Suyun seçici geçirgen bir zardan difüzyonuna osmoz adı verilir. Osmoz olayını bir örnek üzerinden açıklayalım. Seçici geçirgen zarla ayrılmış iki ortamdan birine (A ortamı) seyreltik şeker çözeltisi, diğerine (B ortamı) yoğun şeker çözeltisi koyalım. A ortamında B ortamına göre şeker moleküllerinin yoğunluğu daha az, su moleküllerinin yoğunluğu ise daha fazladır. Seçici geçirgen zar, şeker moleküllerine geçirgen değilse, su molekülleri daha yoğun oldukları A ortamından daha az yoğun oldukları B ortamına doğru geçiş yapar. Bu olay bir osmozdur.
Bir zarın iki tarafındaki çözünmüş madde yoğunluklarının farklılığından ortaya çıkan basınca ozmotik basınç denir. Ozmotik basınç, çözünmüş madde yoğunluğuyla doğru orantılıdır. Tuz ve şeker gibi çözünmüş maddelerin hücre içindeki yoğunlukları arttıkça hücrenin ozmotik basıncı da artar.
Dikkat:
- Ozmotik basınç hücrede su miktarı arttıkça düşer, su miktarı azaldıkça yükselir.
- Suyun geçiş yönü ozmotik basıncın yüksek olduğu tarafa doğrudur.
Çöl bitkileri ve tuzlu topraklarda yaşayan bitkilerin kök hücrelerinde ozmotik basınç çok yüksektir. Bu sayede bitkiler toprakta en az miktarda olan suyu bile rahatça emerler. Osmoz olayı hücrelerde şekil değişikliklerine yol açabilir. Bu değişiklikleri daha iyi kavrayabilmek için çözelti çeşitlerini bilmek gerekir.
İzotonik çözelti: Çözünmüş madde yoğunluğu, hücre içindeki çözünmüş madde yoğunluğuna eşit olan çözeltidir.
Hipertonik çözelti: Çözünmüş madde yoğunluğu, hücre içindeki çözünmüş madde yoğunluğundan fazla olan çözeltidir.
Hipotonik çözelti: Çözünmüş madde yoğunluğu, hücre içindeki çözünmüş madde yoğunluğundan az olan çözeltidir.
Bir bitki veya hayvan hücresi kendisinden daha yoğun (hipertonik) bir ortama konulursa su kaybederek büzülür. Bu olaya plazmoliz adı verilir. Bitki hücrelerinde plazmoliz sonucu hücre zarı hücre duvarından ayrılır. Günlük hayatta plazmolizin çeşitli uygulamaları vardır. Örneğin tuzlanan etin su kaybederek kuru hâle gelmesi, balıkların tuzlanarak kurutulması plazmoliz sonucu gerçekleşen olaylardır.
Plazmolize uğramış bir hücre, kendisinden daha az yoğun (hipotonik) bir ortama veya saf suya konulursa dışarıdan su alarak gerilir. Bu olaya deplazmoliz adı verilir. Hayvan hücreleri hücre duvarına sahip olmadığı için fazla miktarda su alırsa şişerek parçalanır. Örneğin saf suda tutulan alyuvar hücrelerinin su girişiyle ortaya çıkan basınca dayanamayarak patladığı görülür. Bu olay “hemoliz” adını alır.
Hipotonik çözeltide veya saf suda tutulan bitki hücreleri de şişer. Hücrelerin bu şişkin durumu turgor adını alır. Bitki hücreleri hücre duvarına sahip olduğu için sınırlı miktarda su alabilir. Bitki hücrelerinde içeriye giren suyun hücre duvarına karşı uyguladığı iç basınca turgor basıncı denir.
Dikkat: Turgor Basıncı hücrede su miktarı arttıkça artar, su miktarı azaldıkça düşer.
Turgor basıncı birçok bitki hücresi için faydalı bir durumdur. Örneğin otsu bitkilerin çoğu turgor basıncının sağladığı mekanik destek ile dik durur. Stomaların açılıp kapanması ve böcekçil bitkilerde yaprakların kapanarak böceğin yakalanması gibi olaylar da turgor basıncının etkisiyle gerçekleşir. Buna karşılık plazmoliz olayı bitkinin solmasına ve sonuçta ölümüne yol açar.
Dikkat: Canlıdan alınan bir dokunun canlılığını bir süre koruyabilmesi için, izotonik tuz çözeltisinde tutulması gerekir. Çünkü İzotonik çözeltide dengeli bir madde alışverişi olur ve hücrenin şekli değişikliğe uğramaz. Deniz suyu, bu ortamda yaşayan omurgasız hayvanların çoğu için izotoniktir.
Ozmotik basınç ile turgor basıncı arasındaki fark emme kuvveti olarak adlandırılır.
Emme kuvveti = Ozmotik basınç – Turgor basıncı
