Useimmat ihmiset tietävät, että kasvit tarvitsevat vettä pysyäkseen hengissä, mutta niiden kastelemisen tiheys voi olla hankalaa sekä kasvitieteilijöille että kasvien harrastajille. Yksi yksinkertainen temppu on merkitä kalenteri, kun kastelet kasviasi, ja odota sitten, kunnes se alkaa haihtua, laskeaksesi kuinka kauan odottaa kastelujen välillä. Ihanteellinen ajoitus on juuri ennen laitoksen kuihtumista.
Tiede, miksi tämä toimii? Solukalvot ja osmoosi.
Kaikkien solujen on siirrettävä molekyylejä soluun ja sieltä pois. Jotkut mekanismit tämän saavuttamiseksi edellyttävät solun käyttävän energiaa, kuten pumppujen asettaminen solukalvoon molekyylien kuljettamiseksi.
Diffuusio on tapa siirtää joitain molekyylejä membraanin läpi ilmaiseksi - alueilta, joissa liuenneiden aineiden pitoisuus on korkeampi, pienempiin pitoisuuksiin ilman, että solua tarvitaan kuluttamaan arvokasta energiaa. Osmoosi on paljon kuin diffuusio, mutta sen sijaan, että molekyylejä tai liuenneita aineita siirrettäisiin, se siirtää liuotinta, joka on puhdasta vettä.
Osmoosin prosessi
Puoliläpäisevät kalvot, kuten kalvot eläin- ja kasvisolut, erota solun sisäosa solun ulkopuolella olevasta. Osmoosiprosessi siirtää vesimolekyylit poikki puoliläpäisevä kalvo kun konsentraatiogradientti on sellainen, että biologisen kalvon kummallakin puolella on erilaisia liuenneen aineen pitoisuuksia.
Osmoottinen paine yksinkertaisesti siirtää vesimolekyylit kalvon läpi, kunnes liuenneen aineen (veteen liuennut molekyyli) saavuttaa tasapaino. Tässä vaiheessa liuenneen aineen ja liuottimen (veden) määrä on sama kalvon molemmilla puolilla.
Tarkastellaan esimerkiksi suolaveden liuosta, jossa suola liuotetaan veteen kalvon poikki. Jos suolan pitoisuus on suurempi kalvon toisella puolella, vesi liikkuu pienemmästä suolainen puoli kalvon poikki suolaisemmalle puolelle, kunnes kalvon molemmat puolet ovat yhtä suolaisia.
Kolme tyyppiä osmoosin esimerkkejä
Osmoosiprosessi voi saada solut kutistumaan tai laajentumaan (tai pysymään samana) vesimolekyylien liikkuessa. Osmoosi vaikuttaa soluihin eri tavalla kyseessä olevan liuoksen tyypistä riippuen.
Jos kyseessä on a hypertoninen ratkaisu, solun ulkopuolella on enemmän solutta kuin solun sisällä. Tämän tasoittamiseksi vesimolekyylit poistua solusta siirtymällä kohti kalvon sivua, jolla on suurempi liuenneen aineen pitoisuus. Tämä vesihäviö aiheuttaa solun kutistumisen.
Jos ratkaisu on a hypotoninen liuos, solun sisällä on enemmän solutta kuin solun ulkopuolella. Tasapainon löytämiseksi vesimolekyylit liikkuvat soluun aiheuttaen solun laajenemisen, kun solun sisällä oleva vesitilavuus kasvaa.
An isotoninen liuos on sama määrä liuenneita aineita solukalvon molemmilla puolilla, joten tämä solu on jo tasapainossa. Se pysyy vakaana, ei kutistu eikä turvota.
Kuinka osmoosi vaikuttaa soluihin
Hyvä malli ymmärtääkseen, miten osmoosiprosessi vaikuttaa ihmissoluihin, on punasolu. Keho työskentelee kovasti ylläpitää isotoniset olosuhteet niin että punasolusi pysyvät tasapainossa eivätkä kutistu eivätkä turvota.
Erittäin hypertonisissa olosuhteissa punasolut kutistuvat, mikä voi tappaa punasolut. Erittäin hypotoniset olosuhteet eivät ole parempia, koska punasolut voivat turvota, kunnes ne puhkeavat, mikä on nimeltään hajoaminen.
Kasvisolussa, jolla on jäykkä soluseinän solukalvon ulkopuolella osmoosi vetää vettä soluun vain tiettyyn pisteeseen. Laitos varastoi tämän veden keskeiseen tyhjiöinsä. Laitoksen sisäinen paine, nimeltään turgorin paine, estää liikaa vettä pääsemästä soluun varastointia varten vakuoliin.
Muistatko sen kasteltavan kasvin? Se haihtuu ilman tarpeeksi kastelua, koska kasvi menettää turgoripaineen.
