ऑस्मोसिस: प्रक्रिया, प्रकार, अंतर और उदाहरण के साथ अंतर - जीवविज्ञान - 2025

असमस एक झिल्ली के माध्यम से एक निष्क्रिय घटना विस्थापन पानी है। यह एक कोशिका झिल्ली, एक उपकला या एक कृत्रिम झिल्ली हो सकता है। उच्च आसमाटिक दबाव वाले क्षेत्र (या जहां पानी कम प्रचुर मात्रा में है) के साथ पानी कम आसमाटिक दबाव (या जहां पानी अधिक प्रचुर मात्रा में) के क्षेत्र से चलता है।

यह प्रक्रिया जैविक प्रासंगिकता की है और शारीरिक प्रक्रियाओं की एक श्रृंखला है, जो जानवरों और पौधों दोनों में होती है।

स्रोत: ओपनस्टैक्स

ऑस्मोटिक घटना की रिपोर्ट करने वाले पहले शोधकर्ता एबे जीन एंटोनी नॉललेट थे। 1748 में, नॉललेट पशु कोशिका झिल्ली के साथ काम कर रहा था और देखा कि जब झिल्ली के एक तरफ शुद्ध पानी रखा गया था और दूसरी तरफ पतला इलेक्ट्रोलाइट्स के साथ एक घोल था, तो पानी विलेय के साथ क्षेत्र में चला गया।

इस प्रकार, इसकी सांद्रता ढाल के पक्ष में पानी के पारित होने का वर्णन किया गया था और इसे परासरण कहा जाता था। यह शब्द ग्रीक मूल के ओसमोस से आया है, जिसका अर्थ है धक्का देना।

1877 में, विल्हेम पफ़ेलर ने ऑस्मोटिक दबाव पर पहला अध्ययन किया। उनके प्रायोगिक डिजाइन में एक झरझरा मिट्टी के कप की सतह पर एक तांबा फेरोसिनेसाइड "झिल्ली" का उपयोग शामिल था, जिससे एक झिल्ली को जन्म दिया गया था जो पानी के अणुओं के पारित होने की अनुमति देता था।

Pfeller के कृत्रिम झिल्ली काफी महत्वपूर्ण आसमाटिक दबावों का सामना करने के लिए मजबूत थे और पतन नहीं। यह शोधकर्ता यह निष्कर्ष निकालने में सक्षम था कि आसमाटिक दबाव विलेय सांद्रता के समानुपाती होता है।

प्रक्रिया

कम सांद्रता वाले क्षेत्र से उच्च सांद्रता वाले क्षेत्र में झिल्ली के माध्यम से पानी की गति को ऑस्मोसिस कहा जाता है। यह प्रक्रिया सबसे कम आसमाटिक दबाव वाले सबसे कम आसमाटिक दबाव वाले क्षेत्र से होती है।

सबसे पहले, यह कथन भ्रमित कर सकता है - और यहां तक ​​कि विरोधाभासी भी। हम निष्क्रिय "उच्च से निम्न" आंदोलन के लिए उपयोग किया जाता है। उदाहरण के लिए, गर्मी उच्च से निम्न तापमान तक हो सकती है, ग्लूकोज उच्च सांद्रता वाले क्षेत्रों से कम केंद्रित क्षेत्रों तक फैलता है, और इसी तरह।

जैसा कि हमने बताया, परासरण की घटना का अनुभव करने वाला पानी कम दबाव से उच्च दबाव की ओर बढ़ता है। ऐसा इसलिए होता है क्योंकि पानी प्रति इकाई मात्रा में अधिक प्रचुर मात्रा में होता है, जहां विलेय कम प्रचुर मात्रा में होता है।

यही है, ऑस्मोसिस के दौरान पानी चलता है जहां यह (पानी) अधिक प्रचुर मात्रा में है जहां यह कम प्रचुर मात्रा में है। इसलिए, घटना को पानी के दृष्टिकोण से समझना चाहिए।

यह याद रखना महत्वपूर्ण है कि परासरण झिल्ली के माध्यम से पानी की गति को नियंत्रित करता है और सीधे विलेय के आंदोलन को प्रभावित नहीं करता है। जब विलेय फैल जाते हैं, तो वे अपने स्वयं के रासायनिक एकाग्रता के ग्रेडिएंट का पालन करके ऐसा करते हैं। केवल पानी आसमाटिक दबाव की एकाग्रता ढाल का अनुसरण करता है।

परासरण दाब

दबाव?

