3. Luo lisää tietokonepohjaista materiaalia käytettäväksi fysiikan ja biologian tunneilla.

Tehtävät:

1. Etsi tarvittava materiaali kirjallisuudesta, Internetistä, tutki ja analysoi sitä.

2. Selvitä, missä diffuusioilmiöitä esiintyy elävässä ja elottomassa luonnossa (fysiikka ja biologia), mikä merkitys niillä on, missä niitä käytetään ihmisissä.

3. Kuvaile ja suunnittele tämän ilmiön kiinnostavimmat kokeet.

4. Luo animaatiomalleja joistakin diffuusioprosesseista.

Menetelmät: kirjallisuuden analysointi ja synteesi, suunnittelu, mallintaminen.

Työni koostuu kolmesta osasta; pääosa koostuu 7 luvusta. Opiskelin ja prosessoin aineistoa 13 kirjallisesta lähteestä, mukaan lukien opetus-, viite-, tieteellinen kirjallisuus ja Internet-sivustot, sekä valmistelin Power Point -editorilla tehdyn esityksen.

II. Diffuusio elävässä ja elottomassa luonnossa.

II .1. Diffuusioilmiön löytämisen historia.

Tarkastellessaan kukkien siitepölyn suspensiota vedessä mikroskoopilla Robert Brown havaitsi hiukkasten kaoottisen liikkeen, joka ei johdu "nesteen liikkeestä eikä sen haihtumista". Suspendoituneet hiukkaset, joiden koko oli enintään 1 µm, näkyvissä vain mikroskoopilla, suorittivat häiriintyneitä itsenäisiä liikkeitä, jotka kuvaavat monimutkaisia ​​siksak-ratoja. Brownin liike ei heikkene ajan myötä eikä ole riippuvainen siitä kemialliset ominaisuudet ympäristö; sen intensiteetti kasvaa väliaineen lämpötilan noustessa ja sen viskositeetin ja hiukkaskoon pienentyessä. Jopa laadullinen selitys Brownin liikkeen syistä oli mahdollista vasta 50 vuotta myöhemmin, kun Brownin liikkeen syy alettiin yhdistää nestemolekyylien vaikutuksiin siihen suspendoituneen hiukkasen pintaan.

Ensimmäisen Brownin liikkeen kvantitatiivisen teorian esittivät A. Einstein ja M. Smoluchowski vuosina 1905-06. perustuu molekyylikineettiseen teoriaan. Osoitettiin, että Brownin hiukkasten satunnaiset kävelyt liittyvät niiden osallistumiseen lämpöliikkeeseen sekä väliaineen molekyyleihin, joihin ne ovat suspendoituneet. Hiukkasilla on keskimäärin sama liike-energia, mutta suuremman massan vuoksi niiden nopeus on pienempi. Brownin liikkeen teoria selittää hiukkasen satunnaisen liikkeen molekyylien satunnaisten voimien ja kitkavoimien vaikutuksesta. Tämän teorian mukaan nesteen tai kaasun molekyylit ovat jatkuvassa lämpöliikkeessä, eivätkä eri molekyylien impulssit ole samat suuruudeltaan ja suunnaltaan. Jos tällaiseen väliaineeseen sijoitetun hiukkasen pinta on pieni, kuten Brownin hiukkasella, hiukkasen kokemat vaikutukset ympäröivistä molekyyleistä eivät kompensoidu tarkasti. Siksi molekyylien "pommituksen" seurauksena Brownin hiukkanen alkaa liikkua satunnaisesti ja muuttaa nopeudensa suuruutta ja suuntaa noin 1014 kertaa sekunnissa. Tästä teoriasta seurasi, että mittaamalla hiukkasen siirtymä tietyn ajan kuluessa ja tuntemalla sen säde ja nesteen viskositeetti, voidaan laskea Avogadro-luku.

Brownin liikkeen teorian päätelmät vahvistettiin J. Perrinin ja T. Svedbergin mittauksilla vuonna 1906. Näiden suhteiden perusteella määritettiin kokeellisesti Boltzmannin vakio ja Avogadron vakio. (Avogadron vakio merkitty NA:lla, molekyylien tai atomien lukumäärä 1 moolissa ainetta, NA = 6.022.1023 mol-1; nimi A. Avogadron kunniaksi.

Boltzmannin vakio, fyysinen vakio k yhtä suuri kuin yleisen kaasuvakion suhde R Avogadron numeroon N V: k = R / N A = 1,3807,10-23 J/K. Nimetty L. Boltzmannin mukaan.)

Brownin liikettä tarkasteltaessa hiukkasen sijainti on kiinteä säännöllisin väliajoin. Mitä lyhyemmät aikavälit ovat, sitä rikkinäisemmältä hiukkasen liikerata näyttää.

Brownin liikkeen kuviot toimivat selkeänä vahvistuksena molekyylikineettisen teorian perussäännöksille. Lopulta todettiin, että aineen liikkeen lämpömuoto johtuu makroskooppisia kappaleita muodostavien atomien tai molekyylien kaoottisesta liikkeestä.

Brownin liikkeen teorialla oli tärkeä rooli tilastollisen mekaniikan perustelemisessa, se on pohjana vesiliuosten koaguloitumisen (sekoittumisen) kineettiselle teorialle. Lisäksi hänellä on myös käytännön arvoa metrologiassa, koska Brownin liikettä pidetään pääasiallisena mittauslaitteiden tarkkuutta rajoittavana tekijänä. Esimerkiksi peiligalvanometrin lukemien tarkkuusraja määräytyy peilin vapina, kuten ilmamolekyylien pommittama Brownin hiukkanen. Brownin liikkeen lait määräävät elektronien satunnaisen liikkeen aiheuttaen kohinaa sähköpiirit. Dielektristen aineiden dielektriset häviöt selittyvät eristeen muodostavien dipolimolekyylien satunnaisilla liikkeillä. satunnaisia ​​liikkeitä elektrolyyttiliuoksissa olevat ionit lisäävät niiden sähkövastusta.

Brownin hiukkasten liikeradat (Perrinin kokeen kaavio); pisteet merkitsevät hiukkasten paikat säännöllisin väliajoin.

Täten, DIFFUUSIO TAI BROWNIAN LIIKKEET - Tämä pienimpien nesteeseen tai kaasuun suspendoituneiden hiukkasten satunnainen liike, joka tapahtuu ympäristön molekyylien vaikutusten vaikutuksesta; avata

R. Brown vuonna 1827

II. 2. Diffuusio, sen tyypit.

Erota diffuusio ja itsediffuusio.

diffuusion avulla jota kutsutaan yhden aineen molekyylien spontaaniksi tunkeutumiseksi toisen aineen molekyylien välisiin rakoihin. Tässä tapauksessa hiukkaset sekoittuvat. Diffuusiota havaitaan kaasuille, nesteille ja kiinteille aineille. Esimerkiksi pisara mustetta sekoitetaan lasilliseen vettä. Tai Kölnin haju leviää koko huoneeseen.

Diffuusio, kuten itsediffuusio, on olemassa niin kauan kuin on olemassa aineen tiheysgradientti. Jos minkä tahansa yhden ja saman aineen tiheys ei ole sama tilavuuden eri osissa, havaitaan itsediffuusioilmiö. Itsehajotuksella kutsutaan tiheyden tasausprosessiksi(tai siihen verrannollinen keskittyminen) sama aine. Diffuusio ja itsediffuusio johtuvat molekyylien lämpöliikkeestä, joka epätasapainotiloissa synnyttää ainevirtoja.

Massavuon tiheys on aineen massa ( dm) leviäminen aikayksikköä kohti yksikköalueen läpi ( dS pl) kohtisuorassa akseliin nähden x :

(1.1)

Diffuusioilmiö noudattaa Fickin lakia

(1.2)

missä on tiheysgradientin moduuli, joka määrittää tiheyden muutosnopeuden akselin suunnassa X ;

D- diffuusiokerroin, joka lasketaan molekyylikineettisestä teoriasta kaavalla

(1.3)

missä on molekyylien lämpöliikkeen keskimääräinen nopeus;

Keskipituus molekyylien vapaa polku.

Miinusmerkki osoittaa, että massasiirtymä tapahtuu pienenevän tiheyden suuntaan.

Yhtälöä (1.2) kutsutaan diffuusioyhtälöksi tai Fickin laiksi.

II. 3. Diffuusionopeus.

Kun hiukkanen liikkuu aineessa, se törmää jatkuvasti molekyyleinsä. Tämä on yksi syistä, miksi diffuusio on normaaleissa olosuhteissa hitaampaa kuin normaali liike. Mistä diffuusionopeus riippuu?

Ensinnäkin hiukkasten törmäysten välisestä keskimääräisestä etäisyydestä, ts. vapaa polun pituus. Mitä suurempi tämä pituus, sitä nopeammin hiukkanen tunkeutuu aineeseen.

Toiseksi paine vaikuttaa nopeuteen. Mitä tiheämpi hiukkasten pakkaus aineessa on, sitä vaikeampaa vieraan hiukkasen on tunkeutua tällaiseen pakkaukseen.

Kolmanneksi diffuusionopeudella on tärkeä rooli molekyylimassa aineita. Mitä suurempi kohde, sitä todennäköisemmin se osuu, ja törmäyksen jälkeen nopeus aina hidastuu.

Ja neljänneksi lämpötila. Lämpötilan noustessa hiukkasten värähtelyt lisääntyvät ja molekyylien nopeus kasvaa. Diffuusionopeus on kuitenkin tuhat kertaa hitaampi kuin vapaan liikkeen nopeus.

Kaikki diffuusiotyypit noudattavat samoja lakeja, niitä kuvaa diffuusiokerroin D, joka on skalaariarvo ja määräytyy Fickin ensimmäisestä laista.

Yksiulotteiseen diffuusioon ,

jossa J on aineen atomien tai vikojen vuontiheys,
D - diffuusiokerroin,
N on aineen atomien tai vikojen pitoisuus.

Diffuusio on prosessi molekyylitasolla, ja sen määrää yksittäisten molekyylien liikkeen satunnainen luonne. Diffuusionopeus on siksi verrannollinen molekyylien keskimääräiseen nopeuteen. Kaasujen tapauksessa pienten molekyylien keskinopeus on suurempi, eli se on kääntäen verrannollinen neliöjuuri molekyylin massasta ja kasvaa lämpötilan noustessa. Diffuusioprosessit kiinteissä aineissa korkeissa lämpötiloissa löytävät usein käytännön sovellutuksia. Esimerkiksi tietyntyyppisissä katodisädeputkissa (CRT) käytetään metallista toriumia, joka on diffundoitunut metallisen volframin läpi 2000 ºC:ssa.

Jos kaasuseoksessa yksi molekyyli on neljä kertaa painavampi kuin toinen, niin tällainen molekyyli liikkuu kaksi kertaa hitaammin kuin sen liike puhtaassa kaasussa. Vastaavasti sen diffuusionopeus on myös pienempi. Tätä eroa kevyiden ja raskaiden molekyylien diffuusionopeuksissa käytetään erottamaan eri molekyylipainoisia aineita. Esimerkki on isotooppien erottaminen. Jos kahta isotooppia sisältävä kaasu johdetaan huokoisen kalvon läpi, kevyemmät isotoopit tunkeutuvat kalvoon nopeammin kuin raskaammat. Paremman erottelun saavuttamiseksi prosessi suoritetaan useissa vaiheissa. Tätä prosessia on käytetty laajalti uraani-isotooppien erottamiseen (neutronisäteilytyksen alaisena 235U:n halkeamisen erottaminen suurimmasta osasta 238U:ta). Koska tämä erotusmenetelmä on energiaintensiivinen, on kehitetty muita, taloudellisempia erotusmenetelmiä. Esimerkiksi lämpödiffuusion käyttöä kaasumaisessa väliaineessa kehitetään laajalti. Kaasu, joka sisältää isotooppien seosta, asetetaan kammioon, jossa säilytetään tilalämpötilaero (gradientti). Tässä tapauksessa raskaat isotoopit keskittyvät ajan myötä kylmälle alueelle.

Johtopäätös. Difuuseihin muutoksiin vaikuttavat:

· aineen molekyylipaino (mitä suurempi molekyylipaino, sitä pienempi nopeus);

· keskimääräinen etäisyys hiukkasten törmäysten välillä (mitä suurempi polun pituus, sitä suurempi nopeus);

· paine (mitä suurempi hiukkasten pakkaus, sitä vaikeampi on murtautua läpi),

· lämpötila (lämpötilan noustessa nopeus kasvaa).

