Canlı hücreler, hayatta kalabilmek için madde alışverişi yapar. Bu maddelerin hücre zarından geçişi, difüzyon ve osmoz gibi pasif taşıma yöntemleriyle gerçekleşir. 9. sınıf biyoloji müfredatında difüzyon ve osmoz, küçük moleküllerin hücre içi ve dışı arasında nasıl hareket ettiğini açıklayan önemli kavramlardır. Bu süreçler, enerji harcamadan gerçekleşir ve hücrelerin dengede kalmasını sağlar.

Difüzyon

• Difüzyon: Molekül ve iyonların çok yoğun oldukları bölgeden az yoğun oldukları bölgeye doğru kendiliğinden hareket etmelerine difüzyon denir.
• Yoğunluk farkı: Difüzyon olayındaki temel unsur ortamlar arasındaki yoğunluk farkıdır. Hücre içinden dışına ya da hücre dışından içine doğru gerçekleşebilir.
• ATP harcanmaz: Difüzyon sırasında hücre ATP enerjisi harcamaz. Canlı ya da cansız hücrelerde bu olay gerçekleşebilir.
• Enzimler: Difüzyonda enzimler kullanılmaz.
• Eşitlenme: Madde geçişi, iki ortamın yoğunlukları eşitleninceye kadar devam eder.

Difüzyon hızını etkileyen faktörler:

• Ortam sıcaklığının artması difüzyon hızını artırır.
• Basınç arttıkça difüzyon hızı artar.
• İki ortam arasındaki yoğunluk farkı arttıkça difüzyon hızı artar.
• Difüzyon yüzeyinin genişlemesi difüzyon hızını artırır.
• Katıların difüzyonu sıvılardan, sıvıların difüzyonu gazlardan daha yavaştır.

Ozmolarite (Ozmoz):

• Ozmoz, çözücünün (su) yarı geçirgen bir zar üzerinden, çözünen madde yoğunluğunun düşük olduğu ortamdan, çözünen madde yoğunluğunun yüksek olduğu ortama doğru hareket etmesine denir.
• Aquaporinler: Ozmozda kanallar (aquaporinler) suyun taşınmasına yardımcı olur.

Hücrenin ozmozla ilgili üç özel durumu vardır:

Hipertonik (çok yoğun) ortam: Hücreye oranla çözünmüş madde oranı fazla olan ortamdır. Şekerli su, reçel gibi hipertonik ortamlara örnek verilebilir. Bu ortamda hücrede su kaybı yaşanır ve hücre büzülür (plazmoliz).

• Hücre su kaybeder ve büzülür.
• Turgor basıncı azalır.
• Ozmotik basınç artar.
• Emme kuvveti artar.

İzotonik (eş yoğun) ortam: Hücre ile aynı oranda çözünmüş madde içeren ortamdır. İzotonik ortamda hücrede herhangi bir değişiklik meydana gelmez.

• Hücreye giren ve çıkan su miktarı eşittir.
• Turgor basıncı değişmez.
• Ozmotik basınç değişmez.
• Emme kuvveti değişmez.

Hipotonik (az yoğun) ortam: Hücreye oranla çözünmüş madde oranı az olan ortamdır. Saf su hipotonik ortama örnektir. Bu ortamda hücre su alarak şişer ve bazen patlar (hemoliz).

• Hücre ozmozla su alarak şişer.
• Plazmoliz olmuş bir hücre hipotonik ortama koyulduğunda su alarak eski haline döner, bu olaya deplazmoliz denir.
• Deplazmoliz olmuş hücre, hipotonik ortamda kalmaya devam ederse fazla su alarak turgor basıncına ulaşır.
• Uzun süre hipotonik ortamda kalan hayvansal hücrelerde aşırı su alımına bağlı olarak hücre zarının patlaması sonucu hemoliz görülür.
• Turgor basıncı artar.
• Ozmotik basınç ve emme kuvveti azalır.

