Čím to je, že když si koupíte čerstvou papriku, je svěží a přesto o několik dní později změkne? Co dělá rostlinu vadnoucí, když ji zapomenete zalévat? Tyto transformace mají co do činění se ztrátou vody. Pohyb vody je velmi důležitý v rostlinných buňkách (a živočišných buňkách). Difúze vody se nazývá osmóza.
Co je osmóza?
Osmóza je difúze vody přes polopropustnou membránu. Voda stéká po koncentračním gradientu směrem k oblasti, která má vyšší koncentraci rozpuštěné látky.
Například pokud by byly dvě oblasti spojené membránou a jedna (A) obsahovala více rozpuštěné látky než druhá (B), pak by voda tekla z B do A.
Tonicita vs. Osmolarita
Schopnost řešení zajistit pohyb vody se nazývá tonicita. S ním souvisí tonicita řešení osmolarita, což je celková koncentrace rozpuštěné látky.
Roztok s nižší koncentrací rozpuštěné látky má nižší osmolaritu než roztok, který obsahuje vyšší koncentraci rozpuštěné látky. Kdykoli jsou dva roztoky odděleny semipermeabilní membránou, která je propustná pro vodu, ale ne k rozpuštění se voda bude vždy pohybovat ze strany s nízkou osmolaritou na stranu s vyšší osmolarita.
Druhy tonicity
Při porovnávání dvou řešení oddělených membránou se používají tři termíny používané k popisu tonicity: hypotonický, hypertonický a izotonický.
V příkladu diskutovaném výše je oblast A. hypertonický do oblasti B, protože oblast A má vyšší osmolaritu. Region B na druhé straně je hypotonický do oblasti A. Tonicitu lze říci pouze ve vztahu k jinému regionu. Řešení samo o sobě nemůže mít tonicitu.
Izotonický jednoduše označuje dvě oblasti oddělené membránou, které mají stejnou osmolaritu.
Tonicita a buňky
Dosud byla tonicita diskutována pouze ve dvou oblastech obsahujících rozpuštěné látky, které jsou spojeny semipermeabilní membránou, ale tonicita a pohyb vody jsou pro buňky velmi důležité. Místo dvou oblastí rozdělených membránou si můžete představit buňku, která je umístěna v tekutině. Existují dvě oblasti: jedna uvnitř buňky a jedna mimo buňku. Tekutina mimo buňku se nazývá extracelulární tekutina.
Živočišné buňky
Co se stane, když umístíte zvířecí buňku do hypotonického roztoku?
- Pamatujte, že voda se pohybuje z oblasti s nízkou osmolaritou do oblasti s vysokou osmolaritou. V tomto případě, protože extracelulární tekutina má nízkou osmolaritu, by voda proudila do buňky. Buňka by se pak roztahovala a nakonec lyžovala nebo praskla.
Co se stane, když umístíte zvířecí buňku do hypertonického roztoku?
- V tomto případě voda opustí buňku, protože buňka má nižší osmolaritu než extracelulární tekutina. Výsledkem by bylo, že se buňka zmenší v tzv. Plazmolýze.
Co se stane, když umístíte zvířecí buňku do izotonického roztoku?
- Osmolarita obou tekutin je stejná. Přestože voda difunduje dovnitř a ven, nedochází k žádné čisté změně objemu buňky.
Rostlinné buňky
Co se stane, když umístíte rostlinnou buňku do hypotonického roztoku?
- Voda se pohybuje z oblasti s nízkou osmolaritou (extracelulární tekutina) do oblasti s vysokou osmolaritou (uvnitř buňky). Buňka by se pak rozšířila. Na rozdíl od zvířecí buňky rostlinná buňka nepraská. Je to proto, že rostlinné buňky mají kolem plazmatické membrány tuhou buněčnou stěnu. Po bobtnání vodou ztuhnou.
- Hypotonická řešení udrží zeleninu jako papriku křupavou.
Co se stane, když umístíte rostlinnou buňku do hypertonického roztoku?
- Voda opustí buňku, protože buňka má nižší osmolaritu než extracelulární tekutina. V důsledku toho by se buňka zmenšila.
Co se stane, když umístíte rostlinnou buňku do izotonického roztoku?
- Osmolarita obou tekutin je stejná. I když voda difunduje dovnitř a ven, nedochází k žádné čisté změně objemu buňky.