osmoosi

Kuvittele, että sinulla on kuppi, jossa on 100 ml vettä, ja lisäät 15g pöytäsokeria veteen. Sokeri liukenee ja kupissa oleva seos koostuu liuottimesta (sokerista), joka liuotetaan liuottimeen (veteen). Liuottimen seosta liuottimessa kutsutaan asoluutioksi.

Kuvittele nyt, että sinulla on toinen kuppi, jossa on 100 ml vettä, ja lisäät veteen 45 grammaa pöytäsokeria. Aivan kuten ensimmäisessä kupissa, sokeri on liuotin ja vesi on liuotin. Mutta nyt sinulla on kaksi seosta eri solute pitoisuudet. Verrattaessa kahta epätasa-arvoisen soluuttikonsentraation liuosta, korkeamman soluuttikonsentraation liuos on hypertoninen ja alemman soluuttikonsentraation liuos on hypotoninen. Liuokset, joiden pitoisuus on yhtä suuri, ovat isotonisia. Ensimmäinen sokeriliuos on hypotoninen toiseen liuokseen nähden. Toinen sokeriliuos on hypertoninen ensimmäiseen nähden.

nyt lisätään kaksi liuosta dekantterilasiin, joka on jaettu selektiivisesti läpäisevällä kalvolla, jonka huokoset ovat liian pienet sokerimolekyylien läpiviemiseksi, mutta riittävän suuret vesimolekyylien läpiviemiseksi. Hypertoninen liuos on kalvon toisella puolella ja hypotoninen liuos toisella. Hypertonisessa liuoksessa on alhaisempi vesipitoisuus kuin hypotonisessa liuoksessa, joten veden konsentraatiogradientti on nyt olemassa kalvon poikki. Vesimolekyylit siirtyvät suuremman vesipitoisuuden puolelta pienemmän pitoisuuden puolelle, kunnes molemmat liuokset ovat isotonisia. Tässä vaiheessa tasapaino on saavutettu.

osmoosi on vesimolekyylien diffuusiota selektiivisesti läpäisevän kalvon poikki suuremman konsentraation alueelta pienemmän konsentraation alueelle. Vesi siirtyy soluihin ja niistä ulos osmoosin avulla. Jos solu on hypertonisessa liuoksessa, liuoksen vesipitoisuus on pienempi kuin solun sytosolin, ja vesi liikkuu solusta ulos, kunnes molemmat liuokset ovat isotonisia. Hypotoniseen liuokseen sijoitetut solut ottavat vettä kalvonsa poikki, kunnes sekä ulkoinen liuos että sytosoli ovat isotonisia.

solu, jolla ei ole jäykkää soluseinää, kuten punasolu, turpoaa ja lysähtää (räjähtää), kun se laitetaan hypotoniseen liuokseen. Solut, joissa on soluseinä, turpoavat, kun ne asetetaan hypotoniseen liuokseen, mutta kun solu on turgid (kiinteä), sitkeä soluseinä estää enempää vettä pääsemästä soluun. Hypertoniseen liuokseen joutuessaan solu, jolla ei ole soluseinää, menettää vettä ympäristöön, näivettyy ja todennäköisesti kuolee. Hypertonisessa liuoksessa solu, jossa on soluseinä, menettää myös vettä. Plasmakalvo vetäytyy pois soluseinästä kuihtuessaan, eli plasmolyysiksi kutsuttua prosessia. Eläinsoluilla on taipumus pärjätä parhaiten isotonisessa ympäristössä, kasvisoluilla on taipumus pärjätä parhaiten hypotonisessa ympäristössä. Tämä on osoitettu alla olevassa taulukossa.

ellei eläinsolulla (kuten yläpaneelin punasolulla) ole adaptaatiota, jonka avulla se voi muuttaa veden osmoottista kertymistä, se menettää liikaa vettä ja kuihtuu hypertonisessa ympäristössä. Jos se asetetaan hypotoniseen liuokseen, vesimolekyylit tulevat soluun aiheuttaen sen turpoamisen ja purkautumisen. Kasvisolut (alapaneeli) plasmolysoituvat hypertonisessa liuoksessa, mutta toimivat yleensä parhaiten hypotonisessa ympäristössä. Vesi varastoituu kasvisolun keskiosan vakuoliin.