Selitämme, mitä osmoosi on ja mitä tyyppejä on olemassa. Myös miksi se on tärkeää, mikä on biologinen diffuusio ja esimerkkejä osmoosista.
Mikä on osmoosi?
Osmoosi tai osmoosi on fyysinen vaihdon ilmiö asia puoliläpäisevän kalvon läpi, vähemmän tiheästä väliaineesta korkeampaan tiheys, ilman kuluja Energiaa. Se on passiivinen ilmiö, mutta elintärkeä aineenvaihduntaa kännykkä elävät olennot.
Osmoosin mekaniikka tavoittelee pitoisuuksien tasapainoa osmoosin kahden segmentin välillä. ratkaisu kalvo erottaa, välittää liuotin puolelta toiselle laimentaaksesi äärimmäistä korkeampaa pitoisuutta. Tämä synnyttää muutoksen Paine, joka tunnetaan osmoottisena paineena. Näin tapahtuu kalvon kanssa soluja, jonka sisäpuoli voi olla suuremmassa, yhtä suuressa tai pienemmässä pitoisuudessa kuin ulkopuolinen, mikä mahdollistaa sisään- ja poistumisen Vesi, eli osmoregulaatiota, ilman energiakustannuksia.
Osmoosi havaittiin vuonna 1877 saksalaisen Wilhelm Pfefferin kasvien fysiologian tutkimuksissa huolimatta siitä, että aiheesta oli jo olemassa vastaavia tutkimuksia ja termi oli keksitty vuonna 1854 (brittiläinen Thomas Graham).
Osmoosityypit
Osmoosia on kaksi muotoa: suora ja käänteinen.
- Suora osmoosi. Se on se, joka esiintyy elävien olentojen soluissa, joissa vesi tulee sisään tai poistuu sen kautta plasmakalvo, mikä mahdollistaa tasapainon ympäristön kanssa, vaikka hypertonisissa (liukoisen aineen pitoisuudet valtavat) tai hypotonisissa (liukoisen aineen vähimmäispitoisuudet) tapauksissa se voi aiheuttaa kuivumista tai räjähdystä solun kerääntyessä, vastaavasti.
- Käänteisosmoosi. Se on identtinen mekanismi, mutta päinvastaiseen suuntaan, joka mahdollistaa veden tai liuottimen virtauksen suurimmasta pitoisuudesta pienimpään liuenneen aineen pitoisuuteen, mikä on ihanteellinen liuenneen aineen puhdistamiseen tai säilyttämiseen. Jotta tämä tapahtuisi, on käytettävä painetta, joka voittaa luonnollisen osmoottisen paineen (eli se vaatii energiakustannuksia).
Osmoosin merkitys
Osmoosi on elintärkeä solun aineenvaihdunnalle, koska se on aineen kuljetusmuoto solun sisä- ja ulkopuolelta, johon ei liity energiankulutusta, eli se tapahtuu passiivisesti, kuluttamatta. ATP. Tämä periaate on myös perustavanlaatuinen selittämään sen alkuperää elämää, koska soluelämän ensimmäisissä muodoissa ei vielä ollut aktiivisia metabolisia mekanismeja.
Toisaalta osmoosin periaatteet voidaan toistaa jokapäiväisissä tilanteissa ja mahdollistaa esimerkiksi veden suodattamisen (käänteisosmoosi) muiden käytännön toimenpiteiden, kuten katalyyttien valmistuksen tai teollisten jäähdytysprosessien helpottamiseksi.
Biologinen diffuusio
Osmoosia muistuttava prosessi tunnetaan yksinkertaisena diffuusiona siitä näkökulmasta, että siihen liittyy hiukkasten kulku yhdestä väliaineesta (kuten solun sisäpuolelta) toiseen (kuten solunulkoiseen ympäristöön) puoliläpäisevän kalvon läpi, jolloin se liikkuu. korkeimman pitoisuuden omaavasta alustasta pienimmän pitoisuuden omaavaan (eli pitoisuusgradientin mukaan). Tämä tapahtuu passiivisesti, eli ilman lisäenergian kulutusta.
Näin ollen biologinen diffuusio on sitä, joka tapahtuu soluissa, mikä mahdollistaa solujen sisään- tai poistumisen molekyylejä plasmakalvon läpi pitoisuusgradientin mukaan. Siten esimerkiksi happi pääsee verestä punasoluihin, joissa hemoglobiini voi vangita ne kuljetusta varten. Tämä yksittäinen esimerkki osoittaa tämän mekanismin elintärkeän merkityksen elämälle.
Esimerkkejä osmoosista
Joitakin yksinkertaisia esimerkkejä osmoosista ovat:
- Vedenpuhdistus. Sen epäpuhtauksien poistamiseksi vedestä voidaan soveltaa käänteisosmoosiperiaatetta, jossa siihen liuennut sisältö erotetaan puoliläpäisevän kalvon avulla.
- Munan nesteytys.Kananmunan kuori toimii osmoottisena kalvona, jolloin vesi pääsee sisälle (väkevämmin), joten keitetty muna voidaan liottaa sen kuorta rikkomatta.
- Soluosmoosi. Osa solujen kuljetusmekanismeja, jotka mahdollistavat aineen vaihdon (sisääntulon tai poistumisen) välillä sytoplasma ja ympäristöön kuluttamatta ATP:tä prosessin aikana.