ऑसमोसिस प्रक्रिया को समझने के लिए सबसे अधिक भ्रमित पहलुओं में से एक दबाव शब्द का उपयोग है। भ्रम से बचने के लिए, यह स्पष्ट करना महत्वपूर्ण है कि एक समाधान स्वयं अपने आसमाटिक दबाव के कारण एक हाइड्रोस्टेटिक दबाव नहीं डालता है।

उदाहरण के लिए, 1 एम ग्लूकोज समाधान में 22 एटीएम का एक ऑस्मोटिक दबाव होता है। हालांकि, समाधान कांच की बोतलों को "विस्फोट" नहीं करता है और इसे शुद्ध पानी की तरह ही संग्रहीत किया जा सकता है क्योंकि एक पृथक समाधान हाइड्रोस्टेटिक दबाव में अनुवाद नहीं करता है।

दबाव शब्द का उपयोग केवल एक ऐतिहासिक दुर्घटना के कारण किया जाता है, क्योंकि इन घटनाओं का अध्ययन करने वाले पहले वैज्ञानिक भौतिक और रासायनिक थे।

इस प्रकार, यदि दो समाधान जो उनके आसमाटिक दबाव में भिन्न होते हैं, एक झिल्ली द्वारा अलग हो जाते हैं, तो एक हाइड्रोस्टेटिक दबाव बनाया जाएगा।

आसमाटिक और हाइड्रोस्टेटिक दबाव

ऑस्मोसिस प्रक्रिया एक हाइड्रोस्टेटिक दबाव के गठन की ओर ले जाती है। दबाव का अंतर अधिक केंद्रित समाधान के स्तर में वृद्धि की ओर जाता है, क्योंकि पानी इसमें फैलता है। जल स्तर में वृद्धि तब तक जारी रहती है जब तक जल आंदोलन की शुद्ध दर शून्य के बराबर नहीं हो जाती।

एक शुद्ध प्रवाह तब प्राप्त होता है जब कम्पार्टमेंट II में हाइड्रोस्टेटिक दबाव पानी के अणुओं को व्यवहार I में वापस लाने के लिए पर्याप्त होता है, उसी दर पर जब ऑस्मोसिस अणुओं को कम्पार्टमेंट I से II में स्थानांतरित करने का कारण बनता है।

पानी का दबाव जो कणों को पीछे हटने का कारण बनता है (डिब्बों I से II तक) को डिब्बे II में समाधान का आसमाटिक दबाव कहा जाता है।

कोशिकाओं में पानी का प्रवाह कैसे नियंत्रित किया जाता है?

आसमाटिक घटना के लिए धन्यवाद, पानी सेल झिल्ली के माध्यम से निष्क्रिय रूप से आगे बढ़ सकता है। ऐतिहासिक रूप से, यह ज्ञात है कि इस पदार्थ के प्रवाह को नियंत्रित करने के लिए जानवरों में सक्रिय जल परिवहन प्रणाली का अभाव है।

हालांकि, सक्रिय घुला हुआ परिवहन सिस्टम पानी के आंदोलन की दिशा को एक अनुकूल दिशा में बदल सकता है। इस तरह, सक्रिय विलेय परिवहन एक ऐसा तरीका है जिसके द्वारा पशु अपनी चयापचय ऊर्जा का उपयोग जल परिवहन की दिशा को नियंत्रित करने के लिए करते हैं।

