Mis juhtub loomarakuga, kui see asetatakse hüpotoonilisse lahusesse?

Raku funktsiooni mõjutab otseselt selle keskkond, sealhulgas ained, mis on selle keskkonda lahustunud. Lahtrite paigutamine erinevat tüüpi lahendustesse aitab nii üliõpilastel kui ka teadlastel rakkude funktsioone mõista. Hüpotoonilisel lahusel on loomarakkudele drastiline mõju, mis näitab loomaraku ja rakumembraanide olulisi ja eristavaid omadusi.

Lahus on kahe või enama aine segu ja koosneb kahest osast, soluutidest ja lahustist. Soluudid on ained, mis on lahustunud, ja lahusti on aine, milles lahustunud ained lahustatakse. Lahustel on lahustite ühtlane jaotumine kogu segu ulatuses. Lahendusi võrreldakse üksteisega, kirjeldades neid kui hüpertoonilisi, isotoonilisi või hüpotoonilisi. Kui lahus on hüpertooniline, on sellel mõne teise lahuse suhtes rohkem soluudi. Isotoonilises lahuses on sama kogus lahustunud aineid. Hüpotoonilises lahuses on vähem lahustunud aineid.

Osmoos viitab vee liikumisele läbi selektiivselt läbilaskva membraani. Selektiivselt läbilaskev membraan on membraan, mis võimaldab membraani läbida ainult veemolekule - mitte soluute ega ioone. Osmoosi korral liigub vesi lahusest, milles on vähe lahustunud aineid, lahustunud ainete lahusest palju lahuseid. Kui väikese lahustunud ainete arvuga (hüpotooniline) lahus asetatakse suurema lahustunud ainete arvuga (hüpertooniline) ja see eraldatuna selektiivselt läbilaskva membraaniga, liiguks vesi hüpotoonilisest lahusest hüpertoonilisse lahusesse osmoos.

Igal rakul on membraan, mis katab raku väliskülge; seda nimetatakse plasmamembraaniks. Sellel membraanil on arvukalt funktsioone, sealhulgas raku sisu hoidmine välismaailmast eraldi, raku kaitsmine ja ainete liikumine rakku sisse ja välja. Need ained võivad olla toitained, jäätmed ja vesi. Loomarakud erinevad teiste organismide rakkudest selle poolest, et neil puudub rakusein, mis on jäik struktuur, mis kaitseb rakku ja annab sellele kuju.

Loomarakkudel on diferentsiaalselt läbilaskev membraan. Sarnaselt selektiivselt läbilaskva membraaniga võimaldab erinevalt läbilaskev membraan läbi membraani läbida ainult teatud aineid - sealhulgas vett, kuid mitte ainult vett. Hüpotoonilisse lahusesse paigutatud loomarakk omandab kiiresti vett, kuna osmoosi tagajärjel liigub vesi rohkem lahustunud aineid sisaldavasse piirkonda. Sel juhul on see lahtri sisemus.

Hüpotoonilises lahuses olev rakk võib saada piisavalt vett rakumembraani lüüsimiseks või purunemiseks, mis raku hävitab. Taimerakkudel on selle nähtuse vastu teatud kaitse, sest nende rakuseinad takistavad raku purunemist. Magevee keskkonnas elavatel organismidel, mis on tavaliselt hüpotoonilised, on sageli mehhanismid, mis aitavad rakkude rebenemist vältida. Seda põhimõtet demonstreeritakse sageli punaste verelibledega, millel pole lüüsimise eest kaitsemehhanisme.