Większość ludzi wie, że rośliny potrzebują wody, aby przeżyć, ale ustalenie, jak często je podlewać, może być trudne zarówno dla botaników, jak i entuzjastów roślin. Jedną z prostych sztuczek jest zaznaczenie kalendarza podczas podlewania rośliny, a następnie poczekanie, aż zacznie więdnąć, aby obliczyć, jak długo czekać między sesjami podlewania. Idealny czas jest tuż przed więdnięciem rośliny.
Nauka, dlaczego to działa? Błony komórkowe i osmoza.
Wszystkie komórki muszą przenosić cząsteczki do iz komórki. Niektóre mechanizmy, aby to osiągnąć, wymagają, aby komórka zużywała energię, na przykład ustawianie pomp w błonie komórkowej do transportu cząsteczek.
Dyfuzja to sposób na bezpłatne przenoszenie niektórych cząsteczek przez błonę – z obszarów o wyższym stężeniu substancji rozpuszczonych do niższych – bez konieczności zużywania przez komórkę cennej energii. Osmoza jest bardzo podobna do dyfuzji, ale zamiast przemieszczania cząsteczek lub substancji rozpuszczonej, porusza rozpuszczalnik, którym jest czysta woda.
Proces osmozy
Błony półprzepuszczalne, takie jak te znalezione w komórki zwierzęce i roślinne, oddziel wnętrze komórki od tego, co znajduje się na zewnątrz komórki. Proces osmozy przenosi cząsteczki wody przez membrana półprzepuszczalna gdy występuje gradient stężenia taki, że po każdej stronie błony biologicznej występują różne stężenia substancji rozpuszczonej.
Ciśnienie osmotyczne po prostu przesunie cząsteczki wody przez membranę, aż substancja rozpuszczona (cząsteczka rozpuszczona w wodzie) osiągnie równowagę. W tym momencie ilość substancji rozpuszczonej i rozpuszczalnika (wody) są równe po każdej stronie membrany.
Rozważmy na przykład roztwór słonej wody, w którym sól rozpuszcza się w wodzie przez membranę. Jeśli po jednej stronie membrany występuje większe stężenie soli, woda przemieszcza się z mniejszej słona strona przez membranę do bardziej słonej strony, aż obie strony membrany będą równie słone
Przykłady trzech rodzajów osmozy
Proces osmozy może powodować kurczenie się lub rozszerzanie komórek (lub pozostawanie bez zmian) wraz z ruchem cząsteczek wody. Osmoza wpływa na komórki w różny sposób w zależności od rodzaju roztworu, o którym mowa.
W przypadku roztwór hipertoniczny, na zewnątrz komórki jest więcej substancji rozpuszczonej niż wewnątrz komórki. Aby to wyrównać, cząsteczki wody opuścić komórkę, przesuwając się w stronę membrany o wyższym stężeniu substancji rozpuszczonej. Ta utrata wody powoduje kurczenie się komórki.
Jeśli rozwiązaniem jest roztwór hipotoniczny, w komórce jest więcej substancji rozpuszczonej niż na zewnątrz komórki. Aby znaleźć równowagę, cząsteczki wody przemieszczają się do komórki, powodując jej rozszerzanie się wraz ze wzrostem objętości wody wewnątrz komórki.
Na roztwór izotoniczny ma taką samą ilość substancji rozpuszczonej po obu stronach błony komórkowej, więc ta komórka jest już w równowadze. Pozostanie stabilny, nie kurczy się ani nie pęcznieje.
Jak osmoza wpływa na komórki
Dobrym modelem do zrozumienia, w jaki sposób proces osmozy wpływa na komórki ludzkie, jest krwinka czerwona. Ciało ciężko pracuje, aby utrzymać warunki izotoniczne aby Twoje czerwone krwinki pozostawały w równowadze, ani nie kurczyły się, ani nie puchły.
W warunkach wysoce hipertonicznych czerwone krwinki kurczą się, co może zabić czerwoną krwinkę. Warunki wysoce hipotoniczne nie są lepsze, ponieważ czerwone krwinki mogą puchnąć, aż pękną, co nazywa się Liza.
W komórce roślinnej, która ma sztywny Ściana komórkowa poza błoną komórkową osmoza wciąga wodę do komórki tylko do pewnego punktu. Roślina przechowuje tę wodę w centralnej wakuoli. Ciśnienie wewnętrzne zakładu, zwane ciśnienie turgoru, zapobiega przedostawaniu się zbyt dużej ilości wody do komórki w celu przechowywania w wakuoli.
Pamiętasz tę roślinę, którą potrzebowałeś do podlewania? Więdnie bez wystarczającego podlewania, ponieważ roślina traci ciśnienie turgorowe.
