OSMOSIS: PROSESO, URI, PAGKAKAIBA SA PAGSASABOG AT HALIMBAWA - BIOLOGY - 2026

Ang osmosis ay isang passive phenomenon na pag-aalis ng tubig sa pamamagitan ng isang lamad. Maaari itong maging isang cell lamad, isang epithelium o isang artipisyal na lamad. Ang tubig ay gumagalaw mula sa isang rehiyon ng mababang osmotic pressure (o kung saan mas marami ang tubig) sa rehiyon na may mas mataas na osmotic pressure (o kung saan ang tubig ay hindi gaanong sagana).

Ang prosesong ito ay tungkol sa biological relevance at orchestrates isang serye ng mga proseso ng physiological, kapwa sa mga hayop at sa mga halaman.

Pinagmulan: OpenStax

Ang unang mananaliksik na mag-ulat ng osmotic phenomenon ay Abbé Jean Antoine Nollet. Noong 1748, si Nollet ay nagtatrabaho sa mga lamad ng cell ng hayop at napansin na kapag ang dalisay na tubig ay inilagay sa isang bahagi ng lamad at isang solusyon na may dilute electrolyte sa kabilang panig, ang tubig ay lumipat sa rehiyon na may mga solute.

Kaya, ang pagpasa ng tubig na pabor sa konsentrasyon ng gradient nito ay inilarawan at tinawag itong osmosis. Ang termino ay nagmula sa Greek Roots osmos, na nangangahulugang itulak.

Noong 1877, ginawa ni Wilhelm Pfeller ang mga unang pag-aaral sa osmotic pressure. Ang kanyang eksperimentong disenyo ay kasangkot sa paggamit ng isang tanso na ferrocyanide "lamad" sa ibabaw ng isang malagkit na tasa ng luad, na nagbibigay ng isang lamad na pinapayagan ang pagpasa ng mga molekula ng tubig.

Ang mga artipisyal na lamad ng Pfeller ay sapat na malakas upang mapaglabanan ang mga makabuluhang osmotic pressure at hindi mabagsak. Ang mananaliksik na ito ay nakapagtapos na ang osmotic pressure ay proporsyonal sa solusyong konsentrasyon.

Proseso

Ang paggalaw ng tubig sa pamamagitan ng isang lamad mula sa isang lugar ng mababang konsentrasyon sa isang lugar na may mataas na konsentrasyon ay tinatawag na osmosis. Ang prosesong ito ay nangyayari mula sa isang lugar na may pinakamababang osmotic pressure hanggang sa pinakamataas na osmotic pressure.

Sa una, ang pahayag na ito ay maaaring nakalilito - at kahit magkakasalungat. Kami ay ginagamit upang pasibo "mataas hanggang mababa" kilusan. Halimbawa, ang init ay maaaring pumunta mula sa mataas hanggang sa mababang temperatura, ang glucose ay nagkakalat mula sa mga rehiyon na may mataas na konsentrasyon hanggang sa mas kaunting puro lugar, at iba pa.

Tulad ng nabanggit namin, ang tubig na nakakaranas ng hindi pangkaraniwang bagay ng osmosis ay gumagalaw mula sa mababang presyon hanggang sa mataas na presyon. Nangyayari ito dahil ang tubig ay mas sagana sa bawat yunit ng dami kung saan ang solute ay hindi gaanong sagana.

Iyon ay, sa panahon ng osmosis ang tubig ay gumagalaw kung saan ito (ang tubig) ay masagana sa kung saan ito ay hindi masagana. Samakatuwid, ang kababalaghan ay dapat maunawaan mula sa pananaw ng tubig.

Mahalagang tandaan na ang osmosis ay namamahala sa paggalaw ng tubig sa pamamagitan ng mga lamad at hindi nakakaapekto nang direkta sa paggalaw ng mga solute. Kapag nagkakalat ang mga solute, ginagawa nila ito sa pamamagitan ng pagsunod sa mga gradients ng kanilang sariling konsentrasyon ng kemikal. Sumusunod lamang ang tubig sa gradient ng konsentrasyon ng osmotic pressure.

Osmotic pressure

Mga Pressure?

Ang isa sa mga pinaka nakakalito na aspeto pagdating sa pag-unawa sa proseso ng osmosis ay ang paggamit ng mga presyon ng salita. Upang maiwasan ang pagkalito, mahalagang linawin na ang isang solusyon sa pamamagitan ng kanyang sarili ay hindi magpapataw ng isang hydrostatic pressure dahil sa osmotic pressure nito.

Halimbawa, ang isang 1 M glucose solution ay may osmotic pressure na 22 atm. Gayunpaman, ang solusyon ay hindi "sumabog" mga bote ng baso at maaaring maiimbak sa parehong paraan tulad ng purong tubig dahil ang isang nakahiwalay na solusyon ay hindi isinasalin sa hydrostatic pressure.

