Cosa succede a una cellula animale quando viene posta in una soluzione ipotonica?

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

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

L'osmosi si riferisce al movimento dell'acqua attraverso una membrana selettivamente permeabile. Una membrana selettivamente permeabile è una membrana che consente solo 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 numero elevato di soluti. Se una soluzione con un basso numero di soluti (ipotonica) viene posta accanto a una con un numero maggiore di soluti (ipertonica) e viene separata da una membrana selettivamente permeabile, l'acqua si sposterebbe dalla soluzione ipotonica alla soluzione ipertonica a causa di osmosi.

Ogni cellula ha una membrana che ricopre l'esterno della cellula; si chiama membrana plasmatica. Questa membrana ha numerose funzioni, tra cui mantenere il contenuto della cellula separato 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.

Le cellule animali hanno una membrana differenzialmente permeabile. 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 che viene posta in una soluzione ipotonica guadagnerà rapidamente acqua, perché l'osmosi farebbe sì che l'acqua si sposti in un'area con più soluti. In questo caso, questo è l'interno della cella.

Una cellula in una soluzione ipotonica può guadagnare abbastanza acqua per 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 i globuli rossi, che non hanno meccanismi per difendersi dalla lisi.