Osmosis

Di mana ia berlaku

Osmosis berlaku merentasi membran sel, yang separa telap, ia membenarkan air lalu tetapi bukan molekul terlarut lebih besar. Ia mengawal kandungan air sel.

Dalam badan, osmosis menggerakkan air daripada air tanah ke dalam sel rerambut akar, dari sel ke sel merentasi korteks akar, keluar daripada tubul buah pinggang kembali ke dalam darah, dan daripada usus ke dalam vilus. Di makmal, membran yang digunakan biasanya tiub visking, yang berkelakuan seperti membran sel kerana liangnya membenarkan molekul air melaluinya tetapi menahan sukrosa atau kanji.

Bahan masuk dan bahan keluar

• Bahan masuk: dua larutan dengan potensi air berbeza, satu hipotonik (lebih cair) dan satu hipertonik (lebih pekat) berbanding yang lain.
• Bahan masuk: membran separa telap di antara keduanya, seperti membran sel atau tiub visking.
• Bahan masuk: tenaga kinetik rawak molekul air; tiada ATP digunakan.
• Bahan keluar: aliran bersih air ke sisi hipertonik sehingga kedua-dua sisi isotonik atau dinding menghalang kemasukan lanjut.
• Bahan keluar dalam sel haiwan: pembengkakan dan hemolisis dalam larutan hipotonik, atau krenasi dalam larutan hipertonik.
• Bahan keluar dalam sel tumbuhan: tekanan segah dalam larutan hipotonik, atau plasmolisis dalam larutan hipertonik.

Langkah-langkahnya

1. Dua larutan berlainan kepekatan dipisahkan oleh membran separa telap.
2. Sisi cair mempunyai potensi air lebih tinggi kerana bahagian molekul air bebasnya lebih besar; sisi pekat mempunyai potensi air lebih rendah.
3. Molekul air bergerak secara rawak dan melintasi membran dalam kedua-dua arah, manakala molekul bahan terlarut yang lebih besar tidak dapat melaluinya.
4. Lebih banyak molekul air melanggar dan melintasi membran dari sisi cair berbanding dari sisi pekat, kerana bilangannya lebih banyak di situ.
5. Hasilnya ialah pergerakan bersih air menuruni kecerunan potensi air ke dalam larutan yang lebih pekat.
6. Isi padu sisi pekat bertambah dan kepekatannya menurun, manakala sisi cair kehilangan isi padu.
7. Pergerakan berterusan sehingga kedua-dua sisi isotonik, atau sehingga tekanan daripada dinding sel mengimbangi aliran masuk; pada ketika itu pergerakan bersih berhenti.

Mengapa ia penting dan bagaimana ia dikawal

Osmosis mengawal sama ada sel memperoleh atau kehilangan air. Dalam larutan cair sel haiwan membengkak dan mungkin pecah, manakala sel tumbuhan jadi segah; dalam larutan pekat sel haiwan mengecut dan sel tumbuhan berplasmolisis.

Osmosis dikawal oleh potensi air persekitaran dan oleh struktur sel itu sendiri. Sel haiwan tidak berdinding, jadi badan mengekalkan plasma darah isotonik dengan sel melalui osmoregulasi; jika plasma menjadi hipotonik, sel darah merah akan membengkak dan pecah.

Sel tumbuhan bergantung pada dinding sel: apabila air masuk, dinding menolak balik dengan tekanan yang meningkat sehingga menghentikan kemasukan lanjut, jadi sel menjadi segah tetapi tidak pecah. Kesegahan mengekalkan daun dan batang muda tegak, membuka stoma, dan memacu pertumbuhan sel tumbuhan, manakala kehilangan kesegahan menyebabkan kelayuan.

Bagaimana ia diperiksa

Anda mungkin diminta mentakrifkan osmosis, meramal sama ada sel memperoleh atau kehilangan air, atau menerangkan eksperimen tiub visking atau jalur kentang.

Soalan takrifan mengharapkan frasa 'pergerakan bersih air', 'membran separa telap' dan 'dari kawasan berpotensi air tinggi ke kawasan berpotensi air rendah'. Soalan berbentuk amali memberikan perubahan jisim jalur kentang dalam siri larutan sukrosa dan meminta anda memplot graf, mencari kepekatan yang tiada perubahan jisim, dan menerangkan setiap bahagian graf.

Soalan gambar rajah menunjukkan sel darah merah atau sel epidermis bawang dalam larutan tanpa label dan meminta anda mengenal pasti sama ada larutan itu hipotonik, isotonik atau hipertonik serta menamakan keadaan sel itu.

Salah faham biasa

Soalan contoh berformat peperiksaan

Soalan. Seorang pelajar memotong lima silinder kentang yang sama panjang, menimbang setiap satu, dan meletakkannya dalam larutan sukrosa 0.0, 0.2, 0.4, 0.6 dan 0.8 mol per liter selama tiga puluh minit. Silinder dalam larutan 0.0 dan 0.2 bertambah jisim, silinder dalam larutan 0.4 tidak berubah, dan silinder dalam larutan 0.6 dan 0.8 kehilangan jisim serta terasa lembut.

(a) Terangkan mengapa silinder dalam larutan 0.0 bertambah jisim. (b) Nyatakan apa yang ditunjukkan oleh keputusan 0.4 tentang sel kentang.

(c) Terangkan mengapa silinder dalam larutan 0.8 terasa lembut. (d) Cadangkan mengapa pelajar itu mengelap setiap silinder sebelum menimbangnya.

Jawapan model. (a) Air suling mempunyai potensi air lebih tinggi daripada sap sel kentang, jadi air memasuki sel secara osmosis merentasi membran sel separa telap; sel menjadi segah dan silinder bertambah jisim. (b) Larutan 0.4 adalah isotonik dengan sap sel: tiada pergerakan bersih air, jadi sap mempunyai potensi air yang sama dengan larutan sukrosa 0.4 mol per liter.

(c) Larutan 0.8 adalah hipertonik, jadi air meninggalkan sel secara osmosis; sel kehilangan tekanan segah, menjadi lembik dan mungkin berplasmolisis, jadi tisu itu lembut. (d) Mengelap menyingkirkan air permukaan supaya jisim yang diukur hanya mencerminkan air yang bergerak masuk atau keluar sel, menjadikan keputusan perbandingan yang adil.

Sumber:SRC-DSKP-EN

Soalan lazim