Hücre zarından madde geçişi ile ilgili aşağıdaki deney düzeneği kurulmuştur:
İki ucu açık cam tüpün bir ucu yarı geçirgen bir zarla kapatılarak içine şeker çözeltisi konulmuş, diğer ucu da kapatılarak saf su dolu bir behere daldırılmıştır. Bir süre sonra tüpteki sıvı seviyesinin yükseldiği gözlemlenmiştir.
Bu deneyde gözlemlenen olay ve nedeni aşağıdakilerden hangisinde doğru verilmiştir?
A) Difüzyon - Yoğunluk farkı
B) Osmoz - Yoğunluk farkı
C) Aktif taşıma - ATP harcanması
D) Kolaylaştırılmış difüzyon - Taşıyıcı protein
Sevgili öğrenciler, bu deney düzeneği ve gözlemlenen olay, hücre zarından madde geçişi konularının temel prensiplerinden birini anlamamız için harika bir örnektir. Şimdi adım adım inceleyelim:
- Deney Düzeneği ve Gözlem: Deneyde, yarı geçirgen bir zarla kapatılmış cam tüpün içinde şeker çözeltisi, dışında ise saf su bulunmaktadır. Bir süre sonra tüpteki sıvı seviyesinin yükseldiği gözlemleniyor. Bu, saf sudan tüpün içindeki şeker çözeltisine doğru bir sıvı (su) geçişi olduğunu gösterir.
- Yarı Geçirgen Zarın Rolü: Yarı geçirgen zar, su moleküllerinin geçişine izin verirken, şeker gibi daha büyük çözünmüş madde moleküllerinin geçişini engeller. Bu özellik, olayın anahtarıdır.
- Yoğunluk Farkı:
- Tüpün içinde: Şeker çözeltisi var. Bu, suyun yoğunluğunun düşük, çözünmüş madde (şeker) yoğunluğunun yüksek olduğu anlamına gelir.
- Tüpün dışında (beherde): Saf su var. Bu, suyun yoğunluğunun yüksek, çözünmüş madde yoğunluğunun ise neredeyse sıfır olduğu anlamına gelir.
Bu durumda, tüpün içi ve dışı arasında belirgin bir su yoğunluğu (su potansiyeli) farkı vardır.
- Suyun Hareketi: Su molekülleri, her zaman yüksek yoğunlukta oldukları yerden (saf su bulunan beher) düşük yoğunlukta oldukları yere (şeker çözeltisi bulunan tüpün içi) doğru hareket etme eğilimindedir. Bu hareket, yarı geçirgen zar aracılığıyla gerçekleşir.
- Olayın Adı: Suyun, yarı geçirgen bir zar aracılığıyla yoğunluk farkından dolayı çok olduğu yerden az olduğu yere doğru geçişine osmoz denir. Gözlemlenen sıvı seviyesi yükselmesi de bu su geçişinin bir sonucudur.
- Seçeneklerin Değerlendirilmesi:
- A) Difüzyon - Yoğunluk farkı: Difüzyon, genel olarak maddelerin yoğunluk farkından dolayı hareketidir. Ancak suyun yarı geçirgen zardan geçişi için daha özel bir terim olan osmoz kullanılır.
- B) Osmoz - Yoğunluk farkı: Bu seçenek, gözlemlenen olayı (suyun yarı geçirgen zardan geçişi) ve nedenini (yoğunluk farkı) en doğru şekilde açıklamaktadır.
- C) Aktif taşıma - ATP harcanması: Aktif taşıma, maddelerin az yoğun ortamdan çok yoğun ortama, yani yoğunluk farkına karşı enerji (ATP) harcanarak taşınmasıdır. Burada su, yoğunluk farkı yönünde hareket etmekte ve enerji harcanmamaktadır.
- D) Kolaylaştırılmış difüzyon - Taşıyıcı protein: Kolaylaştırılmış difüzyon, maddelerin taşıyıcı proteinler yardımıyla yoğunluk farkı yönünde geçişidir. Su, aquaporin adı verilen özel protein kanallarından geçebilir ancak bu deneyde temel mekanizma osmozdur ve taşıyıcı proteinlerin varlığına dair bir bilgi verilmemiştir.
Bu nedenle, deneyde gözlemlenen olay osmoz, nedeni ise yoğunluk farkıdır.
Cevap B seçeneğidir.