• Hücre su alarak eski haline döner (Deplazmoliz).
• Turgor basıncı (TB) artar.
• Ozmotik basınç (OB) azalır.
• Emme kuvveti (EK) azalır.
• Hücre, hipotonik ortamda kalmaya devam ederse önce turgor durumuna geçer, sonra çeperi yoksa hemolize uğrar.

Çözümlü Örnek Sorular

Soru 1:
Difüzyon, aşağıdaki tanımlardan hangisine uyar?
A) Moleküllerin yüksek yoğunluklu bölgeden düşük yoğunluklu bölgeye doğru hareketidir.
B) Moleküllerin düşük yoğunluklu bölgeden yüksek yoğunluklu bölgeye doğru hareketidir.
C) Sadece suyun hücre zarından geçişidir.
D) Aktif taşıma yoluyla gerçekleşen bir olaydır.
E) Hücre içindeki maddelerin hücre dışına çıkmasıdır.

Çözüm:
Cevap: A)
Difüzyon, moleküllerin yüksek yoğunluktan düşük yoğunluğa doğru hareket ettiği pasif bir taşıma şeklidir. Bu süreç enerji gerektirmez.

Soru 2:
Ozmoz nedir?
A) Maddelerin aktif taşıma ile hücre zarından geçişidir.
B) Su moleküllerinin yarı geçirgen bir zardan, düşük yoğunluklu ortamdan yüksek yoğunluklu ortama doğru geçişidir.
C) Proteinlerin hücre içine alınmasıdır.
D) Hücre zarının tamamen geçirgen hale gelmesidir.
E) Gaz moleküllerinin difüzyonudur.

Çözüm:
Cevap: B)
Ozmoz, suyun yarı geçirgen bir zardan, düşük yoğunluklu ortamdan yüksek yoğunluklu ortama doğru geçişini ifade eder. Bu, suyun dengeli bir dağılımını sağlar.

Soru 3:
Difüzyon ve ozmoz arasındaki temel fark nedir?
A) Difüzyon sadece gazlar için geçerlidir, ozmoz sadece sıvılar için geçerlidir.
B) Difüzyon suyun hareketini ifade ederken, ozmoz gazların hareketini ifade eder.
C) Difüzyon tüm moleküller için geçerli olabilirken, ozmoz sadece su moleküllerinin hareketiyle ilgilidir.
D) Difüzyon aktif bir taşıma şeklidir, ozmoz ise pasif bir taşıma şeklidir.
E) Difüzyon enerji gerektirir, ozmoz ise enerji gerektirmez.

Çözüm:
Cevap: C)
Difüzyon, tüm moleküllerin yoğunluk farkına göre hareket ettiği bir süreçken, ozmoz sadece su moleküllerinin yarı geçirgen bir zardan geçişini ifade eder.

Soru 4:
Hücre zarından geçen su molekülleri ozmoz yoluyla hangi yönde hareket eder?
A) Yoğunluğu düşük ortamdan yoğunluğu yüksek ortama doğru
B) Yoğunluğu yüksek ortamdan yoğunluğu düşük ortama doğru
C) Eşit yoğunluklu ortamlara doğru
D) Sadece hücre dışına doğru
E) Sadece hücre içine doğru

Çözüm:
Cevap: A)
Ozmozda, su molekülleri düşük yoğunluklu ortamdan yüksek yoğunluklu ortama doğru hareket eder. Bu, suyun yoğunluk farkını dengelemek amacıyla gerçekleşir.

Soru 5:
Aşağıdakilerden hangisi difüzyon sürecine örnek olarak verilebilir?
A) Bir şeker küpünün suda erimesi
B) Bitki köklerinin suyu emmesi
C) Su moleküllerinin hücre içine ozmoz ile girmesi
D) Oksijenin akciğerlerdeki alveollerden kana geçmesi
E) Hücre zarından proteinlerin aktif taşınması

Çözüm:
Cevap: D)
Oksijenin akciğerlerdeki alveollerden kana geçmesi, difüzyon süreci ile gerçekleşir. Bu, gazların yoğunluk farkına göre pasif olarak taşınmasıdır.