osmoza

wyobraź sobie, że masz kubek, który ma 100 ml wody i dodajesz do wody 15 g cukru stołowego. Cukier rozpuszcza się, a mieszanina, która jest teraz w kubku, składa się z substancji rozpuszczonej (cukier), która jest rozpuszczona w rozpuszczalniku (wodzie). Mieszaninę substancji rozpuszczonej w rozpuszczalniku nazywa się roztworem.

wyobraź sobie teraz, że masz drugi kubek z 100 ml wody i dodajesz do wody 45 gramów cukru stołowego. Podobnie jak pierwsza filiżanka, cukier jest rozpuszczony, a woda jest rozpuszczalnikiem. Ale teraz mamy dwie mieszaniny o różnych stężeniach substancji rozpuszczonych. Porównując dwa roztwory o nierównym stężeniu substancji rozpuszczonej, roztwór o wyższym stężeniu substancji rozpuszczonej jest hipertoniczny, a roztwór o niższym stężeniu substancji rozpuszczonej jest hipotoniczny. Roztwory o równym stężeniu substancji rozpuszczonej są izotoniczne. Pierwszy roztwór cukru jest hipotoniczny do drugiego roztworu. Drugi roztwór cukru jest hipertoniczny do pierwszego.

teraz dodajesz dwa roztwory do zlewki, która została podzielona przez selektywnie przepuszczalną membranę, z porami, które są zbyt małe, aby cząsteczki cukru mogły przejść, ale są wystarczająco duże, aby cząsteczki wody mogły przejść. Roztwór hipertoniczny znajduje się po jednej stronie błony, a roztwór hipotoniczny po drugiej. Roztwór hipertoniczny ma niższe stężenie wody niż roztwór hipotoniczny, więc gradient stężenia wody występuje teraz przez membranę. Cząsteczki wody przemieszczają się ze strony o wyższym stężeniu wody na stronę o niższym stężeniu, aż oba roztwory będą izotoniczne. W tym momencie osiągnięta zostaje równowaga.

osmoza to dyfuzja cząsteczek wody przez selektywnie przepuszczalną membranę z obszaru o wyższym stężeniu do obszaru o niższym stężeniu. Woda przechodzi do i z komórek przez osmozę. Jeśli komórka znajduje się w roztworze hipertonicznym, roztwór ma niższe stężenie wody niż cytozol komórkowy, a woda przemieszcza się z komórki, aż oba roztwory są izotoniczne. Komórki umieszczone w roztworze hipotonicznym przyjmą wodę przez błonę, aż zarówno roztwór zewnętrzny, jak i cytozol będą izotoniczne.

komórka, która nie ma sztywnej ściany komórkowej, takiej jak krwinka czerwona, pęcznieje i lyse (pęknie) po umieszczeniu w roztworze hipotonicznym. Komórki ze ścianą komórkową pęcznieją po umieszczeniu w roztworze hipotonicznym, ale gdy komórka jest turgid (firma), twarda ściana komórkowa zapobiega przedostawaniu się wody do komórki. Po umieszczeniu w roztworze hipertonicznym komórka bez ściany komórkowej traci wodę do środowiska, kurczy się i prawdopodobnie umiera. W roztworze hipertonicznym komórka ze ścianą komórkową również traci wodę. Błona plazmatyczna odciąga się od ściany komórkowej, gdy się kurczy, proces zwany plazmolizą. Komórki zwierzęce najlepiej radzą sobie w środowisku izotonicznym, komórki roślinne najlepiej radzą sobie w środowisku hipotonicznym. Widać to poniżej.

o ile komórka zwierzęca (taka jak czerwona krwinka w górnym panelu) nie ma adaptacji, która pozwala jej zmienić osmotyczny pobór wody, traci zbyt dużo wody i kurczy się w hipertonicznym środowisku. W przypadku umieszczenia w roztworze hipotonicznym cząsteczki wody wejdą do komórki, powodując jej pęcznienie i pęknięcie. Komórki roślinne (panel dolny) stają się plazmolizowane w roztworze hipertonicznym, ale najlepiej sprawdzają się w środowisku hipotonicznym. Woda jest przechowywana w centralnej wakuoli komórki roślinnej.