Ang mga term na panggigipit ay ginagamit lamang dahil sa isang aksidente sa kasaysayan, dahil ang mga unang siyentipiko na nag-aral ng mga hindi pangkaraniwang bagay ay pisikal at kemikal.

Kaya, kung ang dalawang solusyon na naiiba sa kanilang mga osmotic pressure ay pinaghihiwalay ng isang lamad, ang isang hydrostatic pressure ay lilikha.

Osmotic at hydrostatic pressure

Ang proseso ng osmosis ay humahantong sa pagbuo ng isang presyon ng hydrostatic. Ang pagkakaiba sa presyon ay humantong sa isang pagtaas sa antas ng mas puro na solusyon, dahil ang tubig ay nagkakalat dito. Ang pagtaas sa antas ng tubig ay nagpapatuloy hanggang sa net rate ng paggalaw ng tubig ay katumbas ng zero.

Ang isang net flow ay nakamit kapag ang presyur ng hydrostatic sa kompartimento II ay sapat na upang pilitin ang mga molekula ng tubig pabalik sa pag-uugali ko, sa parehong rate na ang osmosis ay nagiging sanhi ng paglipat ng mga molekula mula sa kompartimento I hanggang II.

Ang presyon ng tubig na nagiging sanhi ng pag-urong ng mga particle (mula sa mga compartment I hanggang II) ay tinatawag na osmotic pressure ng solusyon sa kompartimento II.

Paano kinokontrol ang daloy ng tubig sa mga cell?

Salamat sa osmotic na kababalaghan, ang tubig ay maaaring pasibo na lumipat sa mga lamad ng cell. Sa kasaysayan, kilala na ang mga hayop ay kulang sa isang aktibong sistema ng transportasyon ng tubig upang makontrol ang daloy ng sangkap na ito.

Gayunpaman, ang mga aktibong solitiko na sistema ng transportasyon ay maaaring magbago ng direksyon ng paggalaw ng tubig sa isang kanais-nais na direksyon. Sa ganitong paraan, ang aktibong pag-iisa na transportasyon ay isang paraan kung saan ginagamit ng mga hayop ang kanilang metabolic energy upang makontrol ang direksyon ng transportasyon ng tubig.

Pagsukat

Mayroong mga pormula sa matematika na nagpapahintulot sa pagsukat ng rate kung saan tatawid ng tubig ang mga lamad sa pamamagitan ng osmosis. Ang equation upang makalkula ito ay ang mga sumusunod:

Osmotic transport rate ng tubig = K (Π ₁ –Π ₂ / X). Kung saan ang Π ₁ at Π ₂ ay ang mga osmotic pressures ng mga solusyon sa magkabilang panig ng lamad at X ang distansya na naghihiwalay sa kanila.

Ang ugnayan (Π ₁ –Π ₂ / X) ay kilala bilang osmotic pressure gradient o osmotic gradient.

Ang huling term sa equation ay K ay ang koepisyent ng proporsyonalidad na nakasalalay sa temperatura at pagkamatagusin ng lamad.

Mga pagkakaiba na may pagsasabong

Ano ang pagsasahimpapawid?

Ang pagsasabog ay nangyayari sa pamamagitan ng random na thermal movement ng mga dissolved o suspendido na mga molekula, na nagiging sanhi ng kanilang pagkalat mula sa mga rehiyon ng mataas na konsentrasyon hanggang sa pinakamababa. Ang rate ng pagsasabog ay maaaring kalkulahin sa pamamagitan ng Fation equation.

Ito ay isang proseso ng exergonic dahil sa pagtaas ng entropy na kinakatawan ng random na pamamahagi ng mga molekula.

Kung sakaling ang sangkap ay isang electrolytic, ang kabuuang pagkakaiba sa singil sa pagitan ng dalawang compartment ay dapat isaalang-alang - bilang karagdagan sa mga konsentrasyon.

Ang Osmosis ay isang partikular na kaso ng pagsasabog

Ang pagkakalat at osmosis ay hindi sumasalungat sa mga termino, mas mababa sa kapwa eksklusibong mga konsepto.

Ang mga molekula ng tubig ay may kakayahang ilipat mabilis sa pamamagitan ng mga lamad ng cell. Tulad ng ipinaliwanag namin, nagkakalat sila mula sa isang rehiyon ng mababang solitiko na konsentrasyon sa isa sa mataas na konsentrasyon sa isang proseso na tinatawag na osmosis.

Tila kakaiba sa amin na nagsasalita ng "konsentrasyon ng tubig", ngunit ang sangkap na ito ay kumikilos tulad ng anumang iba pang sangkap. Iyon ay, naiiba ito sa pabor ng gradient na konsentrasyon nito.

