Culegere de sarcini de pregătire pentru examen. Ce fenomene confirmă mișcarea moleculelor: difuzia

Experimentele științifice, efectuate de multă vreme de oameni de știință din întreaga lume, au dovedit fără echivoc că particulele care alcătuiesc toate corpurile sunt în continuă mișcare.

Doctrina acestor particule mici care alcătuiesc orice substanță (solidă, lichidă, gazoasă) a apărut în perioada de glorie a culturilor antice cu mult înaintea erei noastre. Celebrii oameni de știință și filozofi Democrit, Epicur, Anaxagoras, Lucretius și alții au fost de acord că totul constă din cei mai mici atomi indivizibili și diferiți atomi formează diferitele substanțe corespunzătoare. Răspunsul la întrebarea: „Ce fenomene confirmă mișcarea moleculelor?” a fost găsit mai târziu. În teoria molecular-cinetică modernă, acești germeni de idei încep să prindă contur abia în secolul al XVIII-lea d.Hr.

Ce fenomene confirmă mișcarea moleculelor?

Pentru a ghici că moleculele se mișcă aleatoriu, oamenii de știință au început cu mult timp în urmă. Dar pentru ca presupunerile să devină ceva mai serioase și să primească justificare științifică, fizicienii au fost nevoiți să răspundă la întrebare pentru ei înșiși și pentru întreaga lume: „Ce fenomene confirmă mișcarea moleculelor?”

• Primul lucru care îmi vine în minte este dizolvarea.
• Al doilea este evaporarea.
• Și în al treilea rând, cel mai dificil - difuzia.

Difuzie

Difuzia este pătrunderea reciprocă a moleculelor unei substanțe în golurile intermoleculare ale altei substanțe. Tradus din latină, termenul „difuzie” înseamnă „răspândire, răspândire”.

Particulele care alcătuiesc corpurile (gazoase, lichide, solide) se află la o anumită distanță unele de altele și se mișcă constant.

Este interesant că cel mai volumul oricărui corp ocupă spațiu liber. Pentru a înțelege scara, vă puteți imagina nucleul unui atom sub forma unei alune mici, apoi orbitele electronilor acestui atom vor fi aproximativ egale cu dimensiunea unui patinoar mare sau a unui bazin imens.

Difuzia în gaze

Cea mai rapidă mișcare a moleculelor are loc în gaze. În acest caz, particulele se mișcă aleatoriu.

Difuzia are loc atât între gazele omogene, cât și între gazele de diferite concentrații.

Difuzia în lichide

Legătura dintre molecule din lichide este mai puternică decât în ​​gaze.

Dacă apă transparentă este adăugată încet și cu grijă într-un pahar umplut pe jumătate cu o soluție de sulfat de cupru, atunci la început limita dintre lichidul albastru și transparent va fi marcată clar și clar. După o perioadă foarte scurtă de timp, apa va începe să devină albastră, limita se va estompa, iar mai târziu lichidul va deveni albastru deschis și aproape omogen.

Difuzia în solide

Mișcarea moleculelor în solide ah e foarte lent. Dar totuși, dacă, de exemplu, o cantitate mică de aur este topită pe o tijă de plumb și lăsată la o temperatură de cel puțin 300 de grade, atunci după o zi moleculele de aur vor pătrunde în golurile intermoleculare ale plumbului cu aproximativ un centimetru.

Difuzie în condiții de încălzire

Când este încălzită, difuzia are loc mult mai rapid, prin urmare, putem concluziona că cu cât temperatura corpului crește mai mare, cu atât viteza de mișcare a moleculelor devine mai mare. În consecință, cu cât moleculele se mișcă mai repede, cu atât temperatura corpului crește. La o temperatură apropiată de zero absolut, viteza de mișcare a particulelor scade cât mai mult posibil.

