ออสโมซิส: คำจำกัดความ กระบวนการ ตัวอย่าง

คนส่วนใหญ่รู้ว่าพืชต้องการน้ำเพื่อดำรงชีวิต แต่การหาว่ารดน้ำบ่อยแค่ไหนอาจเป็นเรื่องยากสำหรับนักพฤกษศาสตร์และผู้ที่ชื่นชอบพืช เคล็ดลับง่ายๆ อย่างหนึ่งคือการทำเครื่องหมายปฏิทินเมื่อคุณรดน้ำต้นไม้ จากนั้นรอจนกว่าต้นไม้จะเริ่มร่วงโรยเพื่อคำนวณระยะเวลาที่จะรอระหว่างการรดน้ำต้นไม้ ช่วงเวลาที่เหมาะคือก่อนที่พืชจะเหี่ยวเฉา

วิทยาศาสตร์ที่อยู่เบื้องหลังเหตุใดจึงใช้งานได้ เยื่อหุ้มเซลล์ และ ออสโมซิส.

ทุกเซลล์จำเป็นต้องเคลื่อนย้ายโมเลกุลเข้าและออกจากเซลล์ กลไกบางอย่างในการบรรลุเป้าหมายนี้ต้องการให้เซลล์ใช้พลังงาน เช่น การตั้งค่าปั๊มในเยื่อหุ้มเซลล์เพื่อขนส่งโมเลกุล

การแพร่กระจาย เป็นวิธีการเคลื่อนย้ายโมเลกุลบางตัวข้ามเมมเบรนได้ฟรี จากบริเวณที่มีความเข้มข้นของตัวถูกละลายสูงขึ้นไปจนถึงความเข้มข้นที่ต่ำกว่า โดยไม่ต้องให้เซลล์ใช้พลังงานอันมีค่า ออสโมซิสคล้ายกับการแพร่มาก แต่แทนที่จะเคลื่อนที่โมเลกุลหรือตัวถูกละลาย มันจะเคลื่อนตัวทำละลายซึ่งเป็นน้ำบริสุทธิ์

เยื่อกึ่งซึมผ่านได้เช่นเดียวกับที่พบใน เซลล์สัตว์และพืชแยกส่วนภายในของเซลล์ออกจากสิ่งที่อยู่ภายนอกเซลล์ กระบวนการออสโมซิสเคลื่อนโมเลกุลของน้ำไปทั่ว

แรงดันออสโมซิส จะเคลื่อนโมเลกุลของน้ำผ่านเมมเบรนจนกระทั่งตัวถูกละลาย (โมเลกุลที่ละลายในน้ำ) เข้าสู่สภาวะสมดุล ณ จุดนี้ ปริมาณตัวถูกละลายและตัวทำละลาย (น้ำ) จะเท่ากันในแต่ละด้านของเมมเบรน

ตัวอย่างเช่น พิจารณาสารละลายของน้ำเกลือที่เกลือละลายในน้ำผ่านเมมเบรน ถ้ามีความเข้มข้นของเกลือที่ด้านใดด้านหนึ่งของเมมเบรนสูง น้ำจะเคลื่อนจากส่วนที่น้อยกว่า ด้านเค็มข้ามเมมเบรนไปยังด้านที่เค็มกว่าจนทั้งสองด้านของเมมเบรนมีความเค็มเท่ากัน

กระบวนการออสโมซิสอาจทำให้เซลล์หดตัวหรือขยายตัว (หรือคงสภาพเดิม) ด้วยการเคลื่อนที่ของโมเลกุลของน้ำ ออสโมซิสส่งผลกระทบต่อเซลล์แตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับชนิดของสารละลายที่เป็นปัญหา

ในกรณีของ สารละลายไฮเปอร์โทนิก, มีตัวละลายนอกเซลล์มากกว่าภายในเซลล์ เพื่อให้เท่าเทียมกันนี้ โมเลกุลของน้ำ ออกจากเซลล์โดยเคลื่อนไปทางด้านข้างของเมมเบรนด้วยความเข้มข้นของตัวถูกละลายที่สูงขึ้น การสูญเสียน้ำนี้ทำให้เซลล์หดตัว

ถ้าคำตอบคือ a สารละลายไฮโปโทนิก, มีตัวละลายภายในเซลล์มากกว่าภายนอกเซลล์ เพื่อหาสมดุล โมเลกุลของน้ำจะเคลื่อนเข้าสู่เซลล์ ทำให้เซลล์ขยายตัวเมื่อปริมาณน้ำภายในเซลล์เพิ่มขึ้น

อัน สารละลายไอโซโทนิก มีปริมาณของตัวถูกละลายเท่ากันทั้งสองด้านของเยื่อหุ้มเซลล์ ดังนั้นเซลล์นี้จึงอยู่ในสภาวะสมดุลแล้ว มันจะคงตัวไม่หดตัวหรือบวม

แบบจำลองที่ดีในการทำความเข้าใจว่ากระบวนการออสโมซิสส่งผลต่อเซลล์ของมนุษย์อย่างไรคือเซลล์เม็ดเลือดแดง ร่างกายทำงานหนักเพื่อรักษา สภาวะไอโซโทนิก เพื่อให้เซลล์เม็ดเลือดแดงของคุณอยู่ในสภาวะสมดุล ไม่หดตัวหรือบวม

ภายใต้สภาวะที่มีภาวะ hypertonic สูง เซลล์เม็ดเลือดแดงจะหดตัวซึ่งอาจฆ่าเซลล์เม็ดเลือดแดงได้ ภาวะ hypotonic สูงไม่ได้ดีไปกว่านี้เนื่องจากเซลล์เม็ดเลือดแดงสามารถบวมได้จนกว่าจะแตกออกซึ่งเรียกว่า สลายตัว.

ในเซลล์พืชซึ่งมีความแข็ง ผนังเซลล์ นอกเยื่อหุ้มเซลล์ ออสโมซิสจะดึงน้ำเข้าสู่เซลล์ไปยังจุดใดจุดหนึ่งเท่านั้น พืชเก็บน้ำนี้ไว้ในแวคิวโอลกลาง แรงดันภายในของพืชเรียกว่า แรงกดทับป้องกันไม่ให้น้ำเข้าสู่เซลล์มากเกินไปสำหรับเก็บในแวคิวโอล

จำพืชที่คุณต้องการรดน้ำ? มันเหี่ยวโดยไม่มีการรดน้ำเพียงพอเพราะพืชสูญเสียแรงดัน turgor