Információ

2.2A: A víz polaritása – biológia


A víz polaritása felelős számos tulajdonságáért, beleértve a más molekulák számára való vonzerejét is.

Tanulási célok

  • Mutassa be a víz polaritása miatt fellépő műveleteket

Főbb pontok

  • Az oxigén- és hidrogénatomok elektronegativitásának különbsége részleges negatív, illetve pozitív töltést hoz létre az atomokon.
  • A vízmolekulák más poláris molekulákat vonzanak vagy vonzanak.
  • A vízben nem oldódó molekulákat hidrofób (vízfélő) molekuláknak nevezzük.

Kulcsfontossagu kifejezesek

  • hidrofil: affinitással rendelkezik a vízhez; képes felszívódni vagy vízzel nedvesíteni
  • hidrofób: nincs affinitása a vízhez; nem tud felszívódni, vagy nem nedvesíti meg a víz
  • polaritás: Az egyik molekula enyhén pozitív töltésű vége és egy másik vagy ugyanazon molekula negatív vége közötti intermolekuláris erők.

A víz egyik fontos tulajdonsága, hogy poláris molekulákból áll. A két hidrogénatom és egy oxigénatom a vízmolekulákban (H2O) poláris kovalens kötéseket képeznek. Míg a vízmolekulának nincs nettó töltése, a víz polaritása enyhén pozitív töltést hoz létre a hidrogénen és enyhén negatív töltést az oxigénen, ami hozzájárul a víz vonzási tulajdonságaihoz. A víz töltései azért keletkeznek, mert az oxigén elektronegatívabb vagy elektronszeretőbb, mint a hidrogén. Így valószínűbb, hogy egy közös elektron található az oxigénmag közelében, mint a hidrogénmag közelében. Mivel a víz nemlineáris vagy hajlított molekula, az oxigén- és hidrogénatomok elektronegativitásának különbsége az oxigén közelében részleges negatív töltést, és mindkét hidrogén közelében részleges pozitív töltést generál.

A víz polaritása következtében minden vízmolekula vonzza a többi vízmolekulát, mert a közöttük lévő ellentétes töltések hidrogénkötéseket képeznek. A víz más poláris molekulákat és ionokat is vonz vagy vonz, köztük számos biomolekulát, például cukrokat, nukleinsavakat és egyes aminosavakat. A vízzel könnyen kölcsönhatásba lépő vagy abban oldódó poláris anyagokat hidrofilnek nevezik (hidro- = „víz”; -fil = „szerető”). Ezzel szemben a nem poláris molekulák, mint például az olajok és zsírok, nem lépnek jó kölcsönhatásba a vízzel, amint az látható. Ezek a molekulák inkább elválnak tőle, mintsem feloldódnak benne, ahogy azt az olajat és ecetet (savas vizes oldat) tartalmazó salátaönteteknél látjuk. . Ezeket a nem poláros vegyületeket hidrofóbnak nevezik (hidro- = „víz”; -fób = „félelem”).

Hidrogénkötések: Ez az interaktív a vízmolekulák közötti hidrogénkötések kölcsönhatását mutatja be.


A víz és polaritása

Miért töltenek időt a tudósok azzal, hogy vizet keresnek más bolygókon? Miért olyan fontos a víz? Ez azért van, mert a víz nélkülözhetetlen az általunk ismert élethez. A víz az egyik legbőségesebb molekula, és a legkritikusabb az élet szempontjából a Földön. Valójában a víz az emberi test körülbelül 60-70 százalékát teszi ki. Enélkül az élet, ahogyan ismerjük, egyszerűen nem létezne.

Képmegjelölés: Sven Hoppe/Wikimedia Commons (CC BY-SA 3.0)

A vízmolekula polaritása és az ebből eredő hidrogénkötések a vizet egyedülálló anyaggá teszik, amelynek különleges tulajdonságai szorosan kapcsolódnak az élet folyamataihoz. Az élet eredetileg vizes környezetben fejlődött ki. Valójában a szervezet sejtkémiájának és anyagcseréjének nagy része a sejt citoplazmájának vizes tartalmában történik.

