Осмос - это движение воды через мембрану в сторону более высокой концентрации веществ.
Пресная вода
Концентрация веществ в цитоплазме любой клетки выше, чем в пресной воде, поэтому вода постоянно заходит внутрь клеток, соприкасающихся с пресной водой.
- Эритроцит в гипотоническом растворе наполняется водой до отказа и лопается.
- У пресноводных простейших для удаления лишней воды имеется сократительная вакуоль .
- Растительной клетке не даёт лопаться клеточная стенка. Давление наполненной водой клетки на клеточную стенку называется тургор .
Пересоленая вода
В гипертоническом растворе вода выходит из эритроцита, и он сморщивается. Если человек будет пить морскую воду, то соль поступит в плазму его крови, и вода будет выходить из клеток в кровь (все клетки сморщатся). Эту соль необходимо будет выводить с мочой, количество которой превысит количество выпитой морской воды.
У растений происходит плазмолиз (отход протопласта от клеточной стенки).
Изотонический раствор
Физиологический раствор - это 0,9% раствор хлорида натрия. Такую же концентрацию имеет плазма нашей крови, осмос не происходит. В больницах на основе физраствора делают раствор для капельницы.
Одной из страшных болезней, уносившей ежегодно сотни тысяч жизней, была . В предсмертной ее стадии тело человека из-за непрерывной потери воды рвотой и превращается в своего рода мумию. Человек гибнет, ибо ткани его не могут жить без необходимого количества воды. Ввести жидкость через оказывается невозможным, ибо она моментально выбрасывается обратно из-за неукротимой рвоты. У врачей давно возникла мысль: вводить воду прямо в кровь, в сосуды. Однако решить эту задачу удалось тогда, когда было понято и учтено явление, названное осмотическим давлением.
Мы знаем, что газ, находясь в том или ином сосуде, давит на его стенки, стремясь занять возможно больший объем. Чем сильнее газ сжат, т. е. чем больше частиц его заключено в данном пространстве, тем сильнее будет это давление. Оказалось, что вещества, растворенные, например, в воде, в известном смысле подобны газам: они также стремятся занять возможно больший объем, и чем концентрированнее раствор, тем больше сила этого стремления. В чем же проявляется данное свойство растворов? В том, что они жадно «притягивают» к себе дополнительное количество растворителя. Достаточно к раствору соли добавить немного воды, и раствор быстро становится равномерным; он как бы всасывает в себя эту воду, увеличивая тем самым свой объем. Описанное свойство раствора притягивать к себе и называется осмотическим давлением.
Если мы поместим в стакан чистой воды, они быстро «распухнут» и лопнут. Это и понятно: протоплазма эритроцитов представляет собой раствор солей и белков определенной концентрации, имеющий осмотическое давление гораздо большее, чем чистая вода, где солей имеется немного. Поэтому эритроцит и «присасывает» к себе воду. Если мы, наоборот, поместим эритроциты в очень концентрированный раствор соли, они сморщатся - осмотическое давление раствора окажется выше, оно «высосет» воду из эритроцитов. Подобно эритроцитам ведут себя и остальные клетки организма.
Ясно, что для введения жидкости в кровяное русло она должна иметь концентрацию, соответствующую концентрации их в крови. Опытами установлено, что таковым является 0,9 %-ный раствор . Раствор этот получил название физиологического.
Введение 1-2 литров подобного раствора внутривенно умирающему холерному больному оказывало буквально чудодейственный эффект. Человек на глазах «оживал», садился в постели, просил есть и т. д. Повторяя введение раствора 2-3 раза в день, помогали организму преодолеть самый тяжелый период заболевания. Такие растворы, содержащие и ряд других веществ, применяют теперь при многих заболеваниях. В частности, очень велико значение кровозамещающих растворов в военное время. Кровопотеря страшна не только тем, что лишает организм эритроцитов, но прежде всего тем, что нарушается функция , «настроенной» на работу с определенным количеством крови. Поэтому в случаях, когда по тем или иным причинам невозможно, простое введение физиологического раствора может спасти жизнь раненого.
