14 5.5 الأسموزية في الخلايا الحية
الغشاء البلازمي شبه منفذ. ثلاث حالات لخلية توضع في محلول:
1منخفض التوتر (hypotonic) (أكثر تخفيفًا من عصارة الخلية)
حركة الماء
- يدخل الماء إلى الخلية
تأثيره على الخلية الحيوانية
- تنتفخ وقد تنفجر
تأثيره على الخلية النباتية
- تصبح منتفخة (ممتلئة) وهذا مفيد للدعم؛
- ويمنع جدار الخلية انفجارها
2متساوي التوتر (isotonic) (التركيز نفسه)
حركة الماء
- لا حركة صافية
تأثيره على الخلية الحيوانية
- طبيعية
تأثيره على الخلية النباتية
- رخوة لكن طبيعية
3مرتفع التوتر (hypertonic) (أكثر تركيزًا)
حركة الماء
- يخرج الماء من الخلية
تأثيره على الخلية الحيوانية
- تنكمش
تأثيره على الخلية النباتية
- ينفصل الغشاء عن الجدار (البلزمة) ويذبل النبات
أمثلة من الحياة والبيئة:
- تمليح الأغذية (الأسماك واللحوم والجبن والمخللات) يحفظها لأن البكتيريا في البيئة الشديدة الملوحة تفقد الماء بالأسموزية فتموت أو لا تستطيع النمو.
- شرب ماء البحر يزيد العطش: لأن ضغطه الأسموزي أعلى من سوائل الجسم، فيضطر الجسم إلى استخدام ماء إضافي للتخلص من الملح.
- جذور النباتات تمتص الماء بالأسموزية لأن عصارة الشعيرات الجذرية أكثر تركيزًا من ماء التربة. والتربة المسمدة بإفراط (ملح ذائب كثير) أو الري بماء مالح قد يعكس الانحدار فتفقد الجذور ماءها ويذبل النبات.
- الكائنات العذبة والبحرية تواجه مشكلتين أسموزيتين متعاكستين؛ وتكيفاتها (الفجوة المنقبضة والكلى واليوريا في أسماك القرش) هي موضوع الدرس 1-6.
- التحلية بالأسموزية العكسية: إذا طُبق ضغط أكبر من الضغط الأسموزي لماء البحر (نحو 27–30 atm) على جانب الماء المالح، دُفع الماء خلال الغشاء عكس الاتجاه الأسموزي الطبيعي وتُركت الأملاح. وتوفر هذه التقنية مياه الشرب لكثير من المدن الساحلية في مصر.
✍️ أمثلة محلولة
- مثال محلول (5). المسألة: وُضعت كرية دم حمراء (مكافئها الأسموزي نحو \(0.30 \,\text{mol}/L\) من الجسيمات) في: (أ) محلول NaCl تركيزه \(0.15 \,\text{mol}/L (0.30 \,\text{mol}/L\) جسيمات)، (ب) ماء مقطر، (ج) محلول NaCl تركيزه \(0.5 \,\text{mol}/L (1.0 \,\text{mol}/L\) جسيمات).
- صف السلوك.
- الحل: (أ) \(0.15 \,\text{mol}/L\) من NaCl تعطي نحو \(0.30 \,\text{mol}/L\) من الجسيمات: متساوي التوتر؛
- لا حركة صافية للماء وتحتفظ الخلية بشكلها (وهذا هو «المحلول الملحي الفسيولوجي»).
- (ب) الماء المقطر منخفض التوتر: يدخل الماء فتنتفخ الخلية وقد تنفجر.
- (ج) \(1.0 \,\text{mol}/L\) جسيمات مرتفع التوتر: يخرج الماء فتنكمش الخلية وتتجعد.