A víz különleges tulajdonságai a nagy hőkapacitása és párolgási hője, poláris molekulák oldó képessége, kohéziós és tapadó tulajdonságai, valamint ionokká való disszociációja, ami pH-képződéshez vezet. A víz ezen jellemzőinek megértése segít megérteni annak fontosságát az élet fenntartásában.

A víz polaritása

A víz egyik fontos tulajdonsága, hogy poláris molekulákból áll: a vízmolekulákban lévő hidrogénből és oxigénből (H2O) poláris kovalens kötéseket képeznek. Míg a vízmolekulának nincs nettó töltése, a víz polaritása enyhén pozitív töltést hoz létre a hidrogénen és enyhén negatív töltést az oxigénen, ami hozzájárul a víz vonzási tulajdonságaihoz.

A víz töltései azért keletkeznek, mert az oxigén elektronegatívabb, mint a hidrogén, így valószínűbb, hogy egy közös elektron található az oxigénmag közelében, mint a hidrogénatommag közelében, így a részleges negatív töltés az oxigén közelében keletkezik.

A víz polaritása következtében minden vízmolekula vonzza a többi vízmolekulát, mert a vízmolekulák között ellentétes töltések jönnek létre, és hidrogénkötéseket képeznek. A víz más poláris molekulákat és ionokat is vonz vagy vonz.

Az olaj és a víz nem keveredik. Amint ez az olaj és víz makróképe mutatja, az olaj nem oldódik vízben, hanem cseppeket képez. Ez annak köszönhető, hogy nem poláris vegyület. Képmegjelölés: Gautam Dogra, OpenStax Biology.

A vízzel könnyen kölcsönhatásba lépő vagy abban oldódó poláris anyagokat ún hidrofil (hidro- „víz” és -fil „szeretni”). Ezzel szemben a nem poláris molekulák, mint például az olajok és zsírok, nem lépnek jó kölcsönhatásba a vízzel (lásd a fenti képet). Inkább elválnak a víztől, minthogy feloldódjanak benne, amint azt az olajat és ecetet (savas vizes oldat) tartalmazó salátaönteteknél látjuk. Ezeket nem poláris vegyületeknek hívjuk, hidrofób (hidro- a „víz” és -fób a „félelem”).

Hogyan viselkedik furcsán a polaritás a vízben

A víz nélkülözhetetlen és egyedülálló. Két hidrogénatomból és egy oxigénatomból áll, ezért az elektronok egyenlőtlen megoszlását hozzuk létre. Számos különleges tulajdonsága ebből a tényből fakad. A befagyott tavak halaitól a vízen úszó jégig Christina Kleinberg a TED-Ed alábbi videójában ismerteti a polaritás hatásait.

[Attribútumok és licencek]

Ez a cikk a CC BY-NC-SA 4.0 licenc alá tartozik.

Vegye figyelembe, hogy az ebben a leckében szereplő videó(k) szabványos YouTube-licenc alá tartoznak.


PÉLDÁK

Az adenozin-trifoszfát vagy az ATP a leggyakrabban használt kofaktor az egész biológiában. Bioszintézise magában foglalja a molekuláris nitrogén vagy az N hármas kötésének megszakítását.2, majd több szén-nitrogén egyszeres és kettős kötés kialakulása következik.

Az oktettszabály teljesíthető az atomok közötti elektronok megosztásával kovalens kötések kialakítása érdekében. Ezek a kötések erősebbek és sokkal gyakoribbak, mint az ionos kötések az élő szervezetek molekuláiban. A kovalens kötések általában megtalálhatók szénalapú szerves molekulákban, például DNS-ben és fehérjékben. A kovalens kötések olyan szervetlen molekulákban is megtalálhatók, mint a H2O, CO2, és O2. Egy, kettő vagy három elektronpár osztozhat két atom között, így egyszeres, kettős, illetve hármas kötések jönnek létre. Minél több kovalens kötés van két atom között, annál erősebb a kapcsolatuk. Így a hármas kötések a legerősebbek.

