أهداف التعلم
في هذا الدرس ، سيقوم الطلاب
- وصف التناضح والضغط التناضحي
- وصف المذيب والمذاب
- وصف الحل وأنواع مختلفة من الحل
- افهم تأثير التناضح في الخلايا النباتية
- افهم تأثير التناضح في الخلايا الحيوانية
ما هو التناضح؟
التناضح هو حركة الماء من تركيز عالي إلى تركيز منخفض من خلال غشاء شبه نفاذ. يشير التناضح إلى حركة جزيئات الماء فقط. إنه نوع خاص من الانتشار.
إنه نقل سلبي مما يعني أنه لا يتطلب طاقة ليتم تطبيقه.
يحتوي المحلول المخفف على تركيز عالي من جزيئات الماء ، بينما يحتوي المحلول المركز على تركيز منخفض من جزيئات الماء.
تتسبب التركيزات المختلفة للمذيبات على جانبي الغشاء في الضغط التناضحي. عندما يحدث التناضح ، ينتقل الماء من جانب الغشاء بكمية أقل من الضغط التناضحي إلى جانب الغشاء بكمية أعلى من الضغط التناضحي.
عندما يكون تركيز الماء هو نفسه على جانبي الغشاء ، ستكون حركة الماء الجزيئي هي نفسها في كلا الاتجاهين. لن تكون هناك حركة صافية لجزيئات الماء.
التناضح عبر الخلايا الحية
تحتوي الخلايا على محاليل مخففة من الأيونات والسكريات والأحماض الأمينية.
غشاء الخلية قابل للنفاذ جزئيًا. سينتقل الماء من وإلى الخلايا عن طريق التناضح.
مثال مهم على التناضح هو حركة جزيئات السائل (المذيب) عبر غشاء الخلية إلى خلية ذات تركيز ذائب أعلى.
ما هو الضغط التناضحي؟
الضغط التناضحي هو الضغط الذي يسبب انتشار الماء من خلال الأغشية شبه النفاذة. يزيد بسبب زيادة تركيز المواد المذابة في المحلول.
ما هي المذيبات والمذيبات؟
يتعامل التناضح مع الحلول الكيميائية. تتكون الحلول من جزأين - مذيب وذوبان.
عندما يذوب المذاب في مذيب ، يسمى المنتج النهائي محلول. المياه المالحة هي مثال على الحل ؛ الملح هو المذاب والماء هو المذيب.
ما هي أنواع الحلول المختلفة؟
هناك ثلاثة أنواع من محاليل التناضح - محلول متساوي التوتر ، ومحلول خافض للضغط ، ومحلول مفرط التوتر. أنواع مختلفة من الحلول لها تأثيرات مختلفة على الخلايا بسبب التناضح.
1. مفرط التوتر - حل مفرط التوتر هو عكس محلول خافض للضغط. هناك المزيد من المذاب خارج الخلية أكثر من داخلها. في هذا النوع من المحاليل ، يتحرك الماء خارج الخلية ويؤدي إلى ذبول الخلية.
2. متساوي التوتر - محلول متساوي التوتر له نفس تركيز المواد المذابة داخل وخارج الخلية. في ظل هذه الظروف ، لا توجد حركة صافية للمذيب ؛ في هذه الحالة ، تكون كمية الماء التي تدخل وتخرج من غشاء الخلية متساوية.
3. ناقص التوتر - في محلول منخفض التوتر ، يوجد تركيز أعلى من المواد المذابة داخل الخلية عنه خارج الخلية. في محلول خافض للضغط ، ينتقل الماء إلى الخلية ويمكن أن يتسبب في تضخم الخلية ؛ الخلايا التي ليس لها جدار خلوي ، مثل الخلايا الحيوانية ، يمكن أن تنفجر في هذا النوع من المحاليل.
