Определение изотонического раствора
изотонический решение тот, который имеет такую же осмолярность, или растворенное вещество концентрация, как другой раствор. Если эти два решения разделены полупроницаемая мембрана вода будет течь в равных частях из каждого раствора и в другой. Эффект – нулевой поток воды между двумя решениями, хотя вода движется в обоих направлениях. В биологии некоторые клетки должны поддерживаться в изотоническом растворе для поддержки клеточных функций. Многие животные клетки, которым не хватает клеточная стенка оказывать поддержку против воздействия давления воды, полагаться на стабильность внешней среды, чтобы поддерживать их форму. Большинство животных поддерживают pH и осмолярность жидкостей внутри своих тел, чтобы создавать изотонические растворы для купания своих клеток. Этот раствор может нести питательные вещества и воду, но только в пропорциях, равных пропорциям внутри клетка.
Изображение клетки в изотоническом растворе можно увидеть выше. Обратите внимание, что поскольку внутри и снаружи клетки находится одинаковая концентрация растворенных молекул, молекулы воды просто обмениваются через клеточная мембрана, Это можно сравнить с эффектами гипертонический раствор, в котором молекулы воды покидают клетку, или гипотоническое решение в котором вода поступает в клетку.
Примеры изотонического раствора
Клетки крови
Когда плазма окружающая кровь клетки – это изотонический раствор, по сравнению с раствором внутри клеток крови, клетки функционируют нормально. Изотонический раствор позволяет клеткам перемещать воду и питательные вещества в клетки и из них. Это необходимо для того, чтобы клетки крови выполняли функцию доставки кислорода и других питательных веществ в другие части тела. Если клетки находятся в гипертонический окружающей среде, они станут плазмолизированными и не будут содержать достаточно воды для выполнения клеточных функций. Если клетки существуют в гипотонический среда, они будут лизируют, проливая их содержимое в кровоток. Это может вызвать опасные побочные эффекты, а также потерю многих клеток крови. Эти события можно увидеть на графике ниже.
Чтобы избежать каких-либо негативных ситуаций, возникающих при переливании питательных веществ и лекарств, раствор, который несет лекарство, должен быть изотоническим по сравнению с кровью пациента. Осмолярность жидкости для внутривенного вливания можно регулировать с помощью специальных солей и сахаров, которые действуют как растворенные вещества для разбавления или усиления вещества. Если лекарство представляет собой изотонический раствор по сравнению с кровью, его можно добавлять через в / в, и клетки крови не будут повреждены.
Осмоконформеры и осморегуляторы
В природе существует два типа организмов: те, которые соответствуют осмолярности окружающей среды, и те, которые регулируют осмолярность их тела, чтобы отличаться от окружающей среды. Первые известны как осмоконформеры и эволюционировали, чтобы иметь клетки, которые соответствуют осмолярности окружающей среды. Эти животные всегда существуют в изотоническом растворе, потому что они эволюционировали до той же концентрации, что и окружающая среда. Это состояние можно увидеть во многих «низших» формах жизни, таких как морские слизни, кораллы и медузы. Другая группа, осморегуляторы, не существует в изотонической среде. Это означает, что вода имеет тенденцию хотеть входить или выходить из их тел, и у них есть различные способы справиться с этим. Однако внутри осморегуляторов клетки все еще будут существовать в изотоническом растворе, так как организм нужны его клетки, чтобы оставаться функциями. Как осморегуляторы, так и осмоконформеры имеют разные преимущества для ведения жизни так, как они это делают, но вокруг клеток обычно создается изотоническое решение.
- гипотонический – Когда раствор имеет сравнительно больше воды и меньше растворенного вещества.
- гипертонический – Раствор с меньшим количеством воды и большим количеством растворенного вещества, чем другой раствор.
- осмолярность – Общая концентрация растворенного вещества.
викторина
1. Клетка имеет концентрацию 10 г / л. Окружающая среда имеет концентрацию 10 г / л. Какие из следующих утверждений верно?A. Клетка существует в изотоническом растворе; вода не будет течь.B. Клетка существует в изотоническом растворе; вода будет течь как в клетку, так и из нее.C. Клетка существует в гипертонической среде; вода будет вытекать из клетки.
Ответ на вопрос № 1
В верно. Если концентрации внутреннего раствора такие же, как и во внешнем растворе, два раствора называются изотоническими. Важно помнить, что, хотя в камере или из нее нет давления воды, вода все равно может обмениваться. Просто благодаря молекулярным силам, которые отталкивают и притягивают воду, она будет продолжать циркулировать по клетке. Клетки используют воду для транспортировки питательных веществ и кислорода и рассчитывают на его постоянный поток.
2. Растение Клетки полагаются на твёрдость своих клеток или давление воды внутри, чтобы поддерживать свою форму. Что происходит с растительная клетка когда помещено в изотонический раствор?A. Это остается напыщенный и может функционироватьB. Он теряет все свое давление и не может функционироватьC. Это становится вялым, но все еще может функционировать
Ответ на вопрос № 2
С верно. Растительные клетки, помещенные в идеально изотонический раствор, потеряют свои тургор давление, так как вода больше не хочет входить в клетку. Как правило, растения держат свои клетки в гипотонической среде, которая выталкивает воду в клетку. Без этого давления клетка все еще может функционировать, но потеряет большую часть своей структуры. Крупные растения должны контролировать и регулировать их тонус оставаться высоким и собирать солнечный свет.
3. Студент пытается создать решение, которое изотонично для культивируемых клеток. Известно, что концентрация цитозоль в клетках – 1 г / мл. У ученика есть 2 литра воды для создания питательного раствора. Что из следующего создаст изотоническое решение для клеток?A. Добавляем 2 грамма растворенного веществаB. Добавляем 1000 граммов растворенного веществаC. Добавление 2000 грамм растворенного вещества
Ответ на вопрос № 3
С верно. 2 литра воды эквивалентны 2000 мл воды. Поэтому, если содержимое клетки имеет осмолярность 1 г / мл, грамм растворенного вещества должен быть добавлен к каждому мл воды. Чтобы достичь этой концентрации, 2000 г необходимо добавить к 2000 мл воды. Это создает изотоническое решение по сравнению с клетками.