II.4. Diffuusio elottomassa luonnossa.

Tiesitkö, että koko elämämme on rakennettu oudolle luonnon paradoksille? Kaikki tietävät, että hengittämämme ilma koostuu eri tiheyksillä olevista kaasuista: typestä N 2 , hapesta O 2 , hiilidioksidista CO 2 ja pienestä määrästä muita epäpuhtauksia. Ja nämä kaasut tulisi järjestää kerroksittain painovoiman mukaan: raskain, CO 2, on maan pinnalla, sen yläpuolella - O 2, vielä korkeammalla - N 2. Mutta niin ei tapahdu. Meitä ympäröi homogeeninen kaasuseos. Miksi liekki ei sammu? Loppujen lopuksi sitä ympäröivä happi palaa nopeasti? Tässä, kuten ensimmäisessä tapauksessa, kohdistusmekanismi toimii. Diffuusio ehkäisee epätasapainoa luonnossa!

Miksi meri on suolaista? Tiedämme, että joet tunkeutuvat kivien, mineraalien ja suolojen läpi mereen. Miten suola sekoitetaan veteen? Tämä voidaan selittää yksinkertaisella kokemuksella:

KOKEMUKSEN KUVAUS: Kaada kuparisulfaatin vesiliuos lasiastiaan. Kaada varovasti puhdasta vettä liuoksen päälle. Tarkkailemme nesteiden välistä rajaa.

Kysymys: Mitä näille nesteille tapahtuu ajan myötä, ja mitä haemme?

Ajan myötä kosketuksissa olevien nesteiden välinen raja alkaa hämärtyä. Nesteitä sisältävä astia voidaan sijoittaa kaappiin ja joka päivä voi seurata, kuinka nesteiden spontaani sekoittuminen tapahtuu. Lopulta astiaan muodostuu vaaleansininen homogeeninen neste, joka on lähes väritöntä valossa.

Kuparisulfaattihiukkaset ovat vettä raskaampia, mutta diffuusion ansiosta ne nousevat hitaasti ylös. Syynä on nesteen rakenne. Nestemäiset hiukkaset pakataan kompakteihin ryhmiin - pseudonummiin. Ne on erotettu toisistaan ​​tyhjillä - rei'illä. Ytimet eivät ole stabiileja, niiden hiukkaset eivät ole tasapainossa pitkään. Heti kun hiukkanen välittää energiaa, hiukkanen irtoaa ytimestä ja putoaa tyhjiin tiloihin. Sieltä se siirtyy helposti toiseen ytimeen ja niin edelleen.

Vieraan aineen molekyylit aloittavat matkansa nesteen läpi reikistä. Matkalla ne törmäävät ytimiin, lyövät niistä hiukkasia ja ottavat paikkansa. Siirtyessään vapaasta paikasta toiseen ne sekoittuvat hitaasti nestemäisten hiukkasten kanssa. Tiedämme jo, että diffuusionopeus on alhainen. Siksi tämä koe kesti normaaleissa olosuhteissa 18 päivää, lämmittämällä - 2-3 minuuttia.

Johtopäätös: Auringon liekeissä, kaukaisten valaisevien tähtien elämässä ja kuolemassa, hengitetyssä ilmassa, sään muutoksissa, lähes kaikissa fysikaalisissa ilmiöissä näemme kaikkivaltiaan diffuusion ilmentymän!

II.5. Diffuusio villieläimissä.

Diffuusioprosesseja on tällä hetkellä tutkittu hyvin, niiden fysikaaliset ja kemialliset lait on selvitetty ja ne soveltuvat varsin hyvin molekyylien liikkumiseen elävässä organismissa. Diffuusio elävissä organismeissa liittyy erottamattomasti solun plasmakalvoon. Siksi on tarpeen selvittää, kuinka se on järjestetty ja miten sen rakenteen ominaisuudet liittyvät aineiden kuljettamiseen solussa.

Plasmakalvo (plasmalemma, solukalvo), pinta-, reunarakenne, joka ympäröi kasvi- ja eläinsolujen protoplasmaa, ei toimi vain mekaanisena esteenä, vaan mikä tärkeintä, rajoittaa vapaata kaksisuuntaista virtausta soluun ja sieltä ulos. pieni- ja suurimolekyylisiä aineita. Lisäksi plasmalemma toimii rakenteena, joka "tunnistaa" erilaisia kemialliset aineet ja säädellään näiden aineiden selektiivistä kuljetusta soluun

Plasmakalvon ulkopinta on peitetty löysällä, 3-4 nm paksuisella kuitukerroksella - glykokaliksilla. Se koostuu kalvon integraalisten proteiinien monimutkaisten hiilihydraattien haarautuvista ketjuista, joiden väliin voidaan sijoittaa proteiiniyhdisteitä sokereiden kanssa ja proteiineja solun eristämien rasvojen kanssa. Jotkut soluentsyymit, jotka osallistuvat aineiden solunulkoiseen hajoamiseen (solunulkoinen ruoansulatus, esimerkiksi suoliston epiteelissä), löytyvät välittömästi.

Koska lipidikerroksen sisäpuoli on hydrofobinen, se muodostaa käytännössä läpäisemättömän esteen useimmille polaarisille molekyyleille. Tämän esteen vuoksi solujen sisällön vuotaminen estyy, mutta tämän vuoksi solu pakotettiin luomaan erityisiä mekanismeja vesiliukoisten aineiden kuljettamiseksi kalvon läpi.

Plasmakalvo, kuten muutkin lipoproteiinisolukalvot, on puoliläpäisevä. Vedellä ja siihen liuenneilla kaasuilla on suurin tunkeutumiskyky. Ionikuljetus voi edetä pitoisuusgradienttia pitkin eli passiivisesti ilman energiankulutusta. Tässä tapauksessa jotkin kalvonkuljetusproteiinit muodostavat molekyylikomplekseja, kanavia, joiden kautta ionit kulkevat kalvon läpi yksinkertaisella diffuusiolla. Muissa tapauksissa erityiset kalvon kantajaproteiinit sitoutuvat selektiivisesti yhteen tai toiseen ioniin ja kuljettavat sen kalvon läpi. Tällaista siirtoa kutsutaan aktiiviseksi kuljetukseksi ja se suoritetaan proteiini-ionipumppujen avulla. Esimerkiksi kuluttamalla 1 ATP-molekyylin K-Na-pumppujärjestelmä pumppaa ulos 3 Na-ionia solusta yhdessä syklissä ja pumppaa 2 K-ionia pitoisuusgradienttia vastaan. Yhdessä aktiivisen ionien kuljetuksen kanssa eri sokerit, nukleotidit ja aminohapot tunkeutuvat plasmalemman läpi. Makromolekyylit, kuten proteiinit, eivät kulje kalvon läpi. Ne, kuten myös suuremmat aineen hiukkaset, kuljetetaan soluun endosytoosin kautta. Endosytoosin aikana tietty osa plasmalemmasta vangitsee, ympäröi solunulkoisen materiaalin ja sulkee sen kalvovakuoliin. Tämä vakuoli - endosomi - sulautuu sytoplasmassa ensisijaiseen lysosomiin ja kaapatun materiaalin pilkkoutuminen tapahtuu. Endosytoosi jaetaan muodollisesti fagosytoosiin (suurien hiukkasten imeytyminen soluun) ja pinosytoosiin (liuosten imeytyminen). Plasmakalvo osallistuu myös aineiden poistoon solusta käyttämällä eksosytoosia, joka on endosytoosin käänteinen prosessi.

Ionien diffuusio vesiliuoksissa on erityisen tärkeää eläville organismeille. Yhtä tärkeä on diffuusion rooli hengityksessä, fotosynteesissä ja kasvien transpiraatiossa; hapen siirtämisessä ilmasta keuhkojen alveolien seinämien läpi ja sen pääsyssä ihmisten ja eläinten vereen. Molekyyli-ionien diffuusio kalvojen läpi suoritetaan käyttämällä sähköpotentiaalia solun sisällä. Kalvoilla, joilla on selektiivinen läpäisevyys, on tullin rooli siirrettäessä tavaroita rajan yli: jotkut aineet kulkevat läpi, toiset viivästyvät ja toiset yleensä "poistetaan" solusta. Kalvojen rooli solujen elämässä on erittäin suuri. Kuoleva solu menettää kyvyn säädellä aineiden pitoisuutta kalvon läpi. Ensimmäinen merkki solukuolemasta on muutosten alkaminen sen ulkokalvon läpäisevyydessä ja epäonnistumisessa.

Perinteisen kuljetuksen lisäksi kineettinen prosessi, jossa ainehiukkaset siirtyvät sähköisten tai sähköisten gradienttien vaikutuksesta. kemiallinen potentiaali, lämpötila tai paine - aktiivista kuljetusta tapahtuu myös soluprosesseissa - molekyylien ja ionien liikettä aineiden pitoisuusgradienttia vastaan. Tätä diffuusiomekanismia kutsutaan osmoosiksi. (Ensimmäisen kerran osmoosia havaitsi A. Nolle vuonna 1748, mutta ilmiön tutkiminen aloitettiin sata vuotta myöhemmin.) Tämä prosessi tapahtuu vesiliuoksen eri puolilla olevan erilaisen osmoottisen paineen vuoksi. biologinen kalvo Vesi kulkee usein vapaasti osmoosin kautta kalvon läpi, mutta tämä kalvo voi olla veteen liuenneiden aineiden läpäisemätön. On uteliasta, että vesi virtaa tämän aineen diffuusiota vastaan, mutta tottelee yleinen laki pitoisuusgradientti (tässä tapauksessa vesi).

Siksi vesi pyrkii siirtymään laimeammasta liuoksesta, jossa sen pitoisuus on suurempi, väkevämpään aineen liuokseen, jossa vesipitoisuus on pienempi. Koska solu ei pysty suoraan imemään ja pumppaamaan vettä, se tekee tämän osmoosin avulla muuttaen siinä olevien liuenneiden aineiden pitoisuutta. Osmoosi tasaa liuoksen pitoisuuden kalvon molemmilla puolilla. Solukalvon molemmilla puolilla olevien aineiden liuosten osmoottisesta paineesta ja solukalvon elastisuudesta riippuu stressitila solukalvo, jota kutsutaan turgorpaineeksi (turgor - latinasta. turgere - olla turvonnut, täynnä). Yleensä eläinsolukalvojen elastisuus (joitakin suolistokalvoja lukuun ottamatta) on alhainen, niiltä puuttuu korkea turgoripaine ja ne pysyvät ehjinä vain isotonisissa liuoksissa tai sellaisissa, jotka eroavat vähän isotonisista (sisäisen paineen ja ulkoisen paineen ero on alle 0,5 -1.0 aamulla). Elävissä kasvisoluissa sisäinen paine on aina suurempi kuin ulkoinen paine, mutta solukalvon repeytymistä ei tapahdu selluloosasoluseinämän vuoksi. Ero sisäisten ja ulkoisten paineiden välillä kasveissa (esimerkiksi halofyyttikasveissa - rakastava suola, sienet) saavuttaa 50-100 am. Mutta silti turvamarginaali kasvisolu on 60-70 %. Useimmissa kasveissa turgorin aiheuttama solukalvon suhteellinen venymä ei ylitä 5-10 % ja turgoripaine on välillä 5-10 am. Turgorin ansiosta kasvikudoksilla on joustavuutta ja rakenteellista lujuutta. (Kokeet nro 3, nro 4 vahvistavat tämän). Kaikkiin autolyysiprosesseihin (itsetuho), kuihtumiseen ja ikääntymiseen liittyy turgoripaineen lasku.

Kun otetaan huomioon diffuusio elävässä luonnossa, ei voi olla mainitsematta absorptiota. Imeytyminen on prosessi, jossa erilaisten aineiden otto tapahtuu ympäristöstä solukalvot soluihin ja niiden kautta kehon sisäiseen ympäristöön. Kasveissa tämä on prosessi, jossa vettä imetään osmoosin ja diffuusion kautta siihen liuenneiden aineiden kanssa; selkärangattomissa - ympäristöstä tai ontelon nesteestä. Primitiivisissä organismeissa imeytyminen tapahtuu pino- ja fagosytoosin avulla. Selkärankaisilla imeytyminen voi tapahtua sekä vatsan elimistä - keuhkoista, kohdusta, rakosta että ihon pinnalta, haavan pinnalta jne. Haihtuvat kaasut ja höyryt imeytyvät ihoon.

