Wróć do informacji o e-podręczniku Wydrukuj Pobierz materiał do PDF Pobierz materiał do EPUB Pobierz materiał do MOBI Zaloguj się, aby dodać do ulubionych Zaloguj się, aby skopiować i edytować materiał Zaloguj się, aby udostępnić materiał Zaloguj się, aby dodać całą stronę do teczki
bg‑cyan

Mechanizm działania

Osmoza jest jedną z odmian dyfuzji prostej. Polega ona na dyfuzji rozpuszczalnika (np. wody) przez membranę półprzepuszczalną rozdzielającą dwa roztwory o różnym stężeniu. W komórkach tę membranę stanowią błony biologiczne, np. błona komórkowa. Rozpuszczalnik przechodzi spontanicznie z roztworu o niższym stężeniu substancji rozpuszczonej (roztwór hipotonicznyroztwór hipotonicznyroztwór hipotoniczny) do roztworu o wyższym stężeniu (roztwór hipertonicznyroztwór hipertonicznyroztwór hipertoniczny). W wyniku osmozy dochodzi do wyrównania się stężeń obu roztworów.

R1bXGYtpqUjGb1
Ukazana jest ilustracja przedstawiająca trzy rysunki składające się z dwóch obrazków każdy. Na pierwszym (od lewej strony) znajduje się podpis (1): Roztwór hipertoniczny, Roztwór I jest hipertoniczny w stosunku do roztworu II. Roztwór I (po lewej) składa się z jedenastu okrągłych form w kolorze błękitnym. Roztwór II (po prawej) składa się z czterech okrągłych, błękitnych form. Na drugiej ilustracji (pośrodku) znajduje się podpis (2): Roztwór hipotoniczny, Roztwór I jest hipotoniczny w stosunku do roztworu II. Roztwór I (po lewej) składa się z trzech okrągłych, błękitnych form. Roztwór II (po prawej) składa się z dziewięciu okrągłych, błękitnych form. Po prawej stronie znajduje się ilustracja z podpisem (3): Roztwór izotoniczny, Roztwory I i II są względem siebie izotoniczne. Zarówno roztwór I (po lewej), jak i II (po prawej) składa się z ośmiu okrągłych, błękitnych form.
Schemat przedstawiający roztwory hipertoniczny, hipotoniczny i izotoniczny.
Źródło: Englishsquare Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Zjawisko osmozy prowadzi do wyrównania stężeń dwóch roztworów. Kiedy roztwory są względem siebie izotoniczneroztwór izotonicznyizotoniczne, oznacza to, że pozostają w równowadze osmotycznej.

bg‑cyan

Osmoza w komórkach roślinnych

Komórki roślinne mogą się różnić wielkością i kształtem, który zależy od ściany komórkowej. Od wewnątrz komórki do ściany komórkowej przylega błona komórkowa. Struktura ta oddziela środowisko wewnątrzkomórkowe od zewnętrznego.

R16ZBeUKtrivQ
Zdjęcie obrazu mikroskopowego przedstawiające komórki roślinne.
Źródło: Kristian Peters, Wikimedia Commons, licencja: CC BY-SA 3.0.

Komórki roślinne zdolne są do pobierania i oddawania wody na drodze osmozy. Miarą tej zdolności jest tzw. potencjał wodnypotencjał wodnypotencjał wodny (psiIndeks dolny w) wyrażany zazwyczaj w megapaskalach (MPa). Pod ciśnieniem atmosferycznym czysta woda ma potencjał wodny równy zero. Stan wysycenia wodą komórek roślinnych, który umożliwia im zachowanie określonego kształtu, określany jest jako turgor (ciśnienie turgorowe). Zależy on od potencjału osmotycznego roztworu. Ciśnienie osmotyczne to minimalne ciśnienie, które pozwala zapobiec przepływowi wody przez półprzepuszczalną membranę.

Więcej na temat turgoru, potencjału i ciśnienia osmotycznego przeczytasz w e‑materiale pt. Stosunki wodne w komórce roślinnejPnKpMoPT4Stosunki wodne w komórce roślinnej .

