Miért van az, hogy ha friss paprikát vásárol, az ropogós, és néhány nappal később mégis puhává válik? Mitől hervad el egy növény, ha elfelejted itatni? Ezek az átalakulások a vízveszteséghez kapcsolódnak. A víz mozgása nagyon fontos a növényi sejtekben (és az állati sejtekben). A víz diffúzióját ún ozmózis.
Mi az ozmózis?
Az ozmózis a víz féligáteresztő membránon keresztüli diffúziója. A víz egy koncentráció-gradiensen lefelé áramlik, és egy olyan terület felé, ahol nagyobb az oldott anyag koncentrációja.
Például, ha két régió van összekapcsolva egy membránnal, és az egyik (A) több oldott anyagot tartalmaz, mint a másik (B), akkor a víz B-ből A-ba áramlik.
A tónusosság vs. Ozmolaritás
Az oldat vízmozgásra való képességét nevezzük tónusosság. A megoldás tónusossága összefügg azzal Ozmolaritás, amely az oldott anyag teljes koncentrációja.
Az alacsonyabb oldott anyag koncentrációjú oldat ozmolaritása alacsonyabb, mint az oldott anyag nagyobb koncentrációját tartalmazó oldat. Amikor két oldatot féligáteresztő membrán választ el, amely vízáteresztő, de nem oldódáshoz a víz mindig alacsony ozmolaritású oldalról a magasabb felé halad Ozmolaritás.
A tónusosság típusai
Három kifejezés használatos a tónus leírására, amikor két, membránnal elválasztott oldatot hasonlítanak össze: hipotonikus, hipertóniás és izotóniás.
A fent tárgyalt példában az A régió az hipertóniás a B régióba, mert az A régió nagyobb ozmolaritással rendelkezik. A B régió viszont az hipotóniás az A régióba. A tónusosság csak egy másik régióra hivatkozva mondható el. Önmagában a megoldásnak nem lehet tónusa.
Az izotóniás egyszerűen egy membránnal elválasztott két régióra utal, amelyek azonos ozmolaritással rendelkeznek.
Tonikusság és sejtek
Eddig a tónusról csak két oldott anyagot tartalmazó terület vonatkozik, amelyeket féligáteresztő membrán köt össze, de a tónus és a víz mozgása nagyon fontos a sejtek számára. Két membránnal tagolt régió helyett elképzelhető egy sejt, amely egy folyadékba kerül. Két régió van: egy a cellában és egy a cellán kívül. A sejten kívüli folyadékot extracelluláris folyadéknak nevezzük.
Állati sejtek
Mi történik, ha egy állati sejtet hipotóniás oldatba helyezünk?
- Ne feledje, hogy a víz az alacsony ozmolaritású régióból a magas ozmolaritású régióba mozog. Ebben az esetben, mivel az extracelluláris folyadéknak alacsony az ozmolaritása, a víz a sejtbe rohan. A sejt ekkor kibővül, végül lizál vagy felszakad.
Mi történik, ha egy állati sejtet hipertóniás oldatba helyez?
- Ebben az esetben a víz elhagyja a sejtet, mivel a sejt kisebb ozmolaritással rendelkezik, mint az extracelluláris folyadék. Ennek eredményeként a sejt zsugorodik az úgynevezett plazmolízis során.
Mi történik, ha egy állati sejtet izotóniás oldatba helyezünk?
- Mindkét folyadék ozmolaritása egyenlő. Mint ilyen, bár a víz diffundál és kiáramlik, a sejt térfogatában nincs nettó változás.
Növényi sejtek
Mi történik, ha egy növényi sejtet hipotóniás oldatba helyezünk?
- A víz az alacsony ozmolaritású (extracelluláris folyadék) régióból a nagy ozmolaritású régióba (a sejt belsejében) mozog. A sejt ekkor kibővül. Az állati sejttől eltérően a növényi sejt nem reped el. A növényi sejteknek ugyanis merev sejtfala van a plazmamembrán körül. Vízzel duzzadva göbössé válnak.
- A hipotonikus oldatok ropogósan tartják a zöldségeket, mint a paprika.
Mi történik, ha egy növényi sejtet hipertóniás oldatba helyezünk?
- A víz elhagyja a sejtet, mivel a sejt kisebb ozmolaritással rendelkezik, mint az extracelluláris folyadék. Ennek eredményeként a cella összezsugorodna.
Mi történik, ha egy növényi sejtet izotóniás oldatba helyezünk?
- Mindkét folyadék ozmolaritása egyenlő. Bár a víz be- és kifelé diffundál, a sejt térfogatában nincs nettó változás.