Osmose Definition
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Osmose ist die Nettobewegung von Lösungsmittelmolekülen durch eine semipermeable Membran. Es ähnelt der Diffusion, da die Bewegung bergab geht, dh von höherer zu niedrigerer Konzentration. Bei der Osmose muss die Bewegung jedoch über eine semipermeable Membran erfolgen. Ohne dieses Element kann es nicht als Osmose bezeichnet werden.,
Während Diffusion oft als die Nettobewegung von gelösten Stoffen zwischen zwei Lösungen dargestellt wird, ist Osmose über die Nettobewegung der Lösungsmittelmoleküle, wie Wassermoleküle. Die unterschiedliche Konzentration von Wassermolekülen zwischen den beiden Seiten der Membran treibt das Wasser an, sich zu bewegen, um die Konzentrationen der beiden Bereiche auszugleichen.
Osmose Definition
In der Biologie ist Osmose definiert als die Nettobewegung von Wassermolekülen durch eine semipermeable Membran (z., zellmembran) von einem Bereich mit höherem bis zu einem Bereich mit niedrigerem Wasserpotential. Andere Definitionen der Osmose sind wie folgt:
- Der Prozess eines Lösungsmittels, das durch eine semipermeable Membran von einem Bereich mit niedriger gelöster Konzentration zu einem Bereich mit hoher gelöster Konzentration diffundiert
- Die Tendenz des Wassers, von einer hypotonischen Lösung (niedrige Konzentration gelöster Substanzen) zu einer hypertonischen Lösung (höhere Konzentration gelöster Substanzen) über eine semipermeable Membran zu fließen
In der Chemie ist die Osmose ähnlich definiert., Es ist der Durchgang eines reinen Lösungsmittels von einer Lösung mit geringerer zu einer größeren Konzentration von gelösten Stoffen, wenn die beiden Lösungen durch eine Membran getrennt sind, die selektiv den Durchgang von gelösten Molekülen verhindert, während die Lösungsmittelmoleküle passieren können.
Etymologie
Der Begriff Osmose ist eine latinisierte Form der jetzt veralteten Osmose., Ein abgeleitetes Wort ist osmotisch, was definiert ist als in Bezug auf oder von der Natur der Osmose. So ist beispielsweise der osmotische Druck ein Druck, der durch Osmose entsteht.
Funktionsweise der Osmose
Damit die Osmose auftritt, sollten diese Elemente vorhanden sein: (1) Netto-Wasserbewegung von Wassermolekülen, (2) eine selektiv durchlässige Membran und (3) osmotischer Gradient. Wassermoleküle neigen dazu, sich zu bewegen, und sie bewegen sich bergab, d.h., von einem Bereich mit hoher Wasserkonzentration (oder weniger gelösten Stoffen) bis zu einem Bereich mit niedriger Wasserkonzentration (oder größeren gelösten Stoffen). Wenn es keine Nettobewegung von Wasser gibt, kann es nicht Osmose genannt werden. Es sollte auch eine semipermeable Membran enthalten, um sich zu bewegen. Ohne sie ist der Prozess nur ein Fall von Diffusion und nicht Osmose. Da Wassermoleküle polare Moleküle sind, benötigen sie Kanalproteine, um ihren Konzentrationsgradienten zu verringern. Diese Kanalproteine sind auf der Zellmembran eingebettet und bieten einen hydrophilen Durchgang, durch den sich Wasser bewegen kann., Was die Wassermoleküle dazu antreibt, sich zu bewegen, ist der osmotische (Druck -) Gradient, dh Unterschiede im osmotischen Druck zwischen den beiden Lösungen. Das Maß für die relative Tendenz des Wassers, sich von einem Bereich in einen anderen zu bewegen, wird als Wasserpotential bezeichnet. Es wird allgemein durch den griechischen Buchstaben Ψ (Psi) dargestellt. Lösungen mit unterschiedlichen Tonizitäten verursachen einen Nettowasserfluss über die Zellmembran.,
