De meeste mensen weten dat planten water nodig hebben om in leven te blijven, maar uitzoeken hoe vaak ze water moeten geven, kan lastig zijn voor zowel plantkundigen als plantenliefhebbers. Een eenvoudige truc is om de kalender te markeren wanneer u uw plant water geeft en vervolgens te wachten tot deze begint te verwelken om te berekenen hoe lang u moet wachten tussen de gietbeurten. De ideale timing is net voordat de plant verwelkt.
De wetenschap achter waarom dit werkt? Celmembranen en osmose.
Alle cellen moeten moleculen in en uit de cel verplaatsen. Sommige van de mechanismen om dit te bereiken, vereisen dat de cel energie gebruikt, zoals het opzetten van pompen in het celmembraan om moleculen te transporteren.
Diffusie is een manier om enkele moleculen gratis door een membraan te verplaatsen - van gebieden met een hogere concentratie opgeloste stoffen naar een lagere concentratie - zonder dat de cel waardevolle energie hoeft te besteden. Osmose lijkt veel op diffusie, maar in plaats van de moleculen of opgeloste stoffen te verplaatsen, verplaatst het het oplosmiddel, dat zuiver water is.
Proces van osmose
Semipermeabele membranen, zoals die gevonden worden in dierlijke en plantaardige cellen, scheidt het binnenste van de cel van wat zich buiten de cel bevindt. Het proces van osmose verplaatst watermoleculen over de semipermeabel membraan wanneer er een zodanige concentratiegradiënt is dat er aan elke kant van het biologische membraan verschillende concentraties opgeloste stof zijn.
Osmotische druk zal eenvoudig de watermoleculen over het membraan verplaatsen totdat de opgeloste stof (het molecuul opgelost in het water) evenwicht bereikt. Op dit punt is de hoeveelheid opgeloste stof en oplosmiddel (water) gelijk aan elke kant van het membraan.
Beschouw bijvoorbeeld een oplossing van zout water waarbij zout over een membraan in water wordt opgelost. Als er aan één kant van het membraan een hogere zoutconcentratie is, beweegt het water van de mindere zoute kant over het membraan naar de zoute kant totdat beide kanten van het membraan even zout zijn.
Voorbeelden van drie soorten osmose
Het proces van osmose kan ervoor zorgen dat cellen krimpen of uitzetten (of hetzelfde blijven) met de beweging van de watermoleculen. Osmose beïnvloedt cellen verschillend, afhankelijk van het type oplossing in kwestie.
In het geval van een hypertonische oplossing, is er meer opgeloste stof buiten de cel dan binnen de cel. Om dit gelijk te maken, water moleculen verlaat de cel en beweegt naar de kant van het membraan met een hogere concentratie opgeloste stof. Dit waterverlies zorgt ervoor dat de cel krimpt.
Als de oplossing een is hypotone oplossing, is er meer opgeloste stof in de cel dan buiten de cel. Om evenwicht te vinden, bewegen watermoleculen de cel in, waardoor de cel uitzet naarmate het watervolume in de cel toeneemt.
Een Isotone oplossing heeft dezelfde hoeveelheid opgeloste stof aan beide zijden van het celmembraan, dus deze cel is al in evenwicht. Het blijft stabiel, krimpt of zwelt niet.
Hoe osmose cellen beïnvloedt
Een goed model om te begrijpen hoe het proces van osmose menselijke cellen beïnvloedt, is de rode bloedcel. Het lichaam werkt hard om te onderhouden isotone omstandigheden zodat uw rode bloedcellen in evenwicht blijven en niet krimpen of zwellen.
Onder zeer hypertone omstandigheden krimpen de rode bloedcellen, wat de rode bloedcel kan doden. Zeer hypotone aandoeningen zijn niet beter, omdat de rode bloedcellen kunnen zwellen tot ze barsten, wat wordt genoemd lyse.
In een plantencel, die een rigide heeft celwand buiten het celmembraan zal osmose slechts tot een bepaald punt water in de cel trekken. De plant slaat dit water op in zijn centrale vacuole. De interne druk van de plant, genaamd turgordruk, voorkomt dat er te veel water in de cel komt voor opslag in de vacuole.
Weet je nog die plant die je water moest geven? Het verwelkt zonder voldoende water omdat de plant turgordruk verliest.