Varför är det så att när du köper en ny paprika är den skarp, och ändå några dagar senare blir den mjuk? Vad får en växt att vissna när du glömmer att vattna den? Dessa omvandlingar har att göra med förlusten av vatten. Rörelse av vatten är mycket viktigt i växtceller (och djurceller). Diffusion av vatten kallas osmos.
Vad är osmos?
Osmos är diffusion av vatten över ett halvgenomträngligt membran. Vatten rinner ner i en koncentrationsgradient och mot ett område som har en högre koncentration av löst ämne.
Till exempel, om det fanns två regioner förbundna med ett membran, och en (A) innehöll mer löst ämne än den andra (B), skulle vattnet rinna från B till A.
Tonicity vs. Osmolaritet
Förmågan hos en lösning att få vatten att röra sig kallas tonicitet. En lösnings tonicitet är relaterad till dess osmolaritet, vilket är den totala koncentrationen av löst ämne.
En lösning med en lägre koncentration av upplöst ämne har lägre osmolaritet än en som innehåller en högre koncentration av upplöst ämne. När två lösningar separeras av ett semipermeabelt membran som är permeabelt för vatten men inte för att lösa upp kommer vatten alltid att röra sig från sidan med låg osmolaritet till sidan med högre osmolaritet.
Typer av tonicitet
Det finns tre termer som används för att beskriva tonicitet när man jämför två lösningar åtskilda av ett membran: hypoton, hyperton och isoton.
I exemplet som diskuterats ovan är region A hypertonisk till region B eftersom region A har högre osmolaritet. Region B, å andra sidan, är hypotonisk till region A. Tonicitet kan bara sägas med hänvisning till en annan region. På egen hand kan en lösning inte ha tonicitet.
Isotonisk hänvisar helt enkelt till två regioner åtskilda av ett membran som har samma osmolaritet.
Tonicitet och celler
Hittills har tonicitet endast diskuterats i termer av två områden som innehåller löst ämne som är förbundna med ett semipermeabelt membran, men tonicitet och rörelse av vatten är mycket viktigt för celler. Istället för två regioner dividerade med ett membran kan du föreställa dig en cell som placeras i en vätska. Det finns två regioner: en inuti cellen och en utanför cellen. Vätskan utanför cellen kallas extracellulär vätska.
Djurceller
Vad händer när du placerar en djurcell i en hypoton lösning?
- Kom ihåg att vatten rör sig från ett område med låg osmolaritet till ett område med hög osmolaritet. I det här fallet, eftersom den extracellulära vätskan har låg osmolaritet, skulle vattnet rusa in i cellen. Cellen expanderade sedan och så småningom lyser eller spricker.
Vad händer när du placerar en djurcell i en hypertonisk lösning?
- I detta fall kommer vatten att lämna cellen eftersom cellen har en lägre osmolaritet än den extracellulära vätskan. Som ett resultat skulle cellen krympa i det som kallas plasmolys.
Vad händer när du placerar en djurcell i en isoton lösning?
- Osmolariteten hos båda vätskorna är lika. Som sådan, även om vatten diffunderar in och ut, finns det ingen nettoförändring i cellens volym.
Växtceller
Vad händer när du placerar en växtcell i en hypoton lösning?
- Vattnet rör sig från en region med låg osmolaritet (extracellulär vätska) till en region med hög osmolaritet (inuti cellen). Cellen skulle sedan expandera. Till skillnad från en djurcell spricker inte växtcellen. Detta beror på att växtceller har en stel cellvägg runt plasmamembranet. Vid svullnad med vatten blir de svåra.
- Hypotoniska lösningar håller grönsaker som paprika skarpa.
Vad händer när du placerar en växtcell i en hypertonisk lösning?
- Vatten kommer att lämna cellen eftersom cellen har lägre osmolaritet än den extracellulära vätskan. Som ett resultat skulle cellen krympa.
Vad händer när du placerar en växtcell i en isoton lösning?
- Osmolariteten hos båda vätskorna är lika. Även om vatten diffunderar in och ut finns det ingen nettoförändring i cellens volym.