Знание законов осмотического давления имеет огромное значение, ибо оно вообще помогает регулировать водный обмен организма. Так, становится понятным, почему соленая пища вызывает : избыток соли повышает осмотическое давление наших тканей, т. е. «жадность» их к воде. Поэтому больным с отеками дают меньше соли, чтобы не задерживать воду в организме. Наоборот, рабочим горячих цехов, теряющим много воды, надо лить подсоленную воду, ибо с потом они выделяют и соли, лишаются их. Если в этих случаях человек будет пить чистую воду, жадность тканей к воде будет снижаться, и это усилит . Состояние организма будет резко ухудшаться.
Статья профессионального репетитора по биологии Т. М. Кулаковой
Кровь – это промежуточная внутренняя среда организма , это жидкая соединительная ткань. Кровь состоит из плазмы и форменных элементов.
Состав крови - это 60 % плазмы и 40 % форменных элементов.
Плазма крови состоит из воды, органических веществ (белки, глюкоза, лейкоциты, витамины, гормоны), минеральных солей и продуктов распада.
Форменные элементы - это эритроциты и тромбоциты
Плазма крови – это жидкая часть крови. Она содержит 90% воды и 10% сухого вещества, главным образом белков и солей.
В крови находятся продукты обмена веществ (мочевина, мочевая кислота), которые должны быть удалены из организма. Концентрация солей в плазме равна содержанию солей в клетках крови. Плазма крови в основном содержит 0,9% NaCl. Постоянство солевого состава обеспечивает нормальное строение и функцию клеток.
В тестах ЕГЭ часто встречаются вопросы о растворах : физиологическом (раствор, концентрация соли NaCl равна 0,9%), гипертоническом (концентрация соли NaCl выше 0,9%) и гипотоническом (концентрация соли NaCl ниже 0,9%).
Например, такой вопрос:
Введение больших доз лекарственных препаратов сопровождается их разбавлением физиологическим раствором (0,9% раствором NaCl). Поясните, почему.
Вспомним, что если клетка контактирует с раствором, водный потенциал которого ниже, чем у её содержимого (т.е. гипертоническим раствором
), то вода будет выходить из клетки за счёт осмоса через мембрану. Такие клетки, (например эритроциты), сморщиваются и оседают на дно пробирки.
А если поместить клетки крови в раствор, водный потенциал которого выше, чем содержимого клетки, (т.е. концентрация соли в растворе ниже 0,9% NaCl), эритроциты начинают набухать, потому что вода устремляется в клетки. В этом случае эритроциты набухают, и их оболочка разрывается.
Сформулируем ответ на вопрос:
1. Концентрация солей в плазме крови соответствует концентрации физиологического раствора 0,9 % NaCl, что не вызывает гибели клеток крови;
2. Введение больших доз лекарственных препаратов без разбавления будет сопровождаться изменением солевого состава крови и вызовет гибель клеток.
Помним, что при написании ответа на вопрос допускаются иные формулировки ответа, не искажающие его смысл.
Для эрудиции : при разрушении оболочки эритроцитов гемоглобин выходит в плазму крови, которая окрашивается при этом в красный цвет и становится прозрачной. Такая кровь называется лаковой кровью.
В 100 мл плазмы крови здорового человека содержится около 93 г воды. Остальная часть плазмы состоит из органических и неорганических веществ. Плазма содержит минеральные вещества, белки (в том числе ферменты), углеводы, жиры, продукты обмена веществ, гормоны, витамины.
Минеральные вещества плазмы представлены солями: хлоридами, фосфатами, карбонатами и сульфатами натрия, калия, кальция, магния. Они могут находиться как в виде ионов, так и в неионизированном состоянии.
Осмотическое давление плазмы крови
Даже незначительные нарушения солевого состава плазмы могут оказаться губительными для многих тканей, и прежде всего для клеток самой крови. Суммарная концентрация минеральных солей, белков, глюкозы, мочевины и других веществ, растворенных в плазме, создает осмотическое давление .
