Budowa chemiczna kości

Dlaczego właśnie to doświadczenie? Jak wiadomo jedną z podstawowych części układu ruchu człowieka są kości. Stanowią one wewnętrzne rusztowanie ciała a zatem podporę dla całego organizmu i ochraniają organy wewnętrzne. Funkcje te spełniają dzięki swojej specyficznej strukturze. Związki organiczne nadają kościom sprężystość a związki nieorganiczne nadają im sztywność i wytrzymałość. A co by się stało gdyby kości były pozbawione jednego z tych składników? Odpowiedzią na to pytanie jest poniższe doświadczenie.

Przygotowanie doświadczenia Potrzebne materiały: Trzy kości udowe kurczaka o podobnej wielkości Ocet (kwas octowy) Woda Dwa słoiki Aparat fotograficzny Młotek Piekarnik

Przebieg doświadczenia Przygotowanie kości ( mycie, obranie). Jedną kość zamykamy na 3 dni w słoiku z octem. Drugą kość zamykamy na 3 dni w słoiku z wodą (próba kontrolna). Trzecią kość prażymy w piekarniku przez 30 minut w temperaturze 250oC.

Zdjęcia kości na początku doświadczenia

Obserwacje kości po włożeniu jednej do słoika z wodą a drugiej do słoika z octem

Wyniki doświadczenia Kość w occie. W słoiku zauważamy wyraźne zmętnienie, płyn wewnątrz słoika zmienił swoją konsystencję stał się bardziej gęsty. Kość straciła barwę i przybrała szary kolor. Po wyjęciu kość była na tyle giętka że można ją było zgiąć w palcach. Nie odkształcała się nawet po uderzeniu młotkiem.

Ocet po 3 dniach zmienił swoją barwę z przezroczystej na lekko brązową i stał się mętny Woda po 3 dniach zmieniła swoją barwę z przezroczystej na lekko czerwoną

Wyniki doświadczenia 2. Kość w wodzie. Zawartość słoika przybrała czerwony kolor. Płyn wewnątrz słoika nie zmienił swojej konsystencji. Kość nie utraciła swojej pierwotnej struktury i barwy o czym świadczy fakt, że nie poddawała się uderzeniom młotka. Kości nie dało się zgiąć w palcach.

Kość wyjęta z wody Kość wyjęta z octu

Wyniki doświadczenia 3. Kość prażona w piekarniku. Kość wyjęta z piekarnika była koloru ciemno brązowego, miejscami nadpalona do czarnego koloru. Nie była giętka o czym świadczy fakt, że po uderzeniu młotkiem rozkruszyła się na drobne fragmenty. Próba zgięcia kości też zakończyła się niepowodzeniem, kość pękła.

Po lekkim uderzeniu młotkiem, kość rozleciała się na kawałki

Wyjaśnienie zjawiska 1.Próbą kontrolną była kość moczona w wodzie. Woda jest roztworem nie wpływającym na zawartość składników w kościach ponieważ ma odczyn obojętny, zatem z komórek nie będą do niej przenikać żadne substancje zwłaszcza nieorganiczne (jak wiemy transport substancji organicznych jest bardziej skomplikowany i wymaga przenośników).

Wyjaśnienie zjawiska 2.Kość moczona w occie czyli w kwasie octowym jest przykładem na to, że sole mineralne mogą z martwej kości przenikać do zewnętrznego roztworu, gdzie jest mniejsze ich stężenie. Zatem większość soli mineralnych przeniknęła do roztworu i spowodowała jego zmętnienie. Brak soli mineralnych których zadaniem jest utwardzać kość spowodował, że w kości pozostały tylko związki organiczne nadające kości elastyczność. Dlatego kość była giętka i odporna na uderzenia.

Wyjaśnienie zjawiska 3. Kość wyjęta z piekarnika. Związki organiczne występujące w kości to głównie białka np. osseina – nadają one kości elastyczność. Jak wiemy, białka w temperaturze powyżej 45oC ulegają denaturacji, czyli niszczy się ich IV rzędowa struktura (jest to proces nieodwracalny), powodujący zniszczenie białka. Dlatego kość wyjęta z piekarnika miała wypalone w sobie białka i stała się krucha (pozostały w niej tylko sole mineralne). Przez to, kość utraciła elastyczność i próba zgięcia oraz uderzenia jej zakończyła się pokruszeniem i złamaniem kości.

Kość po uprażeniu kość po wyjęciu z wody kość po wyjęciu z octu

Wnioski końcowe 1. Bark substancji nieorganicznej w kości (soli mineralnych) powoduje utratę twardości kości. 2. Brak substancji organicznej w kości (osseiny) powoduje utratę elastyczności kości. 3. Woda nie wpływa na zawartość związków chemicznych w kościach. 4. Prawidłowe odżywianie się (zrównoważona dieta) zapobiega schorzeniom kości (potrzebne są w nich zarówno związki organiczne jak i nieorganiczne).

Wykonała Weronika Maciukiewicz klasa 1d Literatura: W. Sawicki „Histologia” Wydawnictwo lekarskie TZWL 2000, str. 138-153 Barbara Klimuszko „Biologia człowiek- anatomia, fizjonomia i higiena” Wydawnictwo Edukacyjne Zofii Dobkowskiej 2000, str. 25-28