Vysvětlíme, co je osmóza a jaké existují typy. Také proč je to důležité, co je biologická difúze a příklady osmózy.
Co je osmóza?
Osmóza nebo osmóza je fyzikální jev výměny hmota přes polopropustnou membránu, z méně hustého média do vyššího hustota, aniž by vznikly náklady Energie. Je to pasivní jev, ale životně důležitý pro metabolismus mobilní telefon živé bytosti.
Mechanika osmózy sleduje rovnováhu koncentrací mezi dvěma segmenty a řešení oddělené membránou, přenášející solventní z jedné strany na druhou, aby se zředil extrém vyšší koncentrace. Tím dojde ke změně Tlak, známý jako osmotický tlak. To je to, co se děje s membránou buňky, jehož vnitřek může být ve větší, stejné nebo menší koncentraci než vnějšek, což umožňuje vstup a výstup Voda, tedy osmoregulace, bez nákladů na energii.
Osmóza byla objevena v roce 1877 ve studiích o fyziologii rostlin Němcem Wilhelmem Pfefferem, a to navzdory skutečnosti, že podobné studie již na toto téma existovaly a termín byl vytvořen v roce 1854 (Britským Thomasem Grahamem).
Druhy osmózy
Existují dvě formy osmózy: přímá a reverzní.
- Přímá osmóza. Je to ta, která se vyskytuje v buňkách živých bytostí, do kterých voda vstupuje nebo odchází skrz plazmatická membrána, umožňující rovnováhu s prostředím, i když v případech hypertonických (obrovské koncentrace rozpuštěné látky) nebo hypotonických (minimální koncentrace rozpuštěné látky) může způsobit dehydrataci nebo explozi akumulací buňky, resp.
- Inverzní osmóza. Jde o identický mechanismus, ale v opačném směru, který umožňuje proudění vody nebo rozpouštědla z místa nejvyšší koncentrace do nejnižší koncentrace rozpuštěné látky, což je ideální pro čištění nebo zadržování rozpuštěné látky. Aby k tomu došlo, musí být aplikován tlak, který překoná přirozený osmotický tlak (to znamená, že vyžaduje náklady na energii).
Význam osmózy
Osmóza je životně důležitá pro buněčný metabolismus, protože je to forma transportu hmoty mezi vnitřkem a vnějškem buňky, která nezahrnuje žádný energetický výdej, to znamená, že probíhá pasivně, bez spotřeby ATP. Tento princip je také zásadní pro vysvětlení původu život, protože v prvních formách buněčného života ještě neexistovaly žádné aktivní metabolické mechanismy.
Na druhou stranu lze principy osmózy replikovat v každodenních situacích a umožňují například filtrování vody (reverzní osmóza), mimo jiné praktické postupy, jako je výroba katalyzátorů nebo usnadnění průmyslových chladicích procesů.
Biologická difúze
Proces podobný osmóze je známý jako jednoduchá difúze z toho pohledu, že zahrnuje tranzit částic z jednoho média (jako je vnitřek buňky) do jiného (jako je extracelulární prostředí) přes polopropustnou membránu, pohybující se z média s nejvyšší koncentrací do média s nejnižší koncentrací (tj. podle koncentračního gradientu). To probíhá pasivně, tedy bez spotřeby přidané energie.
Biologická difúze je tedy ta, která probíhá v buňkách a umožňuje vstup nebo výstup molekul přes plazmatickou membránu, podle koncentračního gradientu. Tak se například kyslík dostává krví do červených krvinek, kde je hemoglobin může zachytit pro transport. Tento jediný příklad ukazuje zásadní význam tohoto mechanismu pro život.
Příklady osmózy
Některé jednoduché příklady osmózy jsou:
- Čištění vody. K odstranění jejích nečistot z vody lze uplatnit princip reverzní osmózy, k oddělení rozpuštěného obsahu v ní pomocí polopropustné membrány.
- Hydratace vajíčka.Skořápka vejce funguje jako osmotická membrána, která umožňuje vodě vstoupit do jeho vnitřku (více koncentrované), takže vařené vejce lze namáčet, aniž by došlo k porušení jeho skořápky.
- Buněčná osmóza. Část buněčných transportních mechanismů, které umožňují výměnu (vstup nebo výstup) hmoty mezi cytoplazma a životní prostředí aniž by při tom spotřebovával ATP.