Suurin fysiologinen merkitys on imeytymisellä maha-suolikanavassa, mikä tapahtuu pääasiassa ohutsuolessa. Aineiden tehokkaan kuljetuksen kannalta suuri suolen pinta-ala ja jatkuvasti korkea verenkierto limakalvolla ovat erityisen tärkeitä, minkä ansiosta imeytyneiden yhdisteiden korkea pitoisuusgradientti säilyy. Ihmisillä suoliliepeen verenvirtaus aterioiden aikana on noin 400 ml / min ja ruuansulatuksen korkeudella - jopa 750 ml / min, ja pääosa (jopa 80 %) on verenkiertoa limakalvolla. ruoansulatuselimet. Limakalvon pintaa lisäävien rakenteiden - pyöreät laskokset, villit, mikrovillit - läsnäolon vuoksi ihmisen suolen imupinnan kokonaispinta-ala on 200 m 2.

Vesi- ja suolaliuokset voivat levitä suolen seinämän molemmille puolille, sekä ohutsuolessa että paksusuolessa. Niiden imeytyminen tapahtuu pääasiassa ohutsuolen yläosissa. Ohutsuolessa suuri merkitys on Na + -ionien kuljetuksella, jonka ansiosta syntyy pääasiassa sähköisiä ja osmoottisia gradientteja. Na + -ionien absorptio tapahtuu sekä aktiivisten että passiivisten mekanismien ansiosta.

Jos solussa ei olisi osmoottisen paineen säätelyjärjestelmiä, sen sisällä liuenneiden aineiden pitoisuus olisi suurempi kuin niiden ulkoiset pitoisuudet. Tällöin veden pitoisuus solussa olisi pienempi kuin sen pitoisuus sen ulkopuolella. Seurauksena olisi jatkuva veden virtaus soluun ja sen repeämä. Onneksi eläinsolut ja bakteerit säätelevät osmoottista painetta soluissaan pumppaamalla aktiivisesti epäorgaanisia ioneja, kuten Na:ta. Siksi niiden kokonaispitoisuus solun sisällä on pienempi kuin sen ulkopuolella. Esimerkiksi sammakkoeläimet viettävät merkittävän osan ajastaan ​​vedessä, ja niiden veren ja imusolmukkeiden suolapitoisuus on korkeampi kuin makeassa vedessä. Sammakkoeläimet imevät jatkuvasti vettä ihonsa läpi. Siksi ne tuottavat paljon virtsaa. Esimerkiksi sammakko, jos sen kloakki on sidottu, turpoaa kuin pallo. Toisaalta, jos sammakkoeläin joutuu suolaiseen meriveteen, se kuivuu ja kuolee hyvin nopeasti. Siksi meret ja valtameret ovat sammakkoeläimille ylitsepääsemätön este. Kasvisoluilla on jäykät seinämät, jotka estävät niitä turpoamasta. Monet alkueläimet välttävät puhkeamasta sisään tulevasta vedestä käyttämällä erityisiä mekanismeja, jotka säännöllisesti poistavat tulevan veden.

Siten solu on avoin termodynaaminen järjestelmä, joka vaihtaa ainetta ja energiaa ympäristön kanssa, mutta säilyttää tietyn sisäisen ympäristön pysyvyyden. Nämä kaksi itsesäätelyjärjestelmän ominaisuutta - avoimuus ja pysyvyys - tapahtuvat samanaikaisesti, ja aineenvaihdunta (aineenvaihdunta) on vastuussa solun pysyvyydestä. Aineenvaihdunta on säätelijä, joka edistää järjestelmän säilymistä, se tarjoaa asianmukaisen vastauksen ympäristövaikutuksiin. Siksi välttämätön ehto aineenvaihdunta on elävän järjestelmän ärtyneisyyttä kaikilla tasoilla, mikä samalla vaikuttaa järjestelmän yhtenäisyyteen ja eheyteen.

Kalvot voivat muuttaa läpäisevyyttään kemikaalien ja fyysiset tekijät, mukaan lukien kalvon depolarisaation seurauksena sähköisen impulssin kulkeutuessa hermosolujen järjestelmän läpi ja vaikutuksesta siihen.

Neuroni on osa hermosäikeestä. Jos ärsyttävä aine vaikuttaa sen toiseen päähän, syntyy sähköimpulssi. Sen arvo on noin 0,01 V ihmisen lihassoluille ja se etenee noin 4 m/s nopeudella. Kun impulssi saavuttaa synapsin - hermosolujen yhteyden, jota voidaan pitää eräänlaisena releenä, joka välittää signaalin neuronista toiseen, sähköimpulssi muunnetaan kemialliseksi impulssiksi välittäjäaineiden - spesifisten väliaineiden - vapautumisen myötä. . Kun tällaisen välittäjän molekyylit tulevat hermosolujen väliseen aukkoon, välittäjäaine saavuttaa raon pään diffuusion avulla ja virittää seuraavan hermosolun.

Neuroni reagoi kuitenkin vain, jos sen pinnalla on erityisiä molekyylejä - reseptoreita, jotka voivat sitoa vain tämän välittäjän eivätkä reagoi toiseen. Tämä ei tapahdu vain kalvolla, vaan myös missä tahansa elimessä, kuten lihaksessa, aiheuttaen sen supistumisen. Synapsien kautta tulevat impulssisignaalit voivat estää tai tehostaa muiden välittämistä, ja siksi hermosolut suorittavat loogisia toimintoja ("ja", "tai"), jotka jossain määrin antoivat N. Wienerille syyn uskoa, että laskennalliset prosessit elävän organismin aivot ja tietokone noudattavat olennaisesti samaa kaavaa. Sitten informatiivinen lähestymistapa voit kuvata elotonta ja elävää luontoa yhtenäisellä tavalla.

Itse signaalin vaikutus kalvoon koostuu sen korkean sähköisen vastuksen muuttamisesta, koska myös potentiaaliero sen yli on luokkaa 0,01 V. Resistanssin lasku johtaa sähkövirtapulssin kasvuun ja heräte välittyy edelleen muodossa hermo impulssi, samalla kun se muuttaa tiettyjen ionien mahdollisuutta kulkea kalvon läpi. Siten kehossa olevaa tietoa voidaan välittää yhdistelmänä, kemiallisten ja fysikaalisten mekanismien avulla, mikä varmistaa sen välittämisen ja käsittelyn kanavien luotettavuuden ja monipuolisuuden elävässä järjestelmässä.

Soluhengityksen prosesseilla, kun solut muodostuvat mitokondrioissa ATP-molekyylejä, joka tarjoaa sille tarvittavan energian, elävän organismin tavallisen hengitysprosessit, jotka vaativat fotosynteesin tuloksena saatua happea O2, liittyvät läheisesti toisiinsa. Myös näiden prosessien mekanismit perustuvat diffuusiolakeihin. Pohjimmiltaan nämä ovat materiaali- ja energiakomponentteja, joita tarvitaan elävälle organismille. Fotosynteesi on prosessi, jossa aurinkoenergiaa varastoidaan muodostamalla uusia sidoksia syntetisoitujen aineiden molekyyleihin. Fotosynteesin lähtöaineet ovat vesi H 2 O ja hiilidioksidi CO 2 . Nämä yksinkertaiset epäorgaaniset yhdisteet muodostavat monimutkaisempia, energiarikkaampia ravinteita. Sivutuotteena, mutta meille erittäin tärkeänä, muodostuu molekyylihappi O 2:ta. Esimerkkinä on reaktio, joka tapahtuu valokvanttien absorption ja kloroplastien sisältämän klorofyllipigmentin läsnäolon vuoksi.

Tuloksena on yksi sokerimolekyyli C 6 H 12 O 6 ja kuusi happimolekyyliä O 2. Prosessi etenee vaiheittain, ensin fotolyysivaiheessa vetyä ja happea muodostuu pilkkomalla vettä, ja sitten vety, yhdistyen hiilidioksidiin, muodostaa hiilihydraatin - sokerin C 6 H 12 O 6. Pohjimmiltaan fotosynteesi on auringon säteilyenergian muuntamista esiin tulevien orgaanisten aineiden kemiallisten sidosten energiaksi. Näin ollen fotosynteesi, joka tuottaa happea O 2 valossa, on yksi biologinen prosessi joka tarjoaa eläviä organismeja ilmaista energiaa. Normaali hengitysprosessi aineenvaihduntaprosessina kehossa, joka liittyy hapen kulutukseen, on käänteinen fotosynteesiprosessille. Molemmat prosessit voivat kulkea seuraavaa ketjua pitkin:

aurinkoenergia(fotosynteesi)

ravintoaineet + (hengitys)

Kemiallisten sidosten energia.

lopputuotteet hengitys toimii fotosynteesin lähtöaineina. Siten fotosynteesi- ja hengitysprosessit ovat mukana maapallon aineiden kierrossa. Osa auringon säteilystä imeytyy kasveihin ja joihinkin eliöihin, jotka, kuten jo tiedämme, ovat autotrofeja, ts. itseruokinta (ruoka heille - auringonvalo). Fotosynteesin aikana autotrofit sitoutuvat hiilidioksidi ilmakehässä ja vedessä, jotka muodostavat jopa 150 miljardia tonnia orgaanisia aineita, jotka imevät jopa 300 miljardia tonnia hiilidioksidia ja vapauttavat noin 200 miljardia tonnia vapaata happea O 2 vuosittain.

Otettu vastaan eloperäinen aine Ihmiset ja kasvinsyöjät käyttävät ravinnoksi, mikä puolestaan ​​​​ruokkii muita heterotrofeja. Kasvien ja eläinten jäännökset hajoavat sitten yksinkertaisiksi epäorgaaniset aineet, joka taas voi osallistua CO 2:n ja H 2 O:n muodossa fotosynteesiin. Osa syntyvästä energiasta, mukaan lukien fossiilisten energiapolttoaineiden muodossa varastoituva energia, käytetään elävien organismien kulutukseen, osa häviää turhaan ympäristöön. Siksi fotosynteesiprosessi, koska se voi tarjota heille tarvittavaa energiaa ja happea, on tietyssä vaiheessa maapallon biosfäärin kehitystä elävien olentojen evoluution katalysaattori.

Diffuusioprosessit ovat solun aineenvaihdunnan taustalla, mikä tarkoittaa, että niiden avulla nämä prosessit suoritetaan elinten tasolla. Näin imeytymisprosessit suoritetaan kasvien juurikarvassa, eläinten ja ihmisten suolistossa; kaasunvaihto kasvien suussa, ihmisten ja eläinten keuhkoissa ja kudoksissa, eritysprosessit.

Biologit ovat osallistuneet solujen rakenteeseen ja tutkimukseen yli 150 vuoden ajan alkaen Schleidenistä, Schwannista, Purimesta ja Virchow'sta, jotka vuonna 1855 perustivat solujen kasvumekanismin jakamalla ne. Todettiin, että jokainen organismi kehittyy yhdestä solusta, joka alkaa jakautua ja tämän seurauksena muodostuu monia soluja, jotka eroavat huomattavasti toisistaan. Mutta koska organismin kehitys alkoi alun perin ensimmäisen solun jakautumisesta, jossakin elinkaaremme vaiheista säilyy samankaltaisuus hyvin kaukaisen yksisoluisen esi-isän kanssa, ja voidaan nauraen sanoa, että olemme todennäköisemmin syntyperäisiä. amebaa kuin apinasta.

Soluista muodostuu elimiä ja solujärjestelmä saa sellaisia ​​ominaisuuksia, joita sen alkuaineilla ei ole, ts. yksittäisiä soluja. Nämä erot johtuvat tämän solun syntetisoimista proteiineista. On lihassoluja, hermosoluja, verisoluja (erytrosyytit), epiteelisoluja ja muita niiden toimivuudesta riippuen. Solujen erilaistuminen tapahtuu vähitellen organismin kehityksen aikana. Solujen jakautumisprosessissa, niiden elämässä ja kuolemassa, solujen jatkuva korvautuminen tapahtuu koko organismin elinkaaren ajan.

Mikään kehomme molekyyli ei pysy samana kuin muutaman viikon tai kuukauden. Tänä aikana molekyylit syntetisoidaan, täyttävät roolinsa solun elämässä, tuhoutuvat ja korvataan muilla, enemmän tai vähemmän identtisillä molekyyleillä. Hämmästyttävintä on, että elävät organismit kokonaisuutena ovat paljon vakiomuotoisempia kuin niiden muodostavat molekyylit, ja solujen rakenne ja koko näistä soluista koostuva keho säilyy muuttumattomana tässä lakkaamattomassa kierrossa yksittäisten komponenttien vaihtamisesta huolimatta.