Gayunpaman, ang ilang mga may-akda ay gumagamit ng salitang "pagsasabog ng tubig" bilang isang kasingkahulugan para sa osmosis. Ang paglalapat nito nang literal sa mga sistemang biological ay maaaring mali, dahil ipinakita na ang rate ng osmosis sa pamamagitan ng biological membranes ay mas mataas kaysa sa inaasahan ng isang simpleng proseso ng pagsasabog.

Sa ilang mga biological system, ang tubig ay dumadaan sa pamamagitan ng simpleng pagsabog sa pamamagitan ng cell lamad. Gayunpaman, ang ilang mga cell ay may mga espesyal na channel para sa pagpasa ng tubig. Ang pinakamahalaga ay tinatawag na mga aquaporins, pinatataas ang bilis ng daloy ng tubig sa lamad.

Mga halimbawa

Sa loob ng mga biological system, ang paggalaw ng tubig sa pamamagitan ng mga lamad ng cell ay mahalaga upang maunawaan ang dose-dosenang mga proseso ng physiological. Ang ilang mga halimbawa ay:

Osmotic exchange sa freshwater fish

Ang isang kagiliw-giliw na halimbawa ng papel ng osmosis sa mga hayop ay ang pagpapalitan ng tubig na nangyayari sa mga isda na nakatira sa mga sariwang tubig.

Ang mga hayop na naninirahan sa mga katawan ng sariwang tubig ay nasa isang palaging paggamit ng tubig mula sa ilog o lawa kung saan sila nakatira sa kanilang mga katawan, dahil ang konsentrasyon ng plasma ng dugo at iba pang mga likido sa katawan ay may mas mataas na konsentrasyon kaysa sa tubig. .

Ang Carassius auratus species ng mga isda ay nakatira sa mga freshwater environment. Ang isang indibidwal na may isang masa na 100 gramo ay maaaring makakuha ng halos 30 gramo ng tubig bawat araw salamat sa paggalaw ng tubig sa loob ng kanyang katawan. Ang mga isda ay may mga sistema - masiglang mahal - upang patuloy na mapupuksa ang labis na tubig.

Reabsorption ng likido

Sa pamamagitan ng sistema ng gastrointestinal de los animales debe ocurrir el fenómeno de osmosis para maging tama ang tamang pamantayan. El tubo digestivo secreta una cantidad de líquido Gordativa (en el orden litros) que deben ser reabsorbidos por ósmosis por las células que tapizan los intestinos.

Ang casing de que este sistema ay hindi magpalabas ng isang cabo su labor, kung saan makikita ang mga kaganapan sa diarrea intensa. La prolongación de este malfuncionamiento puede traducirse en la deshidratación del paciente.

Turgencia en las plantas

El volumen de agua del interior de las células depende sa la concentración tanto del medio interior como del externo, y el flujo está orquestado por los fenómenos de diffusión y ósmosis.

Kung ang isang cell ng hayop (tulad ng isang erythrocyte) ay inilalagay sa isang daluyan na naghihikayat sa pagpasok ng tubig, maaari itong sumabog. Sa kaibahan, ang mga cell ng halaman ay may dingding na pinoprotektahan ang mga ito mula sa osmotic stress.

Sa katunayan, ang mga di-makahoy na halaman ay nagsasamantala sa presyong ito na nabuo ng passive entry ng tubig. Ang presyur na ito ay tumutulong upang mapanatili ang iba't ibang mga organo ng halaman, tulad ng mga dahon, turgid. Sa sandali na nagsisimula ang tubig na dumaloy sa labas ng mga cell, nawawala ang cell nito sa turgidity at nalalanta.

Mga Sanggunian

1. Cooper, GM, Hausman, RE, & Hausman, RE (2000). Ang cell: isang molekular na diskarte. Pindutin ang ASM.
2. Eckert, R., Randall, R., & Augustine, G. (1988). Pisyolohiya ng hayop: mga mekanismo at pagbagay. WH Freeman & Co
3. Hill, RW, Wyse, GA, Anderson, M., & Anderson, M. (2004). Physiology ng Mga Hayop. Mga Associate ng Sinauer.
4. Karp, G. (2009). Cell at molekular na biyolohiya: mga konsepto at eksperimento. John Wiley at Mga Anak.
5. Pollard, TD, Earnshaw, WC, Lippincott-Schwartz, J., & Johnson, G. (2016). Cell Biology E-Book. Elsevier Mga Agham sa Kalusugan.
6. Schmidt-Nielsen, K. (1997). Pisyolohiya ng hayop: pagbagay at kapaligiran. Pressridge University Press.