Komórki roślinne umieszczone w roztworze hipertonicznym bardzo szybko tracą wodę, a w konsekwencji maleje ich turgorturgorturgor. Cytoplazma, wraz z błoną komórkową, zaczyna odstawać od ściany komórkowej. Zjawisko to nosi nazwę plazmolizyplazmolizaplazmolizy.

Ciekawostka

Zjawiska osmotyczne umożliwiają transport wody w roślinach.

R72U8JHzn8Gqb
Ilustracja przedstawia trzy komórki. Po lewej (1) znajduje się komórka z podpisem: Roztwór hipertoniczny; Woda przemieszcza się z komórki do roztworu. Obserwujemy zjawisko plazmolizy. Pośrodku (2) znajduje się komórka z podpisem: Roztwór izotoniczny; Woda w równym stopniu wypływa z komórki, jak i do niej napływa. Po prawej stronie (3) znajduje się komórka z podpisem: Roztwór hipotoniczny; Woda napływa do komórki w takiej ilości, na jaką pozwala jej ściana komórkowa.
Grafika przedstawia stan komórki roślinnej w zależności od środowiska.
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., Wikimedia Commons, licencja: CC BY-SA 3.0.
bg‑cyan

Osmoza w komórkach zwierzęcych

Komórki zwierzęce mogą się różnić wielkością i kształtem w zależności od pełnionych funkcji. Otoczone są cienką błoną plazmatyczną.

R1ApCjt02ipSK1
Grafika przedstawia erytrocyty w trzech różnych roztworach. Po lewej stronie znajduje się ilustracja przedstawiająca erytrocyty w roztworze hipertonicznym (1). Erytrocyty mają pofalowane krawędzie. Ich kulisty kształt jest zdeformowany. W ich środku są pojedyncze, okrągłe formy bądź kilka mniejszych, ziarnistych form. Między ich nielicznymi skupieniami występują przestrzenie. Są koloru czerwono-czarnego. Pośrodku znajduje się ilustracja przedstawiająca erytrocyty w roztworze izotonicznym (2). Są kulistego kształtu. Wewnątrz nich znajduje się mniejsza, okrągła forma. Są ściśle ze sobą ułożone. Jest mało przestrzeni między nimi. Są koloru czerwono-czarnego. Po prawej stronie znajduje się ilustracja przedstawiająca erytrocyty w roztworze hipotonicznym (3). Erytrocyty są kulistego kształtu. Są napęczniałe i ściśle ze sobą ułożone. Ich wnętrze jest jednolite. Przestrzeń między nimi jest nieliczna. Są koloru czerwono-czarnego.
Osmoza w erytrocytach.
Źródło: Zephyris (koloryzowane), Wikimedia Commons, licencja: CC BY-SA 3.0.
Ważne!

Komórki zwierzęce, w przeciwieństwie do komórek roślinnych, nie mają ściany komórkowej.

Komórki zwierzęce umieszczone w roztworze hipertonicznym tracą wodę, przez co zmieniają kształt i kurczą się. W roztworze hipotonicznym chłoną wodę, co skutkuje ich pęcznieniem. Brak ściany komórkowej nie ogranicza ich objętości. Dlatego zbyt duża ilość wody napływającej do ich wnętrza może powodować rozerwanie błony komórkowej i pękniecie komórki.

Słownik

plazmoliza
plazmoliza

zjawisko odstawania otoczonej błoną komórkową cytoplazmy od ściany komórkowej w wyniku utraty wody

potencjał wodny
potencjał wodny

wyrażany w paskalach (Pa); jest miarą zdolności komórki do pochłaniania i oddawania wody na drodze osmozy - woda przepływa z roztworu o wyższym potencjale do roztworu o niższym potencjale

roztwór hipertoniczny
roztwór hipertoniczny

roztwór o wyższym stężeniu niż sąsiadujący roztwór oddzielony od niego membraną półprzepuszczalną

roztwór hipotoniczny
roztwór hipotoniczny

roztwór o niższym stężeniu niż sąsiadujący roztwór, oddzielony od niego membraną półprzepuszczalną

roztwór izotoniczny
roztwór izotoniczny

roztwór o takim samym stężeniu co sąsiadujący roztwór, oddzielony od niego membraną półprzepuszczalną

turgor
turgor

stan jędrności komórki roślinnej; ciśnienie, jakie wywiera protoplast na ścianę komórkową