A különböző szintű kovalens kötések erőssége az egyik fő oka annak, hogy az élő szervezetek nehezen jutnak nitrogénhez a nitrogéntartalmú molekulák felépítéséhez, annak ellenére, hogy molekuláris nitrogén, N2, a légkörben a legnagyobb mennyiségben előforduló gáz. A molekuláris nitrogén két nitrogénatomból áll, amelyek hármas kötéssel kapcsolódnak egymáshoz. A létrejövő erős hármas kötés megnehezíti az élő rendszerek számára ennek a nitrogénnek a szétbontását, hogy biomolekulák, például fehérjék, DNS és RNS alkotóelemeiként használják fel.

A kovalens kötés egyik példája a vízmolekulák kialakulása. A hidrogén- és oxigénatomokat, amelyek vízmolekulákat képeznek, kovalens kötések kötik össze. A hidrogénből származó elektron megosztja idejét a hidrogénatom nem teljes külső héja és az oxigénatom nem teljes külső héja között. Cserébe az oxigénatom megosztja az egyik elektronját a hidrogénatommal, így egy kételektronos kovalens kötés jön létre. Ahhoz, hogy teljesen kitöltse az oxigén külső héját, amelynek külső héja hat elektronja van, két elektronra van szükség (egy-egy minden hidrogénatomból). Minden hidrogénatomnak csak egyetlen elektronra van szüksége, hogy kitöltse a külső héját, innen ered a jól ismert H képlet2O. A két elem között megosztott elektronok kitöltik mindegyik külső héját, így mindkét elem stabilabb.


DMCA-panasz

Ha úgy gondolja, hogy a Weboldalon keresztül elérhető tartalom (az Általános Szerződési Feltételeinkben meghatározottak szerint) sérti egy vagy több szerzői jogát, kérjük, értesítsen bennünket az alábbiakban ismertetett információkat tartalmazó írásbeli értesítéssel („Birgési értesítés”) a megjelölt felé. alább felsorolt ​​ügynök. Ha a Varsity Tutors intézkedik egy jogsértési értesítésre reagálva, jóhiszeműen megkísérli felvenni a kapcsolatot azzal a féllel, amely az adott tartalmat elérhetővé tette az adott fél által a Varsity Tutorsnak megadott legfrissebb e-mail címén, ha van ilyen.

A jogsértésről szóló értesítést továbbíthatjuk a tartalmat elérhetővé tevő félnek vagy harmadik feleknek, például a ChillingEffects.org-nak.

Felhívjuk figyelmét, hogy Ön felel a károkért (beleértve a költségeket és az ügyvédi díjakat is), ha lényegesen hamisan állítja, hogy egy termék vagy tevékenység sérti az Ön szerzői jogait. Ezért, ha nem biztos abban, hogy a Webhelyen található vagy az általa hivatkozott tartalom sérti az Ön szerzői jogait, először vegye fel a kapcsolatot egy ügyvéddel.

Az értesítés benyújtásához kövesse az alábbi lépéseket:

A következőket kell tartalmaznia:

A szerzői jog tulajdonosának vagy a nevében eljárni jogosult személy fizikai vagy elektronikus aláírása Az állítólagos megsértett szerzői jog azonosítása Annak a tartalomnak a természetének és pontos helyének leírása, amelyről azt állítja, hogy sérti a szerzői jogait, elegendő részletek, amelyek lehetővé teszik a Varsity Tutorok számára, hogy megtalálják és pozitívan azonosítsák az adott tartalmat, például szükségünk van egy hivatkozásra a konkrét kérdésre (nem csak a kérdés nevére), amely tartalmazza a tartalmat és a kérdés melyik részének leírását – egy képet, egy hivatkozás, szöveg stb. – panasza az Ön nevére, címére, telefonszámára és e-mail címére, valamint Ön nyilatkozatára vonatkozik: (a) jóhiszeműen úgy gondolja, hogy az Ön által állítása szerint szerzői jogait sértő tartalom felhasználása törvény, vagy a szerzői jog tulajdonosa vagy a tulajdonos képviselője által nem engedélyezett (b) hogy a jogsértési közleményben szereplő összes információ pontos, és (c) hamis tanúzás büntetése mellett, hogy Ön vagy a szerzői jog tulajdonosa vagy a nevében eljáró személy.

