Kāpēc, pērkot svaigu papriku, tas ir kraukšķīgs un tomēr dažas dienas vēlāk tas kļūst mīksts? Kas padara augu vītu, kad aizmirstat to laistīt? Šīs pārvērtības ir saistītas ar ūdens zudumu. Augu šūnās (un dzīvnieku šūnās) ūdens kustība ir ļoti svarīga. Tiek saukta ūdens difūzija osmoze.
Kas ir osmoze?
Osmoze ir ūdens difūzija pa daļēji caurlaidīgu membrānu. Ūdens plūst lejup pa koncentrācijas gradientu un virzienā uz apgabalu, kurā ir augstāka izšķīdušās vielas koncentrācija.
Piemēram, ja būtu divi reģioni, kurus savieno membrāna, un vienā (A) būtu vairāk izšķīdušās vielas nekā otrā (B), tad ūdens plūst no B uz A.
Tonizācija vs. Osmolaritāte
Tiek saukta šķīduma spēja panākt ūdens kustību toniskums. Šķīduma toniskums ir saistīts ar tā osmolaritāte, kas ir izšķīdušās vielas kopējā koncentrācija.
Šķīdumam ar zemāku izšķīdušās vielas koncentrāciju ir mazāka osmolaritāte nekā šķīdumam, kas satur lielāku izšķīdušās vielas koncentrāciju. Ikreiz, kad divus šķīdumus atdala daļēji caurlaidīga membrāna, kas ir ūdens caurlaidīga, bet ne Lai izšķīdinātu, ūdens vienmēr pārvietosies no sāniem ar zemu osmolaritāti uz pusi ar augstāku osmolaritāte.
Tonizitātes veidi
Lai salīdzinātu divus šķīdumus, kas atdalīti ar membrānu, tiek izmantoti trīs termini, lai aprakstītu tonalitāti: hipotoniskais, hipertoniskais un izotoniskais.
Iepriekš apskatītajā piemērā reģions A ir hipertonisks uz B reģionu, jo A reģionam ir lielāka osmolaritāte. Savukārt B reģions ir hipotoniski uz A reģionu. Tonizāciju var teikt tikai attiecībā uz citu reģionu. Risinājums pats par sevi nevar būt tonuss.
Izotoniskais vienkārši attiecas uz diviem reģioniem, kurus atdala membrāna un kuriem ir vienāda osmolaritāte.
Tonizācija un šūnas
Līdz šim toniskums ir apspriests tikai attiecībā uz divām zonām, kas satur izšķīdušās vielas, kuras savieno puscaurlaidīga membrāna, taču šūnām tonizācija un ūdens kustība ir ļoti svarīga. Divu reģionu, kas sadalīti ar membrānu, vietā jūs varat iedomāties šūnu, kas ievietota šķidrumā. Ir divi reģioni: viens šūnas iekšpusē un viens ārpus šūnas. Šķidrumu ārpus šūnas sauc par ārpusšūnu šķidrumu.
Dzīvnieku šūnas
Kas notiek, ievietojot dzīvnieku šūnu hipotoniskā šķīdumā?
- Atcerieties, ka ūdens pārvietojas no reģiona ar zemu osmolaritāti uz reģionu ar augstu osmolaritāti. Šajā gadījumā, tā kā ārpusšūnu šķidrumam ir zema osmolaritāte, ūdens ieplūst šūnā. Šūna pēc tam paplašināsies un galu galā lizēs vai pārsprāgs.
Kas notiek, ievietojot dzīvnieku šūnu hipertoniskā šķīdumā?
- Šajā gadījumā ūdens atstās šūnu, jo šūnai ir mazāka osmolaritāte nekā ārpusšūnu šķidrumam. Rezultātā šūna sarautos tā sauktajā plazmolīzē.
Kas notiek, ievietojot dzīvnieku šūnu izotoniskā šķīdumā?
- Abu šķidrumu osmolaritāte ir vienāda. Lai arī ūdens izkliedējas un izplūst, šūnas tilpumā neto izmaiņas nenotiek.
Augu šūnas
Kas notiek, ja augu šūnu ievieto hipotoniskā šķīdumā?
- Ūdens pārvietojas no reģiona ar zemu osmolaritāti (ārpusšūnu šķidrums) uz reģionu ar augstu osmolaritāti (šūnas iekšienē). Pēc tam šūna paplašināsies. Atšķirībā no dzīvnieku šūnas, augu šūna neplīst. Tas ir tāpēc, ka augu šūnām ap plazmas membrānu ir stingra šūnu siena. Pēc pietūkuma ar ūdeni tie kļūst sašutuši.
- Hipotoniski risinājumi uztur dārzeņus, piemēram, papriku, kraukšķīgus.
Kas notiek, ja augu šūnu ievieto hipertoniskā šķīdumā?
- Ūdens atstās šūnu, jo šūnai ir mazāka osmolaritāte nekā ārpusšūnu šķidrumam. Tā rezultātā šūna sarautos.
Kas notiek, ievietojot augu šūnu izotoniskā šķīdumā?
- Abu šķidrumu osmolaritāte ir vienāda. Lai arī ūdens izkliedējas un izplūst, šūnas tilpumā neto izmaiņas nav.