Lisäksi kyseessä ei ole auton yksittäisten osien korvaaminen, vaan, kuten S. Rose kuvaannollisesti vertaa, koria tiilirakennukseen, "josta hullu muurari öisin ja päivisin jatkuvasti poimii tiilen toisensa jälkeen ja lisää uusia niitä paikallaan. Samalla rakennuksen ulkonäkö pysyy samana ja materiaalia vaihdetaan jatkuvasti. Synnymme joidenkin hermosolujen ja solujen kanssa ja kuolemme muiden kanssa. Esimerkkinä on lapsen ja vanhan ihmisen tietoisuus, ymmärrys ja käsitys. Kaikki solut ovat valmiita geneettistä tietoa rakentaa kaikki tietyn organismin proteiinit. Perinnöllisen tiedon tallentaminen ja välittäminen tapahtuu soluytimen avulla.

Johtopäätös: Plasmakalvon läpäisevyyden roolia solun elintärkeässä toiminnassa on mahdotonta liioitella. Suurin osa prosesseista, jotka liittyvät solun energian tuottamiseen, tuotteiden vastaanottamiseen ja hajoamistuotteista eroon pääsemiseen, perustuvat diffuusiolakeihin tämän puoliläpäisevän elävän esteen läpi.

Osmoosi- itse asiassa yksinkertainen veden diffuusio paikoista, joissa vesipitoisuus on suurempi, paikkoihin, joissa vesipitoisuus on pienempi.

Passiivinen kuljetus- tämä on aineiden siirtoa paikoista, joilla on suuri sähkökemiallisen potentiaalin arvo, paikkoihin, joissa sen arvo on pienempi. Pienten vesiliukoisten molekyylien siirto tapahtuu erityisillä kuljetusproteiineilla. Nämä ovat erityisiä transmembraaniproteiineja, joista jokainen on vastuussa tiettyjen molekyylien tai toisiinsa liittyvien molekyylien ryhmien kuljettamisesta.

Usein on tarpeen varmistaa, että molekyylit kuljetetaan kalvon läpi sähkökemiallista gradienttiaan vastaan. Tällaista prosessia kutsutaan aktiivinen kuljetus ja sen suorittavat kantajaproteiinit, joiden toiminta vaatii energiankulutusta. Jos kantajaproteiini kytketään energialähteeseen, saadaan aikaan mekanismi, joka varmistaa aineiden aktiivisen kuljetuksen kalvon läpi.

II.6. Diffuusion soveltaminen.

Ihminen on käyttänyt diffuusioilmiöitä muinaisista ajoista lähtien. Ruoanlaitto ja kodin lämmitys liittyvät tähän prosessiin. Kohtaamme diffuusiota metallien lämpökäsittelyn aikana (hitsaus, juottaminen, leikkaus, pinnoitus jne.); ohuen metallikerroksen levittäminen metallituotteiden pinnalle osien ja laitteiden kemiallisen kestävyyden, lujuuden, kovuuden lisäämiseksi tai suoja- ja koristetarkoituksiin (sinkitys, kromaus, nikkelöinti).

Kotona ruoanlaitossa käyttämämme palava luonnonkaasu on väritöntä ja hajutonta. Siksi kaasuvuodon heti havaitseminen olisi vaikeaa. Ja diffuusion aiheuttaman vuodon tapauksessa kaasu leviää koko huoneeseen. Samaan aikaan tietyllä kaasun ja ilman suhteella suljetussa huoneessa muodostuu seos, joka voi räjähtää esimerkiksi sytytetystä tulitikkusta. Kaasu voi myös aiheuttaa myrkytyksen.

Jotta kaasun virtaus huoneeseen olisi havaittavissa, jakeluasemilla palava kaasu on esisekoitettu erityisiin aineisiin, joilla on terävä epämiellyttävä haju, jonka ihminen tuntee helposti jopa erittäin alhaisella pitoisuudella. Tämän varotoimenpiteen avulla voit nopeasti havaita kaasun kerääntymisen huoneeseen, jos vuoto tapahtuu.

Nykyaikaisessa teollisuudessa käytetään tyhjiömuovausta, menetelmää tuotteiden valmistamiseksi kestomuovista. Vaaditun konfiguraation tuote saadaan paine-erosta, joka syntyy harventumisen vuoksi muottipesässä, jonka päälle levy kiinnitetään. Sitä käytetään esimerkiksi säiliöiden, jääkaapin osien, instrumenttikoteloiden valmistukseen. Tällä tavalla tapahtuvan diffuusion ansiosta on mahdollista hitsata jotain, jota ei voi itse hitsata (metalli lasilla, lasi ja keramiikka, metallit ja keramiikka ja paljon muuta).

Erilaisten uraani-isotooppien diffuusion ansiosta huokoisten kalvojen läpi on saatu polttoainetta ydinreaktoreihin. Joskus ydinpolttoainetta kutsutaan ydinpolttoaineeksi.

Aineiden imeytyminen (resorptio), kun niitä viedään ihonalaiseen kudokseen, lihaksiin tai kun niitä levitetään silmän, nenän, korvakäytävän ihon limakalvoille, tapahtuu pääasiassa diffuusion vuoksi. Tämä on perusta monien lääkeaineiden käytölle, ja lihaksiin imeytyminen tapahtuu nopeammin kuin ihossa.

Kansanviisaus sanoo: "Leikkaa viikate kasteeseen asti." Kerro minulle, mitä tekemistä diffuusiolla ja aamuleikkauksella on sen kanssa? Selitys on hyvin yksinkertainen. Aamukasteen aikana ruohoilla on kohonnut turgoripaine, avautuvat stomatat, joustavat varret, mikä helpottaa niiden leikkaamista (suljetulla stomatalla leikattu ruoho kuivuu huonommin).

Puutarhaviljelyssä kasveja silmuttaessa ja varttattaessa osiin diffuusion vuoksi muodostuu kallus (latinan sanasta Callus - maissi) - haavakudosta virtauksen muodossa vauriokohdissa ja edistää niiden paranemista, varmistaa kudosten yhteensulautumisen. possu perusrungon kanssa.

Kallusta käytetään eristettyjen kudosten viljelmän saamiseksi (eksplantaatio). Tämä on menetelmä ihmisten, eläinten ja kasvien kehosta eristettyjen solujen, kudosten, pienten elinten tai niiden osien pitkäaikaiseen säilöntään ja viljelyyn erityisissä ravintoväliaineissa. Se perustuu menetelmiin kasvattaa mikro-organismiviljelmää, joka tarjoaa aseptisen, ravinnon, kaasunvaihdon ja viljeltyjen esineiden aineenvaihduntatuotteiden poistamisen. Yksi kudosviljelymenetelmän eduista on kyky tarkkailla solujen elintärkeää toimintaa mikroskoopilla. Tätä varten kasvikudosta kasvatetaan auksiineja ja sytokiniinejä sisältävillä ravintoaineilla. Kallus koostuu yleensä huonosti erilaistuneista, homogeenisista kasvainkudoksen soluista, mutta kasvuolosuhteiden, ensisijaisesti ravintoalustan kasvihormonien pitoisuuden muuttuessa, floemin, ksyleemin ja muiden kudosten muodostuminen on mahdollista siinä sekä kehitys. eri elimistä ja koko kasvista.

II.7. Yksittäisten kokeiden suunnittelu.

Käyttämällä tieteellistä kirjallisuutta, Yritin toistaa minulle mielenkiintoisimmat kokeet. Kuvasin diffuusiomekanismia ja näiden kokeiden tuloksia esityksessä animaatiomallien muodossa.

KOKEMUS 1. Ota kaksi koeputkea: toinen puoli täynnä vettä, toinen puoli täynnä hiekkaa. Kaada vettä koeputkeen, jossa on hiekkaa. Veden ja hiekan seoksen tilavuus koeputkessa on pienempi kuin veden ja hiekan tilavuuksien summa.

KOKEMUS 2. Täytä pitkä lasiputki puoliksi vedellä ja kaada sitten värillistä alkoholia päälle. Merkitse putken nesteiden kokonaismäärä kumirenkaalla. Veden ja alkoholin sekoittamisen jälkeen seoksen tilavuus pienenee.

(Kokeet 1 ja 2 osoittavat, että aineen hiukkasten välillä on rakoja; diffuusion aikana ne täyttyvät ainehiukkasilla - alien.)

KOKEMUS 3. Tuomme ammoniakilla kostutetun vanun kosketuksiin fenoliftaleiiniindikaattorilla kostutetun vanun kanssa. Tarkkailemme fleecen värjäytymistä vadelman värisenä.

Nyt ammoniakilla kostutettu vanupuikko asetetaan lasiastian pohjalle ja kostutetaan fenolftaleiinilla. Kiinnitämme kanteen ja peitämme lasiastian tällä kannella. Jonkin ajan kuluttua fenolftaleiinilla kostutettu vanu alkaa värjäytyä.

Vuorovaikutuksen seurauksena ammoniakin kanssa fenoliftaleiini muuttuu ruskeaksi, minkä havaitsimme, kun puuvilla joutui kosketuksiin. Mutta miksi sitten toisessa tapauksessa fenolftaleiinilla kostutettu vanu. Se myös tahraa, koska nyt fleeceä ei tuotu kosketuksiin? Vastaus: aineen hiukkasten jatkuva kaoottinen liike.

KOKEMUS 4. Laske seinää pitkin korkean lieriömäisen astian sisällä alas kapea suodatinpaperikaistale, joka on kyllästetty tärkkelyspastan seoksella ja fenoliftaleiini-indikaattoriliuoksella. Aseta jodikiteet astian pohjalle. Sulje astia tiiviisti kannella, johon ripustetaan ammoniakkiliuokseen kostutettu puuvilla.

Jodin ja tärkkelyksen vuorovaikutuksesta johtuen sinivioletti väri nousee paperikaistaleesta. Samaan aikaan karmiininpunainen väri leviää alaspäin - todiste ammoniakkimolekyylien liikkeestä. Muutaman minuutin kuluttua paperin värillisten alueiden rajat kohtaavat, ja sitten sininen ja purppura värit sekoittuvat, eli diffuusiota tapahtuu.[10]

KOKEMUS 5.(he viettävät sen yhdessä) Ota kello sekuntiosoittimella, mittanauha, pullo wc-vettä ja seiso huoneen eri kulmissa. Yksi merkitsee kellonajan ja avaa pullon. Toinen panee merkille ajan, jolloin hän haistaa wc-veden. Mittaamalla kokeiden välisen etäisyyden löydämme diffuusionopeuden. Tarkkuuden vuoksi koe toistetaan 3-4 kertaa ja löydetään nopeuden keskiarvo. Jos kokeiden välinen etäisyys on 5 metriä, haju tuntuu 12 minuutin kuluttua. Eli diffuusionopeus tässä tapauksessa on 2,4 m/min.

KOKEMUS 6. PLASMAN VISKOSITEETIN MÄÄRITTÄMINEN PLASMOLYYSIMENETELMÄLLÄ (P.A. Genkelin mukaan).

eteenpäin nopeus kupera plasmolyysi kasvisoluissa, kun niitä käsitellään hypertaanisella liuoksella, riippuu sytoplasman viskositeetista; mitä pienempi sytoplasman viskositeetti, sitä nopeammin kovera plasmolyysi muuttuu kuperaksi. Sytoplasman viskositeetti riippuu kolloidisten hiukkasten dispersioasteesta ja niiden hydraatiosta, solun vesipitoisuudesta, solujen iästä ja muista tekijöistä.

Edistyminen. Leikkaa orvaskesta ohut leikkaus aloe-lehdestä tai kuori orvaskesi pois pehmeistä sipulisuomuista. Valmistettuja leikkeitä värjätään kellolasissa 10 minuuttia neutraalipunaisessa liuoksessa, jonka pitoisuus on 1:5000. Sitten esineen osat asetetaan lasilevylle pienessä sakkaroosipisarassa ja peitetään yhdellä peitinlasilla. Mikroskoopin alla plasmolyysin tila todetaan. Ensinnäkin soluissa havaitaan kovera plasmolyysi. Tulevaisuudessa tämä muoto joko säilyy tai siirtyy nopeudella tai toisella kuperaan muotoon. On tärkeää huomata siirtymäaika koverasta kuperaan plasmolyysiin. Aika, jonka aikana kovera plasmolyysi muuttuu kuperaksi, on protoplasman viskositeettiasteen indikaattori. Mitä pidempi siirtymäaika kuperaan plasmolyysiin, sitä suurempi on plasman viskositeetti. Plasmolyysi sipulisoluissa alkaa nopeammin kuin aloen kuoressa. Tämä tarkoittaa, että aloesolujen sytoplasma on viskoosimpi.

