osmoza
osmoza to ruch wody przez membranę z obszaru o niskim stężeniu substancji rozpuszczonej do obszaru o wysokim stężeniu substancji rozpuszczonej.
cele nauki
opisz proces osmozy i wyjaśnij, w jaki sposób gradient stężenia wpływa na osmozę
kluczowe kierunki
kluczowe punkty
- osmoza zachodzi zgodnie z gradientem stężenia wody przez membranę, który jest odwrotnie proporcjonalny do stężenia substancji rozpuszczonych.,
- osmoza występuje do momentu, gdy gradient stężenia wody osiągnie zero lub do momentu, gdy ciśnienie hydrostatyczne wody równoważy ciśnienie osmotyczne.
- osmoza występuje, gdy występuje gradient stężenia substancji rozpuszczonej w roztworze, ale membrana nie pozwala na dyfuzję substancji rozpuszczonej.,ent cząsteczek rozpuszczalnika z regionu o wysokim potencjale rozpuszczalnika do regionu o niższym potencjale rozpuszczalnika przez częściowo przepuszczalną membranę
- membrana półprzepuszczalna: rodzaj błony biologicznej, która pozwoli niektórym cząsteczkom lub jonom przejść przez nią przez dyfuzję i czasami przez wyspecjalizowaną ułatwioną dyfuzję
osmoza i membrany półprzepuszczalne
osmoza to ruch wody przez membranę półprzepuszczalną zgodnie z gradientem stężenia wody przez membranę, który jest odwrotnie proporcjonalna do stężenia substancji rozpuszczonych., Membrany półprzepuszczalne, zwane również membranami selektywnie przepuszczalnymi lub membranami częściowo przepuszczalnymi, umożliwiają przenikanie pewnych cząsteczek lub jonów przez dyfuzję.
podczas gdy dyfuzja transportuje materiały przez błony i wewnątrz komórek, osmoza transportuje tylko wodę przez membranę. Membrana półprzepuszczalna ogranicza dyfuzję substancji rozpuszczalnych w wodzie. Nic dziwnego, że białka akwaporyny, które ułatwiają ruch wody, odgrywają dużą rolę w osmozie, szczególnie w czerwonych krwinkach i błonach kanalików nerkowych.,
Mechanizm osmozy
osmoza jest szczególnym przypadkiem dyfuzji. Woda, podobnie jak inne substancje, przemieszcza się z obszaru o wysokim stężeniu do obszaru o niskim stężeniu. Oczywistym pytaniem jest, co sprawia, że woda w ogóle się porusza? Wyobraź sobie zlewkę z półprzepuszczalną membraną oddzielającą dwie strony lub połówki. Po obu stronach membrany poziom wody jest taki sam, ale istnieją różne stężenia substancji rozpuszczonej lub substancji rozpuszczonej, które nie mogą przekroczyć membrany (w przeciwnym razie stężenia po każdej stronie byłyby zrównoważone przez rozpuszczoną substancję przechodzącą przez membranę)., Jeśli objętość roztworu po obu stronach membrany jest taka sama, ale stężenia substancji rozpuszczonej są różne, to istnieją różne ilości wody, rozpuszczalnika, po obu stronach membrany. Jeśli jest więcej substancji rozpuszczonej w jednym obszarze, to jest mniej wody; jeśli jest mniej substancji rozpuszczonej w jednym obszarze, to musi być więcej wody.
aby to zilustrować, wyobraź sobie dwie pełne szklanki wody. Jedna z nich zawiera jedną łyżeczkę cukru, podczas gdy druga zawiera jedną czwartą szklanki cukru. Jeśli całkowita objętość roztworów w obu filiżankach jest taka sama, która filiżanka zawiera więcej wody?, Ponieważ duża ilość cukru w drugiej filiżance zajmuje znacznie więcej miejsca niż łyżeczka cukru w pierwszej filiżance, pierwsza filiżanka ma więcej wody w niej.
osmoza: w osmozie woda zawsze przemieszcza się z obszaru o wyższym stężeniu wody do obszaru o niższym stężeniu. Na pokazanym diagramie rozpuszczona nie może przejść przez selektywnie przepuszczalną membranę, ale woda może.
Wracając do przykładu zlewki, przypomnij sobie, że ma mieszaninę rozpuszczonych po obu stronach membrany., Zasada dyfuzji polega na tym, że cząsteczki poruszają się i rozprowadzają równomiernie w całym ośrodku, jeśli mogą. Jednak tylko materiał zdolny do przechodzenia przez membranę będzie się przez nią dyfundować. W tym przykładzie rozpuszczona substancja nie może dyfundować przez membranę, ale woda może. Woda ma gradient stężenia w tym układzie. W ten sposób woda rozproszy się w dół gradientu stężenia, przechodząc przez membranę na stronę, gdzie jest mniej skoncentrowana., Ta dyfuzja wody przez membranę-osmozę-będzie kontynuowana, dopóki gradient stężenia wody nie osiągnie zera lub dopóki ciśnienie hydrostatyczne wody nie zrównoważy ciśnienia osmotycznego. W przykładzie zlewki oznacza to, że poziom płynu w boku o wyższym stężeniu substancji rozpuszczonej wzrośnie.