Exemple de difuzie

Exemple de difuzie se găsesc în viața de zi cu zi, în industrie, în viața oamenilor și a animalelor:

• procese de sudare și lipire;
• producerea aliajelor metalice;
• respirația peștilor și a nevertebratelor terestre;
• admitere nutrienți din intestine în sânge;
• infecție cu viruși și infecții;
• fumat;
• extracția zahărului din sfeclă și trestie;
• distributie de mirosuri (industria parfumurilor, aromaterapie, ceremonii religioase);
• comunicarea insectelor;
• înfrângerea prin lacrimi și alte gaze otrăvitoare, camere de gazare în lagărele de concentrare;
• poluarea mediului;
• prepararea de infuzii, ceai și cafea, preparare tincturi, compoturi, siropuri, dizolvarea zahărului și a sării;
• amestecarea cocktail-urilor;
• sărarea și murarea legumelor și a altor produse;
• lacrimi de ceapa.

Difuzie: test

1. Ce fenomene confirmă mișcarea moleculelor? a) dizolvare, evaporare, difuzie; b) difuzie, încălzire, lipire.
2. Poate o picătură de ulei vegetal să acopere oceanul? a) da; b) nu, se va răspândi atât cât va permite grosimea unei molecule.
3. În ce corpuri curge difuzia mai repede? a) în gaze; b) în lichide; c) în solide; d) nu contează.
4. La încălzire, lichidele, metalele și gazele în volum: a) cresc; b) scădere; c) nu se schimba.
5. Viteza moleculelor din aerul liniștit este aceeași la căldură și la rece? a) mai repede în îngheț; b) mai încet la căldură; c) mai lent în ger; d) viteza nu se modifică.
6. Ce concluzie se poate trage studiind materialul pe difuzie: a) moleculele tuturor substanțelor de pe Pământ sunt nemișcate; b) moleculele tuturor substanțelor se mișcă cu o viteză sau alta.
7. Difuzia depinde de temperatura corpurilor: a) odata cu cresterea temperaturii, difuzia incepe sa se desfasoare mai lent; b) odata cu cresterea temperaturii, difuzia incepe sa se produca mai repede; c) difuzia nu depinde de temperatura.

Raspunsuri: I - a; II - b; III - a; IV - a; V - în; VI - b; VII - b.

Dacă toate corpurile sunt formate din particule minuscule (molecule sau atomi), de ce solidele și lichidele nu se descompun în molecule sau atomi individuali? Ce le face să se lipească împreună, deoarece moleculele sunt separate prin goluri și se află într-o mișcare aleatorie continuă?

Faptul este că există atracție reciprocă între molecule. Fiecare moleculă atrage spre sine toate moleculele vecine și numele în sine este atras.

Când rupem un fir, rupem un băț sau rupem o bucată de hârtie, depășim forțele de atracție dintre molecule.

Observați că atracția dintre două molecule este complet imposibilă. Când multe milioane de astfel de particule sunt atrase, atracția reciprocă devine semnificativă. Prin urmare, este dificil să rupeți frânghia sau sârma de oțel cu mâinile.

Atractia dintre moleculele din diferite substante nu este aceeasi. Aceasta explică diferitele forțe ale corpului. De exemplu, sârma de oțel este mai rezistentă decât sârma de cupru. Aceasta înseamnă că particulele de oțel sunt atrase unele de altele mai puternic decât particulele de cupru.

Atractia dintre molecule devine vizibila doar atunci cand sunt foarte aproape una de alta. La o distanță mai mare decât dimensiunea moleculelor în sine, atracția slăbește. Două picături de apă se contopesc într-una singură dacă se ating. Doi cilindri de plumb se lipesc împreună atunci când sunt apăsați unul împotriva celuilalt cu suprafețe plane, proaspăt tăiate. În acest caz, ambreiajul poate fi atât de puternic încât cilindrii nu pot fi rupti nici când incarcatura grea(Fig. 11).

Cu toate acestea, cioburi de sticlă nu pot fi îmbinate, nici măcar apăsând strâns. Din cauza neregulilor, nu este posibil să le apropiem de distanța la care particulele pot fi atrase unele de altele.Dar dacă sticla este înmuiată prin încălzire, atunci diferitele părți pot fi reunite și sticla în acest caz. este lipit.

Aceasta înseamnă că particulele de sticlă se aflau la o asemenea distanță atunci când acționează atracția dintre ele.

