osmose
Øverst til venstre er en pølselignende beholder med en konsentrert løsning senket ned i et glass med vann. Løsningen inneholder store (røde) og små (blå) molekyler. Til høyre ser man at de store molekylene forblir i beholderen, mens de små molekylene kan sive ut i vannet. Noen av de små molekylene forblir i beholderen. Nederst ser man et nærbilde av porene i den halvgjennomtrengelige membranen. De store molekylene slipper ikke gjennom porene.
Osmose er den spontane vandringen avløsemiddel gjennom en membran. Dette oppstår gjennom en membran som skiller toløsninger med ulik konsentrasjon av et oppløst stoff.
Osmose er viktig i biologiske systemer, for eksempel irøde blodceller. De har én konsentrasjon av løste stoffer inni seg, mens det er en annen konsentrasjon av løste stoffer iblodvæsken som omgir dem. Løste stoffer kan i denne sammenhengen væresalter, sukker og proteiner. Hvis konsentrasjonen av løste stoffer utenfor de røde blodcellene avtar, vil de svelle ved at vann trekkes inn gjennom cellemembranen.
For at osmose skal skje, må membranen være slik at det oppløste stoffet ikke kan passere gjennom membranen, mens løsemiddelet kan passere. En slik membran kalles ensemipermeabel membran. 'Semipermeabel' betyr halvgjennomtrengelig, altså at den er gjennomtrengelig for noe, men ikke alt. Når de to løsningene har kommet i likevekt med hverandre, har konsentrasjonen i begge blitt like stor og det har skjedd en netto økning av volumet i den opprinnelig mest konsentrerte løsningen, og en tilsvarende minking av volumet av den minst konsentrerte.
Osmose er viktig ved bestemmelse av molekylvekt av makromolekyler og veddialyse, og danner prinsippet formembranfiltrering for en rekke praktiske formål som vannrensing ogavsalting av havvann til drikkevann
Osmotisk trykk
Osmotisk drevet transport. En trakt med en halvgjennomtrengelig (semipermeabel) membran settes ned i en beholder med vann. Trakten fylles med en løsning med glukose til væskenivået i røret er det samme som i beholderen. Da strømmer vann inn i røret. Det ser vi ved at væskesøylen i røret blir høyere. Vanntransporten stopper når væskenivået i røret har nådd en viss høyde (h) over væskenivået i beholderen. Høydeforskjellen mellom væskenivå i beholderen og røret (h) er et mål på det osmotiske trykket til glukoseløsningen når væsketransporten har stoppet. Størrelsen til det osmotiske trykket er bestemt av hvor stor glukosekonsentrasjonen er i røret når vanntransporten har stoppet. For eksempel vil det osmotiske trykket være omtrent 10 cm vann hvis glukosekonsentrasjonen er omtrent 0,2 g/l.
Vann er et eksempel på et løsemiddel, mens glukose er eksempel på et løst stoff. Man kan tenke seg at det er glukose bare i løsningen på den ene siden av membranen. På den andre siden av membranen er det bare vann. Vann vil da strømme spontant gjennom membranen inn i glukoseløsningen. Vi kan hindre dette ved å legge trykk på glukoseløsningen, for eksempel med et stempel.
Ved et bestemt trykk skjer det ingen vanntransport gjennom membranen. Dette trykket er detosmotiske trykket til glukoseløsningen, og betegnes med den greske bokstavenpi (Π). Størrelsen bestemmes av denmolare konsentrasjonen av det løste stoffet ([B]) ganget medBoltzmanns konstant (R) og temperaturen målt ikelvin (T):
Π = [B] × R × T
Osmotisk drevet transport skyldes forskjell ikjemisk potensial mellom siden med rent vann og siden med løsning. Transport vil skje helt til det oppstår enkjemisk likevekt, altså når de kjemiske potensialene på hver side er like. De sies da å være isoosmotiske.
Semipermeable membraner
Enmembran som er gjennomtrengelig for én type molekyler (for eksempel vann), men ikke gjennomtrengelig for andre molekyler (for eksempel glukose), kallessemipermeabel. Cellemembraner er et eksempel på semipermeable membraner.
Cellemembraner er gjennomtrengelig for vann og for enkelte andre små molekyler, sometanol, men ikke for sukker, aminosyrer, salter, proteiner og så videre. Når sukker og liknende skal inn i cellen, må cellemembranen transportere dette gjennom membranen. Celler kan ikke holde på vannmolekyler, men de kan kontrollere vanninnholdet indirekte ved å kontrollere konsentrasjonen av oppløste salter (ioner) inne i cellen.
Ektepølseskinn av tarm og kunstige pølseskinn avcelluloseacetat kan også ses på som semipermeable membraner. Hvis man koker pølser i usaltet vann, vil det osmotiske trykket stige inne i pølsene, slik at de har lett for å sprekke. Det er også osmose som gjør aterter sveller. Det er det osmotiske trykket som holder plantedeler utspilt, gitt at de ikke er avstivet medcellulosefibre.