KOKEMUS 7. PLASMOLYYSI. DEPLASMOLYYSI. AINEIDEN PUTKISTUMINEN VAKUOLEEN [2]

Jotkut orgaaniset aineet tunkeutuvat nopeasti tyhjiöön. Soluissa, kun niitä pidetään tällaisten aineiden liuoksissa, plasmolyysi häviää suhteellisen nopeasti ja tapahtuu deplasmolyysi.

Deplasmolyysi tarkoittaa turgorin palauttamista soluihin(eli plasmolyysin käänteinen).

Edistyminen. Maalattujen sipulisuomujen ylemmän orvaskeden leikkeet (kovera puoli) asetetaan 1 M kasveille tarkoitetun urea- tai glyseriinilannoitteen liuokseen suoraan lasilevylle peitettynä. 15-30 minuutin kuluttua esineitä tutkitaan mikroskoopilla. Plasmolysoituneet solut ovat selvästi näkyvissä. Jätä leikkeet tippaliuokseen vielä 30-40 minuutiksi. Sitten taas niitä tutkitaan mikroskoopilla ja havaitaan deplasmolyysi - turgorin palautuminen.

Johtopäätös : Kasvit eivät voi tarkasti kontrolloida soluihin tulevien ja soluista poistuvien kemikaalien määrää.

III. Johtopäätös.

Diffuusiolainsäädäntöön vaikuttavat alkuaineiden fysikaaliset ja kemialliset liikkeet maan sisällä ja maailmankaikkeudessa sekä elävien organismien solujen ja kudosten elintärkeän toiminnan prosesseja. Diffuusiolla on tärkeä rooli tieteen ja teknologian eri aloilla, elollisessa ja elottomassa luonnossa tapahtuvissa prosesseissa. Diffuusio vaikuttaa monien virtaukseen kemialliset reaktiot, sekä monet fysikaaliset ja kemialliset prosessit ja ilmiöt: kalvo, haihtuminen, kondensaatio, kiteytyminen, liukeneminen, turpoaminen, palaminen, katalyyttinen, kromatografinen, luminoiva, sähköinen ja optinen puolijohteissa, neutronien hidastuminen ydinreaktoreissa jne. Diffuusiolla on suuri merkitys kaksoissähkökerroksen muodostuksessa vaiherajoilla, diffuusioforeesissa ja elektroforeesissa, valokuvausprosesseissa nopeaa kuvanottoa varten jne. Diffuusio on perusta monille yleisille teknisille toimenpiteille: jauhesintraus, kemiallis-terminen käsittely metallit, materiaalien metallointi ja hitsaus, nahan ja turkisten parkitus, kuitujen värjäys, kaasujen siirto diffuusiopumpuilla. Diffuusion rooli on kasvanut merkittävästi, koska teknologian (ydinenergia, kosmonautiikka, säteily- ja plasmakemialliset prosessit jne.) kehittämiseen on tarpeen luoda ennalta määrätyt ominaisuudet omaavia materiaaleja. Diffuusiota säätelevien lakien tunteminen mahdollistaa ei-toivottujen muutosten estämisen tuotteissa, jotka tapahtuvat korkeiden kuormien ja lämpötilojen, säteilytyksen ja monen muun vaikutuksesta ...

Millainen maailma olisi ilman diffuusiota? Pysäytä hiukkasten lämpöliike - ja kaikki ympärillä kuolee!

Tein työssäni yhteenvedon abstraktin aiheesta kerätystä materiaalista ja valmistelin sen puolustamiseksi Power Point -editorissa tehdyn esityksen. Tämä esitys voi mielestäni monipuolistaa oppitunnin materiaalia tästä aiheesta. Jotkut kirjallisuudessa kuvatuista kokeista toistettiin ja muokkain niitä hieman. Mielenkiintoisimmat esimerkit diffuusiosta on esitetty esitysdioilla animaatiomalleissa.

IV. Käytetyt kirjat:

1. V. F. Antonov, A. M. Chernysh, V. I. Pasechnik, et ai., Biophysics.

M., Arktos-Vika-press, 1996

2. Afanasiev Yu.I., Yurina N.A., Kotovsky E.F. jne. Histologia.

M. Medicine, 1999.

3. Alberts B., Bray D., Lewis J. et ai. Molekyylibiologia soluja.

3 osassa. Osa 1. M., Mir, 1994.

4. Suuri Kyrilloksen ja Metodiuksen tietosanakirja 2006

5. Varikash V.M. ja muut Fysiikka villieläimissä. Minsk, 1984.

6. Demyankov E.N. Biologian tehtävät. M. Vlados, 2004.

7. Nikolaev N.I. Diffuusio kalvoissa. M. Chemistry, 1980, s. 76

8. Peryshkin A.V. Fysiikka. 7. M. Bustard, 2004.

9. Fyysinen tietosanakirja, M., 1983, s. 174-175, 652, 754

10. Shablovsky V. Viihdyttävä fysiikka. Pietari, "trigon" 1997, s. 416

11.xttp//bio. fizten/ru./

12. xttp//markiv. narod.ru/

13. "http://en.wikipedia.org/wiki/%D0%94%D0%B8%D1%84%D1%84%D1%83%D0%B7%D0%B8%D1%8F" Luokat: Ilmiöt atomitasolla | Termodynaamiset ilmiöt | Siirtoilmiöt | Diffuusio

Oppitunti päällä yleinen biologia

Oppitunnin aihe: Diffuusio on elämän perusta

Tyyppi harjoittelusessio: integroitu oppitunti(T.I. Shamovan luokituksen mukaan)

Oppitunnin tehtävät:

1. Kasvatusnäkökulma - tiedon muodostuminen solukalvon - plasmakalvon (ja sen esimerkissä muiden solukalvojen) - rakenteesta, ominaisuuksista ja toiminnoista, solukalvon vastaavuuden käsitteen kehittäminen rakennetta suoritettaviin toimintoihin.

2. Kehittävä puoli - aktivoida opiskelijoiden ajattelua, kykyä vertailla, analysoida, kykyä tehdä itsenäisesti johtopäätöksiä, edistää loogisen ajattelun kehittymistä, kognitiivinen toiminta opiskelijat.

3. Kasvatusnäkökulma - motivaation lisääminen biologian opiskeluun, kiinnostuksen lisääminen luonnontieteiden syklin aiheita kohtaan käyttämällä erilaisia ​​toimintatapoja, jotta voidaan osoittaa, että tieto elävän organismin ominaisuuksista on mahdollista vain tiedon integroimalla eri tieteiden saamia.

Tuntien aikana

1. Organisatorinen hetki

Opiskelijoiden valmistaminen työhön luokkahuoneessa: tervehdys, positiivinen psykologinen asenne työhön, huomion järjestäminen kaikille opiskelijoille.

Opettaja. Hyvää iltapäivää rakkaat opiskelijat! Olen iloinen voidessani tavata sinut ja odotan apuasi ja yhteistyötäsi oppitunnilla. Luovutan sinulle korin mandariinia ja kutsun sinut työskentelemään yhdessä. Jos hyväksyt tarjoukseni, avaa kätesi minua kohti, ja jos et, käännä ne pois minusta. Näitä hedelmiä on ilo katsella, kirkkaat "oranssit pallot" antavat meille ilon, ilon ja riemun tunteen!

2. Opiskelijoiden motivaatio

Oppitunnillemme valitsin unkarilaisen radiokemistin D. Hevesyn sanat: (1. esityksen dia)

Kysymys: Miten ymmärrät nämä sanat?

Opiskelijoiden perustelut

Opiskelijoiden työn organisointi uudesta aiheesta

2. Vastaanotto "Ideoiden kori"

Kehottaa oppilaita puhdistamaan mandariinin.

Kysymys: Mikä yleisössä on muuttunut?

Kysymys: Miksi näin tapahtui?

Opettaja laittaa opiskelijoiden vastaukset (kuvaannollisesti) "ideakoriin"

Kysymys: "Mitä mieltä olette, mikä ilmiö näiden prosessien taustalla on?"

Yhteenveto.

Pääehto on olla toistamatta sitä, mitä muut ovat jo sanoneet.

Opettaja: Miksi näin tapahtuu, mikä on todiste molekyylien jatkuvasta liikkeestä elollisessa ja elottomassa luonnossa? Mitkä prosessit ovat näiden liikkeiden taustalla? Puhumme tästä kanssasi tänään.

3. Tavoitteen asettaminen

Opettaja: Kehottaa oppilaita muotoilemaan oppitunnin aiheen.

Korjaa oppitunnin aiheen: "Diffuusio on elämän perusta."

Auttaa oppilaita määrittelemään oppitunnin tarkoituksen. Oppituntimme tarkoitus:todistaa, että diffuusio on elämän perusta.

Opettaja: oppitunnin tavoitteet: laajentaa tietoa sytoplasman kalvon rakenteesta, ominaisuuksista ja toiminnoista, näyttää fysiikka- ja biologianalojen väliset suhteet tällä oppitunnilla ja osoittaa, että diffuusio on elämän perusta.

3. Tiedon toteutuminen.

Opettaja: Tämän päivän oppitunnin aiheen materiaali perustuu aiemmin biologian opiskelussa saamiisi tietoihin. Muistamme nyt joitain hetkiä kanssasi.

Sanasana "Perussolurakenteet"

(2. esityksen dia)

Opettaja: Ristisanatehtävän viimeinen sana on "kuori".

Kysymys: "Ja mikä solurakenne sijaitsee kuoren alla?"

4. Ja uuden materiaalin oppiminen

Opettaja: Soluseinän alla on plasmakalvo (kalvo - iho, kalvo), joka rajautuu suoraan sytoplasmaan. Plasmakalvon paksuus on noin 10 nm.

Opettaja:

1. Sarjat kysymys:"Muistatko, mitkä aineet ovat osa plasmakalvoa?"

2. Tarina plasmakalvon rakenteesta (kalvon rakenteen kaavio näkyy diassa)

(3. esityksen dia)

Opiskelijat: Proteiinit ja lipidit. Ne ovat kahdessa kerroksessa.

Opettaja: Plasmakalvon lipidimolekyylit on järjestetty kahteen riviin ja muodostavat jatkuvan kerroksen. Eniten fosfolipidien kalvoissa ne sisältävät fosforihappojäännöksen. Fosfolipidimolekyylit on järjestetty siten, että hydrofiiliset "hännät" ovat sisäänpäin ja hydrofobiset "päät" ovat ulospäin, vettä kohti.Lipidien lisäksi kalvo sisältää proteiineja (jopa 60 %). Ne määrittävät kalvon erityiset toiminnot. Proteiinien ja lipidien molekyylit ovat liikkuvia, liikkuvia, pääasiassa kalvon tasossa. Proteiinimolekyylit eivät muodosta jatkuvaa kerrosta.

Erottaa:

perifeeriset proteiinit- sijaitsevat kalvon ulko- tai sisäpinnalla, ja ne voivat muuntaa signaaleja ulkoisesta ja sisäisestä ympäristöstä,

puoli-integraalit proteiinit– upotettuna kaksikerroksiseen eri syvyyteen, tukevat kalvon rakennetta,

transmembraaniproteiinit- tunkeutuu kalvon läpi koskettaen solun ulkoista ja sisäistä ympäristöä, katalysoi aineenvaihduntareaktioita, varmistaa kationien ja anionien kuljetuksen, muodostaa huokosia.

Opettaja: Kalvon ominaisuudet

Mutta ennen kuin siirrymme kalvojen ominaisuuksiin, muistetaan mitä tiedät fysiikan kurssista.

Kysymys: "Mikä selittää fysiikan näkökulmasta yhden nesteen ominaisuuden - juoksevuuden?"

Kysymys: "Missä tapauksessa tämä ilmiö havaitaan?"

Vastaukset: Se selittyy nesteen molekyylien keskinäisellä vetovoimalla. Tämä ilmiö havaitaan, jos nesteen molekyylien välinen etäisyys on verrattavissa molekyylin kokoon.

Kehottaa oppilaita täyttämään kaavion, kun he selittävät materiaalia

(4. esityksen dia)

Opettaja: Selitämme kalvon ominaisuuksia kokeissa saippuakuplalla.

