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4.2 : Diffusion et osmose (Préparation du matériel de l'instructeur) - Biologie

4.2 : Diffusion et osmose (Préparation du matériel de l'instructeur) - Biologie



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Matériel de laboratoire

C'est la préparation pour une section de 24 étudiants.

Partie 1 : Mouvement brownien

Les élèves feront cette partie individuellement.

MatériauxQuantitéRemarques
Lames de microscope1 par étudiantÉgalement utilisé dans la partie 3
Lamelles1 par étudiantÉgalement utilisé dans la partie 3
Flacons compte-gouttes d'eau1 par table
Poudre rouge carmin2 petits verres de montreSur le comptoir

Partie 2 : Diffusion à travers une membrane semi-perméable

Les élèves feront cette partie en équipes de table.

MatériauxQuantitéRemarques
Béchers (400 ml)2 par table
Crayon de cire1 par table
Fil ou fil dentaire1 par table
Tubulure de dialyse2 par table
Phénophtaléine1 par tableFlacon compte-gouttes—ne descend pas à l'égout !
NaOH 1 M (hydroxyde de sodium)1 par tableFlacon compte-gouttes
Iode (I2KI)1 par tableFlacon compte-gouttes
solution d'amidon à 1%~10mL par tableSur le comptoir
Installation pipette/pipette pour amidon (10 ml)2 par classeSur le comptoir—spécifiquement pour l'amidon
Installation pipette/pipette1 à 2 par table
Grand seau à déchets pour amidon1 à 2 par classe

Partie 3 : Osmose et membrane cellulaire

Les élèves feront cette partie individuellement.

MatériauxQuantitéRemarques
Élodée2 bolsSur le comptoir
Forceps2 paires par bol
5% de solution de NaCl1 par tableFlacon compte-gouttes
Bols de lavage Slidewash1 à 2 par chambre

Partie 4 : Conception expérimentale

Les élèves feront cette partie en binôme.

MatériauxQuantitéRemarques
plaques de gélose 2%2 par tableUtilisez des boîtes de Pétri profondes pour l'expérience de diffusion
Règles en plastique transparent2 par table
Le permanganate de potassium1 par tableFlacon compte-gouttes
Bleu de méthylène1 par tableFlacon compte-gouttes
Perce-bouchon2-3 ensemblesSur table d'appoint

Kit de matériel de diffusion et d'osmose (avec produits périssables) pour les laboratoires d'exemple AP®

Adresses AP® Biology Big Idea 2. Ce kit de matériel comprend une sélection de composants difficiles à acquérir pour aider votre classe à exécuter avec succès le laboratoire d'investigation AP® 4 développé par College Board : Diffusion et osmose. Le kit contient suffisamment de matériel pour une classe de 32 étudiants travaillant en groupes de 4 et comprend du matériel périssable lors de l'expédition. N'inclut pas d'instructions, utilisez l'adresse Web du College Board ci-dessous pour obtenir des instructions détaillées sur la réalisation de cette activité.


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RÉSULTATS

Variation entre les cours

Sur les 670 étudiants invités à compléter l'ODCA au cours des quatre semestres, 408 (61 %) ont répondu et donné leur accord pour utiliser leurs données (tableau 4). À l'intérieur de chaque niveau (majeure en biologie de la division supérieure, majeure en biologie de la division inférieure et non majeure), il y avait une variation considérable au sein de la classe dans les performances des élèves. Par conséquent, aucune différence significative n'a été trouvée dans les performances des étudiants d'un semestre à l'autre dans les cours de la division supérieure, les cours de la division inférieure ou les cours non majeurs (analyse bidirectionnelle de la variance (ANOVA), P > 0,05). Ainsi, pour chaque niveau (division supérieure, division inférieure, non majeure), les résultats de tous les semestres ont été combinés pour ces analyses.

