Vysvetľujeme, čo je osmóza a aké existujú. Tiež, prečo je to dôležité, čo je biologická difúzia a príklady osmózy.
Čo je osmóza?
Osmóza alebo osmóza je fyzikálny jav výmeny záležitosť cez polopriepustnú membránu, z menej hustého média do vyššieho hustota, bez vynaloženia nákladov energie. Je to pasívny jav, ale pre nás životne dôležitý metabolizmus mobilný telefón živé bytosti.
Mechanika osmózy sleduje rovnováhu koncentrácií medzi dvoma segmentmi a Riešenie oddelené membránou, prenášajúce solventný z jednej strany na druhú, aby sa rozriedil extrém vyššej koncentrácie. To spôsobí zmenu Tlak, známy ako osmotický tlak. To je to, čo sa deje s membránou bunky, ktorých vnútro môže byť vo väčšej, rovnakej alebo menšej koncentrácii ako vonkajšok, čo umožňuje vstup a výstup Voda, teda osmoregulácia, bez nákladov na energiu.
Osmóza bola objavená v roku 1877 v štúdiách o fyziológii rastlín Nemcom Wilhelmom Pfefferom, napriek tomu, že podobné štúdie už na túto tému existovali a termín bol vytvorený v roku 1854 (Britom Thomasom Grahamom).
Druhy osmózy
Existujú dve formy osmózy: priama a reverzná.
- Priama osmóza. Je to tá, ktorá sa vyskytuje v bunkách živých bytostí, do ktorých voda vstupuje alebo cez ňu odchádza plazmatická membrána, umožňujúci rovnováhu s prostredím, hoci v prípadoch hypertonických (obrovskej koncentrácie rozpustenej látky) alebo hypotonických (minimálnej koncentrácie rozpustenej látky) môže spôsobiť dehydratáciu alebo explóziu akumuláciou bunky, resp.
- Inverzná osmóza. Ide o identický mechanizmus, ale v opačnom smere, ktorý umožňuje prúdenie vody alebo rozpúšťadla z miesta najvyššej koncentrácie do najnižšej koncentrácie rozpustenej látky, čo je ideálne na čistenie alebo zadržiavanie rozpustenej látky. Aby k tomu došlo, musí sa použiť tlak, ktorý prekoná prirodzený osmotický tlak (to znamená, že si to vyžaduje náklady na energiu).
Význam osmózy
Osmóza je životne dôležitá pre bunkový metabolizmus, pretože je to forma transportu hmoty medzi vnútrom a vonkajškom bunky, ktorá nezahŕňa žiadny energetický výdaj, čiže prebieha pasívne, bez spotreby. ATP. Tento princíp je tiež základom pre vysvetlenie pôvodu života, keďže v prvých formách bunkového života ešte neexistovali aktívne metabolické mechanizmy.
Na druhej strane sa princípy osmózy dajú replikovať v každodenných situáciách a umožňujú napríklad filtrovanie vody (reverzná osmóza), okrem iných praktických postupov, ako je výroba katalyzátorov alebo uľahčenie procesov priemyselného chladenia.
Biologická difúzia
Proces podobný osmóze je známy ako jednoduchá difúzia z toho hľadiska, že zahŕňa prechod častíc z jedného média (ako je vnútro bunky) do iného (ako je extracelulárne prostredie) cez polopriepustnú membránu, pričom sa pohybuje od média s najvyššou koncentráciou po médium s najnižšou koncentráciou (to znamená podľa koncentračného gradientu). Toto prebieha pasívne, teda bez spotreby pridanej energie.
V súlade s tým je biologická difúzia taká, ktorá prebieha v bunkách a umožňuje vstup alebo výstup molekuly cez plazmatickú membránu, podľa koncentračného gradientu. Tak sa napríklad kyslík dostáva do krvi do červených krviniek, kde ich hemoglobín dokáže zachytiť na transport. Tento jediný príklad poukazuje na životne dôležitý význam tohto mechanizmu pre život.
Príklady osmózy
Niektoré jednoduché príklady osmózy sú:
- Čistenie vody. Na odstránenie jej nečistôt z vody možno uplatniť princíp reverznej osmózy, na oddelenie rozpusteného obsahu v nej pomocou polopriepustnej membrány.
- Hydratácia vajíčka.Škrupina vajca funguje ako osmotická membrána, ktorá umožňuje vode vstúpiť do jeho vnútra (koncentrovanejšie), takže uvarené vajce môže byť namočené bez toho, aby sa rozbila jeho škrupina.
- Bunková osmóza. Časť bunkových transportných mechanizmov, ktoré umožňujú výmenu (vstup alebo výstup) hmoty medzi tzv cytoplazme a životné prostredie bez spotrebovania ATP v procese.