Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

5.8: Toniciteit in planten

JoVE Core

A subscription to JoVE is required to view this content. You will only be able to see the first 20 seconds.

Tonicity in Plants

5.8: Tonicity in Plants

5.8: Toniciteit in planten

Tonicity describes the capacity of a cell to lose or gain water. It depends on the quantity of solute that does not penetrate the membrane. Tonicity delimits the magnitude and direction of osmosis and results in three possible scenarios that alter the volume of a cell: hypertonicity, hypotonicity, and isotonicity. Due to differences in structure and physiology, tonicity of plant cells is different from that of animal cells in some scenarios.

Plants and Hypotonic Environments

Unlike animal cells, plants thrive when there is more water in their surrounding extracellular environment compared to their cytoplasmic interior. In hypotonic environments, water enters the cell via osmosis and causes it to swell because there is a higher concentration of solutes inside plant cells than outside. The force, that is generated when an influx of water causes the plasma membrane to push against the cell wall, is called turgor pressure. In contrast to animal cells, plant cells have rigid cell walls that limit the osmosis-induced expansion of the plasma membrane. By limiting expansion, the cell wall prevents the cell from bursting and causes plants to stiffen (i.e., become turgid). Turgidity allows plants to hold themselves upright instead of wilting.

Plants and Hypertonic Environments

Plants wilt if they cannot take up sufficient water. In such a scenario, their extracellular surrounding becomes hypertonic, causing water to leave the interior via osmosis. As a result, vacuoles decrease in size and the plasma membrane detaches from the cell wall causing the cytoplasm to constrict. This process is called plasmolysis and is why plants lose turgor pressure and wilt.

Plants and Isotonic Environments

In isotonic environments, there is a balance of water both inside and outside plant cells. Therefore, like in animal cells, no changes occur in plant cell volume.

Osmoregulation in Plants

A variety of different plant cell structures and strategies help maintain appropriate osmotic balance in extreme conditions. For instance, plants in dry environments store water in vacuoles, limit the opening of their stoma and have thick, waxy cuticles to prevent unnecessary water loss. Some species of plants that live in salty environments store salt in their roots. As a result, osmosis of water occurs into the root from the surrounding soil.

Toniciteit beschrijft het vermogen van een cel om water te verliezen of te winnen. Het hangt af van de hoeveelheid opgeloste stof die niet door het membraan dringt. Toniciteit bakent de omvang en richting van osmose af en resulteert in drie mogelijke scenario's die het volume van een cel veranderen: hypertonie, hypotonie en isotonie. Vanwege verschillen in structuur en fysiologie verschilt de toniciteit van plantencellen in sommige scenario's van die van dierlijke cellen.

Planten en hypotone omgevingen

In tegenstelling tot dierlijke cellen gedijen planten als er meer water in hun omringende extracellulaire omgeving is in vergelijking met hun cytoplasmatische binnenkant. In hypotone omgevingen komt water de cel binnen via osmose en zorgt ervoor dat het opzwelt omdat er een hogere concentratie opgeloste stoffen in plantencellen is dan erbuiten. De kracht die wordt opgewekt wanneer een instroom van water ervoor zorgt dat het plasmamembraan tegen de celwand drukt, wordt turgordruk genoemd. In tegenstelling tot dierlijke cellen hebben plantencellen dat welstijve celwanden die de osmose-geïnduceerde uitzetting van het plasmamembraan beperken. Door de expansie te beperken, voorkomt de celwand dat de cel barst en zorgt ervoor dat planten verstijven (maw gezwollen worden). Door gezwollenheid kunnen planten zichzelf rechtop houden in plaats van te verwelken.

Planten en hypertonische omgevingen

Planten verwelken als ze niet voldoende water kunnen opnemen. In een dergelijk scenario wordt hun extracellulaire omgeving hypertoon, waardoor water via osmose het interieur verlaat. Als gevolg hiervan nemen vacuolen af in grootte en komt het plasmamembraan los van de celwand waardoor het cytoplasma samentrekt. Dit proces wordt plasmolyse genoemd en daarom verliezen planten de turgordruk en verwelken ze.

Planten en isotone omgevingen

In isotone omgevingen is er een balans van water zowel binnen als buiten de plantencellen. Daarom treden er, net als bij dierlijke cellen, geen veranderingen op in het celvolume van planten.

Osmoregulatie in planten

Een verscheidenheid aan verschillende plantenAlle structuren en strategieën helpen bij het handhaven van een passend osmotisch evenwicht in extreme omstandigheden. Planten in droge omgevingen slaan bijvoorbeeld water op in vacuolen, beperken de opening van hun stoma en hebben dikke, wasachtige nagelriemen om onnodig waterverlies te voorkomen. Sommige plantensoorten die in zoute omgevingen leven, slaan zout op in hun wortels. Als gevolg hiervan treedt osmose van water op in de wortel vanuit de omliggende grond.

Aanbevolen Lectuur

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter