Bersaglio: continuare la formazione di idee evolutive sullo sviluppo del mondo organico e sulla sua divisione in organismi procarioti ed eucarioti; sviluppare la conoscenza delle cellule procariotiche.

Attrezzatura: volantino sull'argomento: "Caratteristiche strutturali di una cellula procariotica", disegni da libri di testo.

Avanzamento della lezione

IO.Ripetizione e verifica della conoscenza del materiale studiato.

1. Sondaggio orale. Struttura e funzioni del nucleo.

2. Lavoro scritto basato su opzioni. Le domande sono scritte alla lavagna.

Opzione.

La sintesi proteica avviene sul (ribosoma).
Strutture che forniscono movimento cellulare (ciglia e flagelli).
Struttura cellulare contenente materiale genetico sotto forma di DNA (nucleo).
Organelli cellulari in cui avviene la sintesi dei carboidrati (plastidi).
Strutture a membrana singola con enzimi che scompongono le sostanze (lisosomi).

II Opzione.

Il sistema di membrane che divide la cellula in compartimenti separati in cui hanno luogo le reazioni metaboliche è chiamato (EPS).
Pile di cilindri di membrana, vescicole, in cui sono impacchettate le sostanze sintetizzate nella cellula (complesso di Golgi).
Organelli cellulari a doppia membrana in cui l'energia viene immagazzinata nella forma Molecole di ATP(mitocondri).
Una struttura porosa di cellulosa che conferisce alla cellula forza e una forma permanente (parete cellulare).
La sostanza principale della cellula, che contiene tutti gli organelli della cellula (citoplasma).

II. Imparare nuovo materiale.

Quali sono i livelli di organizzazione cellulare?

Quali cellule sono chiamate procariotiche?

Quali organismi sono procarioti?

Gli organismi procarioti conservano caratteristiche di estrema antichità: sono strutturati in modo molto semplice.

I batteri sono tipiche cellule procariotiche. Vivono ovunque: nell'acqua, nel suolo, nel cibo. I batteri sono forme di vita primitive e si può presumere che appartengano al tipo di creature viventi apparse nelle prime fasi dello sviluppo della vita sulla Terra.

Apparentemente i batteri vivevano originariamente nei mari; Probabilmente da loro hanno avuto origine i microrganismi moderni. L'uomo ha conosciuto il mondo dei batteri relativamente di recente, solo dopo aver imparato a realizzare lenti che forniscano un ingrandimento sufficientemente forte. Gli sviluppi tecnologici nei secoli successivi hanno permesso di studiare in dettaglio i batteri e altri organismi procarioti.

Le dimensioni dei batteri variano ampiamente: da 1 a 10-15 micron.

Guarda le immagini che raffigurano i batteri. Che forma possono avere?

Secondo la loro forma, le cellule sferiche sono cocchi, le cellule allungate sono bastoncini o bacilli e le cellule contorte sono spirille. I microrganismi possono esistere individualmente o formare cluster.

I batteri possono vivere solo in condizioni aerobiche o solo in condizioni anaerobiche, o in entrambe. Ottengono l'energia necessaria attraverso il processo di respirazione, fermentazione o fotosintesi.

Quali caratteristiche strutturali dei batteri possono essere identificate?

Le principali caratteristiche strutturali dei batteri sono l'assenza di un nucleo limitato da un guscio. Informazioni ereditarie i batteri si trovano su un cromosoma. Il cromosoma batterico, costituito da una molecola di DNA, ha la forma di un anello ed è immerso nel citoplasma. La cellula batterica è circondata da una membrana che separa il citoplasma dalla parete cellulare. Ci sono poche membrane nel citoplasma. Contiene ribosomi che effettuano la sintesi proteica. I batteri si riproducono dividendosi in due. A volte la riproduzione è preceduta da un processo sessuale, la cui essenza è l'emergere di nuove combinazioni di geni nel cromosoma batterico. Molti batteri tendono a formare spore. Le controversie sorgono quando mancano i nutrienti o quando i prodotti metabolici si accumulano in eccesso nell'ambiente. I processi vitali all'interno delle spore praticamente si fermano. Le spore batteriche sono molto stabili allo stato secco. In questo stato rimangono vitali per molte centinaia e persino migliaia di anni, resistendo a forti sbalzi di temperatura. Quando esposte a condizioni favorevoli, le spore si trasformano in una cellula batterica attiva.

Annota le caratteristiche strutturali dei batteri sul tuo quaderno.

Presentazione degli studenti sul tema “Il ruolo dei batteri nella natura e nella vita umana”. Il resto degli studenti scrive un breve riassunto.

Perché a scuola viene dichiarata la quarantena per alcune malattie, ma non per altre? Quali regole per prevenire le malattie infettive conosci?

III. Consolidamento e generalizzazione del materiale studiato.

Su ogni tavolo c'è materiale con compiti.

Sui banchi sono presenti complessi misti di disegni di organelli, cromosomi, nuclei e apparati superficiali delle cellule. Piega un modello di cellula procariotica. (Uno studente realizza un modello alla lavagna. Discussione dei risultati ottenuti.) Scrivi una storia su una cellula procariotica, nominando a turno una delle caratteristiche della sua struttura e attività vitale.

IV. Compiti a casa.

Caratteristiche della struttura di una cellula procariotica.

Letteratura:

Lezioni di biologia in 10 (11) grado. Pianificazione dettagliata. – Yaroslavl: Accademia di sviluppo, 2001
Biologia generale. 10-11 gradi. V.B Zakharov, S.G. Mamontov, V.I. Sonin. – M. Otarda - 2002

Inviare il tuo buon lavoro alla knowledge base è facile. Utilizza il modulo sottostante

Studenti, dottorandi, giovani scienziati che utilizzano la base di conoscenze nei loro studi e nel loro lavoro ti saranno molto grati.

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Rapporto sulla chimica sull'argomento:

Cellulosa

Completato da uno studente di 10a elementare

Scuola secondaria nel villaggio di Dubki

Aglabova Maryam

Cellulosa

Cellulosa, fibra, materiale da costruzione principale flora, formando le pareti cellulari di alberi e altro piante superiori. La forma naturale più pura di cellulosa sono i peli dei semi di cotone.

Purificazione e isolamento.

Attualmente, solo due fonti di cellulosa hanno importanza industriale: il cotone e la pasta di legno. Il cotone è cellulosa quasi pura e non richiede lavorazioni complesse per diventare un materiale di partenza per fibre sintetiche e plastiche non fibrose.

Dopo che le fibre lunghe utilizzate per realizzare i tessuti di cotone vengono separate dai semi di cotone, rimangono peli corti, o “lanugine” (lanugine di cotone), lunghi 10-15 mm.

La lanugine viene separata dal seme, riscaldata sotto pressione con una soluzione di idrossido di sodio al 2,5-3% per 2-6 ore, quindi lavata, sbiancata con cloro, nuovamente lavata ed asciugata. Il prodotto risultante è cellulosa pura al 99%. La resa è pari all'80% (in peso) di lanugine, il resto è costituito da lignina, grassi, cere, pectati e bucce di semi.

La pasta di legno viene solitamente ricavata dal legno di conifere. Contiene 50-60% cellulosa, 25-35% lignina e 10-15% emicellulose e idrocarburi non cellulosici. Nel processo al solfito, i trucioli di legno vengono bolliti sotto pressione (circa 0,5 MPa) a 140°C con anidride solforosa e bisolfito di calcio. In questo caso la lignina e gli idrocarburi vanno in soluzione e rimane la cellulosa.

Dopo il lavaggio e il candeggio, la massa purificata viene colata su carta sfusa, simile alla carta assorbente, ed essiccata. Questa massa è composta per l'88-97% da cellulosa ed è abbastanza adatta per la lavorazione chimica in fibra di viscosa e cellophane, nonché derivati della cellulosa: esteri ed eteri.

Il processo di rigenerazione della cellulosa dalla soluzione mediante aggiunta di acido alla sua soluzione acquosa concentrata di rame-ammoniaca (contenente cioè solfato di rame e idrossido di ammonio) fu descritto dall'inglese J. Mercer intorno al 1844.

Ma la prima applicazione industriale di questo metodo, che pose le basi per l'industria delle fibre di rame-ammoniaca, è attribuita a E. Schweitzer (1857), e il suo ulteriore sviluppo è merito di M. Kramer e I. Schlossberger (1858).

E solo nel 1892 Cross, Bevin e Beadle in Inghilterra inventarono un procedimento per produrre la fibra di viscosa: una soluzione acquosa viscosa (da cui il nome viscosa) di cellulosa veniva ottenuta dopo aver trattato prima la cellulosa con una soluzione forte di soda caustica, che dava “soda cellulosa”, e poi con disolfuro di carbonio (CS2), ottenendo xantato di cellulosa solubile.

Spremendo un flusso di questa soluzione "filante" attraverso una filiera con un piccolo foro rotondo in un bagno acido, la cellulosa veniva rigenerata sotto forma di fibra di rayon.

Quando la soluzione veniva spremuta nello stesso bagno attraverso una trafila dotata di una stretta fessura, si otteneva una pellicola chiamata cellophane.

J. Brandenberger, che lavorò su questa tecnologia in Francia dal 1908 al 1912, fu il primo a brevettare un processo continuo per produrre il cellophane.

Struttura chimica

Nonostante il diffuso uso industriale della cellulosa e dei suoi derivati, la formula chimica strutturale della cellulosa attualmente accettata fu proposta (da W. Haworth) solo nel 1934.

È vero, dal 1913 è nota la sua formula empirica C6H10O5, determinata dall'analisi quantitativa di campioni ben lavati e asciugati: 44,4% C, 6,2% H e 49,4% O.

viscosa fibra di cellulosa

Grazie al lavoro di G. Staudinger e K. Freudenberg, si sapeva anche che si tratta di una molecola polimerica a catena lunga, costituita da quelle mostrate in Fig. 1 ripetizione dei residui glucosidici.

Ciascuna unità ha tre gruppi idrossilici: uno primario (- CH2CHOH) e due secondari (>CHCHOH).

Nel 1920, E. Fischer aveva stabilito la struttura degli zuccheri semplici e nello stesso anno gli studi a raggi X sulla cellulosa mostrarono per la prima volta un chiaro schema di diffrazione delle sue fibre. Lo schema di diffrazione dei raggi X della fibra di cotone mostra un chiaro orientamento cristallino, ma la fibra di lino è ancora più ordinata. Quando la cellulosa viene rigenerata sotto forma di fibra, la cristallinità viene in gran parte persa.

Quanto è facile vedere alla luce dei risultati ottenuti scienza moderna, la chimica strutturale della cellulosa rimase praticamente ferma dal 1860 al 1920 perché per tutto questo tempo gli ausiliari discipline scientifiche necessario per risolvere il problema.

Cellula rigenerataOza

Fibra di viscosa e cellophane.

Sia la fibra di viscosa che il cellophane sono cellulosa rigenerata (dalla soluzione). La cellulosa naturale purificata viene trattata con un eccesso di idrossido di sodio concentrato; Dopo aver eliminato l'eccesso, i grumi vengono macinati e la massa risultante viene conservata in condizioni attentamente controllate. Con questo “invecchiamento” la lunghezza delle catene polimeriche diminuisce, il che favorisce la successiva dissoluzione. Quindi la cellulosa frantumata viene miscelata con disolfuro di carbonio e lo xantato risultante viene sciolto in una soluzione di idrossido di sodio per ottenere la "viscosa" - una soluzione viscosa. Quando la viscosa entra in una soluzione acquosa acida, la cellulosa viene rigenerata da essa. Le reazioni totali semplificate sono:

La fibra di viscosa, ottenuta spremendo la viscosa attraverso piccoli fori di una filiera in una soluzione acida, è ampiamente utilizzata per la produzione di tessuti per abbigliamento, tendaggi e tappezzeria, nonché nella tecnologia. Quantità significative di fibra di viscosa vengono utilizzate per cinture tecniche, nastri, filtri e cord per pneumatici.

Cellophane

Il cellophane, ottenuto spremendo la viscosa in un bagno acido attraverso una filiera a fessura stretta, passa quindi attraverso bagni di lavaggio, candeggio e plastificazione, viene fatto passare attraverso bottali di asciugatura e avvolto in un rotolo. La superficie della pellicola di cellophane è quasi sempre rivestita con nitrocellulosa, resina, qualche tipo di cera o vernice per ridurre la trasmissione del vapore acqueo e fornire la possibilità di sigillatura termica, poiché il cellophane non rivestito non ha la proprietà della termoplasticità.

Nella produzione moderna vengono utilizzati rivestimenti polimerici del tipo polivinilidene cloruro, poiché sono meno permeabili all'umidità e forniscono una connessione più duratura durante la termosaldatura.

Il cellophane è ampiamente utilizzato principalmente nell'industria dell'imballaggio come materiale di imballaggio per prodotti secchi, prodotti alimentari, prodotti del tabacco e anche come base per nastri da imballaggio autoadesivi.

Spugna di viscosa

La viscosa, oltre a formare una fibra o una pellicola, può essere miscelata con idonei materiali fibrosi e finemente cristallini; Dopo il trattamento con acido e la lisciviazione con acqua, questa miscela viene trasformata in un materiale spugnoso di viscosa (Fig. 2), utilizzato per l'imballaggio e l'isolamento termico.

Fibra di rame-ammoniaca

La fibra di cellulosa rigenerata viene prodotta anche su scala industriale sciogliendo la cellulosa in una soluzione concentrata di rame-ammoniaca (CuSO4 in NH4OH) e filando la soluzione risultante in fibra in un bagno di precipitazione acida. Questa fibra è chiamata fibra di rame-ammoniaca.

Proprietà della cellulosa

Proprietà chimiche.

Come mostrato nella Fig. 1, la cellulosa è un carboidrato altamente polimerico costituito da residui glucosidici C6H10O5 collegati da ponti eterei in posizione 1,4. I tre gruppi idrossilici in ciascuna unità di glucopiranosio possono essere esterificati con agenti organici come una miscela di acidi e anidridi acide con un catalizzatore adatto, come acido solforico.

Gli eteri possono essere formati dall'azione dell'idrossido di sodio concentrato che porta alla formazione di soda cellulosa e successiva reazione con un alogenuro alchilico:

La reazione con ossido di etilene o propilene produce eteri idrossilati:

Questi gruppi idrossilici liberi sono anche responsabili della maggiore igroscopicità della cellulosa. L'esterificazione e l'eterizzazione riducono l'igroscopicità e aumentano la solubilità nei comuni solventi.

Sotto l'influenza di una soluzione acquosa acida, i ponti di ossigeno nella posizione 1,4 vengono rotti. La rottura completa della catena produce glucosio, un monosaccaride. La lunghezza iniziale della catena dipende dall'origine della cellulosa. È massimo allo stato naturale e diminuisce durante il processo di isolamento, purificazione e conversione in composti derivati (vedi tabella).

Grado di polimerizzazione della cellulosa

Anche il taglio meccanico, ad esempio durante la macinazione abrasiva, porta ad una diminuzione della lunghezza della catena. Quando la lunghezza della catena polimerica diminuisce al di sotto di un certo valore minimo, il macroscopico proprietà fisiche cellulosa.

Poiché i gruppi aldeidici sono facilmente ossidati in gruppi carbossilici, il contenuto di carbossile, praticamente assente nella cellulosa naturale, aumenta notevolmente in condizioni di influenza atmosferica e ossidazione.

Come tutti i polimeri, la cellulosa viene distrutta sotto l'influenza di fattori atmosferici a seguito dell'azione combinata di ossigeno, umidità, componenti acidi dell'aria e luce solare.

La componente ultravioletta della luce solare è importante e molti buoni agenti protettivi UV aumentano la durata dei prodotti derivati della cellulosa. I componenti acidi dell'aria, come gli ossidi di azoto e di zolfo (che sono sempre presenti nell'aria atmosferica delle aree industriali), accelerano la decomposizione, spesso avendo un effetto più forte della luce solare.

Così, in Inghilterra, è stato notato che i campioni di cotone testati per l'esposizione alle condizioni atmosferiche in inverno, quando praticamente non c'era luce solare intensa, si degradavano più velocemente che in estate.

Il fatto è che la combustione di grandi quantità di carbone e gas in inverno ha portato ad un aumento della concentrazione di ossidi di azoto e zolfo nell'aria. Gli agenti antiacido, gli antiossidanti e gli assorbitori UV riducono la sensibilità della cellulosa agli agenti atmosferici.

La sostituzione dei gruppi idrossilici liberi porta a un cambiamento in questa sensibilità: il nitrato di cellulosa si degrada più velocemente e l'acetato e il propionato - più lentamente.

Proprietà fisiche. Le catene polimeriche di cellulosa sono impacchettate in lunghi fasci, o fibre, in cui, insieme a quelle ordinate e cristalline, sono presenti anche sezioni meno ordinate e amorfe (Fig. 5). La percentuale misurata di cristallinità dipende dal tipo di cellulosa e dal metodo di misurazione. Secondo i dati radiografici varia dal 70% (cotone) al 38-40% (fibra di viscosa).

L'analisi strutturale a raggi X fornisce informazioni non solo sulla relazione quantitativa tra materiale cristallino e amorfo nel polimero, ma anche sul grado di orientamento delle fibre causato dallo stiramento o dai normali processi di crescita. La nitidezza degli anelli di diffrazione caratterizza il grado di cristallinità, mentre i punti di diffrazione e la loro nitidezza caratterizzano la presenza e il grado di orientamento preferito dei cristalliti.

In un campione di acetato di cellulosa riciclato prodotto mediante il processo di filatura a secco, sia il grado di cristallinità che l'orientamento sono molto piccoli.

Nel campione di triacetato il grado di cristallinità è più elevato, ma non esiste un orientamento preferito. Il trattamento termico del triacetato ad una temperatura di 180-240 0 C aumenta notevolmente il grado della sua cristallinità e l'orientamento (mediante allungamento) in combinazione con il trattamento termico fornisce il materiale più ordinato. Len scopre alto grado sia la cristallinità che l'orientamento.

Riferimenti

1. Bushmelev V.A., Volman N.S. Processi e apparecchiature per la produzione di pasta e carta. M., 1974

2. Cellulosa e suoi derivati. M., 1974

3. Akim E.L. e altri. Tecnologia di lavorazione e lavorazione della cellulosa, della carta e del cartone. L., 1977

4. http://bio.freehostia.com (fonte Internet)

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DESCRIZIONE

INVENZIONI

Unione dei Soviet

Socialisticamente

Comitato di Stato

URSS per le invenzioni e le scoperte

P.P.S.S.V., T.V.Vasilkova, V.A.A.A.A.Y.Y e L.I.Dernovaya (Istituto di Chimica Organica dell'Accademia delle Scienze della RSS Kirghisa e Istituto di Chimica Fisica dell'Ordine della Bandiera Rossa del Lavoro dell'Accademia delle Scienze dell'URSS ( 71) Candidati (54 )METODO PER LA PRODUZIONE DI POLVERI DI CELLULOSA

CON UNA STRUTTURA POROSA

Tuttavia, questo metodo viene utilizzato per ottenere. campioni con superficie specifica bassa. – fino a 20 m9/g. 20

La tabella mostra l'area superficiale specifica delle cellulose in polvere ottenute con metodi noti e proposti.

L'invenzione riguarda la produzione di polveri di cellulosa con struttura porosa altamente sviluppata e utilizzabili in ambito preparativo, analitico e biochimico, nell'industria chimica e tecnologica.

Il più vicino all'invenzione proposta nell'essenza tecnica è un metodo per produrre cellulosa in polvere microcristallina trattando con soluzioni allo 0,1-1% di acidi di Lewis in solventi neutri o donatori di protoni e sottoposto a trattamento termico a 70-100 ° C per 1-3 ore, con ulteriore riscaldamento - 15 lavaggio e asciugatura del prodotto target Q. .

Lo scopo dell'invenzione è quello di ottenere polveri di cellulosa con struttura porosa altamente sviluppata.

Per raggiungere questo obiettivo nel metodo di produzione di polveri di cellulosa con struttura porosa trattando la cellulosa con acidi di Lewis e successivo trattamento termico, lavaggio ed asciugatura, il trattamento viene effettuato

10-15 minuti all'ebollizione e, dopo essiccazione, la polvere risultante viene mantenuta per 3060 minuti a 100-110 C. La cellulosa in polvere risultante ha una struttura porosa più sviluppata, e quindi un'area superficiale specifica più ampia, rispetto ai noti assorbenti di cellulosa in polvere.

La misurazione della superficie specifica dei campioni - S- viene effettuata utilizzando il metodo gascromatografico dei volumi trattenuti quando si utilizza n-esano come vapore. Come standard viene utilizzata la cellulosa in polvere ottenuta mediante idrolisi dell'acido cloridrico. La sua superficie specifica, determinata con il metodo statico, è pari a 1,7 m1/g.

I dati indicano un aumento significativo della superficie specifica delle polveri di cellulosa formate utilizzando il metodo proposto.

Acido distruttivo

Tipo di campione di cellulosa t

20 (dopo il riscaldamento) 100

Cellulosa ottenuta secondo quanto noto

Cellulosa,. ottenuto utilizzando il metodo proposto

Formula d'invenzione

TiCi4 108 135 220.

BF°OE11910142

Il fattore determinante che influenza in modo significativo la struttura della preparazione di cellulosa è il riscaldamento del campione. Il metodo proposto per produrre polvere di cellulosa porta alla comparsa di numerosi capillari e pori nel prodotto, penetrando nell'intera struttura della cellulosa, il che contribuisce alla formazione di un'ampia superficie interna.

La cellulosa in polvere ottenuta con il metodo proposto è caratterizzata da un massimo grado di polimerizzazione

100-150 unità di glucosio; e il contenuto di carbossile e ridotto. il versamento di gruppi carbonilici non supera 1 e 0,4%, il contenuto di ceneri è inferiore

1b. La frazione principale delle particelle di cellulosa in lunghezza è compresa tra 0,25 e 0,5 mm ed è circa il 95%.

Esempio 1. Un campione di cellulosa essiccata all'aria (20 g) viene fatto bollire per 15 minuti in 1000 ml di alcol etilico e 2,7 ppm di tetracloruro di titanio (0,2 moli per 1 unità anidra di cellulosa), spremuto fino a tre volte l'aumento di peso di il campione originale e sottoposto a trattamento termico per

1,5 ore a 105 C. Il prodotto viene quindi lavato con vigorosa agitazione con etanolo, acqua, etanolo ed essiccato all'aria. Superficie specifica op. separati su un gascromatografo

"Tsvet-100" utilizza vapore di n-esano come adsorbato, lunghezza della colonna 100 cm, massa assorbente

0,38 g, vettore - elio, rilevatore a ionizzazione di fiamma.

La superficie specifica è di 220 m angolari. Uscita del prodotto

97,2%; SP p= 100; contenuto di ceneri 0,86%.

0,2b; COOH 0,12%.

Esempio 2. La cellulosa originale viene fatta bollire per 10 minuti in 500 ml

Ordinanza 4658/31 Circolazione 53

Ramo del PPP "Brevetto", r. soluzione etanolica di tetracloruro stannoso contenente 1,8 ppm di acido di Lewis, che è

0,25 mol per 1 unità di cellulosa anidra. Successivamente la cellulosa viene posta in un forno di essiccazione per 1 ora a 110 C, dopo essere stata precedentemente spremuta fino ad un aumento di 2,8 volte del peso del campione. Al termine del trattamento termico il prodotto viene lavato fino a neutralità con etanolo, acqua, etanolo. L'essiccazione viene effettuata all'aria. L'area superficiale specifica, determinata con il metodo del volume trattenuto, secondo il metodo riportato nell'esempio 1, è pari a 95 ml/g. La polvere di cellulosa viene quindi riscaldata

30 minuti a 110 e fresco. S

500 m/anno. Resa del prodotto 97,3b| (P = 110; gruppi CHO e COOH 0,09 e 0,5b, rispettivamente, Esempio 3. Le fibre di cellulosa naturale (25 g) vengono distrutte mediante bollitura per 15 minuti in presenza di una soluzione di BFB ° OEt in etanolo

5,4 ml di acido e 500 ml di alcol, pressati fino a 2,5 volte

pesato e mantenuto per 1,5 ore a 110, lavato dall'acido con una porzione di etanolo, acqua, etanolo ed essiccato all'aria.

La superficie specifica, determinata con il metodo descritto nell'esempio 1,30 prima del riscaldamento è di 19,5 m/r. Dopo 1 ora

2 riscaldamenti a 105 la superficie specifica aumenta a 150 m/g.

Resa del prodotto 96,6b; SP = 130.

Contenuto di ceneri 0,77%.

35 Suggerito da cnocoai. La formazione di cellulosa in polvere consente di ottenere campioni con una struttura porosa altamente sviluppata e un'ampia superficie specifica, che supera di oltre 10 volte questo valore rispetto alle polveri di cellulosa conosciute, in tempi relativamente brevi e utilizzando una tecnologia semplice.

Metodo per produrre polveri di cellulosa con struttura porosa trattando la cellulosa con acidi di Lewis

50 con successivo trattamento termico, lavaggio ed asciugatura del prodotto desiderato, caratterizzato dal fatto che, per ottenere polveri con struttura porosa molto sviluppata, 55 il trattamento viene effettuato per 10-15 minuti all'ebollizione e, dopo essiccazione, il risultante la polvere viene conservata per 30-60 minuti a OO-110 C.

Fonti di informazione prese in considerazione durante l'esame

FINE. Cfr. n. 5/2002

La cellula è strutturale e
unità funzionale degli esseri viventi

(Lezione generale sotto forma di gioco d'affari in 10a elementare)

Quarto turno. "Faccio domande"

Insegnante. Questo round può essere definito come un duello intellettuale tra squadre.

Le squadre, a turno, si pongono domande sugli organelli cellulari."Procarioti". Cos'è la permeabilità selettiva della membrana? (.)

La membrana cellulare è permeabile ad alcune sostanze e impermeabile ad altre"Eucarioti". Quali sono i tipi di reticolo endoplasmatico (ER) e in cosa differiscono? (.)

Le squadre, a turno, si pongono domande sugli organelli cellulari. EPS liscio e ruvido; quello ruvido ha ribosomi, ma quello liscio no Quali funzioni svolge l'EPS? (.)

La membrana cellulare è permeabile ad alcune sostanze e impermeabile ad altre Divide il citoplasma in compartimenti, separa spazialmente i processi chimici, trasporta le proteine (RE grezzo), sintetizza e trasporta carboidrati e lipidi Perché i ribosomi sono classificati come organelli non di membrana? (.)

Le squadre, a turno, si pongono domande sugli organelli cellulari. I ribosomi sono costituiti da proteine e rRNA e non hanno membrana. Come ha preso il nome l'apparato di Golgi? ((1844–1926 )Le strutture intracellulari, in seguito chiamate apparato di Golgi, furono scoperte nel 1898 dallo scienziato italiano Camillo Golgi)

La membrana cellulare è permeabile ad alcune sostanze e impermeabile ad altre; Premio Nobel 1906 Come si relazionano i lisosomi con l'apparato del Golgi? ()

Le squadre, a turno, si pongono domande sugli organelli cellulari. Una delle funzioni dell'apparato del Golgi è la formazione dei lisosomi. Qual è il ruolo dei lisosomi nella cellula? (.)

La membrana cellulare è permeabile ad alcune sostanze e impermeabile ad altre Digestione delle sostanze che entrano nella cellula, distruzione di strutture non necessarie nella cellula, autodistruzione della cellula, se necessario Quali tipi di plastidi esistono? (.)

Le squadre, a turno, si pongono domande sugli organelli cellulari. Verde: cloroplasti contenenti clorofilla e carotenoidi e che svolgono la fotosintesi; cromoplasti giallo-arancio e rossi coinvolti nella sintesi di amido, oli e proteine; incolore – leucoplasti che producono carotenoidi Elenca gli organelli del movimento. (.)

La membrana cellulare è permeabile ad alcune sostanze e impermeabile ad altre Microtubuli, ciglia, flagelli Qual è il nucleo? (.)

Le squadre, a turno, si pongono domande sugli organelli cellulari. Organello a doppia membrana costituito da un involucro nucleare con pori, cromatina, nucleolo e linfa nucleare In quale organello si trova cellula vegetale il più grande? (.)

La membrana cellulare è permeabile ad alcune sostanze e impermeabile ad altre Vacuolo Perché in una cellula vegetale ci sono meno mitocondri che in una cellula animale? (.)

Gli animali sono capaci di movimento attivo, quindi i loro costi energetici sono superiori a quelli delle piante, il che influisce sul numero di mitocondri Hai una buona conoscenza della struttura e delle funzioni degli organelli cellulari. Passiamo ora ai processi che avvengono nella cellula.

Quinto round. "Ho sentito parlare di una gabbia"

Insegnante. Ti verranno presentate le definizioni delle strutture cellulari o dei processi che si verificano in una cellula. È necessario scegliere i termini corretti per loro. Hai il diritto di scegliere: la risposta corretta alla domanda sul cartellino rosso vale “5”, sulla carta verde – “4”.

Le squadre, a turno, si pongono domande sugli organelli cellulari. Il contenuto vivente delle cellule eucariotiche, costituito da un nucleo e un citoplasma con organelli. ( Protoplasma.)

La membrana cellulare è permeabile ad alcune sostanze e impermeabile ad altre Contenuto di una cellula esclusi il plasmalemma e il nucleo. ( Citoplasma.)

Le squadre, a turno, si pongono domande sugli organelli cellulari. Lo strato esterno di cellule animali e batteriche, costituito da polisaccaridi e proteine, svolge una funzione prevalentemente protettiva. ( Glicocalice.)

La membrana cellulare è permeabile ad alcune sostanze e impermeabile ad altre Una struttura porosa composta da cellulosa, emicellulosa e sostanze pectine, che conferisce alla cellula forza e forma permanente. ( Parete cellulare.)

Gli animali sono capaci di movimento attivo, quindi i loro costi energetici sono superiori a quelli delle piante, il che influisce sul numero di mitocondri Ora facciamo il contrario: io nomino e mostro il concetto e tu gli dai una definizione.

La membrana cellulare è permeabile ad alcune sostanze e impermeabile ad altre L'endocitosi è... ( Assorbimento di sostanze da parte di una cellula dovuto alla formazione di invaginazioni o alla loro cattura da parte di escrescenze di membrana.)

Le squadre, a turno, si pongono domande sugli organelli cellulari. L'esocitosi è... ( Rimozione di varie sostanze dalla cellula: ormoni, residui non digeriti, ecc..)

Domande per i segretari scientifici.

1. Quali sono i tipi di endocitosi? ( Pinocitosi, fagocitosi.)
2. La pinocitosi è... ( L'assorbimento di goccioline liquide da parte di una membrana è caratteristico delle cellule fungine, vegetali e animali.)
3. La fagocitosi è... ( L'assorbimento di oggetti viventi e particelle solide da parte della cellula dovuto alla formazione di bolle nella membrana plasmatica è caratteristico dei leucociti che assorbono batteri e amebe.)

Gli animali sono capaci di movimento attivo, quindi i loro costi energetici sono superiori a quelli delle piante, il che influisce sul numero di mitocondri Hai completato con successo il quinto round, scegliendo le giuste definizioni per i termini. Ora mettiamo alla prova le tue capacità di osservazione.

Sesto round. "Sto guardando la cella"

Gli animali sono capaci di movimento attivo, quindi i loro costi energetici sono superiori a quelli delle piante, il che influisce sul numero di mitocondri Prima di iniziare i compiti del sesto turno, ai segretari scientifici viene data l'opportunità di mettersi alla prova ancora una volta - per completare i compiti proposti dal consiglio.

1° Segretario. Spiegare la struttura e le funzioni dei mitocondri.

2° segretario. Spiegare la struttura e le funzioni dei cloroplasti cellulari.

3° Segretario. Parliamo della classificazione degli organelli cellulari.

4° Segretario. Annotare sulla lavagna i nomi degli organelli indicati dai numeri sul manuale “Cella”.

Dopo che i segretari scientifici hanno completato i compiti, a ciascuna squadra viene offerto un video sul processo che si svolge nella cella.

La membrana cellulare è permeabile ad alcune sostanze e impermeabile ad altre Il compito dei team è determinare qual è il processo e rispondere alla domanda.

Le squadre, a turno, si pongono domande sugli organelli cellulari. Video "Divisione cellulare - mitosi." Qual è il significato della mitosi in una cellula?

Gli animali sono capaci di movimento attivo, quindi i loro costi energetici sono superiori a quelli delle piante, il che influisce sul numero di mitocondri Bene, hai affrontato perfettamente questo compito. Nel turno successivo ricoprirai il ruolo di ricercatori.

