Vad händer med en djurcell när den placeras i en hypoton lösning?

En cells funktion påverkas direkt av dess omgivning, inklusive de ämnen som löses upp i dess omgivning. Att placera celler i olika typer av lösningar hjälper både studenter och forskare att förstå cellfunktionen. En hypoton lösning har en drastisk effekt på djurceller som visar viktiga och distinkta egenskaper hos en djurcell och cellmembran.

En lösning är en blandning av två eller flera ämnen och består av två delar, de lösta ämnena och lösningsmedlet. De lösta ämnena är de ämnen som löses upp och lösningsmedlet är det ämne som de lösta ämnena löses upp i. Lösningar har en jämn fördelning av lösningsmedel genom hela blandningen. Lösningar jämförs med varandra genom att beskriva dem som hypertoniska, isotoniska eller hypotoniska. Om en lösning är hypertonisk har den fler lösta ämnen i förhållande till en annan lösning. En isoton lösning har samma mängd lösta ämnen. En hypotonisk lösning har färre lösta ämnen.

Osmos avser rörelse av vatten genom ett selektivt permeabelt membran. Ett selektivt permeabelt membran är ett membran som endast tillåter passage av vattenmolekyler - inte lösta ämnen eller joner - genom membranet. I osmos rör sig alltid vatten från en lösning med ett lågt antal lösta ämnen till en med ett stort antal lösta ämnen. Om en lösning med lågt antal upplösta ämnen (hypotonisk) placeras bredvid en med ett högre antal upplösta ämnen (hypertonisk) och separerat av ett selektivt permeabelt membran, skulle vattnet flytta från den hypotoniska lösningen till den hypertoniska lösningen pga osmos.

Varje cell har ett membran som täcker cellens utsida; det kallas ett plasmamembran. Detta membran har många funktioner, inklusive att hålla innehållet i cellen separat från omvärlden, skydda cellen och flytta ämnen in i och ut ur cellen. Dessa ämnen kan vara näringsämnen, avfall och vatten. Djurceller skiljer sig från de hos andra organismer genom att de saknar en cellvägg, vilket är en stel struktur som både skyddar cellen och ger den form.

Djurceller har ett membran som är differentiellt permeabelt. I likhet med ett selektivt permeabelt membran tillåter ett differentiellt permeabelt membran bara vissa ämnen - inklusive vatten men inte uteslutande vatten - att passera genom membranet. En djurcell som placeras i en hypotonisk lösning kommer snabbt att få vatten, eftersom osmos skulle få vattnet att flytta till ett område med mer lösta ämnen. I det här fallet är det insidan av cellen.

En cell i en hypotonisk lösning kan få tillräckligt med vatten för att lysera eller brista cellmembranet som förstör cellen. Växtceller har ett visst försvar mot detta fenomen eftersom deras cellväggar hindrar cellen från att brista. Organismer som lever i sötvattenmiljöer, som vanligtvis är hypotoniska, har ofta mekanismer som hjälper till att förhindra att celler spricker. Denna princip demonstreras ofta med röda blodkroppar, som inte har några mekanismer för att försvara sig mot lysering.