Indices de difficulté et de discrimination

Les indices de difficulté (p) des items allaient de 0,27 à 0,98 (tableau 5), avec une moyenne de 0,65, offrant une large gamme de difficulté des items, similaire aux valeurs rapportées pour le DODT (Odom et Barrow, 1995). Les indices de discrimination (d) allaient de 0,07 à 0,67, avec une moyenne de 0,44. L'indice de discrimination fait référence à la manière dont un élément différencie les scores élevés et faibles. Il s'agit d'une mesure de base de la validité d'un élément. Lors de tests ordinaires, une valeur d'indice de discrimination faible ou négative indique généralement que l'élément ne mesure pas ce que mesurent les autres éléments de l'instrument. Cependant, dans le cas des éléments appariés sur cet instrument, le premier niveau « Que se passe-t-il ? » élément est souvent assez facile et fournit le contexte nécessaire pour le deuxième niveau plus difficile « Pourquoi cela se produit-il ? » Objet. Cela peut produire un faible indice de discrimination pour certains des premiers éléments (impairs), mais un indice de discrimination élevé pour les éléments appariés (pairs). Par exemple, trois ODCA impairs « Quoi ? » les éléments avaient des indices de discrimination de 0,07, 0,08 et 0,16, inférieurs à la valeur de 0,20 qui est généralement considérée comme un minimum (Odom et Barrow, 1995), et le numéro pair suivant « Pourquoi ? » les items avaient des valeurs de discrimination supérieures à 0,20. Ainsi, sur cette évaluation à deux niveaux, une réponse correcte sur l'élément de premier niveau (contenu) n'a pas prédit la performance sur l'élément de deuxième niveau (raison). Aux fins de ce projet, tous les éléments du test ODCA ont été considérés comme acceptables, puisque la paire d'éléments (et en particulier la réponse « Pourquoi ? ») est l'élément d'intérêt.

Tableau 5. Nombre d'items de l'ODCA dans chaque plage de difficulté et de discrimination a

a Voir le texte pour plus de détails.

Pour évaluer la difficulté d'un élément, il est utile de considérer la probabilité de deviner la bonne réponse. Pour un item à choix multiples avec quatre réponses possibles, il y a 25 % de chances de deviner la bonne réponse. Un élément à deux niveaux avec deux sélections pour le premier niveau et quatre sélections pour le deuxième niveau offre 12,5% de chances de deviner la bonne combinaison de réponses. Dans l'ODCA, il existe deux ou trois options de réponse dans le premier niveau et trois ou quatre dans le deuxième niveau. Cela se traduit par des chances de deviner les bonnes réponses entre 8,3 % et 12,5 %.

Pour le premier niveau de l'ODCA, le pourcentage d'élèves ayant répondu avec des réponses correctes variait de moyennes de 48,3 % à 97,8 % pour les classes supérieures de biologie, de 45,0 % à 95,4 % pour les classes inférieures de biologie et de 35,6 % à 97,3 % pour les classes secondaires (tableau 6 et figure 1). Le pourcentage moyen de réponses combinées contenu-raison sur l'ODCA qui étaient correctes variait de 28,2 % à 92,3 % pour les classes supérieures de biologie de la division, de 19,9 % à 74,7 % pour les majeures en biologie de la division inférieure et de 16,8 % à 85,3 % pour les non-majeures . Les résultats des étudiants de niveau collégial qui ont suivi le DODT et l'ODCA étaient étonnamment similaires (tableau 6), en particulier pour les combinaisons d'items de notation les plus élevées et les plus faibles (figure 1).

Figure 1. Pourcentages d'étudiants qui ont sélectionné la bonne réponse de contenu (barres pâles) et la bonne combinaison contenu plus raison (barres plus foncées) sur (A) les éléments ODCA 3 et 4 par rapport aux éléments DODT 2a,b et aux éléments ODCA 15 et 16 comparés aux items DODT 6a,b, et (B) items ODCA 5 et 6 comparés aux items DODT 5a,b, et items ODCA 7 et 8 comparés aux DODT 8a,b. Les éléments ODCA sont affichés en vert, tandis que les éléments DODT sont affichés en bleu. NM, non majeures LD, majeures en biologie de la division inférieure UD, majeures en biologie de la division supérieure Les valeurs représentent les moyennes + 1 SE. La taille des échantillons apparaît dans le tableau 4.

