Wirtualne laboratorium/Biologia/Budowa komórki/Potencjał wodny komórki — Ψ = Ψs + Ψp

Potencjał wodny komórki — Ψ = Ψs + Ψp

Kierunek ruchu wody między komórką a otoczeniem wyznacza potencjał wodny Ψ = Ψs + Ψp (potencjał osmotyczny + ciśnieniowy). Woda zawsze płynie od wyższego do niższego Ψ. To ilościowe rozszerzenie osmozy: ściana komórkowa wytwarza ciśnienie turgorowe (Ψp), które przeciwdziała napływowi. Ustaw Ψ komórki i otoczenia i sprawdź, czy komórka pobierze, czy straci wodę.

Potencjał wodny komórki — Ψ = Ψs + Ψp
Biologia · Komórka · Potencjał wodny (BIO.KOM)
Potencjał osmotyczny komórki Ψs\Psi_s-0.6 MPa
Potencjał ciśnieniowy (turgor) Ψp\Psi_p0.2 MPa
Potencjał wody otoczenia Ψoto\Psi_{\text{oto}}-0.5 MPa
Potencjał wodny komórkiΨ=Ψs+Ψp\Psi = \Psi_s + \Psi_p = -0.40 MPa
Komórka o Ψ=−0,8 MPa\Psi = -0{,}8\ \text{MPa} w roztworze o Ψ=−0,4 MPa\Psi = -0{,}4\ \text{MPa} — komórka:
Ψ komórki
-0.40 MPa
Ψ otoczenia
-0.50 MPa
ΔΨ = Ψ_oto − Ψ_cell
-0.10 MPa
przepływ netto
woda wychodzi
🎯 Wyzwanie: trafuj Ψ komórki
seria: 0

Dam Ci docelowy potencjał wodny komórki — dobierz Ψs i Ψp tak, by go uzyskać. Ψ = Ψs + Ψp.

Co się właśnie stało?

Komórka miała Ψ=−0,8\Psi = -0{,}8 MPa, a roztwór wokół −0,4-0{,}4 MPa. Woda popłynęła tam, gdzie potencjał wodny jest niższy (bardziej ujemny) — czyli do wnętrza komórki. Turgor wzrósł, protoplast napiera na ścianę.

Potencjał wodny — ilościowa osmoza:

Ψ=Ψs+Ψp\Psi = \Psi_s + \Psi_p

Ψs\Psi_s — potencjał osmotyczny (zawsze ujemny: im więcej substancji rozpuszczonej, tym niżej). Ψp\Psi_p — potencjał ciśnieniowy, czyli turgor: nacisk protoplastu na ścianę (zwykle dodatni). Ich suma to całkowity potencjał wodny komórki.

Reguła kierunku:

woda:wysoki Ψ  ⟶  niski Ψ\text{woda:}\quad \text{wysoki } \Psi \;\longrightarrow\; \text{niski } \Psi
Ψoto>Ψcell  ⇒  woda wchodzi (turgor rosˊnie)\Psi_{\text{oto}} > \Psi_{\text{cell}} \;\Rightarrow\; \text{woda wchodzi (turgor rośnie)}
Ψoto<Ψcell  ⇒  woda wychodzi (plazmoliza)\Psi_{\text{oto}} < \Psi_{\text{cell}} \;\Rightarrow\; \text{woda wychodzi (plazmoliza)}
Ψoto=Ψcell  ⇒  roˊwnowaga (przepływ netto 0)\Psi_{\text{oto}} = \Psi_{\text{cell}} \;\Rightarrow\; \text{równowaga (przepływ netto } 0)

Rola ściany komórkowej:

Gdy woda wchodzi, protoplast pęcznieje i napiera na sztywną ścianę komórkową. Ściana napiera z powrotem — rośnie Ψp\Psi_p (ciśnienie turgorowe). To ono podnosi Ψ\Psi komórki, aż zrówna się z otoczeniem i napływ wody ustaje. Turgor to „szkielet ciśnieniowy" rośliny — dlatego podlana roślina jest jędrna, a bez wody więdnie.

Po co Ci to na maturze:

Zadania z potencjału wodnego to ilościowa wersja osmozy: policz Ψ=Ψs+Ψp\Psi = \Psi_s + \Psi_p dla komórki, porównaj z otoczeniem i wskaż kierunek przepływu wody. Zawsze pamiętaj: woda idzie do niższego (bardziej ujemnego) potencjału, aż potencjały się wyrównają.

Zapamiętaj: Ψ=Ψs+Ψp\Psi = \Psi_s + \Psi_p, a woda płynie od wysokiego do niskiego Ψ\Psi. W równowadze Ψcell=Ψoto\Psi_{\text{cell}} = \Psi_{\text{oto}} — przepływ netto znika.

Model poglądowy · Wirtualne laboratorium NexTutor

Spodobał Ci się eksperyment? Udostępnij go.

Jest darmowy — podeślij znajomym ze szkoły.

Teoria i wzory

Co wyznacza kierunek ruchu wody

Kierunek przepływu wody między komórką a otoczeniem wyznacza potencjał wodny Ψ\Psi — miara energii swobodnej wody. Woda zawsze płynie od wyższego do niższego (bardziej ujemnego) potencjału.

Wzór

Ψ=Ψs+Ψp\Psi = \Psi_s + \Psi_p

  • Ψs\Psi_s — potencjał osmotyczny (zawsze ≤0\le 0): im więcej substancji rozpuszczonych, tym bardziej ujemny
  • Ψp\Psi_p — potencjał ciśnieniowy (zwykle ≥0\ge 0): ciśnienie turgorowe ściany komórkowej

Czysta woda ma Ψ=0\Psi = 0 (wartość odniesienia).

Dlaczego to lepsze niż samo stężenie

W komórce roślinnej liczy się nie tylko stężenie, ale i turgor: napływ wody zwiększa Ψp\Psi_p, co przeciwdziała dalszemu napływowi. Komórka jędrnieje, gdy woda napiera na ścianę.

Oznaczenia: Ψ\Psi — potencjał wodny, Ψs\Psi_s — potencjał osmotyczny, Ψp\Psi_p — potencjał ciśnieniowy (turgorowy).

Uczysz? Umieść ten eksperyment na swojej stronie.

Darmowy widget — wklej na stronę szkoły, bloga lub notatki. Linkuje do pełnej wersji.

Uczysz w klasie albo korepetujesz? Prowadź uczniów w NexTutor →

Najczęstsze pytania

›

Co to potencjał wodny?

Miara energii swobodnej wody określająca jej zdolność do przemieszczania się. Woda płynie od wyższego do niższego potencjału wodnego.

›

Czym różni się od stężenia?

Potencjał wodny łączy efekt stężenia (Ψs) i ciśnienia (Ψp). Sama różnica stężeń nie wystarcza — w komórce roślinnej liczy się też turgor.

›

Kiedy pojawia się turgor?

Gdy woda napływa do komórki i napiera na ścianę komórkową — rośnie Ψp (potencjał ciśnieniowy), a komórka staje się jędrna.

Teoria (klasa): BIO.1.3.3 → Lekcja maturalna: BIO.M.3.1 → Wzór w tablicach →

Powiązane eksperymenty

Dyfuzja — ruch cząsteczek i wpływ temperatury →Osmoza — czy komórka spuchnie, czy zwiotczeje? →Transpiracja — transport wody w roślinie i siła ssąca →Transport w roślinie — ksylem i floem →