Ми пояснюємо, що таке осмос і які існують види. Також, чому це важливо, що таке біологічна дифузія та приклади осмосу.
Що таке осмос?
Осмос або осмос - це фізичне явище обміну матерія через напівпроникну мембрану, від менш щільного середовища до більш високого щільність, без понесення витрат Енергія. Це пасивне явище, але життєво важливе для обмін речовин мобільний телефон живі істоти.
Механіка осмосу переслідує рівновагу концентрацій між двома сегментами рішення розділені мембраною, передаючи розчинник з одного боку на інший, щоб розбавити екстремум більш високої концентрації. Це призведе до зміни Тиск, відомий як осмотичний тиск. Ось що відбувається з мембраною клітини, всередині якого може бути більша, однакова або менша концентрація, ніж зовнішня, що дозволяє входити та виходити з Вода, тобто осморегуляція, без витрат енергії.
Осмос був відкритий у 1877 році в дослідженнях з фізіології рослин німцем Вільгельмом Пфеффером, незважаючи на те, що подібні дослідження з цього приводу вже існували, а термін був введений у 1854 році (британець Томас Грем).
Види осмосу
Розрізняють дві форми осмосу: прямий і зворотний.
- Прямий осмос. Це та, що виникає в клітинах живих істот, в яку вода надходить або виходить через плазматична мембрана, що забезпечує рівновагу з навколишнім середовищем, хоча у випадках гіпертонічної (великої концентрації розчиненої речовини) або гіпотонічної (мінімальної концентрації розчиненої речовини) вона може викликати зневоднення або вибух шляхом накопичення клітини відповідно.
- Зворотний осмос. Це ідентичний механізм, але в протилежному напрямку, який дозволяє потоку води або розчинника від точки найвищої концентрації до найнижчої концентрації розчиненої речовини, що ідеально підходить для очищення або утримання розчиненої речовини. Щоб це сталося, необхідно застосувати тиск, який перевершує природний осмотичний тиск (тобто вимагає витрат енергії).
Значення осмосу
Осмос є життєво важливим для клітинного метаболізму, оскільки це форма транспортування речовини між внутрішньою і зовнішньою частиною клітини, яка не передбачає жодних витрат енергії, тобто відбувається пасивно, без споживання. АТФ. Цей принцип також є основним для пояснення походження життя, оскільки в перших формах клітинного життя ще не було активних метаболічних механізмів.
З іншого боку, принципи осмосу можна повторити в повсякденних ситуаціях і дозволити, наприклад, фільтрувати воду (зворотний осмос), серед інших практичних процедур, таких як виготовлення каталізаторів або полегшення промислових процесів охолодження.
Біологічна дифузія
Процес, подібний до осмосу, відомий як проста дифузія, з точки зору, що він включає транзит частинок з одного середовища (наприклад, всередині клітини) в інше (наприклад, позаклітинне середовище) через напівпроникну мембрану, переміщаючись із середовища з найбільшою концентрацією до середовища з найменшою концентрацією (тобто слідуючи градієнту концентрації). Це відбувається пасивно, тобто без споживання додаткової енергії.
Відповідно, біологічна дифузія - це те, що відбувається в клітинах, дозволяючи вхід або вихід молекули через плазматичну мембрану відповідно до градієнта концентрації. Так, наприклад, кисень потрапляє в кров у еритроцити, де гемоглобін може захоплювати їх для транспортування. Цей єдиний приклад свідчить про життєву важливість цього механізму для життя.
Приклади осмосу
Ось кілька простих прикладів осмосу:
- Очищення води. Для видалення з води її домішок можна застосувати принцип зворотного осмосу, розділити розчинений у ній вміст за допомогою напівпроникної мембрани.
- Зволоження яйця.Шкаралупа яйця працює як осмотична мембрана, що дозволяє воді проникати всередину (більш концентрованої), так що варене яйце можна замочити, не порушуючи шкаралупи.
- Осмос клітин. Частина клітинних транспортних механізмів, які дозволяють обмін (вхід або вихід) речовиною між цитоплазма і навколишнє середовище без споживання АТФ в процесі.