Дифузія та осмос, лабораторні примітки BIO 1003
Молекули в повітрі та молекули в рідинах рухаються, і вони, як правило, рівномірно змішуються. Коли людина носить аромат, саме цей природний процес змішування дозволяє іншим відчувати запах аромату. Коли ви наносите харчовий барвник у склянку з водою, він поступово висувається з центру і забарвлює всю воду. Термін, що описує таке необмежене змішування, - це дифузія .
Демонстрація дифузії була встановлена на стійці реєстрації. Кристали пігменту покладені на дно балона з водою. Спостерігайте за кількістю змін через 5 хвилин. Дифузія у воді є швидким чи повільним процесом? Чи є дифузія ефективним механізмом молекулярного транспорту як на короткі, так і на великі відстані? Якби ви нагрівали суміш, дифузія прискорилася б?
Клітини існують у водному середовищі і самі містять воду. Парамецій мешкає у ставках і омивається водою; ваші власні клітини і клітини рослин оточені водою, яка називається тканинною рідиною. Плазматична мембрана, що розділяє клітину від оточення, є напівпроникною, тобто через неї можуть проходити малі молекули, такі як вода, а великі - не. Оскільки тенденція до повного змішування є природним явищем, клітини можуть мати проблеми з утриманням достатньої кількості води або позбавленням від зайвої води.
Якщо кількість розчинених частинок усередині клітини перевищує кількість в рівному обсязі навколишньої води, вміст клітини є гіпертонічним для (більш концентрованого, ніж) навколишнього середовища. Якщо вміст клітини більш розріджений, ніж навколишнє середовище, клітина гіпотонічна до навколишнього середовища. Коли вони збалансовані, концентрації клітини та її оточення є ізотонічними .
Коли вміст клітини та середовище мають різну концентрацію, вода буде проходити через плазматичну мембрану, і ці два регіони стануть більш схожими за концентрацією. Процес руху води через напівпроникну мембрану називається осмосом. Організми, вміст яких був гіпертонічним для навколишнього середовища, отримували б воду; той, хто був гіпотонічним для навколишнього середовища, втрачав би воду. Організми пристосовані до боротьби зі своїм власним середовищем. Ось чому прісноводна риба не може довго жити в солоній воді; вони зневоднюють.
На передньому столі встановили демонстрацію. Концентрований розчин цукру, забарвлений барвником, заповнює широкий кінець перевернутої трубки осоту. Отвір широкого кінця покритий напівпроникною мембраною і занурений у воду. Коли вода перетинає мембрану і розбавляє патоку, об’єм рідини всередині трубки осоту збільшується, і стовп рідини піднімається по тонкій частині трубки. Ви можете виміряти швидкість його підйому. Чи не могли б ви очікувати, що норма корелюється з концентрацією патоки?