UK 
EnglishТипова
Polski💧 Осмос і Тургорний Тиск — Клітина у Розчині
Осмос і тургорний тиск: клітина в гіпо-, ізо- та гіпертонічному розчині. Плазмоліз, набухання та рух води крізь мембрану.
Схожі симуляції
Як працює осмос
Вода рухається крізь напівпроникну мембрану з ділянки з низькою концентрацією розчиненої речовини (високий водний потенціал Ψ) до ділянки з високою концентрацією (низький Ψ). Рушійною силою є різниця водного потенціалу ΔΨ = −iCRT, де C — концентрація розчиненої речовини, R — універсальна газова стала, а T — абсолютна температура. Чистий потік зупиняється, коли тургорний тиск точно врівноважує осмотичний градієнт — осмотична рівновага.
Ця симуляція моделює рослинну клітину, поміщену в розчини з різною концентрацією розчиненої речовини, і відстежує рух води крізь її напівпроникну мембрану. Молекули води анімовано перетинають мембрану поодинці, об'єм клітини та тургорний тиск оновлюються щокадру, а графік у реальному часі показує зміну об'єму з часом у міру наближення системи до осмотичної рівноваги.
Ключові поняття
Гіпотонічний розчин: зовнішня концентрація нижча за внутрішню. Вода надходить у клітину — клітина набухає. У тваринних клітинах це спричиняє лізис; у рослинних клітинах жорстка клітинна стінка створює тургорний тиск.
Гіпертонічний розчин: зовнішня концентрація вища за внутрішню. Вода виходить із клітини — клітина зменшується. Рослинні клітини зазнають плазмолізу (мембрана відшаровується від стінки). Тваринні клітини зазнають кренації.
Ізотонічний розчин: рівні концентрації — чистого потоку немає. Еритроцити перебувають в осмотичній рівновазі з плазмою крові за концентрації ~280–310 мОсм/л.
Часті запитання
Що таке осмос і що є його рушійною силою в цій симуляції?
Осмос — це чистий рух води крізь напівпроникну мембрану з ділянки з нижчою концентрацією розчиненої речовини до ділянки з вищою концентрацією. Рушійна сила — це внутрішня концентрація розчиненої речовини (скоригована на поточний об'єм клітини) мінус зовнішня концентрація, мінус складова тургорного тиску, яка протидіє потоку після набухання клітини.
Що означають терміни гіпотонічний, ізотонічний і гіпертонічний у цій симуляції?
Гіпотонічний означає, що зовнішня концентрація нижча за концентрацію в клітині, тому вода надходить усередину і клітина набухає. Ізотонічний означає, що концентрації приблизно збігаються, тому чистого потоку майже немає. Гіпертонічний означає, що зовнішня концентрація вища, тому вода виходить із клітини і вона зменшується.
Що таке тургорний тиск, плазмоліз і лізис?
Тургорний тиск — це тиск цитоплазми назовні на жорстку клітинну стінку після того, як клітина набухає понад нормальний об'єм, обмежений значенням 8 атмосфер. Плазмоліз настає нижче 55% нормального об'єму; лізис настає вище 145% об'єму.
Як повзунки насправді впливають на симуляцію?
Повзунки зовнішньої та внутрішньоклітинної концентрації розчиненої речовини задають градієнт концентрації в міліосмолях. Температура збільшує швидкість випадкового теплового руху молекул води. Проникність мембрани множить швидкість, з якою молекули води фактично перетинають мембрану, досягнувши її.
Чому графік об'єму клітини виходить на плато, а не зростає нескінченно?
У міру надходження води в клітину внутрішня концентрація розчиненої речовини розбавляється, а тургорний тиск зростає, і обидва фактори зменшують чистий потік усередину, тому крива вирівнюється при досягненні осмотичної рівноваги, якщо тільки дисбаланс не є настільки сильним, що спричиняє лізис.