Wasserpotential

Definition des Wasserpotentials

Wasserpotential ist die potentielle Energie von Wasser in einem System im Vergleich zu reinem Wasser, wenn sowohl Temperatur als auch Temperatur Druck wird gleich gehalten. Es kann auch als Maß dafür beschrieben werden, wie frei sich Wassermoleküle in einer bestimmten Umgebung oder einem bestimmten System bewegen können. Sie wird in Kilopascal (kPa) gemessen und durch den griechischen Buchstaben Psi (Ψ) dargestellt. Das Wasserpotential ist niemals positiv, hat jedoch einen Maximalwert von Null, der dem von reinem Wasser bei atmosphärischem Druck entspricht. Wenn es um unreines Wasser oder Wasser mit gelösten Stoffen geht, wird Ψ umso negativer, je mehr gelöste Stoffe vorhanden sind, da die gelösten Moleküle die Wassermoleküle anziehen und ihre Bewegungsfreiheit einschränken.

Bewegung von Wassermolekülen

Wasser bewegt sich von Bereichen, in denen das Wasserpotential höher (oder weniger negativ) ist, zu Bereichen, in denen es niedriger (oder negativer) ist, und wir bezeichnen diese Bewegung als Osmose. In der folgenden Abbildung ist die Lösung um die Zelle herum beispielsweise hypertonisch, was bedeutet, dass sie eine höhere Konzentration an gelöstem Stoff und damit ein niedrigeres Wasserpotential aufweist als das Innere der Zelle. Da die Zelle eine teilweise durchlässige Membran hat, die die Bewegung von Wasser hinein und heraus ermöglicht, bewegt sich Wasser von innerhalb der Zelle, wo Ψ höher ist, nach außerhalb der Zelle, wo Ψ niedriger ist. Dies kann zum Tod von Zellen in lebenden Organismen führen. Andererseits könnte eine Zelle, die in eine reine Wasserlösung gegeben wird, Wasser aufnehmen, bis es platzt und stirbt. Daher benötigen Zellen eine Umgebung, die sich in ihren Konzentrationen an gelösten Stoffen nicht signifikant unterscheidet.

Wasserpotential ermöglicht es Wasser, in Pflanzenwurzeln zu gelangen, wenn mehr gelöster Stoff vorhanden ist innerhalb der Wurzelzellen als das Wasser im Boden. Und wenn wir die Pflanze hinaufsteigen, nimmt Ψ immer mehr ab und zieht Wasser in die Stängel und dann in die Blätter, aus denen ständig Wasser verdunstet, wobei eine hohe Konzentration an gelösten Stoffen und eine niedrige maintaining beibehalten werden. In unserem Körper wird die Konzentration gelöster Stoffe durch Osmoregulation reguliert, die die Wasser- und Salzkonzentrationen kontrolliert und aufrechterhält, um uns am Leben zu erhalten.

Wasserpotentialformel

Die zur Berechnung von Ψ verwendete Formel lautet wie folgt :

Ψ = Ψs + Ψp + Ψg + Ψm

Es wird oft als diese Formel vereinfacht, die auch richtig ist:

Ψ = Ψs + Ψp

Hier steht Ψs für gelöstes Potential, Ψp für Druckpotential, Ψg für Gravitationspotential und Ψm für das matric Potential. Das Druckpotential bezieht sich auf den physikalischen Druck, den Objekte oder Zellmembranen auf Wassermoleküle ausüben, und steigt mit zunehmendem Druck an. Beachten Sie, dass das Druckpotential in Pflanzenzellen normalerweise positiv gehalten wird, damit sie ihre Form behalten und die Pflanze starr bleibt. Darüber hinaus berücksichtigt das Matrizenpotential Kräfte zwischen Wassermolekülen und Oberflächen oder Substanzen wie Boden oder Zellmembranen. Das Matrizenpotential ist immer negativ und in trockenen Systemen wie Böden bedeutender, da wir feststellen, dass die Wasserpartikel stark an den Bodenpartikeln haften. Wie der Name schon sagt, ist das Gravitationspotential die Art und Weise, wie die Schwerkraft der Erde die Bewegungsfreiheit von Wassermolekülen beeinflusst. Schließlich hängt das Potential des gelösten Stoffes von der Menge des gelösten Stoffes in einer Lösung ab und nimmt mit zunehmender Konzentration des gelösten Stoffes ab. Diffusion – Die willkürliche Ausbreitung von Partikeln aus einem Bereich, in dem sie höher sind Konzentration auf eine andere, wo sie in einer niedrigeren Konzentration sind.

Quiz

1. Was können wir erwarten, wenn wir eine Zelle in einer Lösung platzieren, in der Ψ der Zelle gleich -0,3 kPa und die der Lösung -0,9 kPa ist?
A. Wasser fließt aus der Zelle
B. Wasser bewegt sich in die Zelle
C. Wasser bewegt sich nicht in die Zelle hinein oder aus ihr heraus.
D. Die Zelle platzt.

2. Einfach ausgedrückt ist das Wasserpotential:
A. Die Menge an Wasser, die Wurzeln pro Tag aufnehmen können
B. Die Kombination von osmotischem Druck und Gravitationskräften
C. Die Kombination von gelöstem Potential und Druckpotential
D.Der Druck, der erforderlich ist, um Wasser auf einen Pflanzenstamm zu drücken

3. Welcher der folgenden Werte des Wasserpotentials zeigt die trockenste Umgebung an?
A. -0,1 pKa
B. -1 pKa
C. -0,03 pKa
D. -5 pKa

4. Wie variiert das Wasserpotential in Bezug auf die Konzentration gelöster Stoffe?
A. Es erhöht sich, je höher die Konzentration des gelösten Stoffes ist. Sie nimmt ab, je höher die Konzentration des gelösten Stoffes ist. Es wird nicht durch die Konzentration des gelösten Stoffes beeinflusst.
D. Die Konzentration gelöster Stoffe wirkt sich inkonsistent darauf aus.