Почему, когда вы покупаете свежий болгарский перец, он становится хрустящим, а через несколько дней становится мягким? От чего растение увядает, если его забыть полить? Эти преобразования связаны с потерей воды. Движение воды очень важно в клетках растений (и клетках животных). Распространение воды называется осмос.
Что такое осмос?
Осмос - это диффузия воды через полупроницаемую мембрану. Вода течет вниз по градиенту концентрации к участку с более высокой концентрацией растворенного вещества.
Например, если есть две области, соединенные мембраной, и одна (A) содержит больше растворенного вещества, чем другая (B), тогда вода будет течь из B в A.
Тоничность vs. Осмолярность
Способность раствора заставлять воду двигаться называется тонус. Тоничность раствора зависит от его осмолярность, что является общей концентрацией растворенного вещества.
Раствор с более низкой концентрацией растворенного вещества имеет более низкую осмолярность, чем раствор, содержащий более высокую концентрацию растворенного вещества. Когда два раствора разделены полупроницаемой мембраной, которая проницаема для воды, но не для растворения вода всегда будет перемещаться из стороны с низкой осмолярностью в сторону с более высокой осмолярность.
Типы тоничности
При сравнении двух растворов, разделенных мембраной, для описания тоничности используются три термина: гипотонический, гипертонический и изотонический.
В рассмотренном выше примере область A гипертонический в область B, потому что область A имеет более высокую осмолярность. Регион B, с другой стороны, гипотонический в район А. О тоничности можно говорить только применительно к другому региону. Сам по себе раствор не может обладать тонизирующим действием.
Изотонический - это просто две области, разделенные мембраной с одинаковой осмолярностью.
Тоничность и клетки
До сих пор тоничность обсуждалась только с точки зрения двух областей, содержащих растворенное вещество, которые соединены полупроницаемой мембраной, но тоничность и движение воды очень важны для клеток. Вместо двух областей, разделенных мембраной, вы можете представить себе клетку, помещенную в жидкость. Есть две области: одна внутри ячейки и одна вне ячейки. Жидкость вне клетки называется внеклеточной жидкостью.
Клетки животных
Что происходит, когда вы помещаете животную клетку в гипотонический раствор?
- Помните, вода движется из области низкой осмолярности в область высокой осмолярности. В этом случае, поскольку внеклеточная жидкость имеет низкую осмолярность, вода будет устремляться в клетку. Затем клетка расширяется и в конечном итоге лизируется или лопается.
Что происходит, когда вы помещаете животную клетку в гипертонический раствор?
- В этом случае вода будет покидать клетку, поскольку клетка имеет более низкую осмолярность, чем внеклеточная жидкость. В результате клетка будет сокращаться в результате так называемого плазмолиза.
Что происходит, когда вы помещаете животную клетку в изотонический раствор?
- Осмолярность обеих жидкостей одинакова. Таким образом, хотя вода диффундирует внутрь и наружу, чистое изменение объема ячейки не происходит.
Растительные клетки
Что происходит, когда вы помещаете растительную клетку в гипотонический раствор?
- Вода перемещается из области низкой осмолярности (внеклеточная жидкость) в область высокой осмолярности (внутри клетки). Тогда ячейка расширится. В отличие от животной клетки, растительная клетка не лопается. Это связано с тем, что клетки растений имеют жесткую клеточную стенку вокруг плазматической мембраны. При набухании водой они становятся набухшими.
- Гипотонические растворы сохраняют хрустящие овощи, такие как сладкий перец
Что происходит, когда вы помещаете растительную клетку в гипертонический раствор?
- Вода будет покидать клетку, так как клетка имеет более низкую осмолярность, чем внеклеточная жидкость. В результате клетка уменьшится.
Что происходит, когда вы помещаете растительную клетку в изотонический раствор?
- Осмолярность обеих жидкостей одинакова. Хотя вода диффундирует внутрь и наружу, чистое изменение объема ячейки не происходит.