Ongelma kysymys: "Miksi otimme saippuakuplan?"

Saippuakuplan rakenteen esittely.

(5. esityksen dia)

Opettaja: Vastaus: Mutta tosiasia on, että kalvot muodostavilla saippuan ja fosfolipidien molekyyleillä on samanlainen rakenne.

Kokea: Opiskelija näyttää nesteen virtauksen muoviputkessa riippuvan saippuakuplan seinämässä.

Kalvojen ensimmäinen ominaisuus on liikkuvuus.

Lipidikaksoiskerros on pohjimmiltaan nestemäinen muodostelma, jonka tasossa molekyylit voivat liikkua vapaasti - "virrata" menettämättä kontakteja keskinäisen vetovoiman vuoksi. Hydrofobiset hännät voivat liukua vapaasti toistensa suhteen.

Kokea: Opiskelija osoittaa, kuinka saippuakupla puhkaistaessa ja neulan irrotuksessa sen seinämän eheys palautuu välittömästi.

Opettaja: Toinen ominaisuus on kyky sulkeutua itsestään.

Tämän kyvyn ansiosta solut voivat fuusioitua fuusioimalla plasmakalvojaan (esimerkiksi lihaskudoksen kehittymisen aikana). Sama vaikutus havaitaan, kun solu leikataan kahteen osaan mikroveitsellä, minkä jälkeen jokaista osaa ympäröi suljettu plasmakalvo.

Kysymys: "Missä tapauksessa fysiikan näkökulmasta molekyylien välillä on molemminpuolista vetovoimaa?"

Vastaus: keskinäistä vetovoimaa havaitaan, jos molekyylien välinen etäisyys on verrattavissa molekyylin kokoon, mutta jos etäisyys kasvaa paljon, keskinäistä vetovoimaa ei esiinny.

Videoleike "Facilitated diffusion"

Opettaja: Kolmas tärkein omaisuus kalvot ovat valikoiva läpäisevyys. Tämä tarkoittaa, että molekyylit ja ionit kulkevat sen läpi eri nopeuksilla, ja mitä suurempi molekyylien koko on, sitä hitaammin ne kulkevat kalvon läpi. Tämä ominaisuus määrittelee plasmamembraanin osmoottinen este. Vedellä ja siihen liuenneilla kaasuilla on suurin tunkeutumiskyky; ionit kulkevat kalvon läpi paljon hitaammin.

Opettaja: Nimeä kalvon ominaisuudet:

Oppilaat vastaavat: 1. Liikkuvuus. 2. Itsesulkeutuva. 3. Selektiivinen läpäisevyys. (6. esityksen dia)

Opettaja: Nyt levätään vähän.

Liikuntaminuutti

Opettaja:

Kokemuksen esittely "Kasvisolun plasmolyysin ja deplasmolyysin havainnointi"(videoleike)

Kysymyksiä:

Mikä on plasmolyysi?

Mitä ilmiötä kutsutaan deplasmolyysiksi?

Mikä on osmoosi?

Tekee johtopäätöksiä opiskelijoiden kanssa.

Opettaja: Johtopäätös:

PLASMOLYYSI - sytoplasman parietaalikerroksen erottaminen kasvisolun kovasta kuoresta.

DEPLASMOLYYSI

OSMOOSI

Varmistimme, että plasmakalvolla on selektiivinen läpäisevyys

Opettaja: Oparin Alexander Ivanovich sanoi, että kalvojen ilmestymisen jälkeen ensimmäiset elävät organismit saattoivat muodostua merissä keitetystä keitosta. Millä perusteella tiedemies päätyi tällaiseen lausuntoon?

Opiskelijat: Kalvo erottaa solujen sisällön ulkoisesta ympäristöstä.

Opettaja: Muistetaan, mitkä ovat solukalvon päätoiminnot?

Opiskelijat: 1. Este

2. Kuljetus

3. Reseptori

Videoleike "Membraanien toiminnot"

Opettaja: Tarkastellaanpa tarkemmin kalvon kuljetustoimintoa.

Opettaja: Harjoitus 1. Kuvittele, että olet tullut seinän, aidan tai esteen luo, joka sinun on voitettava. Miten yrität päästä sisään?

Oppilaat jaetaan kahteen ryhmään, jokaiselle ryhmälle jaetaan paperiarkki, joka on jaettu pystyviivalla kahteen sarakkeeseen. Ryhmälle annetaan 2 minuuttia aikaa pohtia. Opiskelijoiden tulee ehdottaa mahdollisimman monia tunkeutumistapoja ja kirjoittaa ne muistiin arkin vasempaan sarakkeeseen.

Mainosryhmätyötä, jonka tuloksena kunkin ryhmän listaa täydennetään menestyneimmillä ehdotuksilla.

Tehtävä 2. Kuvittele, että estettä ei tarvitse ylittää henkilölle, joka on lähestynyt aitaa tai seinää, vaan elävän solun vieressä sijaitsevaa ainetta. Hänen on päästävä soluun. Yritä löytää analogioita jokaiselle ehdottamillesi tavoille voittaa esteet. Kirjoita ne paperin oikealle puolelle.

Sosialisointi ryhmissä. Opiskelijat lukevat ääneen soluun tunkeutumisen menetelmät ja kirjaavat muiden ryhmien menestyneimmät analogiat.

Opettaja: (tiivistää ryhmien työn ja selittää kalvon läpi kulkevat kulkutavat).

Diffuusio

Videofragmentti "Diffuusio kalvossa"

Osmoosi on liuottimen siirtymistä korkean pitoisuuden alueelta alhaisemman pitoisuuden alueelle.

Opettaja: Puhumme diffuusiosta kokeissa. Palaan jälleen elottomaan luontoon ja pyydän teitä muistamaan, mitä diffuusio on fysiikan näkökulmasta?

Diffuusio Tämä on ilmiö, jossa yhden aineen molekyylit tunkeutuvat toisen aineen molekyylien välillä.

Opettaja: Mitkä ovat diffuusion ominaisuudet elävässä ja elottomassa luonnossa? Mikä määrittää diffuusionopeuden?

Opiskelijoiden keskustelua, hypoteeseja

Opettaja: Joten luuletko, että diffuusionopeus riippuu lämpötilasta ja aineen aggregaatiotilasta? Miksi?

Arvioidut opiskelijoiden vastaukset

Opettaja: Testataan nyt hypoteesisi kokeellisesti.

Kokea

Varusteet: 2 lasillista erilämpöistä vettä, lasit, pipetti, kahvi

Edistyminen:

Kaada sama määrä vettä, mutta eri lämpötiloissa, kahteen identtiseen lasiastiaan.

Tiputa laseille 2-3 tippaa kuumaa ja kylmää vettä (eri laseille)

Aseta ylhäältä muutama jyvä pikakahvia.

Katso mitä tapahtuu. (1-2 min)

Mittaa aika, joka kuluu, että kaikki lasissa oleva vesi värjäytyy.

Tapahtuuko diffuusioilmiö tässä kokeessa? Miksi?

Kirjaa tulokset taulukkoon.

kokemus numero

Lasi vettä

Väritysaika

Kylmä

kuuma

Mitä voit sanoa diffuusionopeudesta ensimmäisessä ja toisessa suonessa?

Nyt molemmissa suonissa diffuusio sisältää samoja aineita, jotka ovat samoissa aggregaattitiloissa. Eli diffuusionopeuden on oltava sama? Mutta kokeen tulokset osoittavat päinvastaista. Miksi?

Diffuusionopeus kasvaa lämpötilan noustessa, koska vuorovaikutuksessa olevien kappaleiden molekyylit alkavat liikkua nopeammin. Tämä väite koskee aineita missä tahansa aggregaatiotilassa.

Johtopäätös: Diffuusio tapahtuu nesteissä ja kiihtyy lämpötilan noustessa.

5. Tutkittavan materiaalin ymmärtämisen ensisijainen tarkastus.

Opettaja: Palaa kohteeseen kysymys, joka annettiin oppitunnin alussa: "Kerro minulle, miksi mandariinin haju levisi koko yleisön sen jälkeen, kun aloimme kuoria sitä?"

Kysymys:"Mikä fysikaalinen ilmiö on mekanismin taustalla, joka kuljettaa aineita soluun sytoplasman kalvon kautta?"

Konsolidointi.

Kehottaa opiskelijoita suorittamaan koetehtävän (multimediaesityksellä) opitun materiaalin vahvistamiseksi.

1. Valitse plasmakalvon päätoiminnot

a) kuljetus, este, reseptori

b) liikenne, energia, este

c) liikenne, energia, katalyytti

2. Mitä aineita plasmakalvo sisältää?

a) hiilihydraatit ja proteiinit

b) proteiinit ja lipidit

c) proteiinit ja nukleiinihapot

3. Mikä prosessi tässä kuvassa näkyy?

a) osmoosi

b) diffuusio

c) plasmolyysi

4. Mikä prosessi on esitetty tässä kuvassa?

a) plasmolyysi

b) deplasmolyysi

c) mitoosi

5. Siirrytään papuihin jotka ovat pöydilläsi. Liotimme yhden papun etukäteen kuumassa vedessä, toinen pysyi kuivana. Uskon, että papujen kokoero on nähtävissä. Mitä prosessia näet tässä?

a) plasmolyysi

b) osmoosi

c) kasvu

Testitehtävän vastavuoroinen todentaminen

7. Analyysi

Opettaja: Siirrytään oppituntimme epigrafiin

"Ajatteleva mieli ei tunne oloaan onnelliseksi ennen kuin se onnistuu yhdistämään havaitsemansa erilaiset tosiasiat"

Kysymys: Luuletko, että valitsin oikean epigrafin oppitunnillemme? Selitä miksi?

Oppilaat keskustelevat ja vastaavat kysymykseen.

Opettaja: Niin Miksi diffuusio on elämän perusta?

Opiskelijat: Diffuusiolla on suuri merkitys elävien esineiden elämänprosesseissa. Diffuusiolla on tärkeä rooli kasvien ravitsemuksessa, siirrossa ravinteita, happi ihmisissä ja eläimissä.

Opettaja: "Missä arvelet (elämässä, ammatissa) tarvitsevasi tietoa diffuusiosta?"

Opettaja: Mikä ilmiö yhdistää tieteenalat "fysiikka" ja "biologia" plasmakalvon ominaisuuksien ja toimintojen tutkimuksessa?

8. Kotitehtävät

Tiedottaa opiskelijoille kotitehtävät, selittää toteutuksen.

1. Ratkaise sana "Kirjainsekoitus".

Yhden aineen molekyylien tunkeutuminen toisen aineen molekyylien välisiin tiloihin

Aineen tila, jossa diffuusio tapahtuu suurimmalla nopeudella

Diffuusio yhteen suuntaan puoliläpäisevien kalvojen läpi

Seurauksena vaarallisten tuotantojätteiden päästöistä ilmakehään ja jokiin

Sotkuinen……. molekyylit johtavat aineiden diffuusioon.

Fyysinen määrä, joka nopeuttaa diffuusioprosessia

Lääkkeiden käyttöönotto ihon läpi sähkövirran avulla.

2. Luo kirjanen "Diffusion ammatissani".

3. Poimi muutama sananlasku, joissa havaitaan diffuusioilmiö.

4. Suorita koe.

Ensimmäisen ja toisen tehtävän suorittavat kaikki opiskelijat.

Kolmas ja neljäs - valinnainen.

9. Heijastus

On ehdotettu, että opiskelijat "pukevat" puun mandariineilla:

Jos pidit oppitunnista, opit paljon uutta ja mielenkiintoista, niin oranssi mandariini kiinnitetään puuhun;

Jos oppitunti ei ollut miellyttävä, se oli tylsää ja epäkiinnostavaa, puuhun kiinnitetään valkoinen mandariini.

Kehottaa oppilaita nimeämään oppitunnin aktiivisimman oppilaan, tämä oppilas palkitaan mandariinikorin aktiivisesta työstä integroidulla oppitunnilla "Hajautus on elämän perusta"

Diffuusio

Esimerkki diffuusiosta on kaasujen sekoittuminen (esimerkiksi hajujen leviäminen) tai nesteiden (jos pudotat mustetta veteen, nesteen väri muuttuu tasaisen ajan kuluttua). Toinen esimerkki liittyy kiinteään kappaleeseen: vierekkäisten metallien atomit sekoittuvat kosketusrajalla. Hiukkasdiffuusiolla on tärkeä rooli plasmafysiikassa.

