Pojasnimo, kaj je osmoza in katere vrste obstajajo. Tudi zakaj je to pomembno, kaj je biološka difuzija in primeri osmoze.
Kaj je osmoza?
Osmoza ali osmoza je fizični pojav izmenjave zadeva skozi polprepustno membrano, iz manj gostega medija v višji gostota, brez stroškov za Energija. To je pasiven pojav, a vitalnega pomena za metabolizem mobitel živa bitja.
Mehanika osmoze sledi ravnovesju koncentracij med obema segmentoma rešitev ločen z membrano, ki prenaša topilo z ene strani na drugo, da razredčimo skrajnost višje koncentracije. To bo povzročilo spremembo Pritisk, znan kot osmotski tlak. To se zgodi z membrano celice, katerega notranjost je lahko v večji, enaki ali manjši koncentraciji kot zunanjost, kar omogoča vstop in izstop Voda, to je osmoregulacija, brez stroškov energije.
Osmozo je leta 1877 v študijah o rastlinski fiziologiji odkril Nemec Wilhelm Pfeffer, kljub temu, da so podobne študije na to temo že obstajale in je bil izraz skovan leta 1854 (Britanec Thomas Graham).
Vrste osmoze
Obstajata dve obliki osmoze: neposredna in reverzna.
- Neposredna osmoza. Je tista, ki se pojavlja v celicah živih bitij, v katere voda vstopa ali izstopa skozi plazemska membrana, ki omogoča ravnotežje z okoljem, čeprav lahko v primerih hipertonične (velike koncentracije topljenca) ali hipotonične (minimalne koncentracije topljenca) povzroči dehidracijo oziroma eksplozijo z kopičenjem celice.
- Inverzna osmoza. Gre za identičen mehanizem, vendar v nasprotni smeri, ki omogoča pretok vode ali topila od točke najvišje koncentracije do najnižje koncentracije topljenca, kar je idealno za čiščenje ali zadrževanje topljenca. Da se to zgodi, je treba uporabiti pritisk, ki premaga naravni osmotski tlak (to pomeni, da zahteva stroške energije).
Pomen osmoze
Osmoza je ključnega pomena za celični metabolizem, saj je oblika transporta snovi med notranjostjo in zunanjostjo celice, ki ne vključuje porabe energije, torej poteka pasivno, brez porabe. ATP. To načelo je tudi temeljno za razlago izvora življenje, saj v prvih oblikah celičnega življenja še ni bilo aktivnih metabolnih mehanizmov.
Po drugi strani pa se načela osmoze lahko ponovijo v vsakdanjih situacijah in omogočajo, na primer, filtriranje vode (reverzna osmoza), med drugimi praktičnimi postopki, kot je izdelava katalizatorjev ali olajšanje industrijskih procesov hlajenja.
Biološka difuzija
Proces, podoben osmozi, je znan kot preprosta difuzija, saj vključuje prehod delcev iz enega medija (kot je notranjost celice) v drugega (kot je zunajcelično okolje) skozi polprepustno membrano, ki se premika. iz medija z najvišjo koncentracijo do tistega z najnižjo koncentracijo (to je po gradientu koncentracije). To poteka pasivno, torej brez porabe dodane energije.
V skladu s tem je biološka difuzija tista, ki poteka v celicah in omogoča vstop ali izstop molekule skozi plazemsko membrano, glede na koncentracijski gradient. Tako na primer kisik vstopi v kri v rdeče krvne celice, kjer jih hemoglobin lahko zajame za transport. Ta en sam primer označuje vitalni pomen tega mehanizma za življenje.
Primeri osmoze
Nekaj preprostih primerov osmoze je:
- Čiščenje vode. Za odstranjevanje njenih nečistoč iz vode lahko uporabimo princip reverzne osmoze, da s pomočjo polprepustne membrane ločimo raztopljeno vsebino v njej.
- Hidracija jajca.Lupina jajca deluje kot osmotska membrana, ki omogoča, da voda vstopi v njeno notranjost (bolj koncentrirana), tako da se kuhano jajce lahko namaka, ne da bi se zlomila lupina.
- Celična osmoza. Del celičnih transportnih mehanizmov, ki omogočajo izmenjavo (vstop ali izstop) snovi med citoplazma in okolje brez porabe ATP v procesu.