Molte molecole dentro e intorno alle cellule esistono in gradienti di concentrazione attraverso la membrana cellulare, il che significa che le molecole non sono sempre uniformemente distribuite all'interno e all'esterno del cellula. Le soluzioni ipertoniche hanno concentrazioni più elevate di molecole disciolte all'esterno della cellula, le soluzioni ipotoniche hanno concentrazioni più basse all'esterno della cellula e le soluzioni isotoniche hanno le stesse concentrazioni molecolari all'interno e all'esterno della cellula. La diffusione spinge le molecole a spostarsi dalle aree in cui si trovano in alta concentrazione a quelle in cui si trovano in una concentrazione più bassa. La diffusione dell'acqua è indicata come osmosi.

TL; DR (Troppo lungo, non letto)

Se inseriti in una soluzione ipertonica, le cellule animali si accartocciano, mentre le cellule vegetali rimarranno fermi grazie al loro vacuolo pieno d'aria. In una soluzione ipotonica, le cellule assumono acqua e appaiono più paffute. In una soluzione isotonica, rimarranno gli stessi.

Soluzioni ipertoniche

Una soluzione è ipertonica a una cellula se ha una concentrazione di soluto più elevato (sostanza disciolta) rispetto alla cellula. Di conseguenza, ha anche una minore concentrazione di acqua rispetto alla cella. Le membrane cellulari e le pareti cellulari delle piante sono barriere semipermeabili, il che significa che alcune molecole possono diffondersi attraverso di esse, mentre altre molecole non possono. Molti soluti sono troppo grandi o carichi per attraversare la membrana cellulare ma l'acqua può diffondersi liberamente. In un ambiente ipertonico, l'osmosi costringe l'acqua ad uscire dalle cellule.

Le risposte alle soluzioni ipertoniche

Le cellule vegetali hanno grandi sacche di liquido chiamate vacuoli. Quando sono pieni, i vacuoli spingono verso l'esterno sulle pareti cellulari della pianta, mantenendoli rigidi. Quando le piante vengono poste in soluzioni ipertoniche, i loro vacuoli si restringono e non forniscono più abbastanza pressione per impedire alla pianta di appassire. A causa della loro rigidità, le pareti delle celle mantengono la loro forma rettangolare ma sono meno grassocce. Al contrario, le cellule animali mancano di una parete cellulare, e quindi si raggrinziscono come uvetta.

Soluzioni ipotoniche

Una soluzione è ipotonica a una cellula se ha una concentrazione di soluto inferiore a quella della cellula . Di conseguenza, ha anche una maggiore concentrazione di acqua rispetto alla cella. L'osmosi attinge l'acqua fuori dalla soluzione e dentro le cellule. Di conseguenza, le cellule vegetali e animali sembrano entrambe più paffute quando poste in una soluzione ipotonica. Se visti al microscopio, i vacuoli delle cellule vegetali appaiono notevolmente più grandi.

Soluzioni isotoniche

Se la soluzione ha la stessa concentrazione di soluto e quindi la stessa concentrazione di acqua, come fanno le cellule, è isotonico alle cellule. Di conseguenza, non ci sarebbe un gradiente di concentrazione poiché un gradiente per definizione comporta una differenza. Non ci sarebbe quindi un flusso netto d'acqua tra la cellula e la soluzione. Questo non significa che l'acqua non si muova tra di loro, solo che la velocità di uscire e di entrare nella cella è uguale. Non vi è alcun cambiamento netto nell'aspetto della cella.