Tableau 6. Pourcentages d'étudiants universitaires en biologie qui ont sélectionné le bon niveau 1 « Quoi ? » les réponses (de contenu) et les réponses combinées contenu-raison (« Comb ») de premier et de deuxième niveau sur l'ODCA et le DODT

a La première colonne montre les paires d'articles ODCA et les numéros d'articles DODT correspondants entre parenthèses. UD, cours supérieurs LD, cours inférieurs. Les résultats de l'ODCA, en gras, représentent les performances des étudiants dans tous les cours et semestres, par niveau de cours. La taille des échantillons de l'ODCA apparaît dans le tableau 4.

La fiabilité du test était d'au moins 0,70 chaque semestre en utilisant le calcul alpha de Cronbach (automne 2007 : 0,70 printemps 2008 : 0,74 automne 2008 : 0,73 printemps 2009 : 0,70), ce qui est considéré comme un niveau acceptable. Le temps de réalisation du test variait de 5 à 20 minutes par élève et n'était pas corrélé avec la performance (r 2 > 0,05 m = 71, 72 et 83 pour trois semestres, automne 2007–automne 2008).

Performances d'experts

Nous n'avons trouvé aucune différence entre les performances des instructeurs du secondaire et du collégial sur l'ODCA. Par conséquent, les 56 instructeurs ont été regroupés pour l'analyse des données. Comme prévu, ces experts en biologie ont obtenu de très bons résultats sur l'ODCA, obtenant un score moyen de 16,5 sur le total possible de 18 (SE = 0,2). Ces données prouvent que les éléments de test représentent avec précision les processus d'osmose et de diffusion.

Performance des élèves

Le résultat le plus frappant est la cohérence globale des schémas de réponse des élèves à travers les niveaux, les semestres et les années (Figure 2). Les élèves ont généralement mieux réussi au premier niveau « Quoi ? » éléments (nombres impairs) que sur la raison de deuxième niveau « Pourquoi ? » éléments (nombres pairs) à la fois sur l'ODCA et le DODT (figures 1 et 2 et tableau 6), indiquant qu'ils peuvent souvent prédire le résultat mais qu'ils comprennent moins les mécanismes sous-jacents.

Figure 2A. Le graphique radar montre le pourcentage de non-majors (NM), par cours et par semestre, qui ont sélectionné la bonne réponse pour chaque élément de l'ODCA. Les éléments sont regroupés dans les trois catégories conceptuelles décrites dans le texte. Notez la similitude des performances entre les semestres. S, semestre de printemps F, semestre d'automne. La taille des échantillons apparaît dans le tableau 4.

Figure 2B. Le graphique radar montre le pourcentage de majors en biologie de la division inférieure (LD), par cours et par semestre, qui ont sélectionné la bonne réponse pour chaque élément de l'ODCA. Les éléments sont regroupés dans les trois catégories conceptuelles décrites dans le texte. Notez la similitude des performances entre les semestres. S, semestre de printemps F, semestre d'automne. La taille des échantillons apparaît dans le tableau 4.

Figure 2C. Le graphique radar montre le pourcentage de diplômés en biologie (UD), par cours et par semestre, qui ont sélectionné la bonne réponse pour chaque élément de l'ODCA. Les éléments sont regroupés dans les trois catégories conceptuelles décrites dans le texte. Notez la similitude des performances entre les semestres. S, semestre de printemps F, semestre d'automne. La taille des échantillons apparaît dans le tableau 4.

Sur les neuf paires de questions ODCA, 3/4, 5/6 et 7/8 ont donné les valeurs combinées contenu-raison les plus faibles (Figure 1 et Tableau 6), et reflétaient ainsi les idées fausses les plus répandues parmi nos étudiants. Des extraits de ces trois paires d'items sont présentés dans le tableau 7, avec les fréquences des réponses des élèves et la variance entre les semestres entre parenthèses.

