Perché quando compri un peperone fresco è croccante e dopo pochi giorni diventa morbido? Cosa fa appassire una pianta quando dimentichi di annaffiarla? Queste trasformazioni hanno a che fare con la perdita di acqua. Il movimento dell'acqua è molto importante nelle cellule vegetali (e nelle cellule animali). La diffusione dell'acqua si chiama osmosi.
Che cos'è l'osmosi?
L'osmosi è la diffusione dell'acqua attraverso una membrana semipermeabile. L'acqua scorre lungo un gradiente di concentrazione e verso un'area che ha una maggiore concentrazione di soluti.
Ad esempio, se ci fossero due regioni collegate da una membrana e una (A) contenesse più soluto dell'altra (B), allora l'acqua scorrerebbe da B ad A.
Tonicità vs. Osmolarità
La capacità di una soluzione di far muovere l'acqua si chiama tonicità. La tonicità di una soluzione è legata alla sua osmolarità, che è la concentrazione totale di soluto.
Una soluzione con una minore concentrazione di soluto ha un'osmolarità inferiore rispetto a una che contiene una maggiore concentrazione di soluto. Ogni volta che due soluzioni sono separate da una membrana semipermeabile che è permeabile all'acqua ma non al soluto, l'acqua si sposterà sempre dal lato con bassa osmolarità al lato con maggiore osmolarità.
Tipi di tonicità
Ci sono tre termini usati per descrivere la tonicità quando si confrontano due soluzioni separate da una membrana: ipotonica, ipertonica e isotonica.
Nell'esempio discusso sopra, la regione A è ipertonico alla regione B perché la regione A ha un'osmolarità maggiore. La regione B, invece, è ipotonico alla regione A La tonicità si può dire solo in riferimento ad un'altra regione. Da sola, una soluzione non può avere tonicità.
Isotonico si riferisce semplicemente a due regioni separate da una membrana che hanno la stessa osmolarità.
Tonicità e cellule
Finora, la tonicità è stata discussa solo in termini di due aree contenenti soluto collegate da una membrana semipermeabile, ma la tonicità e il movimento dell'acqua sono molto importanti per le cellule. Invece di due regioni divise da una membrana, puoi immaginare una cellula posta in un fluido. Ci sono due regioni: una all'interno della cellula e una all'esterno della cellula. Il fluido esterno alla cellula è chiamato fluido extracellulare.
cellule animali
Cosa succede quando metti una cellula animale in una soluzione ipotonica?
- Ricorda, l'acqua si sposta da una regione a bassa osmolarità a una regione ad alta osmolarità. In questo caso, poiché il fluido extracellulare ha una bassa osmolarità, l'acqua si precipiterebbe nella cellula. La cellula si espanderebbe e alla fine si lisi o esplodesse.
Cosa succede quando metti una cellula animale in una soluzione ipertonica?
- In questo caso, l'acqua lascerà la cellula poiché la cellula ha un'osmolarità inferiore rispetto al fluido extracellulare. Di conseguenza la cellula si rimpicciolirebbe in quella che viene chiamata plasmolisi.
Cosa succede quando metti una cellula animale in una soluzione isotonica?
- L'osmolarità di entrambi i fluidi è uguale. Pertanto, sebbene l'acqua si diffonda dentro e fuori, non vi è alcun cambiamento netto nel volume della cellula.
Cellule vegetali
Cosa succede quando metti una cellula vegetale in una soluzione ipotonica?
- L'acqua si sposta da una regione a bassa osmolarità (liquido extracellulare) a una regione ad alta osmolarità (all'interno della cellula). La cellula quindi si espanderebbe. A differenza di una cellula animale, la cellula vegetale non scoppia. Questo perché le cellule vegetali hanno una parete cellulare rigida attorno alla membrana plasmatica. Quando si gonfiano con l'acqua diventano turgide.
- Le soluzioni ipotoniche mantengono le verdure come i peperoni croccanti.
Cosa succede quando metti una cellula vegetale in una soluzione ipertonica?
- L'acqua lascerà la cellula poiché la cellula ha un'osmolarità inferiore rispetto al fluido extracellulare. Di conseguenza, la cella si rimpicciolirebbe.
Cosa succede quando metti una cellula vegetale in una soluzione isotonica?
- L'osmolarità di entrambi i fluidi è uguale. Sebbene l'acqua si diffonda dentro e fuori, non vi è alcun cambiamento netto nel volume della cellula.