Conectarea bucăților de metal în timpul sudării sau lipirii, precum și lipirea, se bazează pe atragerea moleculelor între ele.

În consecință, există o atracție reciprocă între molecule (atomi), care este vizibilă doar la distanțe comparabile cu dimensiunile moleculelor (atomilor) înșiși.

Să încercăm să aflăm de ce există goluri între molecule. Dacă moleculele sunt atrase una de cealaltă, atunci ar trebui să se lipească împreună, parcă. Acest lucru nu se întâmplă, deoarece în același timp există și respingere între molecule (atomi).

La distanțe comparabile cu dimensiunile moleculelor (atomilor) înșiși, atracția este mai vizibilă, iar cu o abordare ulterioară, repulsia.

Multe fenomene observate confirmă existența repulsiei între molecule.

Deci, de exemplu, un corp comprimat se îndreaptă. Acest lucru se datorează faptului că atunci când sunt comprimate, moleculele sunt la o asemenea distanță unele de altele atunci când repulsia începe să apară.

Unele fenomene care apar în natură pot fi explicate prin atracția moleculelor între ele, de exemplu, umezirea unui solid de către un lichid.

O placă de sticlă este atârnată de un arc pe un fir, astfel încât suprafața sa inferioară să fie orizontală (Fig. 12). Această placă este adusă într-un vas cu apă, astfel încât să se afle la suprafața apei (Fig. 12, a). Când placa este smulsă din apă, izvorul se va întinde vizibil (Fig. 12, b). Aceasta dovedește existența atracției între molecule. Prin întinderea arcului, puteți judeca cât de mare este. După ce smulgeți placa, se poate vedea că pe ea rămâne un strat subțire de apă, adică placa este umezită cu apă (Fig. 12, c). Aceasta înseamnă că atunci când am rupt farfuria, am depășit atracția dintre moleculele de apă. Decalajul nu a apărut acolo unde moleculele de apă ating particulele de sticlă, ci acolo unde moleculele de apă se ating.

Apa udă nu numai sticla, ci și pielea, lemnul și alte substanțe.

În multe cazuri, apa poate să nu ude corpurile. De exemplu, dacă scufundați o bucată de ceară sau parafină în apă și apoi o scoateți, aceasta se va dovedi uscată. Toată lumea este conștientă de faptul că apa nu udă suprafețele grase ale corpului.

Toate exemplele date pot fi explicate cu ușurință.

Dacă un lichid udă un solid, atunci aceasta înseamnă că moleculele lichidului sunt atrase unele de altele mai slab decât de moleculele corpului.

Când se observă non-umecabilitate, aceasta înseamnă că moleculele lichidului sunt atrase mai puternic unele de altele decât de moleculele solidului.

În viața de zi cu zi, întâlnim adesea fenomenele de umezire și neumedare.

Deci, de exemplu, datorită fenomenului de umezire, putem scrie, șterge obiecte umede etc.

1. Cum interacționează moleculele între ele? 2. Când este repulsia mai vizibilă și când este atracția dintre molecule? 3. Ce fenomen observat în natură se bazează pe atracția moleculelor solide și lichide? 4. Ce exemple de umezire și neumezire a solidelor de către un lichid pot fi date?

Exercițiul 2

1. Umeziți două foi de hârtie: una cu apă, cealaltă cu ulei vegetal. Vor aluneca? Justificați răspunsul.

2. Penele și puful rămân uscate la păsările de apă. Ce fenomen se observă aici?

Elemente ale răspunsului corect

S-au făcut greșeli în propozițiile 2, 3, 4, 6.

În propoziția 2, una dintre proprietățile enzimelor este indicată incorect.

Propoziția 3 indică în mod eronat capacitatea unei enzime de a participa la reacții de diferite tipuri.

Propunerea 4 indică incorect particularitatea interacțiunii enzimei cu substratul.

Propunerea 6 indică incorect caracteristicile cinetice ale enzimelor în cazul general.

Elemente ale răspunsului corect

S-au făcut greșeli în propozițiile 1, 3, 4, 5.