Fysiologisk betydning
Osmose spiller en avgjørende rolle for utveksling av stoffer mellom blodet og vevsvæsken og mellom vevsvæsken og cellene. Det osmotiske trykket i kroppsvæskene reguleres nøye av nyrene, seosmoregulering.
To løsninger med samme osmotiske trykk kallesisotone.Blodplasma er for eksempel isoton med cellevæsken (cytoplasmaet) i derøde blodcellene. En væske som skal brukes som midlertidig erstatning for blodplasma, må være isoton med blodet for å unngå at de røde blodcellene skal bli skadet. For eksempel kan man bruke såkaltfysiologisk saltvann, som er en 0,9 prosent løsning av natriumklorid i vann.
En løsning som har høyere konsentrasjon kalleshyperton. Hvis man tilsetter en hyperton løsning til blodet, vil vann trenge ut av de røde blodcellene for å utligne konsentrasjonsforskjellen. Dette gjør at de røde blodcellene skrumper.
En løsning som har lavere konsentrasjon kalleshypoton. Hvis man tilsetter en hypoton løsning til blodet, vil vann diffundere inn i blodcellene slik at de sveller og eventuelt sprenges i stykker.
Blodet er hypertont i forhold til vevsvæsken. Dette skyldes at blodet inneholder proteiner som består av så store molekyler at de ikke kan trenge gjennom veggene i blodårene. Dette såkaltekolloid-osmotiske trykket i blodet er av fundamental betydning for utvekslingen mellom blodet og vevsvæsken.
Betydning for planteceller
Figuren viser en plantecelle i tre forskjellige omgivelser: hyperton, isoton og hypoton.
Alleplanteceller er omgitt av en relativt fastcellevegg, som lett slipper gjennom bådevann og løste stoffer. Hos alle levendeceller iplanter er cellerommet innenfor celleveggen fylt av enprotoplast, altså plantens levende innhold. Denne er avgrenset mot veggen med en tynncellemembran (også kalt plasmalemma). Den største delen av protoplast utgjøres av den væskefyltevakuolen, som er avgrenset mot resten av protoplast med en vakuolemembran kalttonoplast. Disse cellemembranene er bygd opp avproteiner ogfosfolipider og er halvgjennomtrengelige. Membranene inneholder også vannkanaler (akvaporiner).
Vann går veldig lett gjennom membranene vedosmose, mens de fleste løste stoffer, somuorganiskeioner,sukker ogaminosyrer ikke uten videre trenger gjennom membranene. Disse er ofte avhengig avionepumper, kanalproteiner og bærerproteiner (setransportproteiner).
Turgor
Til venstre ses en plante som ikke har fått nok vann. Bladene har dermed mistet saftspenningen (turgortrykket). Til høyre ses planten etter vanning.
Vanndiffunderer ved osmose inn i en celle fra omgivelsene (eller fra naboceller) hvisdet kjemiske potensialet til vannet utenfor cellen er høyere enn i vakuolen.
Når vann trenger inn i cellene ved osmose, øker dethydrostatiske trykket i cellen. Dette gir cellen og plantevevet en saftspenning ellerturgortrykk. Trykket gir et forhøyet vannpotensial og det vil etter hvert motvirke videre osmose inn i cellen. Dette skjer når vannpotensialet på innsiden og utsiden av cellen er det samme.
Hvis celler legges i en saltløsning, kan vannet trekke ut av cellen på grunn av osmose. Dette gjør at cellen mister så mye vann at den blir slapp.
Les mer i Store norske leksikon
- Skrevet av:
- Artikkelen inneholder tekst fra:
- Sist oppdatert:
- ,se alle endringer
Kommentarer (3)
skrevHalvard Baugerød
skrevTorbjørn Koch
Hei! Er ikke den første setningen litt upresis? "Osmose er diffusjon av molekyler gjennom en membran" står det. Det er jo MANGE former for diffusjon av molekyler gjennom cellemembraner som IKKE er osmose. Burde det ikke stått "Osmose er diffusjon av VANNMOLEKYLER gjennom en HALVGJENNOMTRENGELIG membran"?
Mvh Torbjørn Koch
svarteAnne Eilertsen
Hei, og takk for innspillet! Det trenger vel ikke nødvendigvis å være vannmolekyler, selv om det ofte er vann som er løsemiddelet, men det er ganske riktig snakk om en semipermeabel (halvgjennomtrengelig) membran, som det også står i de neste setningene. Grunnen til at dette ordet ikke stod i første setning, var nok å gjøre innledningen enklere å lese for folk som ikke kjenner til begrepet, og så valgte vi å forklare det i de etterfølgende setningene i stedet, men du kan ha rett i at det er tydeligere å ta med «halvgjennomtrengelig». Vi har derfor endret setningen litt.
Kommentarer til artikkelen blir synlig for alle. Ikke skriv inn sensitive opplysninger, for eksempel helseopplysninger. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan. Det kan ta tid før du får svar.
Du må være logget inn for å kommentere.