मात्रा का ठहराव

गणितीय सूत्र हैं जो उस दर की माप की अनुमति देते हैं जिस पर पानी असमस द्वारा झिल्ली को पार करेगा। इसकी गणना करने का समीकरण निम्नलिखित है:

पानी की आसमाटिक परिवहन दर = कश्मीर (Π ₁ -Π ₂ / एक्स)। जहां otic ₁ और are ₂ झिल्ली के दोनों ओर समाधानों के आसमाटिक दबाव हैं और X वह दूरी है जो उन्हें अलग करती है।

रिश्ते (Π ₁ -Π ₂ / एक्स) आसमाटिक दबाव ढाल या परासरणीयता अनुपात के रूप में जाना जाता है।

समीकरण में अंतिम शब्द K है आनुपातिकता का गुणांक जो तापमान और झिल्ली की पारगम्यता पर निर्भर करता है।

प्रसार के साथ अंतर

प्रसारण क्या है?

विघटित या निलंबित अणुओं के यादृच्छिक थर्मल आंदोलन से प्रसार होता है, जो उच्च सांद्रता के क्षेत्रों से उनके फैलाव को निम्नतम तक पहुंचाता है। प्रसार दर की गणना फिक समीकरण के माध्यम से की जा सकती है।

यह अणुओं की यादृच्छिक वितरण द्वारा प्रतिनिधित्व एंट्रोपी में वृद्धि के कारण एक बाहरी प्रक्रिया है।

इस घटना में कि पदार्थ एक इलेक्ट्रोलाइटिक है, दो डिब्बों के बीच कुल अंतर को ध्यान में रखा जाना चाहिए - सांद्रता के अलावा।

ऑस्मोसिस विसरण का एक विशेष मामला है

प्रसार और परासरण शब्दों का विरोध नहीं कर रहे हैं, बहुत कम परस्पर अनन्य अवधारणाएं।

पानी के अणुओं में कोशिका झिल्ली के माध्यम से तेजी से आगे बढ़ने की क्षमता होती है। जैसा कि हमने समझाया, वे कम विलेय सांद्रता के क्षेत्र से असमस नामक प्रक्रिया में उच्च सांद्रता में से एक में फैलते हैं।

हमें "पानी की एकाग्रता" की बात करना अजीब लगता है, लेकिन यह पदार्थ किसी भी अन्य पदार्थ की तरह व्यवहार करता है। यही है, यह अपनी एकाग्रता ढाल के पक्ष में फैलता है।

हालांकि, कुछ लेखक ऑस्मोसिस के पर्याय के रूप में "जल प्रसार" शब्द का उपयोग करते हैं। इसे जैविक प्रणालियों के लिए शाब्दिक रूप से लागू करना गलत हो सकता है, क्योंकि यह दिखाया गया है कि जैविक झिल्ली के माध्यम से परासरण की दर एक साधारण प्रसार प्रक्रिया द्वारा अपेक्षित होगी।

कुछ जैविक प्रणालियों में, कोशिका झिल्ली के माध्यम से पानी साधारण प्रसार से गुजरता है। हालांकि, कुछ कोशिकाओं में पानी के पारित होने के लिए विशेष चैनल हैं। झिल्ली के माध्यम से पानी के प्रवाह की गति को बढ़ाते हुए, सबसे महत्वपूर्ण एक्वापोरिन कहा जाता है।

उदाहरण

जैविक प्रणालियों के भीतर, कोशिका झिल्ली के माध्यम से पानी की आवाजाही दर्जनों शारीरिक प्रक्रियाओं को समझने के लिए महत्वपूर्ण है। कुछ उदाहरण निम्न हैं:

मीठे पानी की मछली में आसमाटिक विनिमय

जानवरों में परासरण की भूमिका का एक दिलचस्प उदाहरण पानी का आदान-प्रदान है जो मछली में होता है जो ताजे पानी में रहते हैं।