Panaszát küldje el kijelölt ügynökünknek a következő címre:

Charles Cohn Varsity Tutors LLC
101 S. Hanley Rd, Suite 300
St. Louis, MO 63105


  1. Hőmérséklet és fizikai állapot
  2. Hőfelvétel és -leadás
  3. Olvadó és elpárologtató víz
  4. Víz, mint oldószer
  5. Kohézió és tapadás
  6. A sejtvíz természete
  7. A víz kémiai potenciálját befolyásoló tényezők
  8. Víz a talajban
  9. Víz bejutása a sejtekbe
  10. Víz bejutása a gyökerekbe

Vízmolekulák: 1. tulajdonság. Hőmérséklet és fizikai állapot:

A víz a hőmérséklet-tartományban folyékony állapotban marad. A víz olvadáspontja és forráspontja magasabb a vártnál, ha összehasonlítjuk más hasonló méretű molekulákkal, pl. NH3, CH4. A 7-1. táblázat a víz néhány fizikai tulajdonságát részletezi, és ezeket hasonlítja össze más hasonló molekulaméretű molekulákkal. Az értékek g -1 joul mértékegységben vannak megadva.

Az ammónia, a metán és az etán kevesebb energiát igényel állapotuk megváltoztatásához. A metanol és az etanol további oxigénnel megemeli a forráspontját, megközelíti a Hét2O.

Vízmolekulák: Tulajdonság száma 2. Hőfelvétel és -leadás:

Egy anyag hőkapacitását vagy azt az energiamennyiséget, amely egy adott hőmérsékletemelkedéshez elnyelhető, fajhőnek nevezzük. A táblázat összehasonlítja a víz fajhőjét más anyagokkal. A folyékony víz erősen szervezett szerkezetű, ezért nagy hővezető képességgel rendelkezik, azaz elvezeti a hőt a felhasználási helyéről.

A víz nagy fajlagos hő- és hővezető képességgel rendelkezik, ezért nagy mennyiségű hőenergiát képes felvenni és elvezetni anélkül, hogy a hőmérséklet emelkedne. Ez a tulajdonság lehetővé teszi a növény számára, hogy állandó hőmérsékletet tartson fenn.

A sejtek szintjén a biokémiai reakciók túlmelegedéshez vezetnek, és tovább folytatódhatnak. Jó mennyiségű hő cserélhető a sejtek és környezetük között anélkül, hogy szélsőséges hőmérsékleti ingadozásokat okozna a sejtszinten.

Vízmolekulák: Tulajdonság száma 3. Víz olvasztása és elpárologtatása:

Bármely anyag halmazállapotának változása, például szilárdból folyadékká vagy folyékonyból gázzá válik, energiát igényel. Az ilyen változások azonban nem változtathatják meg a hőmérsékletet. A szilárd anyag folyékony halmazállapotúvá alakításához szükséges energiát olvadáshőnek nevezzük.

A 7-1. táblázatban szereplő adatok azt mutatják, hogy a víz olvadási hője a legmagasabb, az ammónia után a második. A magas érték a hidrogénkötés következtében fellépő erős intermolekuláris erők feloldásához szükséges nagy energiaállapotnak tulajdonítható.

Egy másik fontos tulajdonság a jég sűrűsége, amely 0°C-on kisebb, mint a folyékony vízé. A jéghez képest a folyadékban lévő vízmolekulák szorosabban vannak csomagolva. Ennek eredményeként jég úszik a tavak felszínén. A hidrogénkötés növeli a víz elpárologtatásához szükséges energiát. Egy mól víz 1 mól vízgőzné alakításához szükséges energia a párolgási hő. (44 kJ mol-1 25 °C-on).

