Miks on värske paprika ostmisel karge ja mõni päev hiljem pehmeks muutunud? Mis paneb taime närtsima, kui unustate teda kasta? Need muutused on seotud veekadudega. Taimerakkudes (ja loomarakkudes) on vee liikumine väga oluline. Vee difusiooni nimetatakse osmoos.
Mis on osmoos?
Osmoos on vee difusioon poolläbilaskva membraani kaudu. Vesi voolab alla kontsentratsiooni gradiendi ja ala poole, kus lahustunud aine kontsentratsioon on suurem.
Näiteks kui membraaniga on ühendatud kaks piirkonda ja üks (A) sisaldab rohkem lahustunud ainet kui teine (B), siis voolab vesi B-st A-ni.
Toonilisus vs. Osmolaarsus
Nimetatakse lahuse võimet panna vesi liikuma toonus. Lahuse toonus on seotud sellega osmolaarsus, mis on lahustunud aine üldkontsentratsioon.
Väiksema soluudi kontsentratsiooniga lahusel on väiksem osmolaarsus kui lahuse kontsentratsioonil. Alati, kui kaks lahust eraldatakse poolläbilaskva membraaniga, mis on vett läbilaskev, kuid mitte lahustamiseks liigub vesi alati madala osmolaarsusega küljelt kõrgemale osmolaarsus.
Toonilisuse tüübid
Toonilisuse kirjeldamiseks kasutatakse kolme mõistet, kui võrrelda kahte membraaniga eraldatud lahust: hüpotooniline, hüpertooniline ja isotooniline.
Eespool käsitletud näites on piirkond A hüpertooniline piirkonda B, kuna piirkonnas A on suurem osmolaarsus. B-piirkond seevastu on hüpotooniline piirkonda A Toonilisust saab öelda ainult viidates teisele piirkonnale. Iseenesest ei saa lahendusel olla toonust.
Isotooniline viitab lihtsalt kahele membraaniga eraldatud piirkonnale, millel on sama osmolaarsus.
Toonilisus ja rakud
Seni on toonilisust käsitletud ainult kahes lahustunud ainet sisaldavas piirkonnas, mis on ühendatud poolläbilaskva membraaniga, kuid toonus ja vee liikumine on rakkude jaoks väga olulised. Membraaniga jagatud kahe piirkonna asemel võite ette kujutada rakku, mis asetatakse vedelikku. Seal on kaks piirkonda: üks raku sees ja teine lahtrist väljaspool. Vedelikku väljaspool rakku nimetatakse rakuväliseks vedelikuks.
Loomarakud
Mis juhtub, kui asetate loomaraku hüpotoonilisse lahusesse?
- Pidage meeles, et vesi liigub madala osmolaarsusega piirkonnast kõrge osmolaarsusega piirkonda. Sel juhul, kuna rakuvälisel vedelikul on madal osmolaarsus, sööstaks vesi rakku. Seejärel rakk laieneks ja lõpuks lüüsiks või lõhkeks.
Mis juhtub, kui asetate loomaraku hüpertoonilisse lahusesse?
- Sel juhul väljub vesi rakust, kuna rakul on madalam osmolaarsus kui rakuvälisel vedelikul. Selle tulemusel väheneb rakk nn plasmolüüsina.
Mis juhtub, kui asetate loomaraku isotoonilisse lahusesse?
- Mõlema vedeliku osmolaarsus on võrdne. Ehkki vesi hajub sisse ja välja, raku mahus netomuutust ei toimu.
Taimerakud
Mis juhtub, kui asetate taimeraku hüpotoonilisse lahusesse?
- Vesi liigub madala osmolaarsusega piirkonnast (rakuväline vedelik) kõrge osmolaarsusega piirkonda (raku sees). Lahter laieneks siis. Erinevalt loomarakust taimerakk ei lõhkenud. Seda seetõttu, et taimerakkudel on plasmamembraani ümber jäik rakusein. Veega paistes muutuvad nad turtsaks.
- Hüpotoonilised lahused muudavad köögiviljad nagu paprikad krõbedaks.
Mis juhtub, kui asetate taimeraku hüpertoonilisse lahusesse?
- Vesi lahkub rakust, kuna rakul on madalam osmolaarsus kui rakuvälisel vedelikul. Selle tulemusel lahter kahaneb.
Mis juhtub, kui asetate taimeraku isotoonilisse lahusesse?
- Mõlema vedeliku osmolaarsus on võrdne. Ehkki vesi hajub sisse ja välja, raku mahus netomuutust ei toimu.