Settimo round. “Confronto e faccio collegamenti”

1. Due rappresentanti del team stabiliscono una connessione tra la struttura e le funzioni della cellula. Ti vengono offerte micropreparazioni, dopo averle studiate utilizzando microscopio ottico, è necessario determinare: qual è la particolarità delle cellule dei tessuti, a quali funzioni è associata; nominare il tessuto studiato. Ricorda le regole per lavorare con un microscopio e diapositive. Ai bambini vengono proposte microslitte “Epidermide fogliare di geranio”, “Sangue umano”, “Muscoli striati”, “Tessuto osseo”.

2. Le squadre ricevono i tavoli che presentano caratteristiche comparative cellule vegetali e animali. Solo negli eucarioti la colonna "Caratteristiche delle cellule animali" non è compilata, mentre nei procarioti la colonna "Caratteristiche delle cellule vegetali" non è compilata. Devi ripristinare i dati scientifici: compila la colonna vuota. Il manuale “Struttura di una cellula” ti aiuterà in questo. Per favore, mettiti al lavoro. Posizionare le tavole compilate sul tavolo dei segretari scientifici. Li controlleranno e daranno la loro recensione.

3. Ci rivolgiamo ora ai segretari scientifici. Ogni segretario accademico valuta il lavoro del suo partner.

4. Diamo la parola ai ricercatori che hanno lavorato con i microscopi. Ogni ricercatore fornisce una breve relazione sul lavoro svolto.

Quindi, il settimo round è stato completato; per alcuni di voi, le capacità di ricerca acquisite a scuola saranno utili in futuro nello studio di altre scienze. Dopotutto, le stesse leggi della Natura si applicano sulla nostra Terra. Tuttavia, in ogni scienza ci sono delle regole, ma ci sono anche delle eccezioni.

Ottavo giro. "Faccio un'eccezione"

1. Qual è l'eccezione quando si studia struttura cellulare si possono creare organismi? A quali organismi appartiene? ( Virus.)

3. Come valuta una persona l'importanza dei virus? Fornisci esempi. ( Causa malattie virali di piante, animali, esseri umani.)

Nono giro. "Traggo le conclusioni"

"Eucarioti". Allora perché una cellula è l'unità strutturale di un organismo? ( Tutti gli organismi viventi sono costituiti da cellule. La cellula è uno dei livelli di organizzazione della vita. Non esistono forme di vita non cellulari e l'esistenza dei virus non fa che confermare questa regola, poiché possono manifestare le loro proprietà di sistemi viventi solo nelle cellule.)

Le squadre, a turno, si pongono domande sugli organelli cellulari. Perché la cellula è l'unità funzionale di un organismo?

(Perché tutte le proprietà della vita: metabolismo, crescita, riproduzione, sviluppo, irritabilità, discrezione, nutrizione, escrezione, autoregolazione e ritmo si manifestano nella cellula.) Segretario scientifico.

Gli animali sono capaci di movimento attivo, quindi i loro costi energetici sono superiori a quelli delle piante, il che influisce sul numero di mitocondri Vorrei aggiungere: la cellula è anche l'unità di sviluppo degli organismi che vivono sulla Terra. Dopotutto, i cambiamenti che si verificano in esso (ad esempio le mutazioni) possono portare a modifiche.

Dopo aver parlato con te per diverse lezioni, ho capito quanto eri interessato a questo argomento unico.

La conclusione logica della nostra lezione sarà un saggio sull'argomento "Poesia su una cellula", che hai scritto tu stesso. Suggerisco di leggere questa poesia utilizzando compiti creativi.

Il processo di rigenerazione della cellulosa da una soluzione mediante aggiunta di acido alla sua soluzione acquosa concentrata di rame-ammonio (contenente cioè solfato di rame e idrossido di ammonio) fu descritto dall'inglese J. Mercer intorno al 1844. Ma la prima applicazione industriale di questo metodo, che segnò l'inizio dell'industria delle fibre di rame-ammonio è attribuito a E. Schweitzer (1857), mentre il suo ulteriore sviluppo è merito di M. Kramer e I. Schlossberger (1858). E solo nel 1892 Cross, Bevin e Beadle in Inghilterra inventarono un procedimento per produrre la fibra di viscosa: una soluzione acquosa viscosa (da cui il nome viscosa) di cellulosa veniva ottenuta dopo aver trattato prima la cellulosa con una soluzione forte di soda caustica, che dava “soda cellulosa”, e poi con disolfuro di carbonio (CS 2), ottenendo xantato di cellulosa solubile. Spremendo un flusso di questa soluzione "filante" attraverso una filiera con un piccolo foro rotondo in un bagno acido, la cellulosa veniva rigenerata sotto forma di fibra di rayon. Quando la soluzione veniva spremuta nello stesso bagno attraverso una trafila dotata di una stretta fessura, si otteneva una pellicola chiamata cellophane. J. Brandenberger, che lavorò in questa tecnologia in Francia dal 1908 al 1912, fu il primo a brevettare un processo continuo per la produzione del cellophane.

Struttura chimica.

Nonostante l'ampio uso industriale della cellulosa e dei suoi derivati, la formula chimica strutturale della cellulosa attualmente accettata fu proposta (da W. Haworth) solo nel 1934. Tuttavia, dal 1913 la sua formula empirica C 6 H 10 O 5, determinata dall'analisi quantitativa, sono noti campioni ben lavati e asciugati: 44,4% C, 6,2% H e 49,4% O. Grazie al lavoro di G. Staudinger e K. Freudenberg, si sapeva anche che si tratta di una molecola polimerica a catena lunga costituita da quelle mostrato in Fig. 1 ripetizione dei residui glucosidici. Ciascuna unità ha tre gruppi idrossilici: uno primario (– CH 2 CH OH) e due secondari (> CH CH OH). Nel 1920, E. Fisher aveva stabilito la struttura degli zuccheri semplici e nello stesso anno gli studi a raggi X sulla cellulosa mostrarono per la prima volta un chiaro schema di diffrazione delle sue fibre. Lo schema di diffrazione dei raggi X della fibra di cotone mostra un chiaro orientamento cristallino, ma la fibra di lino è ancora più ordinata. Quando la cellulosa viene rigenerata sotto forma di fibra, la cristallinità viene in gran parte persa. Come è facile vedere alla luce delle conquiste della scienza moderna, la chimica strutturale della cellulosa rimase praticamente ferma dal 1860 al 1920 perché per tutto questo tempo le discipline scientifiche ausiliarie necessarie per risolvere il problema rimasero allo stadio iniziale.