În fraza 1, compoziția carbohidraților este indicată incorect.

În propoziția 3, una dintre funcțiile carbohidraților este indicată în mod eronat.

În propozițiile 4 și 5, substanțele de depozitare în celulele vegetale și animale sunt indicate incorect.

Elemente ale răspunsului corect

S-au făcut greșeli în propozițiile 1, 2, 3.

Propoziția 1 specifică incorect unul dintre solvenții lipidici.

Propoziția 2 indică incorect structura chimică a lipidelor.

În propoziția 3, una dintre funcții este indicată incorect și una nu este numită.

Elemente ale răspunsului corect

S-au făcut greșeli în propozițiile 2, 4, 6.

În propoziția 2, carbohidratul care face parte din ADN este denumit incorect.

În fraza 4, codul ADN este incorect.

În propoziția 6, procesul de sinteză a ARNm pe ADN este denumit incorect.

Elemente ale răspunsului corect

Propunerea 2 - structura celulară a organismelor a fost descoperită și descrisă de un alt om de știință.

Propunerea 3 - Rudolf Virchow nu a creat vaccinuri.

Propunerea 5 - K.A. Timiryazev nu a demonstrat că plantele eliberează oxigen în timpul fotosintezei. Acest lucru a fost făcut de un alt cercetător (J. Priestley).

Elemente ale răspunsului corect

S-au făcut greșeli în propozițiile 2, 3, 5.

În propoziția 2, una dintre substanțele inițiale implicate în fotosinteză este denumită eronat.

Propoziția 3 este o generalizare incorectă - nu toate celulele procariote și eucariote au cloroplaste.

În propoziția 5, unul dintre produsele fazei întunecate este denumit în mod eronat.

Sarcini de nivel C3

Notă: Exemplele de răspunsuri date nu sunt singurele posibile. Este important ca răspunsul dumneavoastră să nu distorsioneze sensul întrebării și să nu conțină erori biologice.

Elemente ale răspunsului corect

1. Sistemele vii sunt formate din celule.

2. O celulă poate face parte dintr-un organism multicelular sau dintr-un organism independent.

3. Sistemele vii se dezvoltă dintr-o singură celulă.

Raspunde-ti singur

Demonstrați că totalitatea celulelor, țesuturilor și organelor nu este încă un organism.

Demonstrați că o singură celulă poate fi un organism independent.

Elemente ale răspunsului corect

1. Celula este implicată în schimbul constant de materie și energie cu mediul.

2. Celula răspunde la semnalele din mediul extern și revine la starea inițială. Răspunsurile ei la stimuli sunt reversibile.

3. Celula este capabilă să-și regleze compoziția chimică.

Raspunde-ti singur

Demonstrați că nivelul biosferei - cel mai inalt nivel organizarea vieții.

Care este comunitatea tuturor sistemelor vii?

Elemente ale răspunsului corect

1. Celulele procariote nu au un nucleu bine format, organele cu două membrane.

2. Celulele procariote se înmulțesc prin divizare.

3. În celulele eucariote există un nucleu cu un set de cromozomi, organite cu una și două membrană. Aceste celule se reproduc atât asexuat, cât și sexual.

4. Celulele eucariote sunt de câteva ori mai mari decât celulele procariote.

Raspunde-ti singur

Comparați structura celulelor vegetale și animale.

Confirmați cu fapte ideea unității chimice a naturii însuflețite și neînsuflețite.

Care sunt caracteristicile virusurilor?

Elemente ale răspunsului corect

1. Stratul dublu lipidic al membranei asigură pătrunderea selectivă a substanțelor în celulă.

2. Proteinele încorporate îndeplinesc funcții de transport, construcție, semnalizare.

3. Carbohidrații încorporați îndeplinesc funcții structurale și de semnalizare.

4. Plasticitatea membranei îi permite să efectueze procesele de fagocitoză și pinocitoză.

Raspunde-ti singur

Demonstrează asta membrana celulara- o barieră semi-permeabilă între celulă și mediu.