Plus de 90 % de tous les élèves ont correctement indiqué que les particules (substances dissoutes) se déplaceraient des zones de concentration élevée vers les zones de faible concentration (réponse 3a, figure 1A et tableau 6). Cependant, lorsqu'on leur a demandé de justifier leur réponse, beaucoup ont hésité (tableau 6). Les bonnes réponses ODCA combinées contenu-raison, 3a et 4b, ont été sélectionnées par < 25% des étudiants en biologie non-biologie et des étudiants de division inférieure (tableau 6). Plus d'un quart (27 à 44 %) des étudiants à chaque niveau de cours ont choisi la réponse 4a, « les particules surpeuplées veulent se déplacer vers une zone avec plus d'espace » (tableau 3, idée fausse no 19, tableau 7). C'est-à-dire qu'une proportion substantielle de nos étudiants de premier cycle ont attribué des qualités anthropomorphiques à des substances à la place d'alternatives scientifiquement exactes. Les entretiens ont corroboré ces tendances. Lorsqu'on a demandé à une personne interrogée pourquoi elle avait choisi 4a (« … les particules encombrées veulent se déplacer … ») plutôt que 4b (« le mouvement aléatoire des particules en suspension dans un fluide entraîne leur distribution uniforme »), elle a déclaré que 4a semblait plus compréhensible et cohérente avec sa conceptualisation du processus de diffusion. « Je pense simplement à la diffusion comme… il y a un tas de particules ici et il n'y en a pas là-bas, donc il y a beaucoup de monde. Alors [les particules] se déplacent simplement de l'autre côté parce que… vouloir égaliser » (le mot en italique indique l'accent mis par le locuteur). Lorsqu'on lui a demandé pourquoi elle n'avait pas choisi la réponse 4b, l'étudiante a répondu que même si elle savait que les particules se déplaçaient de manière aléatoire, elle ne comprenait pas vraiment comment un tel mouvement entraînerait une distribution uniforme.

Tableau 7. Les idées fausses choisies par au moins 10 % des étudiants sont identifiées ci-dessous pour les majeures autres que la biologie, les majeures en biologie de la division inférieure et les majeures en biologie de la division supérieure a

a Les valeurs représentent les proportions d'étudiants qui ont sélectionné des réponses combinées contenu-raison, en moyenne sur quatre semestres pour les non-majeures (NM) et les majeures en biologie de la division supérieure (UD), et sur deux semestres pour les majeures en biologie de la division inférieure (LD). Les fréquences représentent les proportions moyennes d'étudiants sélectionnant cette réponse par cours, avec la variance entre les semestres (SE) indiquée entre parenthèses. La taille des échantillons apparaît dans le tableau 4.

b Catégories de connaissances conceptuelles des idées fausses (des tableaux 1 et 2).

c Tige d'élément de premier niveau (numéro impair).

d Réponses de deuxième niveau (paires) généralement choisies (incorrectes), ainsi que les fréquences de réponse pour chaque groupe d'élèves.

Les professeurs de biologie interrogés ont également identifié l'anthropomorphisme comme un problème pour les étudiants. Par exemple, un professeur d'université avec 10 ans d'expérience a noté que les étudiants pensent que les molécules « veulent se diffuser ». Un autre instructeur a suggéré qu'il est difficile pour les étudiants d'éliminer les idées de « vitalisme » et de « volition » de la part des particules. »

Un quart de nos élèves ont indiqué que les particules ont tendance à continuer de se déplacer jusqu'à ce qu'elles soient uniformément réparties, puis qu'elles arrêtent de se déplacer (réponse 4c). Certaines des déclarations de suivi des étudiants lors des entretiens semblaient suggérer que les étudiants conçoivent des particules se déplaçant uniquement si cela était nécessaire (par exemple, un gradient de concentration est présent). Quand il n'y avait pas un tel besoin, ils pensaient que les particules s'arrêteraient de bouger et resteraient stationnaires. Les instructeurs de biologie interrogés ont fait des observations similaires. Par exemple, un professeur de lycée avec 20 ans d'expérience a déclaré : « [Les élèves ont du mal avec l'idée] que les molécules ont un mouvement constant qui peut varier selon les conditions (température, pression, etc.) ». De même, un professeur d'université avec 15 ans d'expérience a noté que « [les étudiants ne présentent] aucune connaissance préalable de l'énergie cinétique/du mouvement brownien.