CELLULOSA RIGENERATA

Fibra di viscosa e cellophane.

Cellophane.

Spugna di viscosa.

Fibra di rame-ammoniaca.

La fibra di cellulosa rigenerata viene anche prodotta su scala industriale sciogliendo la cellulosa in una soluzione concentrata di rame-ammoniaca (CuSO 4 in NH 4 OH) e filando la soluzione risultante in fibra in un bagno di precipitazione acida. Questa fibra è chiamata fibra di rame-ammoniaca.

PROPRIETÀ DELLA CELLULOSA

Proprietà chimiche.

Come mostrato nella Fig. 1, la cellulosa è un carboidrato ad alto contenuto polimerico costituito da residui glucosidici C 6 H 10 O 5 collegati da ponti eterei in posizione 1,4. I tre gruppi idrossilici in ciascuna unità di glucopiranosio possono essere esterificati con agenti organici come una miscela di acidi e anidridi acide con un catalizzatore adatto, come acido solforico. Gli eteri possono essere formati dall'azione dell'idrossido di sodio concentrato che porta alla formazione di soda cellulosa e successiva reazione con un alogenuro alchilico:

La reazione con ossido di etilene o propilene produce eteri idrossilati:

La presenza di questi gruppi idrossilici e la geometria della macromolecola determinano la forte attrazione reciproca polare delle unità vicine. Le forze attrattive sono così forti che i normali solventi non sono in grado di spezzare la catena e dissolvere la cellulosa. Questi gruppi idrossilici liberi sono anche responsabili della maggiore igroscopicità della cellulosa (Fig. 3). L'esterificazione e l'eterizzazione riducono l'igroscopicità e aumentano la solubilità nei comuni solventi.

Anche il taglio meccanico, ad esempio durante la macinazione abrasiva, porta ad una diminuzione della lunghezza della catena. Quando la lunghezza della catena polimerica viene ridotta al di sotto di un certo valore minimo, le proprietà fisiche macroscopiche della cellulosa cambiano.

Gli agenti ossidanti influenzano la cellulosa senza causare la scissione dell'anello del glucopiranosio (Fig. 4). L'azione successiva (in presenza di umidità, come nei test climatici) provoca tipicamente la scissione della catena e un aumento del numero di gruppi terminali simili ad aldeidi. Poiché i gruppi aldeidici sono facilmente ossidati in gruppi carbossilici, il contenuto di carbossile, praticamente assente nella cellulosa naturale, aumenta notevolmente in condizioni di influenza atmosferica e ossidazione.

Come tutti i polimeri, la cellulosa viene distrutta sotto l'influenza di fattori atmosferici a seguito dell'azione combinata di ossigeno, umidità, componenti acidi dell'aria e luce solare. La componente ultravioletta della luce solare è importante e molti buoni agenti protettivi UV aumentano la durata dei prodotti derivati della cellulosa. I componenti acidi dell'aria, come gli ossidi di azoto e di zolfo (che sono sempre presenti nell'aria atmosferica delle aree industriali), accelerano la decomposizione, spesso avendo un effetto più forte della luce solare. Così, in Inghilterra, è stato notato che i campioni di cotone testati per l'esposizione alle condizioni atmosferiche in inverno, quando praticamente non c'era luce solare intensa, si degradavano più velocemente che in estate. Il fatto è che la combustione di grandi quantità di carbone e gas in inverno ha portato ad un aumento della concentrazione di ossidi di azoto e zolfo nell'aria. Gli agenti antiacido, gli antiossidanti e gli assorbitori UV riducono la sensibilità della cellulosa agli agenti atmosferici. La sostituzione dei gruppi idrossilici liberi porta a un cambiamento in questa sensibilità: il nitrato di cellulosa si degrada più velocemente e l'acetato e il propionato - più lentamente.

Proprietà fisiche.

Le catene polimeriche di cellulosa sono impacchettate in lunghi fasci, o fibre, in cui, insieme a quelle ordinate e cristalline, sono presenti anche sezioni meno ordinate e amorfe (Fig. 5). La percentuale misurata di cristallinità dipende dal tipo di cellulosa e dal metodo di misurazione. Secondo i dati radiografici, varia dal 70% (cotone) al 38-40% (fibra di viscosa). L'analisi strutturale a raggi X fornisce informazioni non solo sulla relazione quantitativa tra materiale cristallino e amorfo nel polimero, ma anche sul grado di orientamento delle fibre causato dallo stiramento o dai normali processi di crescita. La nitidezza degli anelli di diffrazione caratterizza il grado di cristallinità, mentre i punti di diffrazione e la loro nitidezza caratterizzano la presenza e il grado di orientamento preferito dei cristalliti. In un campione di acetato di cellulosa riciclato prodotto mediante il processo di filatura a secco, sia il grado di cristallinità che l'orientamento sono molto piccoli. Nel campione di triacetato il grado di cristallinità è più elevato, ma non esiste un orientamento preferito. Trattamento termico del triacetato ad una temperatura di 180–240°