زیست‌شناسی عمومی ۱ · انتشار و اسمز
حرکت خالص مادهٔ حل‌شده یا آب را از غشا پیش‌بینی کنید و افزایش یا کاهش حجم سلول را توضیح دهید. غلظت را به‌عنوان مقدار ماده بر حجم مرور کنید.
درس و خلاصه
ذرات در هر دو جهت حرکت می‌کنند. برای مادهٔ حل‌شدهٔ خنثی که از غشا عبور می‌کند، اختلاف غلظت انتشار خالص از غلظت بیشتر به کمتر را ایجاد می‌کند. در تعادل حرکت تصادفی ادامه دارد، اما شار خالص صفر است. اسمز حرکت خالص آب از غشای دارای نفوذپذیری انتخابی است. در فشار برابر و با مادهٔ حل‌شدهٔ نفوذناپذیر، آب به سوی محلول غلیظ‌تر می‌رود.
مثال حل‌شده
دو محفظه در فشار برابر ساکاروز ۰٫۱۰ و ۰٫۳۰ مولار دارند. غشا آب را عبور می‌دهد اما ساکاروز را نه. آب به سمت ۰٫۳۰ مولار می‌رود و حجم آن را افزایش می‌دهد. اگر سطح مایع تغییر کند، اختلاف فشار می‌تواند پیش از برابرشدن غلظت‌ها نیروی اسمزی را متعادل کند.
اشتباه رایج
تونیسیتی اثر پایدار بر حجم سلول را بیان می‌کند. ماده‌ای که آزادانه از غشا عبور می‌کند حتی با غلظت اولیهٔ یکسان اثر پایدار مادهٔ نفوذناپذیر را ندارد.
تمرین
غلظت مادهٔ نفوذناپذیر درون سلول جانوری از محیط بیشتر است. تغییر اولیهٔ حجم و حرکت مولکول‌های آب در دو جهت را توضیح دهید.
پاسخ تمرین
سلول ابتدا متورم می‌شود. آب در هر دو جهت عبور می‌کند، اما ورود از خروج بیشتر است. محیط نسبت به سلول هیپوتونیک است.
آزمون کوتاه · ۱۰ نمره
غشا آب و گلوکز را عبور می‌دهد اما ساکاروز را نه. ابتدا A دارای گلوکز ۰٫۲۰ مولار و بدون ساکاروز است. B ساکاروز ۰٫۲۰ مولار و بدون گلوکز دارد. جهت انتشار گلوکز را مشخص کنید (۳ نمره). تا وقتی توزیع ساکاروز نابرابر است، کدام ماده اختلاف اسمزی را حفظ می‌کند و چرا؟ (۷ نمره)
پاسخ‌نامهٔ آزمون
گلوکز ابتدا از A به B منتشر می‌شود. ساکاروز اختلاف اسمزی را حفظ می‌کند چون در B محبوس است. گلوکز می‌تواند بازتوزیع شود، پس شیب اولیهٔ آن همان اثر پایدار را ندارد.
آزمایش مجازی · پیش‌بینی اسمز
حرکت خالص اولیهٔ آب را از اختلاف غلظت پیش‌بینی کنید.
ابزار رایگان در همین صفحه. در مرورگر و بدون حساب کاربری یا دانلود استفاده کنید.
روش انجام
فشار دو طرف را برابر بگیرید و فرض کنید غشا آب را عبور می‌دهد اما ساکاروز را نه. از ۰٫۱۰ مولار در چپ و ۰٫۳۰ در راست شروع کنید. غلظت‌ها را جابه‌جا و سپس برابر کنید. قبل از هر اجرا جهت حرکت خالص را پیش‌بینی کنید.
نتایج مورد انتظار و بررسی پاسخ
با این فرض‌ها، آب به‌طور خالص به سمت غلظت بیشتر حرکت می‌کند. با جابه‌جایی غلظت‌ها جهت عوض می‌شود. در غلظت برابر مولکول‌ها در هر دو جهت حرکت می‌کنند و حرکت خالص صفر است.
این مدل فقط جهت اولیه را پیش‌بینی می‌کند. تغییر فشار، سرعت عبور از غشا و حجم واقعی سلول را مدل نمی‌کند.