En ce qui concerne les paires de questions 5 et 6 (figure 1B et tableau 7), illustrant l'idée fausse 1 (tableau 3), plus de 50 % de tous les étudiants (y compris les majeures en biologie de la division supérieure) dans la plupart des semestres ont indiqué que si une petite quantité de sel est ajoutée à un grand volume d'eau, puis laissés au repos pendant plusieurs jours, les molécules de sel seraient concentrées au fond du récipient. Dans certains semestres, plus de 50 % des étudiants ont choisi cette réponse de contenu (figure 2 et tableau 6). Parmi ces élèves, 24 à 28 % ont choisi la raison 6a, affirmant que le sel coulerait, car le sel est plus lourd que l'eau, et 10 à 28 % ont choisi la raison 6c, indiquant que le sel coulerait parce qu'il y aura plus de temps pour s'installer (tableau 7 ).

Lors des entretiens avec les candidats, les étudiants qui ont sélectionné la réponse de contenu 5a combinée à la réponse de raison 6a ou 6c étaient convaincus qu'avec suffisamment de temps, les particules de soluté seraient concentrées au fond. Par exemple, lorsqu'on lui a demandé pourquoi elle avait choisi sa réponse, une majeure en biologie a déclaré : « Je pense que le sel est plus lourd… Quand vous le mettez dans un récipient, il va au fond ». Les personnes interrogées ont déclaré que ce serait le cas à la fois pour les solutés solides (par exemple, le sel et le sucre) et pour les solutés liquides (par exemple, les colorants ou colorants alimentaires). Ainsi, dans l'esprit de nombreux étudiants de premier cycle, même après une formation considérable en biologie, la gravité semble être un facteur majeur affectant les substances dissoutes, même lorsque seule une petite quantité de soluté est introduite dans un solvant.

La paire d'articles 7/8 (figure 1B, tableau 7 et matériel supplémentaire) présente une illustration et une description d'un récipient divisé par une membrane semi-perméable, avec du colorant plus de l'eau à gauche et de l'eau pure à droite. Le problème indique que seule l'eau peut traverser la membrane, le colorant ne peut pas traverser. Au cours de certains semestres, la moitié de nos étudiants ont sélectionné la réponse de contenu 7c, indiquant que l'eau se maintiendra à des niveaux égaux des deux côtés de la membrane. Parmi ceux qui ont choisi la réponse 7c, 26 à 29 % des étudiants de tous les semestres choisissent la raison pour laquelle la réponse 8b, que l'eau s'écoule librement et maintient des niveaux égaux des deux côtés de la membrane (tableau 7).

Parmi les étudiants de la division supérieure qui ont été interrogés, ceux qui ont sélectionné les réponses 7c et 8b ont indiqué que la pression atmosphérique l'emporte sur la capacité de l'eau à se déplacer à travers la membrane pendant l'osmose. Pour reprendre les mots d'un diplômé en biologie, « je suppose que l'eau ne va pas s'engouffrer et… aller à l'encontre de la pression pour… diluer le côté colorant des choses… La pression atmosphérique va l'emporter sur le système, dans la mesure où le désir de l'eau de diluer ça. Ainsi, les élèves ont apparemment des difficultés à peser et à intégrer les différents facteurs affectant le mouvement des molécules en solution. Leur intuition sur les effets de la pression atmosphérique tend à l'emporter sur le concept moins familier de la pression osmotique.

Environ 10 à 20 % des étudiants de tous les niveaux de cours qui pensaient que les niveaux d'eau seraient différents (réponse correcte du contenu, 7a : « Le côté 1 est plus élevé que le côté 2 ») ont choisi la raison 8a (incorrecte) : « L'eau passera de haut en bas concentration de soluté. Ces résultats indiquent un manque majeur de compréhension des principes de base de l'osmose et de la diffusion.


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Discussion : Diffusion & Osmose

Dans cette unité de laboratoire, vous suivrez votre manuel de laboratoire eSciences ACC (publié dans Blackboard : “Lab Manual”) pour en savoir plus sur la diffusion, l'osmose et comment ces processus fonctionnent à l'intérieur des cellules pour soutenir la vie.

Ce document vous servira de guide, vous renvoyant aux activités de laboratoire pertinentes et aux informations d'introduction trouvées dans le manuel du laboratoire eSciences (les pages de cette unité sont 68 – 81), ou dans la réplication en ligne du manuel du laboratoire eScience téléchargé sur Blackboard pour ceux d'entre vous qui préfèrent suivre en ligne.