Yleensä diffuusio ymmärretään prosesseina, joihin liittyy aineen siirtyminen, mutta joskus diffuusioksi kutsutaan myös muita siirtoprosesseja: lämmönjohtavuus, viskoosi kitka jne.

Diffuusionopeus riippuu monista tekijöistä. Joten metallitangon tapauksessa lämpödiffuusio tapahtuu erittäin nopeasti. Jos sauva on valmistettu synteettisestä materiaalista, lämpödiffuusio etenee hitaasti. Molekyylien diffuusio etenee yleensä vielä hitaammin. Jos esimerkiksi pala sokeria lasketaan vesilasillisen pohjalle eikä vettä sekoita, kestää useita viikkoja ennen kuin liuos muuttuu homogeeniseksi. Vielä hitaampaa on kiinteän aineen diffuusio toiseen. Esimerkiksi, jos kupari päällystetään kullalla, kullan diffuusio kupariksi tapahtuu, mutta normaaleissa olosuhteissa (huoneenlämpötila ja ilmanpaine) kultaa sisältävä kerros saavuttaa useiden mikrometrien paksuuden vasta useiden tuhansien vuosien kuluttua.

Kvantitatiivisen kuvauksen diffuusioprosesseista antoi saksalainen fysiologi A. Fick ( Englanti) vuonna 1855

yleinen kuvaus

Kaikki diffuusiotyypit noudattavat samoja lakeja. Diffuusionopeus on verrannollinen näytteen poikkileikkauspinta-alaan sekä pitoisuuksien, lämpötilojen tai varausten eroihin (jos näiden parametrien arvot ovat suhteellisen pieniä). Lämpö kulkee siis neljä kertaa nopeammin halkaisijaltaan kahden senttimetrin sauvan läpi kuin yhden sentin halkaisijaltaan. Tämä lämpö leviää nopeammin, jos lämpötilaero senttimetriä kohti on 10°C 5°C:n sijaan. Diffuusionopeus on myös verrannollinen tiettyä materiaalia kuvaavaan parametriin. Lämmön diffuusion tapauksessa tätä parametria kutsutaan lämmönjohtavuudeksi, sähkövarausten virtauksen tapauksessa sähkönjohtavuudeksi. Tietyssä ajassa diffundoituvan aineen määrä ja diffuusioivan aineen kulkema matka ovat verrannollisia diffuusioajan neliöjuureen.

Diffuusio on prosessi molekyylitasolla, ja sen määrää yksittäisten molekyylien liikkeen satunnainen luonne. Diffuusionopeus on siksi verrannollinen molekyylien keskimääräiseen nopeuteen. Kaasujen tapauksessa pienten molekyylien keskinopeus on suurempi, eli se on kääntäen verrannollinen molekyylin massan neliöjuureen ja kasvaa lämpötilan noustessa. Diffuusioprosessit kiinteissä aineissa korkeissa lämpötiloissa löytävät usein käytännön sovellutuksia. Esimerkiksi tietyntyyppisissä katodisädeputkissa (CRT) käytetään metallista toriumia, joka on diffundoitu metallisen volframin läpi 2000 °C:ssa.

Jos kaasuseoksessa yhden molekyylin massa on neljä kertaa suurempi kuin toisen, niin tällainen molekyyli liikkuu kaksi kertaa hitaammin kuin sen liike puhtaassa kaasussa. Vastaavasti sen diffuusionopeus on myös pienempi. Tätä eroa kevyiden ja raskaiden molekyylien diffuusionopeuksissa käytetään erottamaan eri molekyylipainoisia aineita. Esimerkki on isotooppierotus. Jos kahta isotooppia sisältävä kaasu johdetaan huokoisen kalvon läpi, kevyemmät isotoopit tunkeutuvat kalvoon nopeammin kuin raskaammat. Paremman erottelun saavuttamiseksi prosessi suoritetaan useissa vaiheissa. Tätä menetelmää on käytetty laajalti uraani-isotooppien erottamiseen (235 U:n erottaminen suurimmasta osasta 238 U:ta). Koska tämä erotusmenetelmä on energiaintensiivinen, on kehitetty muita, taloudellisempia erotusmenetelmiä. Esimerkiksi lämpödiffuusion käyttöä kaasumaisessa väliaineessa kehitetään laajalti. Kaasu, joka sisältää isotooppien seosta, asetetaan kammioon, jossa säilytetään tilalämpötilaero (gradientti). Tässä tapauksessa raskaat isotoopit keskittyvät ajan myötä kylmälle alueelle.

Fickin yhtälöt

Termodynamiikan näkökulmasta minkä tahansa tasoitusprosessin liikkeellepaneva potentiaali on entropian kasvu. Vakiopaineessa ja lämpötilassa tällaisen potentiaalin roolia esittää kemiallinen potentiaali µ , mikä ylläpitää aineen virtausta. Ainehiukkasten virtaus on verrannollinen potentiaaliseen gradienttiin

Useimmissa käytännön tapauksissa käytetään pitoisuutta kemiallisen potentiaalin sijaan C. Suora vaihto µ päällä C muuttuu virheelliseksi korkeiden pitoisuuksien tapauksessa, koska kemiallinen potentiaali lakkaa olemasta logaritmisen lain mukaan suhteutettu pitoisuuteen. Jos emme ota huomioon tällaisia ​​tapauksia, yllä oleva kaava voidaan korvata seuraavalla:

joka osoittaa, että aineen vuontiheys J verrannollinen diffuusiokertoimeen D[()] ja pitoisuusgradientti. Tämä yhtälö ilmaisee Fickin ensimmäisen lain. Fickin toinen laki koskee pitoisuuden tilallisia ja ajallisia muutoksia (diffuusioyhtälö):

Diffuusiokerroin D lämpötilasta riippuvainen. Useissa tapauksissa laajalla lämpötila-alueella tämä riippuvuus on Arrhenius-yhtälö.

Kemiallisen potentiaaligradientin rinnalla käytetty lisäkenttä katkaisee vakaan tilan. Tässä tapauksessa diffuusioprosessit kuvataan epälineaarisella Fokker-Planck-yhtälöllä. Diffuusioprosessit ovat erittäin tärkeitä luonnossa:

• Eläinten ja kasvien ravitsemus, hengitys;
• Hapen tunkeutuminen verestä ihmisen kudoksiin.

Fick-yhtälön geometrinen kuvaus

Toisessa Fick-yhtälössä vasemmalla puolella on pitoisuuden muutosnopeus ajan kuluessa ja yhtälön oikealla puolella on toinen osaderivaatta, joka ilmaisee pitoisuuden spatiaalista jakautumista, erityisesti lämpötilan konveksiaa. jakautumisfunktio projisoituna x-akselille.

Katso myös

• Pintadiffuusio on prosessi, joka liittyy hiukkasten liikkeeseen, jotka tapahtuvat kondensoidun kappaleen pinnalla atomien (molekyylien) ensimmäisen pintakerroksen sisällä tai tämän kerroksen päällä.

Huomautuksia

Kirjallisuus

• Bokshtein B.S. Atomit vaeltavat kristallin läpi. - M .: Nauka, 1984. - 208 s. - (Kvanttikirjasto, numero 28). - 150 000 kappaletta.

Linkit

• Diffuusio (videotunti, 7. luokan ohjelma)
• Epäpuhtausatomien diffuusio yksittäisen kiteen pinnalla

Wikimedia Foundation. 2010 .

Katso, mitä "Diffusion" on muissa sanakirjoissa:

- [lat. diffuusio leviäminen, leviäminen] fysikaalinen, kemiallinen. yhden aineen (kaasu, neste, kiinteä) molekyylien tunkeutuminen toiseen niiden suorassa kosketuksessa tai huokoisen väliseinän kautta. Vieraiden sanojen sanakirja. Komlev N.G.,…… Venäjän kielen vieraiden sanojen sanakirja

Diffuusio- on yhden aineen hiukkasten tunkeutuminen väliaineeseen toisen aineen hiukkasten, joka tapahtuu lämpöliikkeen seurauksena toisen aineen pitoisuuden pienenemisen suuntaan. [Blum E.E. Metallurgisten perustermien sanakirja. Jekaterinburg… Rakennusmateriaalien termien, määritelmien ja selitysten tietosanakirja

Nykyaikainen tietosanakirja

- (latinan sanasta diffuusio leviäminen levitys, dispersio), väliaineen hiukkasten liike, joka johtaa aineen siirtymiseen ja pitoisuuksien tasaamiseen tai tietyn tyyppisten hiukkasten pitoisuuksien tasapainojakauman muodostumiseen väliaineessa. Poissaollessa… … Suuri Ensyklopedinen sanakirja

DIFFUUSIO, aineen liikkuminen seoksessa korkean pitoisuuden alueelta alhaisen pitoisuuden alueelle, joka johtuu yksittäisten atomien tai molekyylien satunnaisesta liikkeestä. Diffuusio pysähtyy, kun pitoisuusgradientti katoaa. Nopeus… … Tieteellinen ja tekninen tietosanakirja

diffuusio- ja no. diffuusio f., saksa. Diffuusio lat. diffuusio leviää, leviää. Vierekkäisten aineiden keskinäinen tunkeutuminen toisiinsa molekyylien ja atomien lämpöliikkeen vuoksi. Kaasujen, nesteiden diffuusio. BAS 2. || trans. He…… Historiallinen sanakirja venäjän kielen gallismit

Diffuusio- (latinan sanasta diffuusio-jakauma, leviäminen, dispersio), väliaineen hiukkasten liike, joka johtaa aineen siirtymiseen ja pitoisuuksien tasaamiseen tai niiden tasapainojakauman muodostumiseen. Diffuusio määräytyy yleensä lämpöliikkeen avulla ... ... Kuvitettu tietosanakirja

Hiukkasten liikkuminen niiden pitoisuuden alenemisen suuntaan lämpöliikkeen vuoksi. D. johtaa diffundoivan aineen pitoisuuksien kohdistamiseen ja tilavuuden tasaiseen täyttymiseen hiukkasilla. Geologinen tietosanakirja

Artikkeli osoittaa diffuusiprosessien roolin haavoissa, jotka on ommeltu perinteisellä tavalla ja tekijöiden ehdottamalla tavalla. Teoreettisesti perusteltua haavoissa olevien diffuusiprosessien parantamisen laitteistomenetelmällä.

Eri etiologioiden haavan paranemisen ongelma on yksi lääketieteen päähaaroista, joka ei ole menettänyt merkitystään tällä hetkellä. Tämän patologian hoito mahdollisimman lyhyessä ajassa ilman märkiviä komplikaatioita on mahdollista vain, jos lääketieteelliset laitokset tarjoavat riittävästi nykyaikaisia ​​tehokkaita haavanhoitolääkkeitä.

Haavaprosessissa kehon paikallinen ja yleinen reaktio riippuu suoraan kudosten ja elinten vaurion vakavuudesta ja ominaisuuksista. Paikalliset ja yleiset reaktiiviset prosessit regeneraatioprosessien aikana ovat suorassa ja käänteisessä suhteessa toisiinsa riippuvaisia ​​ja toisiinsa vaikuttavia. Haavan paranemisen perusta on kyky hallita haavaprosessin kulkua. Tämä ongelma on poikkeuksetta tutkijoiden ja harjoittavien kirurgien näkökentässä.

Suuri määrä käytetyt haavanhoitomenetelmät kuuluvat farmakologiseen ryhmään. Samaan aikaan ehdotettiin useita teknisiä laitteita haavojen hoitoon. Yleisin haavojen ompelumenetelmä on kuitenkin pyöreä pystysuora ompelu.

Ihmisen iho, joka koostuu kollageeniproteiineista, on ihanteellinen luonnollinen kalvo, joka suorittaa lukuisia aineenvaihdunta- ja suojatoimintoja. Nämä prosessit johtuvat pääasiassa diffuusiosta. Diffuusio (latinasta diffusio - leviäminen, leviäminen), vierekkäisten aineiden keskinäinen tunkeutuminen toisiinsa aineen hiukkasten liikkeen vuoksi.

Diffuusio on prosessi molekyylitasolla, ja sen määrää yksittäisten molekyylien liikkeen satunnainen luonne. Diffuusionopeus on siksi verrannollinen molekyylien keskimääräiseen nopeuteen. Diffuusio tapahtuu aineen pitoisuuden pienenemisen suuntaan ja johtaa aineen tasaiseen jakautumiseen sen koko tilavuudessa (aineen kemiallisen potentiaalin tasaamiseen).

