ადამიანების უმეტესობამ იცის, რომ მცენარეებს წყალი სჭირდებათ, რომ ცოცხალი დარჩნენ, მაგრამ იმის გარკვევა, თუ რამდენად ხშირად უნდა მოირწყას ეს, შეიძლება რთული იყოს ბოტანიკოსებისთვის და მცენარეთა მოყვარულთათვის. ერთი მარტივი ხრიკია, რომ მონიშნოთ კალენდარი, როდესაც მცენარეს მორწყავთ, შემდეგ დაელოდეთ, როდის დაიწყებს გაქრობას, რომ გამოთვალოთ, თუ რამდენ ხანს უნდა დაველოდოთ მორწყვის სესიებს შორის. იდეალური დროა მანამ, სანამ მცენარე არ გაქრება.
მეცნიერება, რის გამოც მუშაობს ეს? უჯრედის მემბრანა და ოსმოზი.
ყველა უჯრედს უნდა მოლეკულების გადატანა უჯრედში და გარეთ. ამის შესასრულებლად ზოგიერთ მექანიზმს უჯრედისგან ენერგიის გამოყენება სჭირდება, მაგალითად, უჯრედის მემბრანაში ტუმბოების დაყენება მოლეკულების ტრანსპორტირებისთვის.
დიფუზია არის გზა, რომ გადაადგილდეს ზოგიერთი მოლეკულა მემბრანაზე უფასოდ - ხსნარების უფრო მაღალი კონცენტრაციის უბნებიდან დაბალ კონცენტრაციამდე - უჯრედისგან საჭირო ენერგიის დახარჯვის გარეშე. ოსმოსები დიფუზიას წააგავს, მაგრამ ნაცვლად იმისა, რომ მოლეკულები, ან ხსნადი ნივთიერებები გადაადგილდეს, ის გადააქვს გამხსნელი, რომელიც არის სუფთა წყალი.
ოსმოსის პროცესი
ნახევრად გამტარი მემბრანა, ისევე როგორც ნაპოვნია მასში ცხოველური და მცენარეული უჯრედები, გამოყოფთ უჯრედის ინტერიერს უჯრის გარეთ. ოსმოსის პროცესი წყლის მოლეკულებს გადაჰყოფს მთელს მიდამოში ნახევრად გამტარი მემბრანა როდესაც არსებობს კონცენტრაციის გრადიენტი ისეთი, რომ ბიოლოგიური მემბრანის თითოეულ მხარეს არის ხსნადის სხვადასხვა კონცენტრაცია.
ოსმოსური წნევა უბრალოდ გადაადგილდება წყლის მოლეკულები გარსის გასწვრივ, სანამ ხსნადი ნივთიერება (წყალში გახსნილი მოლეკულა) არ მიაღწევს წონასწორობას. ამ ეტაპზე, გამხსნელი და გამხსნელი (წყალი) თანხის ტოლია მემბრანის თითოეულ მხარეს.
მაგალითად, განვიხილოთ მარილიანი წყლის ხსნარი, სადაც მარილი მემბრანის წყალში იხსნება. თუ გარსის ერთ მხარეს მარილის უფრო მაღალი კონცენტრაციაა, წყალი ნაკლებად გადადის მარილიანი მხარე გარსის გასწვრივ მარილიანი მხრიდან, სანამ მემბრანის ორივე მხარე თანაბრად არ დამარილდება.
ოსმოსის სამი სახეობის მაგალითი
ოსმოსის პროცესმა შეიძლება გამოიწვიოს უჯრედების შემცირება ან გაფართოება (ან იგივე დარჩეს) წყლის მოლეკულების მოძრაობით. ოსმოსოზი განსხვავებულად მოქმედებს უჯრედებზე, განსახილველი ხსნარის ტიპის მიხედვით.
იმ შემთხვევაში, თუ ა ჰიპერტონიული ხსნარი, უჯრედის გარეთ უფრო მეტი ხსნადია, ვიდრე უჯრედისში. ამის გათანაბრება, წყლის მოლეკულები დატოვონ უჯრედი, გადაადგილდებიან მემბრანის მხარეს უფრო მაღალი ხსნადი კონცენტრაციით. ეს წყლის დაკარგვა იწვევს უჯრედის შემცირებას.
თუ გამოსავალი არის ა ჰიპოტონიური ხსნარი, უჯრედის შიგნით უფრო მეტი ხსნადია, ვიდრე უჯრედის გარეთ. წონასწორობის მოსაძებნად, წყლის მოლეკულები უჯრედში გადადიან, რაც უჯრედის შიგნით წყლის მოცულობის ზრდასთან ერთად უჯრედის გაფართოებას იწვევს.
ან იზოტონური ხსნარი აქვს იგივე რაოდენობის ხსნადი უჯრედის მემბრანის ორივე მხარეს, ამიტომ ეს უჯრედი უკვე წონასწორობაშია. ის სტაბილური დარჩება, არც იკლებს და არც იშლება.
როგორ მოქმედებს ოსმოსოზი უჯრედებზე
კარგი მოდელი იმის გასაგებად, თუ როგორ მოქმედებს ოსმოსის პროცესი ადამიანის უჯრედებზე, არის სისხლის წითელი უჯრედები. სხეული ძალზე შრომობს მის შენარჩუნებაში იზოტონური პირობები ისე, რომ თქვენი სისხლის წითელი უჯრედები წონასწორობაზე დარჩეს, არც შემცირება და არც შეშუპება.
მაღალ ჰიპერტონიულ პირობებში სისხლის წითელი უჯრედები იკლებს, რამაც შეიძლება სისხლის წითელი უჯრედები მოკლას. მაღალ ჰიპოტონიურ პირობებს უკეთესი არ არის, ვინაიდან სისხლის წითელი უჯრედები შეიძლება ადიდდეს, სანამ არ ადიდდება, რასაც ე.წ. ლიზისი.
მცენარეთა უჯრედში, რომელსაც აქვს ხისტი უჯრედის კედელი უჯრედის მემბრანის გარეთ, ოსმოსის წყალში უჯრედი მხოლოდ გარკვეულ წერტილამდე მიიყვანს. მცენარე ამ წყალს ინახავს მის ცენტრალურ ვაკუოლში. მცენარის შიდა წნევა, ე.წ. ტურგორის წნევა, ხელს უშლის ძალიან ბევრი წყლის შეყვანას საკანში ვაკუოლში შესანახად.
გახსოვთ ის მცენარე, რომლის მორწყვაც გჭირდებათ? ის ნელდება საკმარისი მორწყვის გარეშე, რადგან მცენარე კარგავს ტურგორულ წნევას.