Čím to je, že keď si kúpite čerstvú papriku, je chrumkavá a napriek tomu o pár dní mäkne? Čo robí rastlinu vädnúcou, keď ju zabudnete zaliať? Tieto transformácie súvisia so stratou vody. Pohyb vody je veľmi dôležitý v rastlinných bunkách (a živočíšnych bunkách). Difúzia vody sa nazýva osmóza.
Čo je osmóza?
Osmóza je difúzia vody cez polopriepustnú membránu. Voda steká nadol s koncentračným gradientom a smerom k oblasti, ktorá má vyššiu koncentráciu rozpustenej látky.
Napríklad, ak by boli dve oblasti spojené membránou a jedna (A) obsahovala viac rozpustenej látky ako druhá (B), potom by voda tiekla z B do A.
Tonicita vs. Osmolarita
Schopnosť riešenia uviesť vodu do pohybu sa nazýva tonicita. Tonicita riešenia súvisí s jeho osmolarita, čo je celková koncentrácia rozpustenej látky.
Roztok s nižšou koncentráciou rozpustenej látky má nižšiu osmolaritu ako roztok, ktorý obsahuje vyššiu koncentráciu rozpustenej látky. Kedykoľvek sú dva roztoky oddelené polopriepustnou membránou, ktorá je priepustná pre vodu, ale nie k rozpusteniu sa bude voda vždy pohybovať zo strany s nízkou osmolaritou na stranu s vyššou osmolarita.
Druhy tonicity
Pri popise tonicity sa pri porovnaní dvoch roztokov oddelených membránou používajú tri výrazy: hypotonické, hypertonické a izotonické.
V príklade diskutovanom vyššie je oblasť A hypertonický do oblasti B, pretože oblasť A má vyššiu osmolaritu. Región B, na druhej strane, je hypotonický do regiónu A. Tonicitu možno povedať iba v súvislosti s iným regiónom. Riešenie samo o sebe nemôže mať tonicitu.
Izotonický jednoducho označuje dve oblasti oddelené membránou, ktoré majú rovnakú osmolaritu.
Tonicita a bunky
O tonicite sa doteraz hovorilo iba v dvoch oblastiach obsahujúcich rozpustenú látku, ktoré sú spojené polopriepustnou membránou, ale tonicita a pohyb vody sú pre bunky veľmi dôležité. Namiesto dvoch oblastí rozdelených membránou si môžete predstaviť bunku, ktorá je umiestnená v tekutine. Existujú dve oblasti: jedna vo vnútri bunky a jedna mimo bunky. Kvapalina mimo bunky sa nazýva extracelulárna tekutina.
Živočíšne bunky
Čo sa stane, keď umiestnite živočíšnu bunku do hypotonického roztoku?
- Pamätajte, že voda sa pohybuje z oblasti s nízkou osmolaritou do oblasti s vysokou osmolaritou. V tomto prípade, pretože extracelulárna tekutina má nízku osmolaritu, by voda prúdila do bunky. Bunka sa potom rozšírila a nakoniec lyžovala alebo praskla.
Čo sa stane, keď umiestnite živočíšnu bunku do hypertonického roztoku?
- V takom prípade voda opustí bunku, pretože má nižšiu osmolaritu ako extracelulárna tekutina. Výsledkom by bolo, že sa bunka zmenší, čo sa nazýva plazmolýza.
Čo sa stane, keď umiestnite živočíšnu bunku do izotonického roztoku?
- Osmolarita oboch tekutín je rovnaká. Voda preto difunduje dovnútra a von, takže nedochádza k čistej zmene objemu bunky.
Rastlinné bunky
Čo sa stane, keď umiestnite rastlinnú bunku do hypotonického roztoku?
- Voda sa pohybuje z oblasti s nízkou osmolaritou (extracelulárna tekutina) do oblasti s vysokou osmolaritou (vo vnútri bunky). Bunka by sa potom roztiahla. Na rozdiel od živočíšnej bunky rastlinná bunka nepraská. Je to tak preto, lebo rastlinné bunky majú okolo plazmatickej membrány pevnú bunkovú stenu. Po napučaní vodou turgidujú.
- Vďaka hypotonickým riešeniam je zelenina ako paprika chrumkavá.
Čo sa stane, keď umiestnite rastlinnú bunku do hypertonického roztoku?
- Voda opustí bunku, pretože má nižšiu osmolaritu ako extracelulárna tekutina. V dôsledku toho by sa bunka zmenšila.
Čo sa stane, keď umiestnite rastlinnú bunku do izotonického roztoku?
- Osmolarita oboch tekutín je rovnaká. Aj keď voda difunduje dovnútra a von, nedochádza k čistej zmene objemu bunky.