삼투압

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삼투압

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오늘은 삼투압의 변화에 따른 생물체의 반응을 통해 막을 통한 물질의 이동현상을 이해하는 실험을 했다.
세포는 대부분 물로 이루어져 있으며 세포 바깥도 물에 둘러싸여 있기 때문에 세포막은 물에 대해 투과성이 있고 물분자는 세포 안과 밖을 쉽게 이동할 수 있다. 여기서 용질이 고장액에서 저장액으로 이동하는 경향을 확산이라 하고 수동수송이라 한다. 삼투압이란 선택적 투과성 막을 통해 용액의 움직임이 저농도에서 고농도로 이동하는 것을 말한다. 삼투압 역시 수동수송이다. 삼투작용의 방향은 전체 용질의 농도에 의해 결정되며 용질의 특성과는 무관하다.
다음 그림은 삼투 원리가 살아 있는 세포에서 어떻게 적용되는지를 보여준다. 세포가 고장액이나 저장액에 노출되었을 때 살아남을 수 있기 위해서는 물을 지나치게 얻거나 잃어버리지 않게 대비해야 한다. 이러한 물의 균형을 조절하는 것을 삼투현상이라고 한다. 적혈구와 같은 동물세포를 등장액에 담그면, 세포에서 물이 빠져나가는 것만큼 물이 들어오므로 세포의 부피는 변하지 않는다. 동물세포를 저장액에 담그면 세포로 물이 들어와 물풍선처럼 부풀어 마침내 터질 수도 있다. 이를 용혈 현상이라고 한다. 반대로 고장액에 있는 동물세포는 쭈그러들고 물을 잃어버려 죽을 수도 있다.
식물세포는 두꺼운 세표벽이 있기 때문에 물의 평형을 이루는 문제가 동물세포와 약간 다르다. 등장액에 담그면 식물세포는 이완되고 식물은 시들게 된다. 반면에 저장액인 환경에서 식물세포는 팽창하며 건강한 상태가 된다. 식물세포가 물을 흡수하면 수축성이 있는 세포벽이 약간 팽창하기는 하지만 일정한 양의 물을 흡수한 후에는 압력이 생기므로 세포는 더 이상 물을 흡수하지 못하게 되고, 그 결과 동물세포처럼 터지지 않는다. 고장액에서는 식물세포 또한 동물세포와 마찬가지로 별로 좋은 상황이 되지는 못한다. 식물세포가 물을 잃으면 쭈그러 들고, 세포막은 세포벽으로부터 떨어지게 된다. 이를 원형질 분리라 한다. 이런 상황에서 세포는 보통 죽게 된다.

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