Na funkcję komórki ma bezpośredni wpływ jej środowisko, w tym substancje, które są w nim rozpuszczone. Umieszczanie komórek w różnych typach roztworów pomaga zarówno studentom, jak i naukowcom zrozumieć funkcję komórki. Roztwór hipotoniczny ma drastyczny wpływ na komórki zwierzęce, wykazując ważne i charakterystyczne właściwości komórki zwierzęcej i błon komórkowych.
Rozwiązania
Roztwór jest mieszaniną dwóch lub więcej substancji i składa się z dwóch części, substancji rozpuszczonych i rozpuszczalnika. Substancje rozpuszczone to substancje rozpuszczone, a rozpuszczalnik to substancja, w której rozpuszczone są substancje rozpuszczone. Roztwory mają równomierny rozkład rozpuszczalników w całej mieszaninie. Roztwory porównuje się ze sobą, opisując je jako hipertoniczne, izotoniczne lub hipotoniczne. Jeśli roztwór jest hipertoniczny, ma więcej substancji rozpuszczonych w porównaniu z innym roztworem. Roztwór izotoniczny ma taką samą ilość substancji rozpuszczonych. Roztwór hipotoniczny zawiera mniej substancji rozpuszczonych.
Osmoza
Osmoza odnosi się do przepływu wody przez selektywnie przepuszczalną membranę. Selektywnie przepuszczalna membrana to membrana, która przepuszcza tylko cząsteczki wody – a nie substancje rozpuszczone lub jony – przez membranę. W osmozie woda zawsze przechodzi z roztworu o małej liczbie substancji rozpuszczonych do roztworu o dużej liczbie substancji rozpuszczonych. Jeśli roztwór o małej liczbie substancji rozpuszczonych (hipotoniczny) znajduje się obok roztworu o większej liczbie substancji rozpuszczonych (hipertoniczny) i jest oddzielona selektywnie przepuszczalną membraną, woda przemieszczałaby się z roztworu hipotonicznego do roztworu hipertonicznego z powodu osmoza.
Błony komórkowe
Każda komórka ma błonę, która pokrywa zewnętrzną część komórki; nazywa się to błoną plazmatyczną. Ta błona pełni wiele funkcji, w tym oddzielanie zawartości komórki od świata zewnętrznego, ochronę komórki i przenoszenie substancji do iz komórki. Substancjami tymi mogą być składniki odżywcze, odpady i woda. Komórki zwierzęce różnią się od komórek innych organizmów tym, że nie mają ściany komórkowej, która jest sztywną strukturą, która zarówno chroni komórkę, jak i nadaje jej kształt.
Komórki zwierzęce w roztworze hipotonicznym
Komórki zwierzęce mają błonę, która jest w różny sposób przepuszczalna. Podobnie jak membrana selektywnie przepuszczalna, membrana o różnej przepuszczalności pozwala tylko niektórym substancjom – w tym wodzie, ale nie wyłącznie wodzie – przejść przez membranę. Komórka zwierzęca umieszczona w roztworze hipotonicznym szybko zyskuje wodę, ponieważ osmoza spowodowałaby przemieszczenie się wody do obszaru z większą ilością substancji rozpuszczonych. W tym przypadku jest to wnętrze komórki.
Komórka w roztworze hipotonicznym może uzyskać wystarczającą ilość wody do lizy lub pęknięcia błony komórkowej, co niszczy komórkę. Komórki roślinne mają pewną ochronę przed tym zjawiskiem, ponieważ ich ściany komórkowe zapobiegają pękaniu komórki. Organizmy żyjące w środowiskach słodkowodnych, które zwykle są hipotoniczne, często mają mechanizmy zapobiegające pękaniu komórek. Zasada ta jest często demonstrowana w przypadku czerwonych krwinek, które nie mają mechanizmów obrony przed lizą.
