تتأثر وظيفة الخلية بشكل مباشر ببيئتها ، بما في ذلك المواد المذابة في بيئتها. يساعد وضع الخلايا في أنواع مختلفة من الحلول الطلاب والعلماء على فهم وظيفة الخلية. للمحلول ناقص التوتر تأثير كبير على الخلايا الحيوانية التي توضح خصائص مهمة ومميزة لخلية حيوانية وأغشية خلوية.
حلول
المحلول عبارة عن خليط من مادتين أو أكثر ويتكون من جزأين ، المذاب والمذيب. المواد المذابة هي المواد المذابة ، والمذيب هو المادة التي تذوب فيها المواد المذابة. الحلول لها توزيع متساو للمذيبات في جميع أنحاء الخليط. تتم مقارنة الحلول مع بعضها البعض من خلال وصفها بأنها مفرطة التوتر أو متساوية التوتر أو منخفضة التوتر. إذا كان المحلول مفرط التوتر ، فإنه يحتوي على مواد مذابة أكثر بالنسبة إلى محلول آخر. يحتوي المحلول متساوي التوتر على نفس الكمية من المواد المذابة. يحتوي المحلول منخفض التوتر على مواد مذابة أقل.
التنافذ
يشير التناضح إلى حركة الماء من خلال غشاء قابل للنفاذ بشكل انتقائي. الغشاء القابل للنفاذ بشكل انتقائي هو غشاء يسمح فقط بمرور جزيئات الماء - وليس المواد المذابة أو الأيونات - عبر الغشاء. في التناضح ، ينتقل الماء دائمًا من محلول به عدد قليل من المواد المذابة إلى محلول يحتوي على عدد كبير من المواد المذابة. إذا تم وضع محلول به عدد قليل من المواد المذابة (ناقص التوتر) بجوار محلول يحتوي على عدد أكبر من المواد المذابة (مفرط التوتر) وهو مفصولة بغشاء قابل للنفاذ بشكل انتقائي ، سينتقل الماء من محلول منخفض التوتر إلى محلول مفرط التوتر بسبب التنافذ.
أغشية الخلايا
كل خلية لها غشاء يغطي السطح الخارجي للخلية ؛ يطلق عليه غشاء البلازما. هذا الغشاء له وظائف عديدة ، بما في ذلك إبقاء محتويات الخلية منفصلة عن العالم الخارجي ، وحماية الخلية ونقل المواد داخل وخارج الخلية. يمكن أن تكون هذه المواد مغذيات ونفايات وماء. تختلف الخلايا الحيوانية عن تلك الموجودة في الكائنات الحية الأخرى من حيث أنها تفتقر إلى جدار خلوي ، وهو هيكل صلب يحمي الخلية ويعطيها الشكل.
الخلايا الحيوانية في محلول منخفض التوتر
تحتوي الخلايا الحيوانية على غشاء قابل للاختراق بشكل مختلف. على غرار الغشاء القابل للنفاذ الانتقائي ، يسمح الغشاء المنفصل التفاضلي فقط لبعض المواد - بما في ذلك الماء ، ولكن ليس الماء حصريًا - بالمرور عبر الغشاء. ستحصل الخلية الحيوانية التي يتم وضعها في محلول ناقص التوتر على الماء بسرعة ، لأن التناضح قد يتسبب في انتقال الماء إلى منطقة بها المزيد من المواد المذابة. في هذه الحالة ، هذا هو الجزء الداخلي للخلية.
قد تكتسب الخلية الموجودة في محلول ناقص التوتر كمية كافية من الماء لتحلل أو تمزق غشاء الخلية الذي يدمر الخلية. تتمتع الخلايا النباتية ببعض الدفاع ضد هذه الظاهرة لأن جدرانها الخلوية تمنع الخلية من التمزق. الكائنات الحية التي تعيش في بيئات المياه العذبة ، والتي عادة ما تكون منخفضة التوتر ، غالبًا ما يكون لها آليات تساعد على منع الخلايا من التمزق. غالبًا ما يتم إثبات هذا المبدأ مع خلايا الدم الحمراء ، التي ليس لديها آليات للدفاع ضد التخلخل.