Osmóza

Představte si, že máte sklenici, která má 100 ml vody a přidejte 15 g stolní cukr do vody. Cukr se rozpustí a směs, která je nyní v šálku, se skládá ze rozpuštěné látky (cukru), která se rozpustí v rozpouštědle (vodě). Směs rozpuštěné látky v rozpouštědle se nazývá jakořešení.

Představte si, že máte druhý šálek se 100 ml vody a do vody přidáte 45 gramů stolního cukru. Stejně jako první šálek, cukr je rozpuštěná látka a voda je rozpouštědlo. Ale teď máte dvě směsi různých koncentrací rozpuštěné látky. Při porovnání dvou roztoků s nerovnoměrnou koncentrací rozpuštěné látky je roztok s vyšší koncentrací rozpuštěné látky hypertonický a roztok s nižší koncentrací rozpuštěné látky je hypotonický. Roztoky stejné koncentrace rozpuštěné látky jsou izotonické. První roztok cukru je hypotonický k druhému roztoku. Druhý roztok cukru je hypertonický k prvnímu.

nyní přidáme dvě řešení do kádinky, která byla rozdělena do selektivně propustnou membránou, s póry, které jsou příliš malé pro molekuly cukru projít skrz, ale jsou dostatečně velké pro molekuly vody projít. Hypertonický roztok je na jedné straně membrány a hypotonický roztok na druhé straně. Hypertonický roztok má nižší koncentraci vody než hypotonický roztok, takže koncentrační gradient vody nyní existuje přes membránu. Molekuly vody se budou pohybovat ze strany vyšší koncentrace vody na stranu nižší koncentrace, dokud nebudou oba roztoky izotonické. V tomto okamžiku je dosaženo rovnováhy.

osmóza je difúze molekul vody přes selektivně propustnou membránu z oblasti s vyšší koncentrací do oblasti s nižší koncentrací. Voda se pohybuje do a ven z buněk osmózou. Pokud je buňka v hypertonickém roztoku, má roztok nižší koncentraci vody než buněčný cytosol a voda se pohybuje z buňky, dokud nejsou oba roztoky izotonické. Buňky umístěné v hypotonickém roztoku budou odebírat vodu přes jejich membránu, dokud vnější roztok i cytosol nebudou izotonické.

buňka, která nemá tuhou buněčnou stěnu, jako jsou červené krvinky, bude bobtnat a lyzovat (prasknout), když se umístí do hypotonického roztoku. Buňky s buněčnou stěnou budou bobtnat, když se umístí do hypotonického roztoku, ale jakmile je buňka turgidní (pevná), tvrdá buněčná stěna zabrání vniknutí další vody do buňky. Při umístění do hypertonického roztoku buňka bez buněčné stěny ztratí vodu do životního prostředí, scvrkne se a pravděpodobně zemře. V hypertonickém roztoku ztratí buňka s buněčnou stěnou také vodu. Plazmatická membrána se při scvrkávání odtáhne od buněčné stěny, což je proces zvaný plazmolýza. Živočišné buňky mají tendenci dělat nejlépe v izotonickém prostředí, rostlinné buňky mají tendenci dělat nejlépe v hypotonickém prostředí. To je ukázáno v číslu níže.

Pokud živočišné buňky (např. červené krevní buňky v horní panel) má úprava, která umožňuje měnit osmotický příjem vody, ztratí příliš mnoho vody a scvrknou se v hypertonickém prostředí. Pokud se umístí do hypotonického roztoku, molekuly vody vstoupí do buňky, což způsobí její bobtnání a prasknutí. Rostlinné buňky (spodní panel) se plazmolyzují v hypertonickém roztoku, ale mají tendenci dělat nejlépe v hypotonickém prostředí. Voda je uložena v centrální vakuole rostlinné buňky.