REMARQUE : Je vous recommande de lire d'abord ce guide de laboratoire et ce document de rapport, en consultant les documents du manuel eSciences uniquement comme indiqué. Les étudiants qui utilisaient auparavant le manuel de laboratoire ont trouvé que les informations générales supplémentaires fournies dans ce document et les conseils étape par étape à travers les matériaux de laboratoire eSciences étaient bénéfiques.

INFORMATIONS GÉNÉRALES : DIFFUSION

La diffusion est le mouvement net d'un soluté d'une zone de concentration élevée vers une zone de concentration plus faible. Si vous avez déjà vu du thé se diffuser à partir d'un sachet de thé, vous connaissez le processus de diffusion. Vous avez observé les molécules brunes quitter le sachet de thé jusqu'à ce que le thé finisse par devenir uniformément brun. Ceci est parfois appelé molécules de soluté descendant leur gradient de concentration.

Notez que j'ai dit que c'est le mouvement NET d'un soluté. Cela signifie que, comme toutes les molécules en phases liquide et gazeuse, les molécules de soluté se déplacent de manière aléatoire dans toutes les directions. Il n'y a pas de force motrice pour envoyer une molécule de soluté vers le bas de son gradient de concentration autre qu'il n'y a aucun moyen d'empêcher le mouvement aléatoire des molécules. Finalement, les molécules de soluté deviendront totalement aléatoires dans leur distribution dans tout le solvant.

Qu'est-ce que la diffusion a à voir avec la biologie? Pratiquement tous les mouvements de molécules vers et hors et autour de l'intérieur de la cellule reposent sur la diffusion de solutés. L'élimination des déchets de la cellule repose sur le mouvement aléatoire de ces molécules de l'intérieur de la cellule vers l'extérieur de la cellule. De même, l'absorption des nutriments vitaux repose sur leur diffusion de l'extérieur vers l'intérieur de la cellule. Le système circulatoire accélère ces processus en balayant les nutriments à proximité des cellules et en balayant les déchets des cellules pour être excrétés ailleurs dans le corps.

Notez que la diffusion de l'oxygène (un nutriment vital) et du dioxyde de carbone (un déchet omniprésent de la respiration cellulaire) font partie de cette histoire. La diffusion est essentielle dans le processus de fourniture de nutriments et d'oxygène circulant dans le sang aux cellules. Une cellule doit être proche d'un capillaire, à moins de 100 microns d'un capillaire, pour que ces métabolites diffusent assez rapidement dans la cellule. S'il est plus éloigné que cela de la cellule, il ne recevra pas les nutriments vitaux ou ne pourra pas soulager ses déchets métaboliques dans la circulation sanguine.

Une cellule particulièrement plus grande a un plus gros problème d'échange de nutriments et de déchets qu'une cellule plus petite, simplement parce que ces molécules doivent diffuser plus loin pour infuser l'intérieur de la cellule. On pense que c'est la raison pour laquelle toutes les cellules vivantes sont microscopiquement petites, elles peuvent échanger des molécules plus rapidement avec leur environnement si elles sont petites, ou du moins ont un diamètre très étroit que les nutriments doivent traverser.

Pour mieux comprendre comment fonctionne la diffusion et comment elle est nécessaire pour nourrir les cellules et aider les cellules à éliminer les déchets, vous pouvez regarder ces animations sur la diffusion : http://www.wisc-online.com/Objects/ViewObject.aspx? ID=AP1903

Questions de fond sur la diffusion

Après avoir lu les informations générales sur la diffusion dans ce guide de rapport de laboratoire et dans votre manuel de laboratoire eSciences (publié sur Blackboard, Lab Exercises, Lab 6, Introduction), répondez aux questions suivantes.

1. Qu'est-ce qui fait que les molécules sont en mouvement constant ?

2. Quels sont les trois facteurs généraux qui affectent les taux de diffusion d'un soluté dans un solvant ? En pensant à l'importance de la diffusion dans l'absorption des nutriments et l'évacuation des déchets par les cellules, lequel des facteurs affectant les taux de diffusion est le plus efficace pour la santé des cellules de votre corps ?

