Osmose

Osmose ist die Bewegung von Wasser durch eine semipermeable Membran von einem Bereich mit hoher Konzentration zu einem Bereich mit niedriger Konzentration, wobei die Tendenz besteht, die Konzentrationen des Wassers auszugleichen. Osmose ist ein passiver Transport, d.h. es ist keine Energiezufuhr erforderlich. Was den osmotischen Druck verursacht, sind die unterschiedlichen Konzentrationen der gelösten Stoffe auf den beiden Seiten der Membran.

Bei der Osmose bewegt sich Wasser von der Seite der Membran mit dem niedrigeren osmotischen Druck zur Seite der Membran mit dem höheren Druck. Ein wichtiges Beispiel für Osmose ist die Bewegung von Flüssigkeitsmolekülen (Lösungsmittel) durch eine Zellmembran in eine Zelle mit einer höheren Konzentration gelöster Stoffe. Die Osmose ist ein grundlegender Teil der Zellbiochemie, hat aber auch mechanische Anwendungen und Verwendungen.

Der Prozess der Osmose über eine semipermeable Membran. Die blauen Punkte stellen Partikel dar, die den osmotischen Gradienten antreiben

Dies ist eine Aufnahme aus einer dreidimensionalen Computersimulation des Osmoseprozesses. Das blaue Netz ist undurchlässig für die größeren Kugeln, aber die kleineren Kugeln können durchkommen. Alle Bälle hüpfen umher

Hypotonisch, isotonisch und hypertonisch

Lösungen können mehr oder weniger gelöste Stoffe pro Lösungsmitteleinheit enthalten. Die Lösung mit weniger wird als hypotonisch bezeichnet. Wenn die beiden Lösungen die gleiche Konzentration haben, sind sie isotonisch. Die Lösung mit mehr ist hypertonisch. Wenn sich die hypotone Lösung außerhalb der Zelle und die hypertone Lösung innerhalb der Zelle befindet, schwillt die Zelle an und verformt sich.

Wirkung verschiedener Lösungen auf Blutzellen

Pflanzenzelle unter verschiedenen Umgebungen

Zellmembranen

Die Plasmamembran einer Zelle ist semipermeabel, d.h. sie lässt bestimmte Moleküle ein- oder austreten, sie lässt kleine Moleküle durch, blockiert aber größere Moleküle. Die Membran hat auch Öffnungen oder Tore, die bestimmte Makromoleküle durchlassen. Dies ist ein aktiver Transport, der Energie verbraucht und selektiv ist. Sie ist die äußerste Hülle der tierischen Zelle. Sie besteht aus Proteinen und Lipiden. Beispiel: - Austausch von Gasen wie Sauerstoff und Kohlendioxid.

Fragen und Antworten

F: Was ist Osmose?

A: Osmose ist die Bewegung von Lösungsmittelmolekülen (Flüssigkeit) durch eine Membran von einer Lösung in eine andere, ohne eine äußere Kraft. Das Lösungsmittel bewegt sich zu der Seite mit einer höheren Konzentration an gelösten Stoffen und einer niedrigeren Konzentration an Lösungsmittel.

F: Wie funktioniert Osmose?

A: Osmose funktioniert, weil die Membran selektiv durchlässig ist, d.h. das Lösungsmittel durchlässt, nicht aber die gelösten Stoffe. Die Lösungsmittelmoleküle bewegen sich willkürlich, so dass sich die Konzentrationen auf beiden Seiten angleichen. Es kann ein osmotischer Druck ausgeübt werden, so dass es zu keiner Nettobewegung des Lösungsmittels durch die Membran kommt.

F: Welche Faktoren beeinflussen die Permeabilität in biologischen Membranen?

A: Die Permeabilität in biologischen Membranen hängt von der Löslichkeit, der Ladung oder der Chemie sowie der Größe der gelösten Stoffe ab.

F: Wie bewegen sich Wassermoleküle durch biologische Membranen?

A: Wassermoleküle wandern durch biologische Membranen, indem sie durch die Phospholipid-Doppelschicht diffundieren.

F: Welche Rolle spielt die Osmose in lebenden Systemen?

A: In lebenden Systemen sorgt die Osmose dafür, dass Wasser in die Zellen hinein und aus ihnen heraus gelangt, und sie trägt zur Aufrechterhaltung des Turgordrucks in den Zellen bei, indem sie ein Gleichgewicht zwischen dem Zellinneren und seiner Umgebung herstellt.

F: Wie wirkt sich die molare Konzentration auf den osmotischen Druck aus?

A: Der osmotische Druck hängt von der molaren Konzentration des gelösten Stoffes ab. Höhere Konzentrationen erfordern einen höheren Außendruck, damit keine Nettobewegung des Lösungsmittels durch die Membran stattfindet.