Hvorfor er det så, at når du køber en frisk peberfrugt, er den sprød, og dog få dage senere bliver den blød? Hvad får en plante til at visne, når du glemmer at vande den? Disse transformationer har at gøre med tab af vand. Vandets bevægelse er meget vigtig i planteceller (og dyreceller). Diffusion af vand kaldes osmose.
Hvad er osmose?
Osmose er diffusion af vand over en semipermeabel membran. Vand strømmer ned ad en koncentrationsgradient og mod et område, der har en højere koncentration af opløst stof.
For eksempel, hvis der var to regioner forbundet med en membran, og den ene (A) indeholdt mere opløst end den anden (B), ville vandet strømme fra B til A.
Tonicitet vs. Osmolaritet
Evnen til en løsning til at få vand til at bevæge sig kaldes tonicitet. En opløsnings tonicitet er relateret til dens osmolaritet, som er den samlede koncentration af opløst stof.
En opløsning med en lavere koncentration af opløst stof har lavere osmolaritet end en opløsning, der indeholder en højere koncentration af opløst stof. Når to opløsninger er adskilt af en semipermeabel membran, der er gennemtrængelig for vand, men ikke at opløse, vand vil altid bevæge sig fra siden med lav osmolaritet til siden med højere osmolaritet.
Typer af tonicitet
Der er tre udtryk, der bruges til at beskrive tonicitet, når man sammenligner to opløsninger adskilt af en membran: hypotonisk, hypertonisk og isotonisk.
I eksemplet beskrevet ovenfor er region A hypertonisk til region B, fordi region A har en højere osmolaritet. Region B er derimod hypotonisk til region A. Tonicitet kan kun siges med henvisning til en anden region. I sig selv kan en løsning ikke have tonicitet.
Isotonisk refererer simpelthen til to regioner adskilt af en membran, der har den samme osmolaritet.
Tonicitet og celler
Indtil videre er tonicitet kun blevet diskuteret med to områder, der indeholder opløst stof, der er forbundet med en semipermeabel membran, men tonicitet og vandets bevægelse er meget vigtig for cellerne. I stedet for to regioner divideret med en membran kan du forestille dig en celle, der placeres i en væske. Der er to regioner: en inde i cellen og en uden for cellen. Væsken uden for cellen kaldes ekstracellulær væske.
Dyreceller
Hvad sker der, når du placerer en dyrecelle i en hypoton opløsning?
- Husk, vand bevæger sig fra et område med lav osmolaritet til et område med høj osmolaritet. Da ekstracellulær væske har lav osmolaritet, ville vandet i dette tilfælde skynde sig ind i cellen. Cellen ekspanderede derefter og til sidst lyser eller brister.
Hvad sker der, når du placerer en dyrecelle i en hypertonisk opløsning?
- I dette tilfælde vil vand forlade cellen, da cellen har en lavere osmolaritet end den ekstracellulære væske. Som et resultat ville cellen krympe i det, der kaldes plasmolyse.
Hvad sker der, når du placerer en dyrecelle i en isotonisk opløsning?
- Begge væskers osmolaritet er lig. Selvom vand diffunderer ind og ud, er der som sådan ingen nettoændring i cellens volumen.
Planteceller
Hvad sker der, når du placerer en plantecelle i en hypoton opløsning?
- Vandet bevæger sig fra et område med lav osmolaritet (ekstracellulær væske) til et område med høj osmolaritet (inde i cellen). Cellen ekspanderede derefter. I modsætning til en dyrecelle brister plantecellen ikke. Dette skyldes, at planteceller har en stiv cellevæg omkring plasmamembranen. Ved hævelse med vand bliver de svære.
- Hypotoniske løsninger holder grøntsager som peberfrugter sprøde.
Hvad sker der, når du placerer en plantecelle i en hypertonisk opløsning?
- Vand vil forlade cellen, da cellen har en lavere osmolaritet end den ekstracellulære væske. Som et resultat ville cellen krympe.
Hvad sker der, når du placerer en plantecelle i en isotonisk opløsning?
- Begge væskers osmolaritet er lig. Selvom vand diffunderer ind og ud, er der ingen nettoændring i cellens volumen.