Мета навчання
На цьому уроці учні будуть
- Опишіть осмос та осмотичний тиск
- Опишіть розчинник та розчинену речовину
- Опишіть розчин та різні типи розчинів
- Зрозумійте вплив осмосу на клітини рослин
- Зрозумійте вплив осмосу на клітини тварин
Що таке осмос?
Осмос - це рух води від високої до низької концентрації через напівпроникну мембрану. Осмос стосується руху лише молекул води. Це особливий тип дифузії.
Це пасивний транспорт, що означає, що йому не потрібно витрачати енергію.
Розведений розчин містить високу концентрацію молекул води, тоді як концентрований розчин містить низьку концентрацію молекул води.
Різні концентрації розчинених речовин з двох сторін мембрани спричиняють осмотичний тиск. Коли відбувається осмос, вода рухається з боку мембрани з меншим осмотичним тиском на бік мембрани з більшим значенням осмотичного тиску.
Коли концентрація води однакова по обидва боки мембрани, рух молекулярної води буде однаковим в обидві сторони. Не буде чистого руху молекул води.
Осмос у живих клітинах
Клітини містять розбавлені розчини іонів, цукрів та амінокислот.
Клітинна мембрана частково проникна. Вода буде надходити в клітини і виходити з них через осмос.
Важливим прикладом осмосу є рух молекул рідини (розчинника) через клітинну мембрану в клітину з більшою концентрацією розчиненої речовини.
Що таке осмотичний тиск?
Осмотичний тиск - це тиск, який викликає дифузію води через напівпроникні мембрани. Він збільшується за рахунок збільшення концентрації розчинених речовин у розчині.
Що таке розчинники та розчинені речовини?
Осмос має справу з хімічними розчинами. Розчини мають дві частини - розчинник і розчинену речовину.
Коли розчинена речовина розчиняється в розчиннику, кінцевий продукт називається розчином. Морська вода - приклад рішення; сіль - розчинена речовина, а вода - розчинник.
Які існують різні типи рішень?
Існує три типи розчинів осмосу - ізотонічний розчин, гіпотонічний розчин та гіпертонічний розчин. Різні типи розчинів по-різному впливають на клітини внаслідок осмосу.
1. Гіпертонічний - гіпертонічний розчин протилежний гіпотонічному; поза клітиною є більше розчиненої речовини, ніж всередині неї. У цьому типі розчину вода переміщується з клітини і змушує клітину зморщуватися.
2. Ізотонічний - Ізотонічний розчин має однакову концентрацію розчинених речовин як усередині клітини, так і поза нею. За цих умов не відбувається чистого руху розчинника; в цьому випадку кількість води, що надходить і виходить з мембрани клітини, дорівнює.
3. Гіпотонічний - у гіпотонічному розчині концентрація розчинених речовин у клітині вища, ніж поза клітиною. У гіпотонічному розчині вода рухається всередину клітини і може спричинити набухання клітини; клітини, які не мають клітинної стінки, такі як клітини тварин, можуть вибухнути в такому розчині.
Вплив осмосу на клітини рослин
- Гіпотонічний
- Гіпертонічна
- Рослинні клітини укладені жорсткою клітинною стінкою. Коли рослинна клітина поміщається в гіпотонічний розчин, вона осмосом забирає воду і починає набухати, але клітинна стінка запобігає її розриву. Кажуть, що рослинна клітина стала «тургідною», тобто набряклою і твердою. Тиск всередині клітини зростає, доки внутрішній тиск не дорівнює тиску зовні. Цей рідинний або гідростатичний тиск називається "тургорним тиском", і він перешкоджає подальшому чистому надходженню води.
- Твердість дуже важлива для рослин, оскільки вона допомагає підтримувати жорсткість і стабільність рослинної тканини, а оскільки кожна клітина чинить тургорний тиск на свого сусіда, це створює напруження тканини рослини, що дозволяє зеленим частинам рослини "встати" на сонячне світло.
- Коли рослинну клітину поміщають у гіпертонічний розчин, вода всередині цитоплазми клітини дифундує, і рослинна клітина, як кажуть, стала «млявою». Якщо потім спостерігати рослинні клітини під мікроскопом, можна помітити, що цитоплазма зменшилась і відійшла від клітинної стінки. Це явище називається плазмолізом. Процес зворотний, як тільки клітини переходять у гіпотонічний розчин (деплазмоліз).
- Коли рослинну клітину поміщають в ізотонічний розчин, кажуть, що відбувається явище, яке називається «початковий плазмоліз». "Початковий" означає "що повинен бути". Хоча клітина не плазмолізована, вона також не тургірована. Коли це трапляється, зелені частини рослини звисають і не в змозі утримувати листя на сонячному світлі.
Вплив осмосу на клітини тварин
- Клітини тварин не мають клітинних стінок, тому в гіпотонічних розчинах клітини тварин набрякають і вибухають. Якщо в клітину тварини потрапляє занадто багато води, вона може лопнути - це називається лізисом. Вони не можуть стати тургідними, оскільки немає клітинної стінки, яка запобігає розриву клітини. Коли клітині загрожує розрив, органели, які називаються скорочувальними вакуолями, викачуватимуть воду з клітини, щоб запобігти цьому.
- У гіпертонічних розчинах вода дифундує з клітини через осмос і клітина стискається. Якщо з клітини тварини виходить занадто багато води, вона може зменшитися - це називається кренацією. Отже, клітина тварини завжди повинна бути оточена ізотонічним розчином. В організмі людини нирки забезпечують необхідний механізм регулювання плазми крові. Концентрація води та солі, що виводиться з крові нирками, контролюється частиною мозку, яка називається гіпоталамусом. Процес регулювання концентрації води та мінеральних солей у крові називається осморегуляцією.
- Тварини, які живуть на суші, повинні зберігати воду, як і тварини, що живуть у солоній морській воді. Тварини, які живуть у прісних водоймах, мають протилежну проблему; вони повинні позбутися зайвої води настільки швидко, наскільки вона потрапляє в їх організм осмосом.