آثار التناضح في الخلايا النباتية
- نقص الضغط
- مفرط التوتر
- الخلايا النباتية محاطة بجدار خلوي صلب. عندما توضع الخلية النباتية في محلول خافض للضغط ، فإنها تمتص الماء عن طريق التناضح وتبدأ في التورم ، لكن جدار الخلية يمنعها من الانفجار. ويقال أن الخلية النباتية أصبحت "متورمة" أي متورمة وصعبة. يرتفع الضغط داخل الخلية حتى يتساوى هذا الضغط الداخلي مع الضغط الخارجي. يسمى هذا الضغط السائل أو الهيدروستاتيكي "ضغط التورم" ويمنع المزيد من صافي استهلاك الماء.
- التوردي مهم جدًا للنباتات لأنه يساعد في الحفاظ على صلابة واستقرار الأنسجة النباتية ، وكلما تمارس كل خلية ضغطًا على الجار ، فإنها تخلق توترًا في أنسجة النبات مما يسمح للأجزاء الخضراء من النبات بـ "الوقوف" في ضوء الشمس.
- عندما توضع الخلية النباتية في محلول مفرط التوتر ، ينتشر الماء من داخل السيتوبلازم للخلايا ويقال أن الخلية النباتية أصبحت `` رخوة ''. إذا لوحظ بعد ذلك الخلية النباتية تحت المجهر ، فسوف يلاحظ أن السيتوبلازم قد تقلص وسحب بعيدا عن جدار الخلية. تسمى هذه الظاهرة انحلال البلازما. يتم عكس العملية بمجرد نقل الخلايا إلى محلول خافض للضغط (انحلال الدم).
- عندما توضع الخلية النباتية في محلول متساوي التوتر ، يقال أن ظاهرة تسمى "انحلال البلازما الأولي" تحدث. "البادئ" يعني "على وشك أن يكون". على الرغم من أن الخلية ليست بلازمية ، فهي ليست متورمة أيضًا. عندما يحدث هذا ، تتدلى الأجزاء الخضراء من النبات ولا تستطيع الاحتفاظ بالأوراق في ضوء الشمس.
آثار التناضح في الخلايا الحيوانية
- لا تحتوي الخلايا الحيوانية على جدران خلوية لذلك ، في المحاليل الخافضة للضغط ، تتضخم الخلايا الحيوانية وتنفجر. إذا دخلت كمية كبيرة من الماء إلى الخلية الحيوانية يمكن أن تنفجر - وهذا ما يسمى التحلل. لا يمكنهم أن يصبحوا متوردين لأنه لا يوجد جدار خلوي يمنع الخلية من الانفجار. عندما تكون الخلية في خطر الانفجار ، ستضخ العضيات المسماة الفجوات المتقلصة الماء خارج الخلية لمنع حدوث ذلك.
- في المحاليل مفرطة التوتر ، ينتشر الماء خارج الخلية بسبب التناضح وتقلص الخلية. إذا ترك الكثير من الماء الخلية الحيوانية ، يمكن أن يتقلص - وهذا ما يسمى crenation. وبالتالي ، يجب دائمًا أن تكون الخلية الحيوانية محاطة بمحلول متساوي التوتر. في جسم الإنسان ، توفر الكلى الآلية التنظيمية اللازمة لبلازما الدم. يتم التحكم في تركيز الماء والملح الذي يتم إزالته من الدم عن طريق الكلى بواسطة جزء من الدماغ يسمى تحت المهاد. تسمى عملية تنظيم تركيز الماء والأملاح المعدنية في الدم بالتنظيم الاسموزي.
- يجب على الحيوانات التي تعيش على اليابسة الحفاظ على المياه ، مثل الحيوانات التي تعيش في مياه البحر المالحة. تواجه الحيوانات التي تعيش في المياه العذبة المشكلة المعاكسة ؛ يجب عليهم التخلص من الماء الزائد بسرعة دخوله إلى أجسادهم عن طريق التناضح.