A nedves felületről történő párolgás lehűti a felületet, mivel az energikus molekulák elhagyják a felületet, és maguk mögött hagyják az alacsonyabb energiájú molekulákat. Következésképpen a növények hatalmas mennyiségű hőt veszítenek a levélsejtek felületéről történő párolgás következtében. Az intenzív napfénynek kitett szárazföldi növényekben a párolgás szabályozza a levelek hőmérsékletét.

Vízmolekulák: Tulajdonság száma 4. Víz, mint oldószer:

A vízmolekula erősen poláris tulajdonsága kiváló oldószerré teszi. Semlegesíteni tudja a töltött oldott molekulák közötti elektromos vonzerőt, ha a molekulákat hidratáló héjjal veszi körül.

A molekulák polaritását dielektromos állandóval becsüljük meg, és a víznek van a legnagyobb dielektromos állandója. A 7-2. táblázat néhány általános oldószer dielektromos állandóját hasonlítja össze 25°C-on.

Vízmolekulák: Tulajdonság száma 5. Kohézió és tapadás:

A vízmolekulák erős kölcsönös vonzerőt mutatnak egymás között a hidrogénkötés miatt. Ezt kohéziónak nevezik. A kohézió miatt a víz nagy felületi feszültséggel rendelkezik. Következésképpen a felszínen lévő vízmolekulák az ömlesztett vízbe húzódnak. A vízcseppek általában gömb alakúak a nagy felületi feszültség miatt.

A kohézió szintén hozzájárul a víz szakítószilárdságához, és a vízoszlopok képesek ellenállni a nagy feszültségnek, pl. 30 megapascal (MPa). A vízmolekulák kohéziója vonzza a szilárd felületek felé, és adhéziónak nevezik.

Ez utóbbi folyamat vízkapillárist okoz az edényekben (7-3. ábra). A vízoszlopok folytonossága a növények eszközeiben a kohéziónak, adhéziónak és a szakítószilárdságnak köszönhető. Ezeket a szempontokat a későbbiekben tárgyaljuk.

Vízmolekulák: Tulajdonság száma 6. A sejtvíz természete:

A víz természete a biológiai rendszerekben nagy figyelmet kelt, és jelenleg számos technikát alkalmaznak. Általában úgy tűnik, hogy a víz nagy része ‘mentes’, és vakuólumokban azonosítható. Ez a vakuoláris víz összehasonlítható egy híg sóoldattal. Sok bar hidrosztatikus nyomásnak van kitéve.

Bizonyos mennyiségű vizet a növényi sejtösszetevők is szorosan visszatartanak. Ezt adszorbeált víznek nevezik, és nagy része a sejtmembránok közelében található. A vízmolekulákat a sejtmembránok szerves alkotóelemeinek is tekintik, és úgy tűnik, hogy a cellulóz mikrofibrillumok és poliszacharidkolloidok felülete vízmolekulákból álló réteggel van bevonva.

Vízmolekulák: Tulajdonság száma 7. A víz kémiai potenciálját befolyásoló tényezők:

A víz spontán módon átkerül a magasabb kémiai potenciállal rendelkező régióból egy alacsonyabb kémiai potenciálú régióba, feltéve, hogy nincs akadály választja el a két régiót. A víz energiatartalmát számos tényező befolyásolja.

Néhány ilyen tényező a hőmérséklet, az oldott anyagok és imbibansok jelenléte a rendszerben a feszültség megléte a rendszerben. Máshol már tárgyaltuk, hogy hagyományosan előnyös a vízpotenciál kifejezést használni a víz kémiai potenciálja helyett. A vízpotenciál értékeket oszlopokban rögzítjük.

Vízmolekulák: Tulajdonság száma 8. Víz a talajban:

A talajban lévő víz sokféleképpen visszatartható, és különböző típusú igénybevételekre nyitott. Hidrosztatikus nyomás vagy abszorpciós erők tartják a vizet a talajban. A gravitációs erő hatására lefelé mozgó vizet gravitációs víznek nevezzük. Ez a víz nem sokat használ egy növény számára.

