Большинство людей знают, что растениям нужна вода, чтобы оставаться в живых, но выяснить, как часто их поливать, может быть непросто как для ботаников, так и для энтузиастов растений. Один простой трюк - сделать отметку в календаре, когда вы поливаете растение, а затем подождать, пока оно не начнет увядать, чтобы рассчитать, сколько времени нужно ждать между сеансами полива. Идеальное время - незадолго до того, как растение увянет.
Наука, объясняющая, почему это работает? Клеточные мембраны а также осмос.
Всем клеткам необходимо перемещать молекулы внутрь и из клетки. Некоторые механизмы для достижения этого требуют, чтобы клетка использовала энергию, например, установка насосов в клеточной мембране для транспортировки молекул.
Диффузия это способ бесплатно перемещать некоторые молекулы через мембрану - из областей с более высокой концентрацией растворенных веществ в области с более низкой концентрацией - без необходимости тратить ценную энергию клетки. Осмос во многом похож на диффузию, но вместо перемещения молекул или растворенного вещества он перемещает растворитель, которым является чистая вода.
Процесс осмоса
Полупроницаемые мембраны, подобные найденным в клетки животных и растенийотделите внутреннюю часть ячейки от того, что находится за ее пределами. Процесс осмоса перемещает молекулы воды через полупроницаемая мембрана когда существует такой градиент концентрации, что на каждой стороне биологической мембраны имеются разные концентрации растворенного вещества.
Осмотическое давление просто перемещает молекулы воды через мембрану, пока растворенное вещество (молекула, растворенная в воде) не достигнет равновесия. В этот момент количество растворенного вещества и растворителя (воды) одинаково на каждой стороне мембраны.
Например, рассмотрим раствор соленой воды, в котором соль растворена в воде через мембрану. Если на одной стороне мембраны концентрация соли выше, вода движется из менее соленой стороной через мембрану к более соленой стороне, пока обе стороны мембраны не станут одинаково солеными.
Три типа примеров осмоса
Процесс осмоса может заставить клетки сжиматься или расширяться (или оставаться неизменными) с движением молекул воды. Осмос влияет на клетки по-разному в зависимости от типа рассматриваемого раствора.
В случае гипертонический раствор, вне ячейки больше растворенного вещества, чем внутри ячейки. Чтобы уравнять это, молекулы воды покидают клетку, двигаясь к стороне мембраны с более высокой концентрацией растворенного вещества. Эта потеря воды вызывает усадку клетки.
Если решение - гипотонический раствор, внутри клетки больше растворенного вещества, чем вне клетки. Чтобы найти равновесие, молекулы воды перемещаются в ячейку, заставляя ячейку расширяться по мере увеличения объема воды внутри ячейки.
An изотонический раствор имеет одинаковое количество растворенного вещества на обеих сторонах клеточной мембраны, поэтому эта клетка уже находится в равновесии. Он останется стабильным, не сжимается и не набухает.
Как осмос влияет на клетки
Хорошей моделью для понимания того, как процесс осмоса влияет на клетки человека, является эритроцит. Тело упорно работает, чтобы поддерживать изотонические условия чтобы ваши эритроциты оставались в равновесии, не сокращались и не набухали.
В условиях сильного гипертонуса красные кровяные тельца сжимаются, что может убить эритроцит. Условия с высокой гипотонией ничем не лучше, поскольку эритроциты могут набухать до тех пор, пока не лопнут, что называется лизис.
В растительной клетке, имеющей жесткую клеточная стенка вне клеточной мембраны осмос будет втягивать воду в клетку только до определенного момента. Растение хранит эту воду в своей центральной вакуоли. Внутреннее давление в установке, называемое тургорное давление, предотвращает попадание слишком большого количества воды в ячейку для хранения в вакуоли.
Помните то растение, которое вам нужно было полить? Без достаточного полива вянет, потому что растение теряет тургорное давление.