Elemente ale răspunsului corect

Intrarea substanțelor în celulă poate avea loc în următoarele moduri:

1) fagocitoză;
2) pinocitoză;
3) difuzie și osmoză;
4) folosind proteine ​​transportoare speciale, cum ar fi o pompă de sodiu sau calciu.

Raspunde-ti singur

Ce este transportul de ioni activi?

Descrieți transportul activ și pasiv al substanțelor prin membrana celulară.

Elemente ale răspunsului corect

- structura cu două membrane a acestor organite;
– creșterea suprafeței de lucru datorită membranelor interne – tilacoizi în cloroplaste și criste în mitocondrii;
- aceste organite sunt capabile de sinteza si reproducerea proteinelor;
- ATP este sintetizat atât în ​​cloroplaste, cât și în mitocondrii.

Diferențe:

Cloroplastele conțin clorofilă și se găsesc numai în celule vegetale;
- mitocondriile se gasesc atat in celulele vegetale cat si in cele animale;
- fotosinteza are loc în cloroplaste, iar mitocondriile realizează respirația celulară.

Raspunde-ti singur

Comparați funcțiile lizozomilor și ale aparatului Golgi.

Care sunt caracteristicile structurii și funcțiile reticulul endoplasmatic?

Care este structura și funcția nucleului?

Elemente ale răspunsului corect

1. ADN-ul și ARN-ul sunt polinucleotide.
2. ADN-ul și ARN-ul sunt acizi.
3. ADN-ul este o moleculă elicoidală formată din două lanțuri antiparalele complementare, care conține carbohidratul dezoxiriboză și baze nucleice: adenină, guanină, citozină și timină.
4. ARN-ul este o moleculă monocatenară care conține uracil în loc de timină și riboză în loc de deoxiriboză.
5. ADN - stochează și transmite informații ereditare.
6. ARN - asigură transferul de informații în timpul sintezei proteinelor în ribozomi.

Raspunde-ti singur

Demonstrați că structura moleculei de ADN asigură îndeplinirea funcțiilor sale.

De ce procesul de biosinteză a proteinelor este numit sinteza matricei?

Care este rolul ribozomilor în sinteza proteinelor?

Elemente ale răspunsului corect

1. Modul autotrof de nutriție este caracteristic organismelor vegetale, unor bacterii.

2. Modul heterotrofic de nutriție este caracteristic animalelor, ciupercilor, unor plante și multor bacterii.

3. Cu metodele autotrofe de nutritie - foto- sau chemosinteza - se foloseste energia luminii sau energia de oxidare a compusilor anorganici.

4. Cu metoda heterotrofa de nutritie se foloseste energia compusilor organici continuti in corpurile vii sau moarte.

Raspunde-ti singur

Demonstrați că metabolismul are loc atât la nivel celular, cât și la nivel biosferic de organizare a vieții.

Descrieți principalele etape ale respirației celulare.

Elemente ale răspunsului corect

1. Respirația este un proces asociat cu oxidarea carbohidraților și stocarea unei părți din energia eliberată sub formă de ATP.

2. În organismele aerobe, în timpul respirației se formează dioxid de carbon, apa și ATP.

3. În procesul de respirație, oxigenul este absorbit și dioxidul de carbon este eliberat.

4. În procesul de fotosinteză, se absoarbe energia luminoasă, apa și dioxidul de carbon și se formează substanțe organice și oxigen.

Raspunde-ti singur

Ce substanțe sunt implicate în procesul de fotosinteză și respirație și ce se întâmplă cu ele?

Care sunt diferențele de metabolism dintre organismele anaerobe și cele aerobe?

Cum se transformă energia în timpul fotosintezei și al respirației?

Elemente ale răspunsului corect

1. Mitoza este o metodă de reproducere celulară asexuată, care asigură păstrarea informațiilor ereditare, creșterea și dezvoltarea organismului.

2. Meioza este o metodă de formare a gameților care contribuie la apariția de noi combinații genetice.

3. În urma mitozei se formează nuclei diploizi ai celulelor fiice, iar în urma meiozei, cei haploizi.

