Osmose ist die Bewegung von Wasser, die innerhalb von Zellen durch eine semipermeable Membran stattfindet.
Dabei wandern die Wassermoleküle von einem weniger konzentrierten Medium in ein stärker konzentriertes Medium.
Daher dient die Osmose dazu, die beiden Seiten der Membran auszugleichen, wodurch das an gelösten Stoffen reiche Medium durch das Lösungsmittel, das Wasser ist, verdünnt wird.
Wie entsteht Osmose?
Osmose gilt als passiver Transport, wie bei der Passage durch die Membran Es wird keine Energie verschwendet.
Bei der Osmose neigt Wasser, das das Lösungsmittel ist, dazu, die semipermeable Membran zu durchqueren, um die Konzentration der Lösung auszugleichen. Diese Aktion wird durchgeführt, bis sich der osmotische Druck stabilisiert hat.
Daher bewegt sich das Wasser auf natürliche Weise von der weniger konzentrierten Region in die konzentriertere.
Der Übergang von Wasser von einem Medium zum anderen erfolgt in Zellen mit Hilfe von Transportproteinen in der Membran, Aquaporinen. Osmose tritt also immer dann auf, wenn ein Konzentrationsunterschied zwischen der äußeren und inneren Umgebung der Zelle besteht.
Das Ergebnis der Osmose wird in den Nährstoffaustauschprozessen von tierischen und pflanzlichen Zellen verwendet.
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Hypotonische, isotonische und hypertonische Lösung
Wie wir gesehen haben, zielt der Osmoseprozess darauf ab, die Konzentrationen der Lösungen auszugleichen, bis ein Gleichgewicht erreicht ist. Dafür haben wir folgende Lösungstypen:
- hypertonische Lösung: weist einen höheren osmotischen Druck und eine höhere Konzentration an gelösten Stoffen auf.
- Hypotonische Lösung: weist einen niedrigeren osmotischen Druck und eine niedrigere Konzentration an gelösten Stoffen auf.
- isotonische Lösung: Die Konzentration des gelösten Stoffes und der osmotische Druck sind gleich, wodurch ein Gleichgewicht erreicht wird.
Daher tritt Osmose zwischen einem hypertonischen (höher konzentriert) und einem hypotonen (weniger konzentrierten) Weg auf, um ein Gleichgewicht herzustellen.
Beispiele für Osmose
In Zellen ist die Plasmamembran eine Hülle, die von einer Lipiddoppelschicht gebildet wird, die die Bewegung von Wasser in der Zelle behindert. Es gibt jedoch auf ihre Struktur spezialisierte Proteine, Aquaporine, die als Kanäle fungieren, die den Durchgang von Wassermolekülen erleichtern.
In einer hypertonen Umgebung neigen Zellen dazu, zu schrumpfen, wenn sie Wasser verlieren. Eine Zelle, die in ein hypotonisches Medium gelegt wird, kann anschwellen, bis sie bricht, da Wasser in die Zelle eindringt.
Sehen Sie unten, wie Osmose in tierischen und pflanzlichen Zellen auftritt.
Osmose in Tierzellen
Wenn ein Tierzelle, wie rote Blutkörperchen, Medien mit unterschiedlichen Konzentrationen ausgesetzt sind, erfolgt die Wasserbewegung in der Zelle wie folgt:
Wenn das Medium reich an gelösten Stoffen ist, einer Lösung, die in Bezug auf das Zytoplasma hypertonisch ist, verlieren die Zellen Wasser an das Medium und verdorren.
Wenn das Medium arm an gelösten Stoffen ist, einer hypotonischen Lösung, neigen Wassermoleküle dazu, in die Zelle einzudringen, und obwohl die Membran resistent ist, kann es je nach Menge zu Störungen kommen.
Osmose von Pflanzenzellen
Die Wasserbewegung in Pflanzenzellen findet zwischen der zellulären Vakuole und der extrazellulären Umgebung statt.
DAS Pflanzenzelle es besitzt neben der Plasmamembran eine sehr widerstandsfähige Zellwand, die von Zellulose gebildet wird.
Daher widersteht die Pflanzenzelle im Gegensatz zur tierischen Zelle einer Zerstörung, wenn sie in eine hypotonische Umgebung eingebracht wird, in der Wasser dazu neigt, in die Zelle einzudringen. Die Zelle schwillt an und vergrößert ihr Volumen, aber die Zellwand verhindert das Aufbrechen.
Der Wasserverlust einer Pflanzenzelle, die in eine hypertonische Umgebung eingebaut wird, wird als Plasmolyse bezeichnet. Der Eintritt von Wasser in die Vakuole, wenn sich die Zelle in einem hypotonen Medium befindet, wird als Turgency bezeichnet, wenn das Zellvolumen zunimmt.
Wie beeinflusst der osmotische Druck die Osmose?
Ein gelöster Stoff ist jede Substanz, die in einem Lösungsmittel verdünnt werden kann, wie z. B. in Wasser gelöster Zucker. Während der osmotische Druck der Druck ist, der für die Bewegung von Wasser erzeugt wird.
Da Osmose ein Prozess ist, der vom am wenigsten konzentrierten (hypotonischen) zum am stärksten konzentrierten (hypertonischen) Medium in Suche nach Gleichgewicht, osmotischer Druck ist der Druck, der auf ein System ausgeübt wird, um Osmose zu verhindern natürlich.
Je größer der Konzentrationsunterschied zwischen dem hypertonischen und hypotonischen Medium ist, desto größer sollte daher der osmotische Druck sein, der auf die konzentriertere Lösung ausgeübt wird, um Osmose zu vermeiden.
Lerne mehr über osmotischer Druck.
Was ist Umkehrosmose und wie funktioniert sie
Umkehrosmose ist der Durchfluss von Wasser in entgegengesetzter Richtung zur Osmose. So bewegt sich Wasser von einer konzentrierteren Lösung zu einer weniger konzentrierten.
Umkehrosmose findet statt, indem ein Druck ausgeübt wird, der größer ist als der natürliche osmotische Druck.
Da die semipermeable Membran nur Lösungsmittel (reines Wasser) durchlässt, hält sie gelöste Stoffe zurück.
Ein Beispiel für Umkehrosmose ist die Umwandlung von Salzwasser in Süßwasser durch den Entsalzungsprozess.
Lerne mehr über Umkehrosmose.
Unterschied zwischen Osmose und Diffusion
Diffusion ist der Durchgang von sehr kleinen Molekülen von Gasen und gelösten Stoffen, die in Wasser gelöst sind, durch die Plasma Membran. In diesem Fall verschieben sich die gelösten Moleküle vom stärker konzentrierten Medium in das weniger konzentrierte Medium. Sie bewegen sich entlang eines Konzentrationsgradienten und verteilen sich über den verfügbaren Raum.
DAS erleichterte Diffusion es ist der Durchgang von Substanzen, die sich nicht in Lipiden auflösen, durch die Membran mit Hilfe von Proteinen, die die Lipiddoppelschicht durchdringen.
Wie die Osmose wird auch die Diffusion als passiver Transport, da es zugunsten eines Konzentrationsgradienten auftritt.
Neugierde
Der Ausdruck „Lernen durch Osmose“ wird häufig von Studierenden verwendet, die neue Inhalte lernen möchten, ohne zu lernen, also ohne Anstrengung.
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