Diffuusiprosessien rooli haavaprosessin patogeneesissä ja hoidossa on erittäin suuri. Joten esimerkiksi ihonsiirrossa läppien paksuus vaikuttaa valtava rooli palovammojen paranemisessa, koska sillä on positiivinen vaikutus siirteen ja haavapinnan välisiin diffuusiprosesseihin.

Haavassa esiintyvien diffuusiprosessien merkitystä ei kuitenkaan käytännössä tutkita. Haavan reunat ovat johtavia järjestelmiä, joissa diffuusiprosessien tulisi tapahtua normaaleissa olosuhteissa. Tämä prosessi on esitetty kaavamaisesti kuvassa 1.

Kaavakuva osoittaa, että kirurgisella haavalla (1), joka on ommeltu perinteisillä pyöreillä pystysuoralla ompeleella Golikov A.N.:n luokituksen mukaan, on tiettyjä haittoja. Kirurginen ommel (2), joka on keino lähestyä haavan reunoja, tarjoaa kudoksille täydellisen iskemian (5), mikä johtaa "hiljaisten alueiden" muodostumiseen diffuusien prosessien läpikulkua varten, mikä johtaa muodonmuutokseen (4). ) diffuusiovektorista (3). Tämän seurauksena perinteisesti käytetty kirurginen ommel johtaa sellaisten kudosalueiden keinotekoiseen muodostumiseen, jotka eivät ole mukana regeneraatioprosesseissa. Lisäksi epäsuotuisissa tapauksissa nämä "kudosvauriot" ovat infektioprosessin pesäkkeiden muodostumisen lähteitä. Koska loppujen lopuksi kudos, joka ei saa ravinteita, happea jne., muuttuu nekroottiseksi, mikä päättyy arven muodostumiseen. Muuten nekroottiset kudosmassat ovat suotuisa kasvualusta patogeeneille.

Kazakstanin tasavallan henkisen omaisuuden kansallisen instituutin turvallisuusasiakirja nro 13864, päivätty 15.08.2007, hankittiin laitteistomenetelmälle. Ehdotetun menetelmän pääperiaate on haavan reunojen tiukka sulkeminen toisiinsa fysikaalisilla ja mekaanisilla tekniikoilla. Haavan reunaa pitkin levitetään riittävän pitkä nailoninen siima, joka luo "ligatuurikaaren", joka kiinnitetään päillään tekijän suunnitteleman laitteen päihin.

Tekijän koottu laite on kehyksen muotoinen, nelikulmaisen suunnikkaan muodossa, sivut jotka koostuvat tangoista ja päät ovat liikkuvia nauhoja, jotka on sijoitettu ja kiinnitetty tankoihin kahdella mutterilla tappien molemmissa päissä, liikkuviin nauhoihin porataan samanhalkaisijaiset reiät tankoja varten ja kiinnitetään ligatuurien kierteet (Kuva 2).

regeneraatioprosessit. Laitemenetelmän tehokkuus on todistettu kokeellisesti ja kliinisesti.

Siten on teoreettisesti ehdotettu perusteluja ehdotetun laitteistomenetelmän tehokkuudelle verrattuna perinteisiin haavojen ompelumenetelmiin. Tämä johtuu haava-alueen paineen noususta, mikä (laitteen suunnitteluominaisuuksien vuoksi) johtaa diffuusionopeuden paikalliseen lisääntymiseen.

Kirjallisuus

1. Golikov A.N. Ompeleilla suljetun rakeistuvan haavan paraneminen. - Moskova: 1951. - 160 s.
2. Waldorf H., Fewres J. Haavan paraneminen // Adv. Derm. - 1995. nro 10. - s. 77–96.
3. Abaturova E.K., Baimatov V.N., Batyrshina G.I. Biostimulanttien vaikutus haavaprosessiin // Morfologia. - 2002. - T. 121, nro 2–3. – S.6.
4. Kochnev O.S., Izmailov G.S. Menetelmät haavojen ompelemiseen. - Kazan: 1992. - 160 s.
5. Kiselev S.I. Luovuttajan ihoresurssien arvo syvien palovammojen rationaalisen kirurgisen taktiikan valinnassa: Tiivistelmä opinnäytetyöstä. … Lääketieteen kandidaatti. Ryazan, 1971. 17 s.

Zhalardy emdeu biologia syndagy diffuusio

Tuyin Makalada әdettegi әdіspen zhane maқala avtorlarymen ұsynylyp otyrғan laitteet аdіstің zhalalardy emdeudegі diffuusioprosessori turaly aitylgyn. Zharalarda diffuusio processterdin apparatty adistin zhaksargany teoria zhuzinde daleldip korsetildі.

DIFFUUSIO SISÄÄNBIOLOGIAParantuminen

Abstrakti Artikkelissa esitetään diffuusiprosessien rooli perinteisellä tavalla ommeltuissa haavoissa ja tekijöiden ehdottama menetelmä. Haavoissa esiintyvät diffuusiprosessit ovat olleet teoreettisesti perusteltuja.

Esirkepov M.M., Nurmashev B.K., Mukanova U.A.

Etelä-Kazakstanin osavaltio lääketieteen akatemia, Shymkent

SISÄÄN koulun opetussuunnitelma fysiikan kurssilla (noin seitsemännellä luokalla) opiskelija oppii, että diffuusio on prosessi, joka on yhden aineen hiukkasten keskinäistä tunkeutumista toisen aineen hiukkasten väliin, jonka seurauksena pitoisuudet tasautuvat koko miehitetyssä tilavuudessa. Tämä on melko vaikeasti ymmärrettävä määritelmä. Ymmärtääksemme, mikä yksinkertainen diffuusio on, diffuusiolaki, sen yhtälö, on tarpeen tutkia yksityiskohtaisesti näitä kysymyksiä käsitteleviä materiaaleja. Kuitenkin, jos ihmisellä on tarpeeksi yleinen idea, niin alla olevat tiedot auttavat saamaan perustiedot.

Fyysinen ilmiö - mikä se on

Koska monet ihmiset hämmentävät tai eivät tiedä ollenkaan, mikä fysikaalinen ilmiö on ja miten se eroaa kemiallisesta ilmiöstä sekä minkälaisiin ilmiöihin diffuusio kuuluu, on välttämätöntä ymmärtää, mikä fysikaalinen ilmiö on. Joten, kuten kaikki tietävät, fysiikka on itsenäinen luonnontieteiden alaan kuuluva tiede, joka tutkii yleisiä luonnonlakeja aineen rakenteesta ja liikkumisesta sekä tutkii myös itse ainetta. Näin ollen fysikaalinen ilmiö on sellainen ilmiö, jonka seurauksena uusia aineita ei muodostu, vaan tapahtuu vain muutos aineen rakenteessa. Ero fysikaalisen ja kemiallisen ilmiön välillä on juuri siinä, että tuloksena ei saada uusia aineita. Diffuusio on siis fysikaalinen ilmiö.

Diffuusio-termin määritelmä

Kuten tiedät, käsitteestä voi olla monia muotoja, mutta yleisen merkityksen ei pitäisi muuttua. Ja diffuusio ei ole poikkeus. Yleistetty määritelmä on seuraava: diffuusio on fysikaalinen ilmiö, joka on kahden tai useamman aineen hiukkasten (molekyylien, atomien) keskinäinen tunkeutuminen tasaiseen jakautumiseen näiden aineiden koko tilavuuteen. Diffuusion seurauksena uusia aineita ei muodostu, joten se on juuri fyysinen ilmiö. Yksinkertaista diffuusiota kutsutaan diffuusioksi, jonka seurauksena hiukkaset siirtyvät korkeimman pitoisuuden alueelta puhaltimen pitoisuuden alueelle, mikä johtuu hiukkasten lämpöliikkeestä (kaoottisesta, Brownin) liikkeestä. Toisin sanoen diffuusio on prosessi, jossa eri aineiden hiukkaset sekoittuvat ja hiukkaset jakautuvat tasaisesti koko tilavuuteen. Tämä on hyvin yksinkertaistettu määritelmä, mutta ymmärrettävin.

Diffuusiotyypit

Diffuusio voidaan kiinnittää sekä kaasumaisia ​​ja nestemäisiä että kiinteitä aineita tarkasteltaessa. Siksi se sisältää useita tyyppejä:

• Kvanttidiffuusio on hiukkasten tai pistevikojen (paikalliset häiriöt aineen kidehilassa) diffuusioprosessia, joka suoritetaan kiinteissä aineissa. Paikalliset rikkomukset ovat rikkomuksia tietyssä kidehilan kohdassa.

• Kolloidinen - diffuusio tapahtuu koko kolloidisen järjestelmän tilavuudessa. Kolloidinen järjestelmä on väliaine, jossa hiukkaset, kuplat tai toisen pisarat jakautuvat, eroavat toisistaan aggregaation tila ja kokoonpano ensimmäisestä, mediumista. Tällaisia ​​järjestelmiä ja niissä tapahtuvia prosesseja tutkitaan yksityiskohtaisesti kolloidikemian aikana.
• Konvektiivinen - yhden aineen mikrohiukkasten siirto väliaineen makrohiukkasten kautta. Erityinen fysiikan haara, nimeltään hydrodynamiikka, käsittelee jatkuvien väliaineiden liikkeen tutkimusta. Sieltä saat tietoa virtauksen tiloista.
• Turbulenttinen diffuusio on prosessi, jossa aine siirtyy toiseen toisen aineen turbulenttisen liikkeen vuoksi (tyypillistä kaasuille ja nesteille).

Väite vahvistetaan, että diffuusio voi tapahtua sekä kaasuissa ja nesteissä että kiinteissä aineissa.

Mikä on Fickin laki?

Saksalainen tiedemies, fyysikko Fick, päätteli lain, joka osoittaa hiukkasvuon tiheyden riippuvuuden yhden alueen läpi aineen pitoisuuden muutoksesta pituusyksikköä kohti. Tämä laki on diffuusion laki. Laki voidaan muotoilla seuraavalla tavalla: hiukkasten virtaus, joka on suunnattu pitkin akselia, on verrannollinen hiukkasten lukumäärän derivaatan kanssa suhteessa muuttujaan, joka on piirretty pitkin akselia, jonka suhteen hiukkasten virtauksen suunta määräytyy. Toisin sanoen akselin suunnassa liikkuvien hiukkasten virtaus on verrannollinen partikkelien lukumäärän derivaatan muuttujan suhteen, joka piirretään samalla akselilla kuin virtaus. Fickin lain avulla voit kuvata aineen siirtymisprosessia ajassa ja tilassa.

Diffuusioyhtälö

Kun aineessa on virtauksia, itse aine jakautuu uudelleen avaruuteen. Tässä suhteessa on useita yhtälöitä, jotka kuvaavat tätä uudelleenjakoprosessia makroskooppisesta näkökulmasta. Diffuusioyhtälö on differentiaalinen. Se seuraa yleisestä aineen siirtymisen yhtälöstä, jota kutsutaan myös jatkuvuusyhtälöksi. Diffuusiossa käytetään Fickin lakia, joka on kuvattu edellä. Yhtälöllä on seuraava muoto:

dn/dt=(d/dx)*(D*(dn/dx)+q.

Diffuusiomenetelmät

Diffuusiomenetelmää tai pikemminkin menetelmää sen toteuttamiseksi kiinteissä materiaaleissa käytetään laajalti Viime aikoina. Tämä johtuu menetelmän eduista, joista yksi on käytettyjen laitteiden ja itse prosessin yksinkertaisuus. Kiinteistä lähteistä diffuusiomenetelmän ydin on yhdellä tai useammalla elementillä seostettujen kalvojen kerrostaminen puolijohteisiin. Kiinteän lähdemenetelmän lisäksi on olemassa useita muita menetelmiä diffuusion toteuttamiseen:

• suljetussa tilavuudessa (ampullimenetelmä). Minimaalinen myrkyllisyys on menetelmän etu, mutta sen korkea hinta, joka johtuu ampullin kertakäyttöisyydestä, on merkittävä haitta;
• avoimessa tilavuudessa (lämpödiffuusio). Mahdollisuus käyttää monia elementtejä korkeista lämpötiloista on poissuljettu, samoin kuin sivuttaisdiffuusio ovat tämän menetelmän suuria haittoja;
• osittain suljetussa tilavuudessa (laatikkomenetelmä). Tämä on välimenetelmä edellä kuvattujen kahden välillä.

Jotta voidaan oppia lisää diffuusion menetelmistä ja ominaisuuksista, on tarpeen tutkia lisäkirjallisuutta, joka on omistettu erityisesti näihin aiheisiin.