Per tutto il resto di questa settimana ti chiederemo di valutare diverse strategie didattiche per aiutare gli studenti a fare i conti con l’osmosi, a partire dall’uso delle animazioni in biologia, poi dal lavoro pratico e infine dalla modellazione. Ma prima, inizieremo con una rapida panoramica di cosa sia l’osmosi.

Ecco la definizione di osmosi che vedrai nella maggior parte dei libri di testo:

In biologia, l’osmosi è il movimento di molecole d’acqua da una soluzione con un’alta concentrazione di molecole d’acqua a una soluzione con una minore concentrazione di molecole d’acqua, attraverso la membrana parzialmente permeabile di una cellula.

Una membrana parzialmente permeabile (a volte chiamato un selettivamente permeabile la membrana consente solo alcune molecole o ioni attraversano

Nel diagramma sopra, la maggiore concentrazione di molecole d’acqua a sinistra della membrana parzialmente permeabile rende probabile che un gran numero di molecole d’acqua si scontrerà con la membrana e passerà attraverso di essa.

La minore concentrazione di molecole d’acqua sul lato destro della membrana parzialmente permeabile nel diagramma rende probabile che meno molecole d’acqua entrino in collisione con la membrana e passino attraverso di essa.

Ciò significa che più molecole d’acqua si muovono da sinistra a destra su questo diagramma, piuttosto che spostarsi da destra a sinistra, e quindi il movimento complessivo (movimento netto) è a destra. È importante, però, sottolineare agli studenti che le molecole d’acqua si muovono in entrambe le direzioni.

Si vedrà spesso questo descritto come movimento ‘giù il gradiente di concentrazione’, il che significa che l’acqua si sta muovendo da una maggiore concentrazione di acqua (in questo caso, la soluzione di saccarosio diluito), ad una minore concentrazione di acqua (la soluzione di saccarosio concentrato).

Se una cellula vegetale è circondata da una soluzione che contiene una maggiore concentrazione di molecole d’acqua rispetto alla soluzione all’interno della cellula, l’acqua entrerà nella cellula per osmosi e la cellula vegetale diventerà turgida (ferma). La pressione che si sviluppa all’interno di una cellula vegetale quando diventa turgida è chiamata pressione di turgore. Le cellule vegetali turgide aiutano uno stelo a rimanere in posizione verticale.

Se una cellula vegetale è circondata da una soluzione che contiene una concentrazione inferiore di molecole d’acqua rispetto alla soluzione all’interno della cellula vegetale, l’acqua lascerà la cellula per osmosi e la cellula vegetale diventerà flaccida (morbida). Se le cellule di uno stelo vegetale diventano flaccide, la pressione del turgore al loro interno diminuirà e lo stelo appassirà.

Se una cellula vegetale è circondata da una soluzione che contiene la stessa concentrazione di molecole d’acqua della soluzione all’interno della cellula vegetale, non vi è alcun flusso netto complessivo di acqua. Il movimento delle molecole d’acqua dentro e fuori dalla cellula, attraverso la membrana parzialmente permeabile, si equilibra.

La traspirazione mantiene l’acqua in movimento

Nelle piante, l’acqua entra nelle cellule della radice per osmosi e si muove in tubi chiamati vasi xilemici per essere trasportati alle foglie. Le molecole d’acqua all’interno delle cellule xilemiche sono fortemente attratte l’una dall’altra a causa del legame dell’idrogeno (questo è chiamato coesione). Quando l’acqua evapora dalle foglie (attraverso piccoli pori chiamati stomi), più acqua viene prelevata dalle cellule xilemiche della radice per sostituire quella che è stata persa. Una colonna d’acqua continua viene quindi tirata sul gambo nei vasi xilemici per evaporazione dalle foglie. Questo è chiamato traspirazione.

Trova e condividi

Questo tipo di diagramma e spiegazione è abbastanza comune nei libri di testo di biologia, ma il movimento delle molecole è abbastanza astratto e questo può essere un concetto difficile da immaginare per gli studenti.

Dai un’occhiata online a una risorsa che aiuta a spiegare l’osmosi agli studenti e condividi un link qui sotto con una spiegazione del perché è utile.