Більшість людей знають, що рослинам потрібна вода, щоб залишитися в живих, але з’ясувати, як часто їх поливати, може бути складно як для ботаніків, так і для любителів рослин. Один простий прийом - позначити календар під час поливу рослини, а потім почекати, поки воно почне в’янути, щоб підрахувати, скільки часу слід чекати між поливами. Ідеальний час - безпосередньо перед тим, як рослина в’яне.
Чому це працює? Клітинні мембрани і осмос.
Всім клітинам потрібно переміщати молекули в клітину та з неї. Деякі механізми для досягнення цього вимагають від клітини використання енергії, наприклад, налаштування насосів у клітинній мембрані для транспортування молекул.
Дифузія - це спосіб переміщення деяких молекул через мембрану безкоштовно - з областей вищої концентрації розчинених речовин до нижчої концентрації - без необхідності клітини витрачати цінну енергію. Осмос дуже схожий на дифузію, але замість того, щоб рухати молекули або розчинену речовину, він рухає розчинник, який є чистою водою.
Процес осмосу
Напівпроникні мембрани, подібні тим, що знайдені в клітини тварин і рослин, відокремте внутрішню частину клітини від того, що знаходиться поза камерою. Процес осмосу рухає молекули води по всьому напівпроникна мембрана коли існує такий градієнт концентрації, що на кожній стороні біологічної мембрани є різні концентрації розчиненої речовини.
Осмотичний тиск буде просто переміщати молекули води через мембрану, поки розчинена речовина (молекула, розчинена у воді) не досягне рівноваги. У цей момент кількість розчиненої речовини та розчинника (води) однакова з кожного боку мембрани.
Наприклад, розглянемо розчин солоної води, де сіль розчиняється у воді через мембрану. Якщо на одній стороні мембрани є більша концентрація солі, вода рухається з меншої солона сторона через мембрану до солонішої сторони, поки обидві сторони мембрани не стануть однаково солоними.
Три типи прикладів осмосу
Процес осмосу може змусити клітини зменшуватися або розширюватися (або залишатися незмінними) під час руху молекул води. Осмос по-різному впливає на клітини залежно від типу розчину, про який йде мова.
У випадку з гіпертонічний розчин, поза клітиною є більше розчиненої речовини, ніж усередині клітини. Щоб зрівняти це, молекули води залишити клітину, рухаючись у бік мембрани з більшою концентрацією розчиненої речовини. Ця втрата води призводить до зменшення клітини.
Якщо рішенням є гіпотонічний розчин, всередині клітини більше розчиненої речовини, ніж поза клітиною. Щоб знайти рівновагу, молекули води рухаються в клітину, змушуючи клітину розширюватися, коли об’єм води всередині клітини збільшується.
Ан ізотонічний розчин має однакову кількість розчиненої речовини по обидва боки клітинної мембрани, тому ця клітина вже знаходиться в рівновазі. Він залишатиметься стабільним, ні стискаючись, ні набрякаючи.
Як осмос впливає на клітини
Хорошою моделлю для розуміння того, як процес осмосу впливає на клітини людини, є еритроцити. Організм багато працює, щоб підтримувати ізотонічні умови так що ваші еритроцити залишаються в рівновазі, не стискаючись і не набрякаючи.
У дуже гіпертонічних умовах еритроцити скорочуються, що може вбити червоні кров’яні клітини. Сильно гіпотонічні умови не кращі, оскільки еритроцити можуть набрякати, поки не лопнуть, що називається лізис.
У клітині рослини, яка має жорстку Клітинна стінка поза мембраною клітини осмос буде втягувати воду в клітину лише до певної точки. Рослина зберігає цю воду в центральній вакуолі. Внутрішній тиск заводу, т.зв. тургорний тиск, запобігає надходженню занадто великої кількості води в камеру для зберігання у вакуолі.
Пам’ятаєте, яку рослину вам потрібно було поливати? Він в’яне без достатнього поливу, оскільки рослина втрачає тургорний тиск.