De ce atunci când cumperi un ardei gras proaspăt, este crocant și totuși câteva zile mai târziu devine moale? Ce face o plantă să se ofilească atunci când uitați să o udați? Aceste transformări au legătură cu pierderea de apă. Mișcarea apei este foarte importantă în celulele vegetale (și celulele animale). Difuzia apei se numește osmoză.
Ce este osmoza?
Osmoza este difuzia apei pe o membrană semipermeabilă. Apa curge pe un gradient de concentrație și către o zonă care are o concentrație mai mare de solut.
De exemplu, dacă ar exista două regiuni conectate printr-o membrană și una (A) ar conține mai mult solut decât cealaltă (B), atunci apa ar curge de la B la A.
Tonicitate vs. Osmolaritatea
Se numește capacitatea unei soluții de a face mișcarea apei tonicitate. Tonicitatea unei soluții este legată de aceasta osmolaritate, care este concentrația totală a solutului.
O soluție cu o concentrație mai mică de substanță dizolvată are osmolaritate mai mică decât una care conține o concentrație mai mare de substanță dizolvată. Ori de câte ori două soluții sunt separate de o membrană semipermeabilă care este permeabilă la apă, dar nu pentru a se dizolva, apa se va deplasa întotdeauna din partea cu osmolaritate scăzută în partea cu cea mai mare osmolaritate.
Tipuri de tonicitate
Există trei termeni folosiți pentru a descrie tonicitatea atunci când se compară două soluții separate printr-o membrană: hipotonă, hipertonică și izotonică.
În exemplul discutat mai sus, regiunea A este hipertonice la regiunea B deoarece regiunea A are o osmolaritate mai mare. Regiunea B, pe de altă parte, este hipotonă la regiunea A. Tonicitatea poate fi spusă doar cu referire la o altă regiune. De la sine, o soluție nu poate avea tonicitate.
Izotonic se referă pur și simplu la două regiuni separate de o membrană care au aceeași osmolaritate.
Tonicitate și celule
Până în prezent, tonicitatea a fost discutată doar în ceea ce privește două zone care conțin solut care sunt conectate printr-o membrană semipermeabilă, dar tonicitatea și mișcarea apei sunt foarte importante pentru celule. În loc de două regiuni împărțite de o membrană, vă puteți imagina o celulă care este plasată într-un fluid. Există două regiuni: una în interiorul celulei și una în afara celulei. Fluidul din afara celulei se numește fluid extracelular.
Celule animale
Ce se întâmplă atunci când așezați o celulă animală într-o soluție hipotonică?
- Amintiți-vă, apa se deplasează dintr-o regiune cu osmolaritate scăzută într-o regiune cu osmolaritate ridicată. În acest caz, deoarece fluidul extracelular are o osmolaritate scăzută, apa s-ar repezi în celulă. Celula s-ar extinde apoi și, în cele din urmă, liza sau exploda.
Ce se întâmplă atunci când plasați o celulă animală într-o soluție hipertonică?
- În acest caz, apa va părăsi celula, deoarece celula are o osmolaritate mai mică decât fluidul extracelular. Ca urmare, celula s-ar micșora în ceea ce se numește plasmoliză.
Ce se întâmplă atunci când așezați o celulă animală într-o soluție izotonică?
- Osmolaritatea ambelor fluide este egală. Ca atare, deși apa difuzează în interior și în exterior, nu există nicio modificare netă a volumului celulei.
Celulele vegetale
Ce se întâmplă atunci când așezați o celulă vegetală într-o soluție hipotonică?
- Apa se deplasează dintr-o regiune cu osmolaritate scăzută (fluid extracelular) într-o regiune cu osmolaritate ridicată (în interiorul celulei). Celula se va extinde apoi. Spre deosebire de o celulă animală, celula vegetală nu izbucnește. Acest lucru se datorează faptului că celulele vegetale au un perete celular rigid în jurul membranei plasmatice. La umflarea cu apă devin tulburi.
- Soluțiile hipotonice păstrează legumele precum ardeiul gras clare.
Ce se întâmplă atunci când așezați o celulă vegetală într-o soluție hipertonică?
- Apa va părăsi celula, deoarece celula are o osmolaritate mai mică decât fluidul extracelular. Ca urmare, celula s-ar micșora.
Ce se întâmplă atunci când așezați o celulă vegetală într-o soluție izotonică?
- Osmolaritatea ambelor fluide este egală. Deși apa difuzează în interior și în exterior, nu există nicio schimbare netă în volumul celulei.