A legtöbb ember tudja, hogy a növényeknek vízre van szükségük ahhoz, hogy életben maradjanak, de a botanikusok és a növénykedvelők számára egyaránt bonyolult lehet kitalálni, hogy milyen gyakran öntözzék őket. Egy egyszerű trükk az, ha megjelöli a naptárat, amikor öntözi a növényt, majd várja meg, amíg a fonnyadás megkezdi, hogy kiszámolja, mennyi ideig kell várni az öntözés között. Az ideális időzítés közvetlenül a növény hervadása előtt van.
A tudomány, ami mögött ez működik? Sejtmembránok és ozmózis.
Minden sejtnek be kell mozgatnia a molekulákat a sejtbe és ki onnan. Ennek megvalósításához szükséges mechanizmusok egy része megköveteli, hogy a sejt energiát használjon fel, például a sejtmembránban szivattyúkat állítanak fel molekulák szállítására.
Diffúzió olyan módszer, amellyel bizonyos molekulákat ingyen lehet áthelyezni a membránon - az oldott anyag nagyobb koncentrációjú területeiről az alacsonyabb koncentrációra - anélkül, hogy a sejt értékes energiát kellene költenie. Az ozmózis nagyon hasonlít a diffúzióhoz, de a molekulák vagy oldott anyag mozgatása helyett az oldószert mozgatja, amely tiszta víz.
Az ozmózis folyamata
Félig áteresztő membránok, hasonlóan a állati és növényi sejtek, különítse el a cella belsejét attól, ami a cellán kívül van. Az ozmózis folyamata a vízmolekulákat a félig áteresztő membrán amikor olyan koncentrációgradiens van, hogy az oldott anyag koncentrációja különböző legyen a biológiai membrán mindkét oldalán.
Ozmotikus nyomás egyszerűen mozgatja a vízmolekulákat a membránon, amíg az oldott anyag (a vízben oldott molekula) el nem éri az egyensúlyt. Ezen a ponton az oldott anyag és az oldószer (víz) mennyisége a membrán mindkét oldalán egyenlő.
Vegyünk például egy sós víz oldatát, ahol a sót vízben oldjuk egy membránon keresztül. Ha a membrán egyik oldalán nagyobb sókoncentráció van, akkor a víz a kevesebbről mozog sós oldala a membránon át a sósabb oldaláig, amíg a membrán mindkét oldala egyformán sós.
Az ozmózis három típusa
Az ozmózis folyamata a sejtek zsugorodását vagy tágulását (vagy ugyanazon maradását) okozhatja a vízmolekulák mozgásával. Az ozmózis a kérdéses oldattípustól függően eltérően hat a sejtekre.
Abban az esetben, ha a hipertóniás megoldás, a cellán kívül több oldott anyag van, mint a cellában. Ennek kiegyenlítésére, vízmolekulák hagyja el a sejtet, a membrán oldala felé haladva nagyobb oldott anyag koncentrációval. Ez a vízveszteség a sejt zsugorodását okozza.
Ha a megoldás a hipotonikus megoldás, a sejt belsejében több oldott anyag van, mint a cellán kívül. Az egyensúly megtalálása érdekében a vízmolekulák beköltöznek a sejtbe, aminek következtében a sejt kitágul, ahogy a sejtben lévő vízmennyiség növekszik.
An izotóniás oldat a sejtmembrán mindkét oldalán azonos mennyiségű oldott anyag van, ezért ez a sejt már egyensúlyban van. Stabil marad, sem nem csökken, sem nem duzzad.
Hogyan befolyásolja az ozmózis a sejteket
A vörösvérsejt jó modell annak megértéséhez, hogy az ozmózis folyamata hogyan hat az emberi sejtekre. A test keményen dolgozik fenntartása mellett izotóniás állapotok hogy vörösvértestjei egyensúlyban maradjanak, se nem csökkennek, se nem duzzadnak meg.
Erősen hipertóniás körülmények között a vörösvértestek zsugorodnak, ami elpusztíthatja a vörösvértesteket. A nagyon hipotóniás állapotok nem jobbak, mivel a vörösvérsejtek megduzzadhatnak, amíg meg nem repednek, amit ún lízis.
Növényi sejtben, amelynek merev sejtfal a sejtmembránon kívül az ozmózis csak egy bizonyos pontig vonja be a vizet a sejtbe. A növény ezt a vizet a központi vakuolájában tárolja. Az üzem belső nyomása, ún turgor nyomás, megakadályozza, hogy túl sok víz kerüljön a cellába, hogy a vakuolában tárolódjon.
Emlékszel arra a növényre, amelyet öntözni kellett? Meghűl elég öntözés nélkül, mert a növény elveszíti a turgor nyomását.