Цели обучения
На этом уроке студенты будут
- Опишите осмос и осмотическое давление.
- Опишите растворитель и растворенное вещество
- Опишите решение и различные типы решения
- Понять влияние осмоса на растительные клетки
- Понять влияние осмоса на клетки животных
Что такое осмос?
Осмос - это движение воды от высокой концентрации к низкой через полупроницаемую мембрану. Осмос относится только к движению молекул воды. Это особый вид диффузии.
Это пассивный транспорт, что означает, что он не требует применения энергии.
Разбавленный раствор содержит высокую концентрацию молекул воды, а концентрированный раствор - низкую концентрацию молекул воды.
Различные концентрации растворенных веществ на двух сторонах мембраны вызывают осмотическое давление. Когда происходит осмос, вода перемещается со стороны мембраны с меньшим осмотическим давлением в сторону мембраны с более высоким осмотическим давлением.
Когда концентрация воды одинакова с обеих сторон мембраны, движение молекул воды будет одинаковым в обоих направлениях. Чистого движения молекул воды не будет.
Осмос через живые клетки
Клетки содержат разбавленные растворы ионов, сахаров и аминокислот.
Клеточная мембрана частично проницаема. Вода будет перемещаться в клетки и выходить из них посредством осмоса.
Важным примером осмоса является движение молекул жидкости (растворителя) через клеточную мембрану в клетку с более высокой концентрацией растворенного вещества.
Что такое осмотическое давление?
Осмотическое давление - это давление, которое вызывает диффузию воды через полупроницаемые мембраны. Он увеличивается из-за увеличения концентрации растворенных веществ в растворе.
Что такое растворители и растворенные вещества?
Осмос имеет дело с химическими растворами. Растворы состоят из двух частей - растворителя и растворенного вещества.
Когда растворенное вещество растворяется в растворителе, конечный продукт называется раствором. Морская вода - пример решения; соль - растворенное вещество, а вода - растворитель.
Какие бывают типы решений?
Есть три типа осмосных растворов - изотонический раствор, гипотонический раствор и гипертонический раствор. Различные типы растворов по-разному воздействуют на клетки из-за осмоса.
1. Гипертонический - гипертонический раствор противоположен гипотоническому раствору; вне клетки растворенного вещества больше, чем внутри нее. В растворах этого типа вода выходит из ячейки и заставляет ячейку сморщиваться.
2. Изотонический - изотонический раствор имеет одинаковую концентрацию растворенных веществ как внутри, так и снаружи клетки. В этих условиях нет чистого движения растворителя; в этом случае количество воды, поступающей и покидающей клеточную мембрану, одинаково.
3. Гипотонический - в гипотоническом растворе концентрация растворенных веществ внутри клетки выше, чем вне клетки. В гипотоническом растворе вода перемещается в клетку и может вызвать набухание клетки; клетки, не имеющие клеточной стенки, например клетки животных, могут взорваться в растворе такого типа.
Эффекты осмоса в растительных клетках
- Гипотонический
- Гипертонический
- Растительные клетки окружены жесткой клеточной стенкой. Когда растительная клетка помещается в гипотонический раствор, она поглощает воду путем осмоса и начинает набухать, но клеточная стенка препятствует ее разрыву. Говорят, что растительная клетка стала «набухшей», т. Е. Набухшей и твердой. Давление внутри ячейки повышается до тех пор, пока это внутреннее давление не сравняется с давлением снаружи. Это давление жидкости или гидростатическое давление называется «тургорным давлением», и оно предотвращает дальнейшее чистое поступление воды.
- Плотность очень важна для растений, поскольку она помогает поддерживать жесткость и стабильность растительной ткани, и поскольку каждая клетка оказывает тургорное давление на своего соседа, она создает напряжение растительной ткани, которое позволяет зеленым частям растения `` встать '' на солнечный свет.
- Когда растительную клетку помещают в гипертонический раствор, вода из цитоплазмы клетки диффундирует наружу, и говорят, что растительная клетка становится «вялой». Если затем наблюдать за растительной клеткой под микроскопом, можно заметить, что цитоплазма сморщилась и оторвалась от клеточной стенки. Это явление называется плазмолизом. Процесс обратный, как только клетки переводятся в гипотонический раствор (деплазмолиз).
- Когда растительная клетка помещается в изотонический раствор, происходит явление, называемое «зарождающийся плазмолиз». «Начинающийся» означает «вот-вот будет». Хотя клетка не плазмозизована, она также не набухла. Когда это происходит, зеленые части растения опадают и не могут удерживать листья на солнце.
Эффекты осмоса в клетках животных
- Клетки животных не имеют клеточных стенок, поэтому в гипотонических растворах клетки животных набухают и взрываются. Если в клетку животного попадет слишком много воды, она может лопнуть - это называется лизисом. Они не могут набухнуть, потому что нет клеточной стенки, препятствующей разрыву клетки. Когда клетке угрожает разрыв, органеллы, называемые сократительными вакуолями, будут откачивать воду из клетки, чтобы этого не произошло.
- В гипертонических растворах вода диффундирует из клетки за счет осмоса, и клетка сжимается. Если слишком много воды покидает животную клетку, она может сморщиться - это называется зубчатостью. Таким образом, животная клетка всегда должна быть окружена изотоническим раствором. В организме человека почки обеспечивают необходимый регуляторный механизм плазмы крови. Концентрация воды и соли, удаляемой из крови почками, контролируется частью мозга, называемой гипоталамусом. Процесс регулирования концентрации воды и минеральных солей в крови называется осморегуляцией.
- Животные, живущие на суше, должны беречь воду, как и животные, живущие в соленой морской воде. У животных, которые живут в пресной воде, есть противоположная проблема; они должны избавляться от лишней воды так же быстро, как она попадает в их тела посредством осмоса.
