Чому, купуючи свіжий болгарський перець, він стає хрустким, а через кілька днів стає м’яким? Від чого рослина в’яне, коли ви забули поливати? Ці перетворення пов’язані з втратою води. Рух води дуже важливий у рослинних клітинах (і клітинах тварин). Дифузія води називається осмос.
Що таке осмос?
Осмос - це дифузія води через напівпроникну мембрану. Вода стікає вниз по градієнту концентрації і спрямовується в область, де концентрація розчиненої речовини вища.
Наприклад, якби були дві області, з’єднані мембраною, і одна (А) містила більше розчиненої речовини, ніж інша (В), тоді вода текла б з В в А.
Тонічність проти Осмолярність
Викликається здатність розчину змушувати рух води тонічність. Тонічність розчину пов’язана з його осмолярність, що є загальною концентрацією розчиненої речовини.
Розчин з меншою концентрацією розчиненої речовини має нижчу осмолярність, ніж розчин, що містить вищу концентрацію розчиненої речовини. Кожного разу, коли два розчини розділяються напівпроникною мембраною, яка проникна для води, але ні для розчинення вода завжди рухатиметься з боку з низькою осмолярністю до боку з вищим осмолярність.
Види тонічності
Для опису тонічності при порівнянні двох розчинів, розділених мембраною, використовують три терміни: гіпотонічний, гіпертонічний та ізотонічний.
У прикладі, обговореному вище, область A є гіпертонічна до області B, оскільки область A має вищу осмолярність. Регіон B, навпаки, є гіпотонічний до регіону А. Про тонічність можна говорити лише стосовно іншого регіону. Сам по собі розчин не може мати тонічності.
Ізотонічний просто стосується двох областей, розділених мембраною, що мають однакову осмолярність.
Тонічність і клітини
Наразі тонічність обговорювалася лише з точки зору двох областей, що містять розчинену речовину, які з’єднані напівпроникною мембраною, але тонічність та рух води дуже важливі для клітин. Замість двох областей, розділених мембраною, ви можете уявити клітину, яка поміщена в рідину. Є дві області: одна всередині клітини і одна зовні клітини. Рідина поза клітини називається позаклітинною рідиною.
Клітини тварин
Що відбувається, коли ви поміщаєте клітину тварини в гіпотонічний розчин?
- Пам’ятайте, вода рухається з області низької осмолярності в область високої осмолярності. У цьому випадку, оскільки позаклітинна рідина має низьку осмолярність, вода буде вриватися в клітину. Потім клітина розширюється і з часом лізує або лопається.
Що відбувається, коли ви поміщаєте клітину тварини в гіпертонічний розчин?
- У цьому випадку вода залишатиме клітину, оскільки клітина має нижчу осмолярність, ніж позаклітинна рідина. В результаті клітина зменшиться, що називається плазмолізом.
Що відбувається, коли ви поміщаєте клітину тварини в ізотонічний розчин?
- Осмолярність обох рідин однакова. Таким чином, хоч вода і дифундує та виходить, все ж немає чистої зміни обсягу клітини.
Рослинні клітини
Що відбувається, коли ви поміщаєте клітину рослини в гіпотонічний розчин?
- Вода рухається з області низької осмолярності (позаклітинна рідина) в область високої осмолярності (всередині клітини). Потім клітина буде розширюватися. На відміну від клітини тварини, клітина рослини не лопається. Це пояснюється тим, що рослинні клітини мають жорстку клітинну стінку навколо плазматичної мембрани. При набуханні водою вони стають каламутними.
- Гіпотонічні розчини зберігають овочі, як болгарський перець, хрусткими.
Що відбувається, коли ви поміщаєте рослинні клітини в гіпертонічний розчин?
- Вода залишатиме клітину, оскільки клітина має нижчу осмолярність, ніж позаклітинна рідина. В результаті клітина зменшилася б.
Що відбувається, коли ви поміщаєте рослинні клітини в ізотонічний розчин?
- Осмолярність обох рідин однакова. Хоча вода дифундує всередину і назовні, не відбувається чистої зміни обсягу клітини.
