 | Эта статья требует дополнительных ссылок для проверки . ( февраль 2018 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить это сообщение-шаблон ) |
Тоничность - это мера эффективного градиента осмотического давления ; водный потенциал двух растворов , разделенных полупроницаемой мембраной клеток. Другими словами, изотонический является относительная концентрация из растворенных веществ , растворенных в растворе , которые определяют направление и степень диффузии . Он обычно используется при описании реакции клеток, погруженных во внешний раствор.
В отличие от осмотического давления, на тоничность влияют только растворенные вещества, которые не могут пересечь мембрану, поскольку только они оказывают эффективное осмотическое давление. Растворенные вещества, способные свободно проходить через мембрану, не влияют на тоничность, потому что они всегда будут уравновешиваться с равными концентрациями на обеих сторонах мембраны без чистого движения растворителя. Это также фактор, влияющий на впитывание .
Существует три классификации тоничности одного раствора по сравнению с другим: гипертонический , гипотонический и изотонический . [1]
Гипертонический раствор [ править ]
| В этом разделе не процитировать любые источники . ( Январь 2014 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения ) |
Гипертонический раствор имеет большую концентрацию растворенных веществ, чем другой раствор. В биологии тоничность раствора обычно относится к его концентрации растворенного вещества относительно концентрации другого раствора на противоположной стороне клеточной мембраны ; раствор вне клетки называется гипертоническим, если он имеет большую концентрацию растворенных веществ, чем цитозоль внутри клетки. Когда клетка погружается в гипертонический раствор, осмотическое давление имеет тенденцию заставлять воду вытекать из клетки, чтобы уравновесить концентрации растворенных веществ по обе стороны от клеточной мембраны. Цитозоль, наоборот, классифицируется как гипотонический, противоположный внешнему раствору.
Когда клетки растений находятся в гипертоническом растворе, гибкая клеточная мембрана отрывается от жесткой клеточной стенки , но остается присоединенной к клеточной стенке в точках, называемых плазмодесмами . Клетки часто приобретают вид подушечки для иголок , а плазмодесмы почти перестают функционировать, потому что сужаются - состояние, известное как плазмолиз . В отношении растительных клеток термины изотонический, гипотонический и гипертонический не могут строго использоваться точно, потому что давление, оказываемое клеточной стенкой, значительно влияет на точку осмотического равновесия.
Некоторые организмы разработали замысловатые методы борьбы с гипертонусом. Например, соленая вода вызывает гипертонус для рыб, которые в ней живут. Поскольку рыбам требуется большая площадь поверхности жабр, контактирующих с морской водой для газообмена , они осмотически теряют воду в море из жаберных клеток. Они реагируют на потерю, выпивая большое количество соленой воды и активно выводя излишки соли. Этот процесс называется осморегуляцией .
Гипотонический раствор[ редактировать ]
Гипотонический раствор имеет более низкую концентрацию растворенных веществ, чем другой раствор. В биологии раствор вне клетки называется гипотоническим, если он имеет более низкую концентрацию растворенных веществ по сравнению с цитозолем . В связи с осмотическим давлением , вода диффундирует в клетку, и клетку часто появляется тургесцентным или раздутым. Для клеток без клеточной стенки, таких как клетки животных, если градиент достаточно велик, поглощение избыточной воды может создать давление, достаточное для того, чтобы вызвать цитолиз или разрыв клетки. Когда растительные клетки находятся в гипотоническом растворе, центральная вакуольпоглощает лишнюю воду и прижимает клеточную мембрану к клеточной стенке. Из-за жесткости клеточной стенки она отталкивается, предотвращая разрыв клетки. Это называется тургорным давлением . [2]
Изотоничность [ править ]
Раствор изотоничен, если его эффективная осмольная концентрация такая же, как у другого раствора. В биологии растворы по обе стороны от клеточной мембраны изотоничны, если концентрация растворенных веществ вне клетки равна концентрации растворенных веществ внутри клетки. В этом случае клетка не набухает и не сжимается, потому что нет градиента концентрации, вызывающего диффузию большого количества воды через клеточную мембрану. Молекулы воды свободно диффундируют через плазматическую мембрану в обоих направлениях, и поскольку скорость диффузии воды одинакова в каждом направлении, клетка не будет ни набирать, ни терять воду.
Изоосмолярный раствор может быть гипотоническим, если растворенное вещество способно проникать через клеточную мембрану. Например, изоосмолярный раствор мочевины является гипотоническим для красных кровяных телец, вызывая их лизис . Это происходит из-за того, что мочевина попадает в клетку вниз по градиенту концентрации, а затем вода. Осмолярность физиологического раствора , 9 граммов NaCl, растворенного в воде, до общего объема в один литр, является близким приближением к осмолярности NaCl в крови (около 290 мОсм / л ). Таким образом, физиологический раствор почти изотоничен плазме крови. Ни натрия, ни хлорид-ионы не могут свободно проходить через плазматическую мембрану, в отличие от мочевины .
См. Также [ править ]
- Осмотическая концентрация
- Осмос
- Соленость
Ссылки [ править ]
- ^ Sperelakis, Николай (2011). Справочник по клеточной физиологии: Основы биофизики мембран . Академическая пресса. п. 288. ISBN 978-0-12-387738-3.
- ^ «Определение - гипотоническое» . Бесплатный словарь . Проверено 23 августа 2012 года .
