Определение водного потенциала
Водный потенциал – это потенциальная энергия воды в системе по сравнению с чистой водой, когда температура и давление поддерживаются одинаковыми. Это также может быть описано как мера того, насколько свободно молекулы воды могут перемещаться в конкретной среде или системе. Он измеряется в килопаскалях (кПа) и представлен греческой буквой Psi (Ψ). Потенциал воды никогда не бывает положительным, но имеет максимальное значение ноль, то есть значение чистой воды при атмосферном давлении. Когда дело доходит до нечистой воды или воды, в которой есть растворенные вещества, тем больше растворенное вещество тем более отрицательным становится since, поскольку растворенные молекулы будут притягивать молекулы воды и ограничивать их свободу передвижения.
Движение молекул воды
Вода движется из областей, где водный потенциал выше (или менее отрицательный), в области, где он ниже (или более отрицательный), и мы называем это движение как осмос, Например, на диаграмме ниже решение вокруг клетка является гипертонический Это означает, что он имеет более высокую концентрацию растворенного вещества, поэтому более низкий потенциал воды, чем внутри клетки. Поскольку ячейка имеет частично проницаемую мембрану, позволяющую движение воды внутрь и наружу, вода будет перемещаться изнутри ячейки, где higher выше, во внешнюю часть ячейки, где Ψ ниже. Это может привести к гибели клеток в живых организмах. С другой стороны, клетка, помещенная в чистый водный раствор, может поглощать воду до тех пор, пока она не лопнет и не умрет. Следовательно, клетки нуждаются в среде, которая не отличается значительно по концентрации растворенного вещества.
Формула водного потенциала
Формула, используемая для расчета Ψ, следующая:
Ψ = Ψs + Ψp + Ψg + Ψm
Тем не менее, это часто упрощается как эта формула, что также правильно:
Ψ = Ψs + Ψp
Здесь standss обозначает растворенный потенциал, Ψp – потенциал давления, Ψg – гравитационный потенциал и Ψm – матричный потенциал. Потенциал давления относится к физическому давлению, которое объекты или мембраны клеток оказывают на молекулы воды, и оно увеличивается с увеличением давления. Обратите внимание, что потенциал давления обычно поддерживается положительным в растительных клетках, чтобы они могли сохранять свою форму, позволяя растению оставаться твердым. Кроме того, матричный потенциал учитывает силы между молекулами воды и поверхностями или веществами, такими как почва или клеточные мембраны. Матричный потенциал всегда отрицателен и является более значительным в сухих системах, таких как почвы, потому что мы обнаруживаем, что частицы воды прочно связаны с частицами почвы. Как следует из названия, гравитационный потенциал – это способ, которым гравитация Земли влияет на свободу движения молекул воды. Наконец, потенциал растворенного вещества зависит от количества растворенного вещества в растворе и уменьшается с увеличением концентрации растворенного вещества.
- диффузия – Произвольное распространение частиц из области, где они находятся в более высокой концентрации, в другую, где они находятся в более низкой концентрации.
- Гипотонический раствор – Раствор с более высокой концентрацией растворенного вещества по сравнению с другим раствором.
- Изотонический раствор – Раствор с концентрацией раствора, равной концентрации другого раствора.
- вязкость – Степень сопротивления жидкости.
викторина
1. Что мы можем ожидать, если поместить ячейку в раствор, где Ψ ячейки равно -0,3 кПа, а значение раствора -0,9 кПа?A. Вода выйдет из клеткиB. Вода переместится в клеткуC. Вода не будет двигаться в или из клеткиD. Клетка взорвется
Ответ на вопрос № 1
верно. Вода движется из области, где водный потенциал выше, в область, где она ниже. Это означает, что он переместится из клетки в раствор снаружи.
2. Проще говоря, водный потенциал:A. Количество воды, которое корни могут принимать в деньB. Сочетание осмотическое давление и гравитационные силыC. Сочетание растворенного потенциала и потенциала давленияD. Количество давления, необходимое для выталкивания воды вверх по стеблю растения
Ответ на вопрос № 2
С верно. Простая формула, которую мы используем: Ψ = растворенный потенциал (Ψs) + потенциал давления (Ψp).
3. Какое из следующих значений водного потенциала указывает на самую сухую окружающую среду?A. -0,1 пКаB. -1 рКаC. -0,03 пКаD. -5 пКа
Ответ на вопрос № 3
D верно. Чем суше окружающая среда, тем более она растворена и, следовательно, тем более отрицательно значение Ψ мы получаем.
4. Как меняется водный потенциал в зависимости от концентрации растворенного вещества?A. Это увеличивает, чем выше концентрация растворенного веществаB. Это уменьшается, чем выше концентрация растворенного веществаC. Это не зависит от концентрации растворенного веществаD. Концентрация растворенного вещества оказывает противоречивое влияние на него
Ответ на вопрос № 4
В верно. Чем выше концентрация растворенного вещества, тем менее свободны молекулы воды для перемещения и тем меньше is.