Osmotische Lösungstypen
Eine Lösung besteht im Wesentlichen aus solute (zu lösende Substanz) und solvent (die Komponente, die die solutes auflöst). Die Konzentrationen der Bestandteile der beiden Lösungen müssen bestimmen, ob eine Lösung im Vergleich zu einer anderen Lösung isotonisch, hypotonisch oder hypertonisch ist.,
Isotonisch
Eine isotonische Lösung ist eine Lösung, bei der die Menge der gelösten Stoffe im Wesentlichen der Anzahl der gelösten Stoffe einer anderen Lösung entspricht. Zum Beispiel bedeutet eine Zelle, die für die äußere Lösung isotonisch ist, dass sowohl die intrazelluläre Flüssigkeit der Zelle als auch die umgebende Flüssigkeit den gleichen osmotischen Druck und das gleiche Wasserpotential haben. In diesem Fall gibt es keine Nettobewegung von Wassermolekülen zwischen der Zelle und der äußeren Flüssigkeit.,
Hypotonisch
Eine hypotonische Lösung ist eine Lösung, die einen niedrigeren osmotischen Druck (oder weniger gelöste Stoffe) aufweist als eine andere Lösung, mit der sie verglichen wird. In diesem Fall bewegt sich Wasser mit geringerer Wasserkonzentration in Richtung des Bereichs oder in Richtung des konzentrierteren Bereichs, um die Lösung zu verdünnen., Wenn beispielsweise die die Zelle umgebende Flüssigkeit hypotonisch ist, bewegt sich das Wasser über die Membran in Richtung der konzentrierteren Lösung, die sich in der Zelle befindet.
Hypertonisch
Eine hypertonische Lösung ist eine Lösung, die der hypotonischen Lösung offenbar entgegengesetzt ist. Eine hypertonische Lösung hat mehr gelöste Stoffe und weniger Wasser als die andere Lösung. Wenn eine Zelle in eine hypertonische Lösung eingetaucht ist, verlässt Wasser die Zelle, um die Lösung draußen zu verdünnen.,
Beispiele für Osmose
Osmose in tierischen Zellen
In biologischen Systemen ist Osmose essentiell, da viele biologische Membranen semipermeabel sind und zu unterschiedlichen physiologischen Wirkungen führen. Wenn beispielsweise tierische Zellen einer hypertonischen Umgebung (oder einer niedrigeren Wasserkonzentration) ausgesetzt sind, verlässt das Wasser die Zellen, wodurch die Zellen schrumpfen., Dieser Zustand wird als Zinnen bezeichnet. Umgekehrt, wenn die tierischen Zellen in eine hypotonische Umgebung (oder eine höhere Wasserkonzentration) gebracht werden, bewegen sich die Wassermoleküle in die Zellen, wodurch sie anschwellen. Wenn die Osmose anhält und übermäßig wird, platzen die Zellen schließlich.,
Osmose in Pflanzenzellen
Das Platzen der Zelle durch zu viel Wasserzufluss tritt in Pflanzenzellen nicht auf. Pflanzen sind in der Lage, der übermäßigen Osmose durch ihre Zellwände und Vakuolen entgegenzuwirken. Die Zellwand übt einen osmotischen Druck aus, der die Pflanzenzelle stabilisiert. In der Tat ist der osmotische Druck das, was Pflanzen dazu bringt, aufrecht zu bleiben., Die große Vakuole innerhalb der Pflanzenzelle hilft auch durch Osmoregulation, einen Regulationsprozess, bei dem das Wasserpotential so reguliert wird, dass der osmotische Druck innerhalb der Zelle im optimalen Bereich gehalten wird.
Die Pflanzenzellen sind jedoch nicht durch Wasserabfluss geschützt. Wenn sich eine Pflanzenzelle in einer hypertonischen Umgebung befindet, kann die Zellwand nicht verhindern, dass die Zelle Wasser verliert. Dies führt zu einer Zellschrumpfung oder die Zelle wird schlaff.,
siehe auch
- Diffusion
- Water
- Osmotic pressure
- Solution
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