Явления осмоса возникают везде, где имеются два раствора различной концентрации, разделенные полупроницаемой мембраной, через которую легко проходит растворитель (вода), но не проходят молекулы растворенного вещества. В этих условиях растворитель движется в сторону раствора с большей концентрацией растворенного вещества. Одностороннюю диффузию жидкости через полупроницаемую перегородку называют осмосом (рис. 4). Сила, которая вызывает движение растворителя через полупроницаемую мембрану, есть осмотическое давление. С помощью специальных методов удалось установить, что осмотическое давление плазмы крови человека удерживается на постоянном уровне и составляет 7,6 атм (1 атм ≈ 10 5 н/м 2).
Осмотическое давление плазмы в основном создается неорганическими солями, поскольку концентрация сахара, белков, мочевины и других органических веществ, растворенных в плазме, невелика.
Благодаря осмотическому давлению происходит проникновение жидкости через клеточные оболочки, что обеспечивает обмен воды между кровью и тканями.
Постоянство осмотического давления крови имеет важное значение для жизнедеятельности клеток организма. Мембраны многих клеток, в том числе и клеток крови, тоже являются полупроницаемыми. Поэтому при помещении кровяных телец в растворы с различной концентрацией солей, а следовательно, и с разным осмотическим давлением в клетках крови за счет осмотических сил происходят серьезные изменения.
Солевой раствор, имеющий такое же осмотическое давление, как плазма крови, называют изотоническим раствором . Для человека изотоничен 0,9-процентный раствор поваренной соли (NaCl), а для лягушки - 0,6-процентный раствор этой же соли.
Солевой раствор, осмотическое давление которого выше, чем осмотическое давление плазмы крови, называют гипертоническим ; если осмотическое давление раствора ниже, чем в плазме крови, то такой раствор называют гипотоническим .
Гипертонический раствор (обычно это 10-процентный раствор поваренной соли) применяют при лечении гнойных ран. Если на рану наложить повязку с гипертоническим раствором, то жидкость из раны будет выходить наружу, на повязку, поскольку концентрация солей в ней выше, чем внутри раны. При этом жидкость будет увлекать за собой гной, микробы, отмершие частицы тканей, и в результате рана скорее очистится и заживет.
Поскольку растворитель движется всегда в сторону раствора с более высоким осмотическим давлением, то при погружении эритроцитов в гипотонический раствор вода, по законам осмоса, интенсивно начинает проникать внутрь клеток. Эритроциты набухают, их оболочки разрываются, и содержимое поступает в раствор. Наблюдается гемолиз. Кровь, эритроциты которой подверглись гемолизу, становится прозрачной, или, как иногда говорят, лаковой.
В крови человека гемолиз начинается при помещении эритроцитов в 0,44-0,48-процентный раствор NaCl, а в 0,28-0,32-процентных растворах NaCl уже почти все эритроциты оказываются разрушенными. Если эритроциты попадают в гипертонический раствор, они сморщиваются. Убедитесь в этом, проделав опыты 4 и 5.
Примечание. Прежде чем проводить лабораторные работы по исследованию крови, необходимо освоить технику взятия из пальца крови для анализа.
Вначале и испытуемый и исследователь тщательно моют руки с мылом. Затем у испытуемого протирают спиртом безымянный (IV) палец левой руки. Кожу мякоти этого пальца прокалывают острой и предварительно простерилизованной специальной иглой-перышком. При надавливании на палец близ места укола выступает кровь.
Первую каплю крови убирают сухой ватой, а следующую используют для исследования. Необходимо следить, чтобы капля не растекалась по коже пальца. Кровь набирают в стеклянный капилляр, погрузив его конец в основание капли и придав капилляру горизонтальное положение.
После взятия крови палец вновь протирают ваткой, смоченной спиртом, а затем смазывают иодом.
