Определение гипертонического решения
гипертонический решение содержит более высокую концентрацию растворенных веществ по сравнению с другим раствором. Противоположный раствор с более низкой концентрацией известен как гипотоническое решение, Ученые должны описать клетка содержание по сравнению с окружающей средой. Если клетка помещена в гипертонический раствор, клетка считается гипотонический.
Обзор гипертонических решений
Если цитозоль клетки – гипертонический раствор, это означает, что среда является гипотонической или более слабо концентрированной. Это очень важно, потому что растворенные вещества и вода имеют тенденцию течь или размытый вдоль их градиентов. Два решения, смешанные вместе, в конечном итоге станут единым решением. Если растворы разделены проницаемой мембраной, которая пропускает только воду, растворы станут изотонический как вода движется между двумя решениями. Изотонические растворы имеют одинаковые концентрации, хотя могут иметь разные объемы.
Это движение ионов и воды чрезвычайно важно для клеток. Клетки используют ионные градиенты для ряда целей. Например, растение клетки используют гипертонический раствор в их центральная вакуоль чтобы помочь привлечь воду в вакуоль, Это расширяет камеру и позволяет растениям создавать тургор давление в своих клетках. Животные клетки, особенно нервные клетки, полагаются на гипертонический раствор и ионы в нем, чтобы создать потенциал действия или нервный сигнал. Электрическая активность этих клеток зависит от положительных и отрицательных зарядов ионов в гипертоническом растворе.
Примеры гипертонических решений
Почка человека
Чтобы регулировать количество воды в организме человека головной мозг имеет специальные белки, называемые осморецепторы, которые могут измерять осмолярность окружающей среды клетки. Если среда становится сильно гипертоническим решением, это происходит потому, что в кровь разбавить растворенные вещества. Гипоталамус выделяет гормоны, увеличивая проницаемость мембран в почках. Почка поглощает воду, которая была бы из организма, и добавляет ее обратно в кровоток. Кровь становится более изотонической по сравнению с клетками, и нормальные процессы могут продолжаться.
Морская черепаха Осморегуляция
По сравнению с пресной водой соленая вода является гипертоническим раствором. Это означает, что для функционирования клеток они должны содержать цитозоль, который является более гипертоническим раствором, чем соленая вода. Например, морские черепахи живут в гораздо более гипертоническом растворе по сравнению с пресноводными черепахами. Если вы поместите пресноводную черепаху в морскую воду, гипертоническая морская вода обезвожит черепаху. Вместо того, чтобы быть увлажненным водой, растворенное вещество -плотная вода океана вытягивает воду из организма, чтобы уравновесить разницу в осмолярности.
Чтобы преодолеть это препятствие, морские черепахи и другие морские животные разработали уникальные пути удаления избытка солей. Соли перемещаются из пищеварительного тракта в кровоток. Когда они достигнут соли железа они удалены. Это создает внутреннюю среду с более высоким содержанием растворенных веществ, но такую, которая не теряет избыточное количество воды в окружающую среду.
Растения в гипертоническом растворе
Обычно растения предпочитают жить в гипотонической среде. В гипотоническая среда вода легко заливает клетки растений, и они могут оставаться напыщенный или жесткий, из-за давления, оказываемого на их клеточные стенки притоком воды. Растения используют это водный потенциал придать своим телам структуру и переместить воду от корней к верхушке растения. Однако многие растения приспособились жить в гипертонических условиях. Болота у моря, в мангровых болотах и других солоноватых водах содержат намного больше соленой воды, чем в пресной воде. Почва насыщается этими солями, создавая намного более высокую концентрацию растворенного вещества в почве.
Большинство растений сжалось бы, если бы их пересаживали в эту среду обитания, но для преодоления этого препятствия возникла особая группа растений, известная как галофиты. Увеличивая осмолярность своих корней, растения могут переходить из гипотонической среды внутри клетки по сравнению с окружающей средой в гипертонический раствор в цитозоле. Это снижает водный потенциал корневых клеток и позволяет воде проникать в клетки. Клетки либо хранят избыток солей в корнях, либо транспортируют соли в листья, где они могут выводиться из желез.
Клетка в гипертоническом растворе
плазматическая мембрана то, что окружает клетки, представляет собой специальную проницаемую мембрану, которая отделяет содержимое клетки от окружающей среды. В плазматическую мембрану встроены специальные мембранные транспортные белки, которые помогают транспортировать растворенные вещества. У этого также есть специальные каналы белка, названные аквапоринами, которые позволяют воде свободно течь через мембрану. Клетка должна использовать энергию, чтобы активно перемещать растворенные вещества внутрь клетки и из нее. Слишком много растворенных веществ и цитозоль станет гипертоническим решением по сравнению с окружающей средой. Клетки без клеточных стенок могут взорваться в этом состоянии.
Организмы, которые регулируют осмолярность их клетки известны как осморегуляторы. Как правило, клетки пытаются сохранить свои цитоплазма как гипертонический раствор по сравнению с окружающей средой. Хотя это создает определенные структурные проблемы, оно позволяет воде свободно течь через клетку и участвовать во многих необходимых реакциях. Если бы клетки были гипотоническими, они в конечном итоге потеряли бы большую часть своей воды в окружающую среду. Другие организмы, осмоконформеры, имеют такую же осмолярность, что и окружающая среда, хотя точные растворы могут быть другими. Это гарантирует, что они не теряют и не получают много воды.