La funzione di una cellula è direttamente influenzata dal suo ambiente, incluse le sostanze che si dissolvono nel suo ambiente. Posizionare le cellule in diversi tipi di soluzioni aiuta sia gli studenti che gli scienziati a capire la funzione delle cellule. Una soluzione ipotonica ha un effetto drastico sulle cellule animali che dimostra proprietà importanti e distintive di una cellula animale e delle membrane cellulari.

Soluzioni

Una soluzione è una miscela di due o più sostanze ed è composta di due parti, i soluti e il solvente. I soluti sono le sostanze che si sciolgono e il solvente è la sostanza in cui i soluti si dissolvono. Le soluzioni hanno una distribuzione uniforme di solventi in tutta la miscela. Le soluzioni vengono confrontate l'una con l'altra descrivendole come ipertoniche, isotoniche o ipotoniche. Se una soluzione è ipertonica, ha più soluti rispetto ad un'altra soluzione. Una soluzione isotonica ha la stessa quantità di soluti. Una soluzione ipotonica ha meno soluti.

Osmosi

L'osmosi si riferisce al movimento dell'acqua attraverso una membrana selettivamente permeabile. Una membrana selettivamente permeabile è una membrana che consente il passaggio di molecole d'acqua - non soluti o ioni - attraverso la membrana. Nell'osmosi, l'acqua si sposta sempre da una soluzione con un basso numero di soluti a una con un alto numero di soluti. Se una soluzione con un basso numero di soluti (ipotonici) è posta accanto a una con un numero più elevato di soluti (ipertonici) ed è separata da una membrana selettivamente permeabile, l'acqua si sposterebbe dalla soluzione ipotonica alla soluzione ipertonica a causa dell'osmosi .

Membrane cellulari

Ogni cellula ha una membrana che copre l'esterno della cellula; si chiama membrana plasmatica. Questa membrana ha numerose funzioni, tra cui tenere separato il contenuto della cellula dal mondo esterno, proteggere la cellula e spostare le sostanze dentro e fuori la cellula. Queste sostanze possono essere nutrienti, rifiuti e acqua. Le cellule animali sono diverse da quelle di altri organismi in quanto mancano di una parete cellulare, che è una struttura rigida che protegge la cellula e le dà forma.

Cellule animali in soluzione ipotonica

Animale le cellule hanno una membrana che è permeabile in modo differenziale. Simile a una membrana selettivamente permeabile, una membrana differenzialmente permeabile consente solo a determinate sostanze, compresa l'acqua, ma non esclusivamente l'acqua, di passare attraverso la membrana. Una cellula animale posta in una soluzione ipotonica acquisterà rapidamente acqua, perché l'osmosi causerebbe il movimento dell'acqua in un'area con più soluti. In questo caso, quello è l'interno della cellula.

Una cellula in una soluzione ipotonica può guadagnare abbastanza acqua da lisare, o rompere, la membrana cellulare, che distrugge la cellula. Le cellule vegetali hanno qualche difesa contro questo fenomeno perché le loro pareti cellulari impediscono alla cellula di rompersi. Gli organismi che vivono in ambienti di acqua dolce, che di solito sono ipotonici, hanno spesso meccanismi che aiutano a prevenire la rottura delle cellule. Questo principio è spesso dimostrato con globuli rossi, che non hanno meccanismi per difendersi dal lisare.