4. Ca urmare a mitozei, din nucleul unei celule se formează două nuclee a două celule noi.

5. Ca urmare a meiozei, dintr-un nucleu al unei celule diploide se formează patru nuclei haploizi din patru celule.

Raspunde-ti singur

Care este semnificația biologică a mitozei și meiozei?

Cum este structura gameților legată de funcțiile lor?

Elemente ale răspunsului corect

1. Avantajele reproducerii sexuale sunt că, ca urmare, se formează indivizi care poartă noi combinații ereditare de trăsături, ceea ce duce la creșterea diversității organismelor.

2. Dezavantajele reproducerii sexuale includ probabilitatea transmiterii unor boli ereditare latente către urmași, dificultatea de a găsi un partener sexual în unele organisme, costul energiei pentru îngrijirea descendenților etc.

3. Avantajele reproducerii asexuate a celulelor și organismelor sunt că informația ereditară rămâne neschimbată în timpul creșterii și dezvoltării organismului, iar generația este mai numeroasă.

Raspunde-ti singur

Ce metode de fertilizare la plante și animale cunoașteți și care sunt diferențele dintre acestea?

Care procese biologice duce la o creștere a diversității organismelor?

Elemente ale răspunsului corect

1. Cu ajutorul ingineriei genetice, este posibil ca un organism al unei specii să transplanteze artificial gene dintr-un organism al altei specii.

2. Metodele de inginerie genetică pot fi folosite pentru a obține proteinele și medicamentele necesare la scară industrială.

3. Un exemplu de obținere a medicamentelor este producerea de hormoni de somatotropină și insulină prin utilizarea genelor încorporate în genomul unei bacterii - Escherichia coli.

Raspunde-ti singur

Ce sunt organismele modificate genetic?

Întrebări C5

Masa cod genetic(ARNm)

Reguli de utilizare a tabelului

Prima nucleotidă din triplet este luată din rândul vertical din stânga, al doilea din rândul orizontal superior și al treilea din rândul vertical din dreapta. În punctul de intersecție al tuturor celor trei nucleotide, se află aminoacidul dorit.

Elemente ale răspunsului corect

1. Mai întâi trebuie să adăugați lanțul de ARNm sintetizat pe acest fragment de ADN:

DNA T C A C G T A C G Y G T
ARNm A G U G C A U G C C C A.

2. Este necesar să se coreleze codonii lanțului de ARNm rezultat cu datele din tabel

ASU - ser
HCA - ala
UHC - cis
CCA - despre

3. anticodoni ARNt - UCA, CSU, ACG, GSU.

4. Secvența de aminoacizi dintr-o moleculă proteică: ser-ala-cis-pro.

Elemente ale răspunsului corect

1. codoni ARNm: CUU–CGU–UUU–UGC.

2. Secvența de aminoacizi: leu-arg-phen-cis.

3. Triplete ADN: GAA - HCA - AAA - ACH.

Elemente ale răspunsului corect

Deoarece ARNm este întotdeauna sintetizat pe o singură catenă de ADN, care este de obicei descrisă în scris ca cea de sus, apoi:

– ARNm codificat de catena superioară: UUU–AAA–CC–GGY;
– fragment proteic codificat de lanțul superior: phen-lys-pro-gly.

Elemente ale răspunsului corect

1. Secvența de nucleotide din al doilea lanț al ACCGTC.

2. Numărul total Există 16 legături de hidrogen între bazele azotate.

3. Se formează două legături de hidrogen între bazele A și T. Există două astfel de perechi în acest lanț de ADN, prin urmare, numărul de legături dintre ele este de 4. Se formează trei legături de hidrogen între bazele G și C, există 4 perechi de baze, prin urmare, există 12 legături între ele. În total , se obțin 12 + 4 = 16 legături de hidrogen.

Elemente ale răspunsului corect

1. Între nucleotidele timidil și adenil se formează două legături de hidrogen, în total sunt 8 + 14 = 22 de astfel de legături.

2. Între nucleotidele de citozină și guanină se formează trei legături de hidrogen, în total sunt 12 + 15 = 27 de astfel de legături.

3. Numărul total de legături de hidrogen 22+27=49.