Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

2.1: Осмос

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    2451

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Морська риба проти прісноводної риби?

    Рибні клітини, як і всі клітини, мають напівпроникні мембрани. Зрештою, концентрація «речей» по обидва боки від них вирівняється. Риба, яка живе в солоній воді, буде мати кілька солону воду всередині себе. Покладіть його в прісну воду, і прісноводні будуть через осмос потрапляти в рибу, в результаті чого її клітини розбухнуть, і риба загине. Що буде з прісноводною рибою в океані?

    Осмос

    Уявіть, що у вас є чашка з 100 мл води, і ви додаєте 15 г столового цукру у воду. Цукор розчиняється, а суміш, яка зараз знаходиться в чашці, складається з розчиненої речовини (цукру), яка розчиняється в розчиннику (воді). Суміш розчиненої речовини в розчиннику називається розчином.

    Уявіть тепер, що у вас є друга чашка з 100мл води, і ви додаєте в воду 45 грам столового цукру. Так само, як і перша чашка, цукор є розчиненою речовиною, а вода - розчинником. Але тепер у вас є дві суміші різної концентрації розчинених речовин. При порівнянні двох розчинів нерівної концентрації розчиненої речовини розчин з більш високою концентрацією розчиненої речовини є гіпертонічним, а розчин з нижчою концентрацією розчиненої речовини є гіпотонічним. Розчини однакової концентрації розчинених речовин є ізотонічними. Перший цукровий розчин гіпотонічний до другого розчину. Другий цукровий розчин гіпертонічний до першого.

    Тепер ви додаєте два розчини в склянку, розділену вибірково проникною мембраною, з порами, які занадто малі для проходження молекул цукру, але досить великі, щоб молекули води проходили. Гіпертонічний розчин знаходиться з одного боку мембрани, а гіпотонічний розчин - з іншого. Гіпертонічний розчин має меншу концентрацію води, ніж гіпотонічний розчин, тому градієнт концентрації води зараз існує по всій мембрані. Молекули води будуть рухатися з боку більш високої концентрації води в сторону нижчої концентрації, поки обидва розчини не будуть ізотонічними. У цій точці досягається рівновага.

    Осмос - це дифузія молекул води через селективно проникну мембрану від області більш високої концентрації до області меншої концентрації. Вода рухається в клітини і з них шляхом осмосу. Якщо клітина знаходиться в гіпертонічному розчині, розчин має меншу концентрацію води, ніж цитозол клітини, і вода рухається з клітини, поки обидва розчини не будуть ізотонічними. Клітини, поміщені в гіпотонічний розчин, будуть приймати воду через свою мембрану, поки зовнішній розчин і цитозол не будуть ізотонічними.

    Клітина, яка не має жорсткої клітинної стінки, наприклад еритроцити, розбухне і лізе (лопне) при розміщенні в гіпотонічному розчині. Клітини з клітинною стінкою будуть набрякати при розміщенні в гіпотонічному розчині, але як тільки клітина стане тургідною (твердою), жорстка клітинна стінка запобігає потраплянню більше води в клітину. При поміщенні в гіпертонічний розчин клітина без клітинної стінки втратить воду в навколишнє середовище, зморщиться і, ймовірно, загине. У гіпертонічному розчині клітина з клітинною стінкою теж втратить воду. Плазмова мембрана відходить від клітинної стінки, коли вона зморщується, процес, званий плазмолізом. Клітини тварин, як правило, найкраще справляються в ізотонічному середовищі, рослинні клітини, як правило, найкраще справляються в гіпотонічному середовищі. Це продемонстровано на малюнку нижче.

    ілюструє, як змінюються клітини тварин і рослин у різних типах розчинів

    Якщо тваринна клітина (наприклад, еритроцити у верхній панелі) не має адаптації, яка дозволяє їй змінювати осмотичне поглинання води, вона втратить занадто багато води і зморщиться в гіпертонічному середовищі. Якщо помістити в гіпотонічний розчин, молекули води потраплять в клітину, змушуючи її набрякати і лопнути. Рослинні клітини (нижня панель) плазмолізуються в гіпертонічному розчині, але, як правило, найкраще справляються в гіпотонічному середовищі. Вода зберігається в центральній вакуолі рослинної клітини.

    Осмотичний тиск

    Коли вода рухається в клітину за допомогою осмосу, всередині клітини може накопичуватися осмотичний тиск. Якщо клітина має клітинну стінку, стінка допомагає підтримувати водний баланс клітини. Осмотичний тиск є основною причиною підтримки у багатьох рослин. Коли рослинна клітина знаходиться в гіпотонічному середовищі, осмотичне надходження води підвищує тургор тиск, що чиниться на клітинну стінку, поки тиск не запобігає надходженню більшої кількості води в клітину. У цей момент рослинна клітина є тургідною (рисунок нижче). Вплив осмотичного тиску на рослинні клітини показано на малюнку нижче.

    Фото тургідних рослинних клітин

    Центральні вакуолі рослинних клітин на цьому зображенні повні води, тому клітини тургідні.

    Дія осмосу може бути дуже шкідливим для організмів, особливо без клітинних стінок. Наприклад, якщо морську рибу (клітини якої ізотонічні з морською водою), поміщають в прісну воду, її клітини візьмуть на себе зайву воду, лизуть, і риба загине. Ще одним прикладом шкідливого осмотичного ефекту є використання кухонної солі для знищення слимаків і равликів.

    Дифузія і осмос обговорюються за адресою http://www.youtube.com/watch?v=aubZU0iWtgI (18:59).

    Контроль осмосу

    Організми, які живуть у гіпотонічному середовищі, такому як прісна вода, потребують способу запобігти потраплянню їх клітин занадто багато води за допомогою осмосу. Скорочувальна вакуоль - це тип вакуолі, яка видаляє зайву воду з клітини. Прісноводні протести, такі як парамецій, показаний на малюнку нижче, мають скорочувальну вакуоль. Вакуоль оточена декількома каналами, які поглинають воду осмосом з цитоплазми. Після того як канали заповниться водою, вода закачується в вакуоль. Коли вакуоль заповнена, вона виштовхує воду з клітини через пори.

    Фото, на якому зображена скорочувальна вакуоль в межах парамеції

    Скорочувальна вакуоль - це зіркоподібна структура всередині парамеції.

    Резюме

    • Осмос - це дифузія води.
    • При порівнянні двох розчинів нерівної концентрації розчиненої речовини розчин з більш високою концентрацією розчиненої речовини є гіпертонічним, а розчин з меншою концентрацією - гіпотонічним. Розчини однакової концентрації розчинених речовин є ізотонічними.
    • Скорочувальна вакуоль - це тип вакуолі, яка видаляє зайву воду з клітини.

    Дізнатися більше

    Дізнатися більше I

    Використовуйте цей ресурс, щоб відповісти на наступні питання.

    1. Що таке осмос?
    2. Що робить сіль для води?
    3. Що таке гіпотонічний розчин? Що відбувається з водою в гіпотонічному розчині?
    4. Що таке гіпертонічний розчин? Що відбувається з водою в гіпертонічному розчині?
    5. Що відбувається з водою в ізотонічному розчині?

    Дослідіть більше III

    • Осмос

    Рецензія

    1. Що таке осмос? Що це за вид транспорту?
    2. Чим осмос відрізняється від дифузійного?
    3. Що відбувається з еритроцитами при поміщенні в гіпотонічний розчин?
    4. Що буде з солоною водою рибою, якщо її помістити в прісну воду?