Ląstelės funkciją tiesiogiai įtakoja jos aplinka, įskaitant medžiagas, ištirpusias jos aplinkoje. Ląstelių talpinimas į skirtingų tipų sprendimus padeda studentams ir mokslininkams suprasti ląstelių funkciją. Hipotoninis tirpalas turi drastišką poveikį gyvūnų ląstelėms, kuris rodo svarbias ir išskirtines gyvūnų ląstelių ir ląstelių membranų savybes.
Sprendimai
Tirpalas yra dviejų ar daugiau medžiagų mišinys, kurį sudaro dvi dalys: ištirpintos medžiagos ir tirpiklis. Tirpios medžiagos yra ištirpusios medžiagos, o tirpiklis yra medžiaga, į kurią ištirpsta ištirpusios medžiagos. Tirpalai turi tolygų tirpiklių pasiskirstymą visame mišinyje. Sprendimai lyginami vienas su kitu apibūdinant juos kaip hipertoninius, izotoninius ar hipotoninius. Jei tirpalas yra hipertoninis, jis turi daugiau ištirpusių medžiagų, palyginti su kitu tirpalu. Izotoninis tirpalas turi tą patį kiekį ištirpusių medžiagų. Hipotoninis tirpalas turi mažiau ištirpusių medžiagų.
Osmosas
Osmosas reiškia vandens judėjimą per selektyviai laidžią membraną. Selektyviai pralaidi membrana yra membrana, leidžianti per membraną praleisti tik vandens molekules - ne ištirpusias medžiagas ar jonus. Osmoso metu vanduo visada pereina iš tirpalo, kuriame yra mažai ištirpusių medžiagų, į tą, kuriame yra daug ištirpusių medžiagų. Jei tirpalas su mažu ištirpusių medžiagų kiekiu (hipotoninis) dedamas šalia tirpalo, kuriame yra daugiau ištirpusių medžiagų (hipertoninis), ir atskirtas selektyviai laidžiu membrana, vanduo nuo hipotoninio tirpalo pereis į hipertoninį tirpalą dėl osmosas.
Ląstelių membranos
Kiekvienoje ląstelėje yra membrana, uždengianti ląstelės išorę; tai vadinama plazmos membrana. Ši membrana turi daugybę funkcijų, įskaitant ląstelės turinio atskyrimą nuo išorinio pasaulio, ląstelės apsaugą ir judančias medžiagas ląstelėje ir iš jos. Šios medžiagos gali būti maistinės medžiagos, atliekos ir vanduo. Gyvūnų ląstelės skiriasi nuo kitų organizmų, nes jose trūksta ląstelės sienelės, kuri yra standi struktūra, kuri ir apsaugo ląstelę, ir suteikia jai formą.
Gyvūnų ląstelės hipotoniniame tirpale
Gyvūnų ląstelės turi membraną, kuri yra skirtingai praleidžiama. Panašiai kaip selektyviai pralaidi membrana, skirtingai pralaidi membrana leidžia tik tam tikroms medžiagoms - įskaitant vandenį, bet ne tik vandeniui - praeiti per membraną. Gyvūno ląstelė, įdedama į hipotoninį tirpalą, greitai įgis vandens, nes dėl osmoso vanduo persikels į zoną, kurioje yra daugiau ištirpusių medžiagų. Šiuo atveju tai yra ląstelės vidus.
Ląstelė, esanti hipotoniniame tirpale, gali gauti pakankamai vandens, kad lizuotų arba plyštų ląstelės membrana, kuri sunaikina ląstelę. Augalų ląstelės turi tam tikrą apsaugą nuo šio reiškinio, nes jų ląstelių sienos neleidžia ląstelei plyšti. Organizmai, gyvenantys gėlavandenėje aplinkoje, dažniausiai hipotoniški, dažnai turi mechanizmus, kurie padeda išvengti ląstelių plyšimo. Šis principas dažnai įrodomas raudonaisiais kraujo kūneliais, kurie neturi mechanizmų apsisaugoti nuo lizavimo.