A talajban lévő víz nagy része azonban kapilláris vízként marad a gravitációs víz elvezetése után. Ez a növények számára elérhető fő vízforrás. Vékony filmként a talajrészecskék felületén és a talajszemcsék közötti kis kapillárisokban is megmarad.

Ez a víz minden irányba szabadon mozoghat, különösen a legnagyobb kapillárisfeszültség irányába. A higroszkópos víz a talaj vagy szerves anyag kolloid részecskéit vékony filmként higroszkóposan tartja. Ez a víz szintén nem elérhető a növények számára.

A maradék vizet, amelyből nincs gőznyomás, kombinált víznek vagy kémiai összetételű víznek nevezzük. Ezt a vizet kémiai erők tartják vissza, és csak melegítéssel távolítható el. Számos tényező, például a párolgás, a gravitáció vagy a gyökér felszívódása általában csökkenti a talaj vízszintjét.

A talajban lévő víz a vízpotenciálon keresztül diffundál. Összetevői ugyanazok, mint egy sejté. Ezenkívül a mátrix és az ozmotikus potenciál erős kölcsönhatásba lép a talajban. A talaj vízfelvételi hajlamát vízfeszültségnek nevezzük.

A talajok vízpotenciáljában jelentős eltérések vannak. A talaj terepi kapacitása (FC) az, amikor a talajt megnedvesítjük, majd hagyjuk lefolyni, amíg a kapilláris mozgás leáll. Az agyagos talajok általában több vizet tartanak meg a szántóföldi kapacitással, mint a homokos talajok. Az agyagos talajok lassan kiszáradnak, de vízpotenciálja alacsony. A víz nagyon gyorsan mozog a homokos talajban, míg az agyagos talajban lassan.

A növények nem vesznek fel elegendő vizet, és nem pótolják a párologtatás során elvesztett vizet. Amikor a vízpotenciál kellőképpen csökken, a levelek kezdenek helyreállni, és állítólag kezdődő hervadás állapotában vannak. Ha a talajban továbbra is kevés a víz, akkor a levelek addig a pontig elszáradnak, amíg a vízgőzök bezárják, és már nem tudnak helyreállni.

Ezen a ponton a talaj víztartalmát tartós hervadási százaléknak nevezzük. (PWP). Hozzá kell tenni, hogy a terepi kapacitás pusztán fizikai érték, míg a PWP alapvetően fiziológiai érték.

Röviden, a könnyen elérhető talajvíz az FC és a PWP között a talajban visszatartott víz mennyiségét jelenti. A talajvíz tartománya az FC és a PWP között a talaj fontos attribútuma, és a talajok mezőgazdasági értékét is szarvasbányázza.

A teljes talajnedvesség-stressz (TSMS) arra hivatott, hogy jelezze a talajban lévő víz átlagos potenciálját az összes, azt befolyásoló tényező hatására. Ide tartoznak a gravitáció, a mátrix, a hidrosztatikus és az ozmotikus erők.

Vízmolekulák: Tulajdonság száma 9. Víz bejutása a sejtekbe:

Általánosan elfogadott, hogy a víz ozmotikusan jut be a sejtekbe, azaz potenciálgradiensen mozog lefelé. Időről időre azonban az ‘aktív’ vízfelvétel koncepcióját is továbbfejlesztették. Egyes esetekben kimutatták, hogy a légzési energia felhasználása szerepet játszik a vízfelvételben.

A talajból a víz közvetlenül a gyökerek szabad terébe diffundál. A szabad tér a gyökérnek vagy szövetnek az a része, amelyhez a kérdéses oldat (pl. a szövetet fürdő oldat) közvetlenül és akadálytalanul hozzáfér.

Ezt a teret rendkívül nehéz megmérni, de a következőképpen fejezhető ki:

Ezt az értéket nehéz pontosan meghatározni, de általában a gyökerek látszólagos szabad területe a teljes szövet 6-10%-a.

Megemlíthető, hogy a gyökérszövetben a vízzel telt intercelluláris terek és sejtfalak a vakuolák kivételével a szövettérfogat közel 7-10%-át teszik ki.

Összefoglalva, a gyökerek látszólagos szabad térértéke alapvetően a sejtfalak és a sejtközi terek.

