Enamik inimesi teab, et taimed vajavad elus püsimiseks vett, kuid nende kastmise sageduse väljaselgitamine võib olla keeruline nii botaanikutele kui ka taimehuvilistele. Üks lihtne nipp on märkida kalender oma taime kastmisel ja oodata, kuni see hakkab närbuma, et arvutada, kui kaua oodata jootmise vahel. Ideaalne aeg on vahetult enne taime närbumist.
Teadus, miks see töötab? Rakumembraanid ja osmoos.
Kõik rakud peavad molekulid rakku ja sealt välja viima. Mõned mehhanismid selle saavutamiseks nõuavad rakult energiat, näiteks molekulide transportimiseks rakkude membraanis pumpade seadistamist.
Difusioon on viis, kuidas mõnda molekuli tasuta üle membraani viia - lahustunud ainete suurema kontsentratsiooniga aladelt madalama kontsentratsioonini - ilma, et rakk peaks kulutama väärtuslikku energiat. Osmoos sarnaneb paljuski difusiooniga, kuid molekulide ehk soluudi liikumise asemel liigutab see lahustit, milleks on puhas vesi.
Osmoosi protsess
Poolläbilaskvad membraanid, nagu need, mis on leitud
looma- ja taimerakud, eraldage lahtri sisemus lahtrist väljaspool olevast. Osmoosiprotsess liigutab veemolekule üle poolläbilaskev membraan kui kontsentratsioonigradient on selline, et bioloogilise membraani mõlemal küljel on lahustunud aine kontsentratsioon erinev.Osmootne rõhk liigutab veemolekule lihtsalt üle membraani, kuni lahustunud aine (vees lahustunud molekul) saavutab tasakaalu. Sel hetkel on lahustunud aine ja lahusti (vee) kogus membraani mõlemal küljel võrdne.
Mõelgem näiteks soolase vee lahusele, kus sool lahustatakse vees läbi membraani. Kui membraani ühel küljel on suurem soola kontsentratsioon, liigub vesi vähemast soolane külg kogu membraani kuni soolasema poole, kuni membraani mõlemad küljed on võrdselt soolased.
Kolme tüüpi osmoosi näited
Osmoosiprotsess võib põhjustada rakkude kokkutõmbumist või laienemist (või muutumatuks jäämist) koos veemolekulide liikumisega. Osmoos mõjutab rakke erinevalt, olenevalt lahuse tüübist.
Juhul kui hüpertooniline lahendus, lahtrit on väljaspool kambrit rohkem kui raku sees. Selle võrdsustamiseks veemolekulid lahku rakust, liikudes suurema soluudi kontsentratsiooniga membraani külje poole. See veekadu põhjustab raku kahanemist.
Kui lahendus on a hüpotooniline lahus, raku sees on lahustumatut ainet rohkem kui lahtris. Tasakaalu leidmiseks liiguvad veemolekulid rakku, mille tagajärjel rakk laieneb, kui raku sees olev veemaht suureneb.
An isotooniline lahus rakumembraani mõlemal küljel on sama kogus lahustunud ainet, nii et see rakk on juba tasakaalus. See jääb stabiilseks, ei kahane ega paisteta.
Kuidas osmoos rakke mõjutab
Hea mudel, kuidas mõista, kuidas osmoosiprotsess mõjutab inimese rakke, on punased verelibled. Keha töötab kõvasti hooldamise nimel isotoonilised tingimused nii et teie punased verelibled püsiksid tasakaalus, ei väheneks ega paisteks.
Väga hüpertoonilistes tingimustes vähenevad punased verelibled, mis võivad punaseid vereliblesid tappa. Väga hüpotoonilised seisundid pole paremad, kuna punased verelibled võivad paisuda kuni nende lõhkemiseni, mida nimetatakse lüüs.
Taimerakus, millel on jäik raku sein väljaspool rakumembraani tõmbab osmoos vett rakku ainult teatud punktini. Jaam hoiab seda vett oma keskmises vaakumis. Tehase siserõhk, nn turgori rõhk, takistab liiga suure hulga vee sattumist rakku vakuooli ladustamiseks.
Kas mäletate seda taime, mida vajate kastmiseks? See närbub ilma piisava jootmiseta, sest taim kaotab turgoorrõhu.