Väčšina ľudí vie, že rastliny potrebujú vodu, aby zostali nažive, ale zistenie, ako často ich polievať, môže byť pre botanikov i nadšencov rastlín náročné. Jedným jednoduchým trikom je označiť kalendár, keď zalievate svoju rastlinu, a potom počkať, kým začne vädnúť, a vypočítať, ako dlho počkať medzi zalievaním. Ideálne načasovanie je tesne predtým, ako by rastlina vädla.
Veda, prečo to funguje? Bunkové membrány a osmóza.
Všetky bunky musia presúvať molekuly do a z bunky. Niektoré mechanizmy, ako to dosiahnuť, vyžadujú, aby bunka využívala energiu, napríklad zriadenie púmp v bunkovej membráne na transport molekúl.
Difúzia je spôsob, ako bezplatne presunúť niektoré molekuly cez membránu - z oblastí s vyššou koncentráciou rozpustených látok do nižšej koncentrácie - bez toho, aby bunka musela míňať cennú energiu. Osmóza je veľa ako difúzia, ale namiesto pohybu molekúl alebo rozpustenej látky pohybuje pohybom rozpúšťadla, ktorým je čistá voda.
Proces osmózy
Polopriepustné membrány, aké sa nachádzajú v
živočíšne a rastlinné bunky, oddeľte vnútro bunky od toho, čo je mimo bunky. Proces osmózy posúva molekuly vody naprieč polopriepustná membrána keď je koncentračný gradient taký, že na každej strane biologickej membrány sú rôzne koncentrácie rozpustenej látky.Osmotický tlak bude jednoducho pohybovať molekulami vody cez membránu, kým solute (molekula rozpustená vo vode) nedosiahne rovnováhu. V tomto okamihu je množstvo rozpustenej látky a rozpúšťadla (voda) rovnaké na každej strane membrány.
Zvážte napríklad roztok slanej vody, kde je soľ rozpustená vo vode cez membránu. Ak je na jednej strane membrány vyššia koncentrácia soli, voda sa pohybuje od menšej slanou stranou cez membránu na slanejšiu stranu, kým nebudú obe strany membrány rovnako slané.
Tri typy príkladov osmózy
Proces osmózy môže spôsobiť, že sa bunky zmenšujú alebo rozširujú (alebo zostávajú rovnaké) pri pohybe molekúl vody. Osmóza ovplyvňuje bunky rôzne v závislosti od typu daného roztoku.
V prípade a hypertonické riešenie, mimo bunky je viac rozpustenej látky ako vo vnútri bunky. Aby sme to vyrovnali, molekuly vody opustiť bunku a pohybovať sa smerom k bočnej strane membrány s vyššou koncentráciou rozpustenej látky. Táto strata vody spôsobuje zmenšenie bunky.
Ak je riešením a hypotonické riešenie, vo vnútri bunky je viac rozpustenej látky ako mimo nej. Za účelom nájdenia rovnováhy sa molekuly vody presunú do bunky, čo spôsobí jej zväčšenie so zväčšovaním objemu vody vo vnútri bunky.
An izotonické riešenie má rovnaké množstvo rozpustenej látky na oboch stranách bunkovej membrány, takže táto bunka je už v rovnováhe. Zostane stabilný, ani sa nezmršťuje, ani neopuchuje.
Ako osmóza ovplyvňuje bunky
Dobrým modelom na pochopenie toho, ako proces osmózy ovplyvňuje ľudské bunky, sú červené krvinky. Telo sa usilovne udržuje izotonické podmienky aby vaše červené krvinky zostali v rovnováhe, ani sa nezmenšovali, ani neopúchali.
Za vysoko hypertonických podmienok sa červené krvinky zmenšujú, čo môže červené krvinky usmrtiť. Vysoko hypotonické podmienky nie sú o nič lepšie, pretože červené krvinky môžu napučiavať, až kým prasknú, čo sa nazýva lýza.
V rastlinnej bunke, ktorá je tuhá bunková stena mimo bunkovú membránu bude osmóza nasávať vodu do bunky iba do určitého bodu. Rastlina uchováva túto vodu v centrálnej vakuole. Vnútorný tlak rastliny, tzv turgorový tlak, zabraňuje vstupu príliš veľkého množstva vody do bunky na uskladnenie vo vakuole.
Pamätáte si na tú rastlinu, ktorú ste potrebovali polievať? Vädne bez dostatočného napájania, pretože rastlina stráca turgorový tlak.