Опыт 4
На один край предметного стекла поместите каплю изотонического (0,9-процентного) раствора NaCl, а на другой - каплю гипотонического (0,3-процентного) раствора NaCl. Проколите кожу пальца иглой обычным способом и стеклянной палочкой перенесите по капле крови в каждую каплю раствора. Жидкости перемешайте, накройте покровными стеклами и рассмотрите под микроскопом (лучше при большом увеличении). Видно набухание большинства эритроцитов в гипотоническом растворе. Некоторые из эритроцитов оказываются разрушенными. (Сравните с эритроцитами в изотоническом растворе.)
Опыт 5
Возьмите другое предметное стекло. На один край его поместите каплю 0,9-процентного раствора NaCl, а на другой - каплю гипертонического (10-процентного) раствора NaCl. Внесите в каждую каплю растворов по капле крови и после перемешивания рассмотрите их под микроскопом. В гипертоническом растворе происходит уменьшение размеров эритроцитов, их сморщивание, которое легко обнаруживается по характерному фестончатому их краю. В изотоническом растворе край у эритроцитов гладкий.
Несмотря на то что в кровь может поступать разное количество воды и минеральных солей, осмотическое давление крови поддерживается на постоянном уровне. Это достигается благодаря деятельности почек, потовых желез, через которые из организма удаляются вода, соли и другие продукты обмена веществ.
Физиологический раствор
Для нормальной деятельности организма важно не только количественное содержание солей в плазме крови, что обеспечивает определенное осмотическое давление. Чрезвычайно важен и качественный состав этих солей. Изотонический раствор хлористого натрия не способен длительное время поддерживать работу омываемого им органа. Сердце, например, остановится, если из протекающей через него жидкости полностью исключить соли кальция, то же произойдет при избытке солей калия.
Растворы, которые по своему качественному составу и концентрации солей соответствуют составу плазмы, называют физиологическими растворами . Они различны для разных животных. В физиологии часто применяют жидкости Рингера и Тироде (табл. 1).
В жидкости для теплокровных животных часто, помимо солей, добавляют еще глюкозу и насыщают раствор кислородом. Такие жидкости используют для поддержания жизнедеятельности изолированных от тела органов, а также как заменители крови при кровопотерях.
Реакция крови
Плазма крови имеет не только постоянное осмотическое давление и определенный качественный состав солей, в ней поддерживается постоянство реакции. Практически реакция среды определяется концентрацией водородных ионов. Для характеристики реакции среды пользуются водородным показателем , обозначаемым рН. (Водородный показатель - логарифм концентрации водородных ионов с обратным знаком.) Для дистиллированной воды величина рН составляет 7,07, кислая среда характеризуется рН меньше 7,07, а щелочная - более 7,07. Водородный показатель крови человека при температуре тела 37°С равен 7,36. Активная реакция крови слабощелочная. Даже незначительные сдвиги величины рН крови нарушают деятельность организма и угрожают его жизни. Вместе с тем в процессе жизнедеятельности в результате обмена веществ в тканях происходит образование значительных количеств кислых продуктов, например молочной кислоты при физической работе. При усиленном дыхании, когда из крови удаляется значительное количество угольной кислоты, кровь может подщелачиваться. Организм обычно быстро справляется с такими отклонениями величины рН. Эту функцию осуществляют буферные вещества , находящиеся в крови. К ним относятся гемоглобин, кислые соли угольной кислоты (гидрокарбонаты), соли фосфорной кислоты (фосфаты) и белки крови.
Постоянство реакции крови поддерживается деятельностью легких, через которые удаляется из организма углекислый газ; через почки и потовые железы выводится избыток веществ, имеющих кислую или щелочную реакцию.
Белки плазмы крови
Из органических веществ плазмы наибольшее значение имеют белки. Они обеспечивают распределение воды между кровью и тканевой жидкостью, поддерживая водно-солевое равновесие в организме. Белки участвуют в образовании защитных иммунных тел, связывают и обезвреживают проникшие в организм ядовитые вещества. Белок плазмы фибриноген - основной фактор свертывания крови. Белки придают крови необходимую вязкость, что важно для поддержания на постоянном уровне давления крови.
Loading...