ताजे पानी के पिंडों में रहने वाले जानवर नदी या तालाब के पानी के लगातार सेवन में होते हैं, जहां वे अपने शरीर में रहते हैं, क्योंकि रक्त प्लाज्मा और अन्य शरीर के तरल पदार्थों की एकाग्रता में पानी की तुलना में बहुत अधिक एकाग्रता होती है। ।

मछली के कैरासियस ऑराटस प्रजाति मीठे पानी के वातावरण में रहती है। एक व्यक्ति जिसके पास 100 ग्राम का द्रव्यमान है, वह अपने शरीर के अंदर पानी की आवाजाही के लिए प्रति दिन लगभग 30 ग्राम पानी प्राप्त कर सकता है। मछली में सिस्टम है - ऊर्जावान रूप से महंगा - लगातार अतिरिक्त पानी से छुटकारा पाने के लिए।

तरल पदार्थों का पुन: अवशोषण

जानवरों के गैस्ट्रोइंटेस्टाइनल सिस्टम में, इसके ठीक से काम करने के लिए परासरण की घटना होती है। पाचन तंत्र तरल पदार्थ की एक महत्वपूर्ण मात्रा (लीटर के क्रम में) को गुप्त करता है जिसे आंतों को लाइन करने वाली कोशिकाओं द्वारा परासरण द्वारा पुन: अवशोषित किया जाना चाहिए।

यदि यह प्रणाली अपना काम नहीं करती है, तो दस्त की गंभीर घटनाएं हो सकती हैं। इस खराबी के बढ़ने से रोगी को निर्जलीकरण हो सकता है।

पौधों में मरोड़

कोशिकाओं के अंदर पानी की मात्रा आंतरिक और बाहरी दोनों वातावरणों की एकाग्रता पर निर्भर करती है, और प्रवाह प्रसार और परासरण की घटनाओं से ऑर्केस्ट्रेटेड होता है।

यदि एक पशु सेल (जैसे कि एरिथ्रोसाइट) को एक माध्यम में रखा जाता है जो पानी के प्रवेश को प्रोत्साहित करता है, तो यह फट सकता है। इसके विपरीत, पौधों की कोशिकाओं में एक दीवार होती है जो उन्हें आसमाटिक तनाव से बचाती है।

वास्तव में, गैर-वुडी पौधे पानी के निष्क्रिय प्रवेश द्वारा उत्पन्न इस दबाव का लाभ उठाते हैं। यह दबाव विभिन्न पौधों के अंगों को रखने में मदद करता है, जैसे कि पत्ते, तुर्गिड। जैसे ही पानी कोशिकाओं से बाहर निकलना शुरू होता है, कोशिका अपनी दुर्दशा खो देती है और सूख जाती है।

संदर्भ

1. कूपर, जीएम, हॉसमैन, आरई, और हॉसमैन, आरई (2000)। कोशिका: एक आणविक दृष्टिकोण। एएसएम प्रेस।
2. एकर्ट, आर।, रान्डेल, आर।, और ऑगस्टीन, जी। (1988)। पशु शरीर क्रिया विज्ञान: तंत्र और अनुकूलन। डब्ल्यू फ्रीमैन एंड कंपनी
3. हिल, आरडब्ल्यू, वायस, जीए, एंडरसन, एम।, और एंडरसन, एम। (2004)। पशु फिजियोलॉजी। सिनाउर एसोसिएट्स।
4. कार्प, जी। (2009)। सेल और आणविक जीव विज्ञान: अवधारणाओं और प्रयोगों। जॉन विले एंड संस।
5. पोलार्ड, टीडी, इर्नशॉ, डब्ल्यूसी, लिपिनकॉट-श्वार्ट्ज, जे। एंड जॉनसन, जी। (2016)। सेल बायोलॉजी ई-बुक। एल्सेवियर स्वास्थ्य विज्ञान।
6. श्मिट-नीलसन, के। (1997)। पशु शरीर क्रिया विज्ञान: अनुकूलन और पर्यावरण। कैम्ब्रिज यूनिवर्सिटी प्रेस।