Hozzá kell tenni, hogy a látszólagos szabad tér nem tartalmazza azokat a vakuolákat, amelyek a citoplazmán és a plazmalemma és a tonoplaszt sejtrendszerén keresztül válnak el a környező folyadéktól.

Vízmolekulák: Tulajdonság száma 10. Víz bejutása a gyökerekbe:

A szárazföldi növények fő vízkészletüket a talajból nyerik. A víz nagy részét a gyökérrendszer fiatalabb részei szívják fel, különösen a gyökérszőröket hordozó régió. A gyökérszőrök hengeres kinövésekként keletkeznek a fiatal gyökér érési régiójában a pilótaréteg sejtjeinek külső falaiból. Behatolnak a talaj részecskéi közé.

A gyökérszőr egy sejtből áll, amelyet belül egy vékony citoplazmafilm bélel, amely körülvesz egy központi vakuót (7-4. ábra).

A sejtmag a gyökérszőr citoplazmájában halad át. A gyökérszőr disztális végéhez közeli fal nyúlós megpuhulása a legbensőségesebb kapcsolathoz vezet a talajrészecskékkel, amelyek elősegítik a körülöttük lévő filmként jelen lévő víz felszívódását.

Növelik a gyökér abszorpciós felületét. A gyökérszőr akropetális sorrendben keletkezik és rövid ideig működik. Minden gyökérszőrsejt ozmotikus rendszert alkot. A sejtnedv ozmotikus nyomása körülbelül 2-5 atmoszféra vagy több. A citoplazma membrán féligáteresztő membránként működik.

A talajvíz kis mennyiségben oldott sókat, például nitrátokat, karbonátokat, nátrium-, kálium- és kalcium-foszfátokat és -szulfátokat stb., és ezek összkoncentrációja általában 0,2 százalék alatti.

A víz ozmózis útján jut be a gyökérszőr vakuólumába. A gyökérszőrnek a vízfelvétel során bizonyos talajellenállással kell szembenéznie a talaj kapillárisának fizikai erői, az adszorpció, valamint a meglévő ozmotikus gradiens vagy a talajvízrendszer miatt.

A gyökérszőr elnyelő ereje azonban megfelelő ezeknek az ellenállásoknak a leküzdésére. A növények főként a kapilláris vizet hasznosítják. A talaj kolloid részecskéin adszorbeált vizet nem tudják felvenni, mert az adszorbeált vizet szívósan tartják, és a gyökérszőrök abszorpciós ereje nem elegendő ezen adszorpciós erők leküzdésére.


Szakasz összefoglaló

A víznek számos olyan tulajdonsága van, amelyek elengedhetetlenek az élet fenntartásához. Poláris, lehetővé teszi hidrogénkötések kialakulását, amelyek lehetővé teszik az ionok és más poláris molekulák vízben való feloldódását. Ezért a víz kiváló oldószer. A vízmolekulák közötti hidrogénkötések révén a víz jobban képes hőt tartani, mint sok más anyag. A hőmérséklet emelkedésével a víz közötti hidrogénkötések folyamatosan megszakadnak és átalakulnak, lehetővé téve, hogy az általános hőmérséklet stabil maradjon, bár több energiát adnak a rendszerhez. A víz összetartó erői lehetővé teszik a felületi feszültség tulajdonságát. A víznek mindezen egyedülálló tulajdonságai fontosak az élő szervezetek kémiájában.

Az oldat pH-ja az oldatban lévő hidrogénionok koncentrációjának mértéke. A sok hidrogéniont tartalmazó oldat savas és alacsony pH-értékkel rendelkezik. A sok hidroxidiont tartalmazó oldat bázikus és magas pH-értékkel rendelkezik. A pH-skála 0 és 14 között van, a 7-es pH semleges. A pufferek olyan oldatok, amelyek mérsékelik a pH-változást, amikor savat vagy bázist adnak a pufferrendszerhez. A pufferek fontosak a biológiai rendszerekben, mivel képesek állandó pH-viszonyokat fenntartani.