3. Décrivez les composants moléculaires de la membrane qui entoure toutes les cellules vivantes et expliquez comment cette membrane limite le taux de diffusion des nutriments dans la cellule et la diffusion des déchets hors de la cellule.

4. Quelles sont les deux propriétés chimiques d'un soluté qui peuvent l'empêcher de se diffuser librement à travers une membrane biologique ?

5. Quelle est la propriété chimique d'un soluté qui peut l'empêcher de se diffuser librement à travers une membrane de dialyse ?

6. Allez sur http://highered.mcgraw-hill.com/sites/0072495855/student_view0/chapter2/ animation__how_diffusion_works.html pour regarder une animation sur la diffusion et répondez aux questions suivantes : a. A quel moment la diffusion d'un soluté s'arrête-t-elle complètement ?

b. En regardant les molécules en diffusion dans cette animation, se déplacent-elles de manière aléatoire ou directionnelle ? (Essayez ceci : choisissez une molécule spécifique et observez son mouvement : se déplace-t-elle dans une direction ou au hasard dans toutes les directions ?)

INFORMATIONS GÉNÉRALES : OSMOSE

L'osmose est similaire à la diffusion en ce sens que c'est le mouvement aléatoire des molécules qui a un mouvement net vers le bas de son gradient de concentration. Mais l'osmose diffère de la diffusion de ces manières :

1. L'osmose a à voir avec le mouvement des molécules de soluté (eau) au lieu des molécules de soluté. 2. L'osmose a à voir avec le mouvement à travers une membrane semi-perméable – qui est perméable à

les molécules de solvant (eau) et non les molécules de soluté. une. Les membranes biologiques sont perméables aux molécules d'eau, mais ne sont pas perméables aux grandes

et/ou des molécules de soluté polaire. b. Les membranes de dialyse sont perméables à toutes les molécules qui sont plus petites que les tailles de pores de

Dans l'osmose, les molécules d'eau traversent les membranes semi-perméables jusqu'à ce que la teneur en eau s'égalise des deux côtés de la membrane. À ce point d'équilibre, les solutions de part et d'autre de la membrane sont dites « “isotonique” ou “isosmotique”.

Jusqu'à ce que l'équilibre soit atteint, la solution avec la plus grande teneur en soluté est dite “hypertonique” ou “hyperosmotique”. A l'inverse, la solution avec la moindre teneur en soluté est dite « “Hypotonique” ou “hypo-osmotique”. Pendant ce temps, les molécules d'eau ont un mouvement net dans une direction hypotonique à hypertonique jusqu'à ce que l'équilibre soit atteint.

Si vous avez déjà trempé une cheville tordue dans une solution de sel d'Epsom, les mêmes principes s'appliquent : la solution hypertonique de sel d'Epsom a réduit votre inflammation par osmose. Le taux d'osmose est augmenté lorsque la différence de concentration est élevée. De même, si vous avez déjà remarqué que la peau de vos doigts se plisse après une longue baignade, cela est également dû à l'osmose. Les cellules de la peau ont pris de l'eau car elles étaient hypertoniques à la nage

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Aperçu

Adressez la grande idée de biologie AP® 2. Ces kits de matériel comprennent une sélection de composants difficiles à acquérir pour aider votre classe à exécuter avec succès le laboratoire d'investigation AP® 4 développé par College Board : diffusion et osmose. Les kits comprennent suffisamment de matériel pour une classe de 32 élèves travaillant en groupes de 4. Commandez le kit avec le matériel périssable inclus (article #747901P) ou avec un coupon prépayé pour demander des produits périssables plus tard à votre convenance (article #747901).

Noter: Les kits n'incluent pas les instructions de laboratoire. Pour obtenir des informations détaillées sur ce laboratoire, veuillez vous référer à la page Web suivante du College Board :
http://media.collegeboard.com/digitalServices/pdf/ap/bio-manual/Bio_Lab4-DiffusionandOsmosis.pdf

AP® est une marque déposée et/ou détenue par le College Board, qui n'a pas été impliqué dans la production de ces produits et ne les approuve pas.


Voir la vidéo: Biologie Physio - introduction à losmose et la diffusion (Août 2022).