จะเกิดอะไรขึ้นกับเซลล์สัตว์เมื่อวางในสารละลายไฮโปโทนิก

การทำงานของเซลล์ได้รับอิทธิพลโดยตรงจากสภาพแวดล้อม รวมถึงสารที่ละลายเข้าสู่สิ่งแวดล้อมด้วย การวางเซลล์ในสารละลายประเภทต่างๆ ช่วยให้ทั้งนักเรียนและนักวิทยาศาสตร์เข้าใจการทำงานของเซลล์ สารละลายไฮโปโทนิกมีผลอย่างมากต่อเซลล์สัตว์ซึ่งแสดงให้เห็นคุณสมบัติที่สำคัญและโดดเด่นของเซลล์สัตว์และเยื่อหุ้มเซลล์

สารละลายคือส่วนผสมของสารตั้งแต่สองชนิดขึ้นไปและประกอบด้วยสองส่วน ได้แก่ ตัวถูกละลายและตัวทำละลาย ตัวถูกละลายคือสารที่ละลาย และตัวทำละลายคือสารที่ตัวถูกละลายเข้าไป สารละลายมีการกระจายตัวของตัวทำละลายอย่างสม่ำเสมอทั่วทั้งส่วนผสม สารละลายจะถูกเปรียบเทียบโดยอธิบายว่าเป็นไฮเปอร์โทนิก ไอโซโทนิก หรือไฮโปโทนิก ถ้าสารละลายเป็นไฮเปอร์โทนิก สารละลายนั้นมีตัวถูกละลายมากกว่าเมื่อเทียบกับสารละลายอื่น สารละลายไอโซโทนิกมีปริมาณตัวถูกละลายเท่ากัน สารละลายไฮโปโทนิกมีตัวถูกละลายน้อยกว่า

ออสโมซิสหมายถึงการเคลื่อนที่ของน้ำผ่านเมมเบรนที่ดูดซึมได้ เมมเบรนที่ซึมผ่านได้เฉพาะเจาะจงคือเมมเบรนที่ยอมให้โมเลกุลของน้ำผ่านเท่านั้น ไม่ใช่ตัวถูกละลายหรือไอออน ผ่านเมมเบรน ในระบบออสโมซิส น้ำจะเคลื่อนจากสารละลายที่มีตัวถูกละลายจำนวนน้อยไปเป็นสารละลายที่มีตัวถูกละลายจำนวนมาก หากวางสารละลายที่มีจำนวนตัวถูกละลายต่ำ (hypotonic) ไว้ข้างๆ ตัวที่มีจำนวนตัวถูกละลายมากกว่า (hypertonic) และเป็น แยกจากกันด้วยเมมเบรนที่ซึมผ่านได้เฉพาะเจาะจง น้ำจะเคลื่อนจากสารละลายไฮโปโทนิกไปเป็นสารละลายไฮเปอร์โทนิกเนื่องจาก ออสโมซิส

ทุกเซลล์มีเมมเบรนที่หุ้มด้านนอกของเซลล์ เรียกว่าพลาสมาเมมเบรน เมมเบรนนี้มีหน้าที่มากมาย รวมถึงการแยกเนื้อหาของเซลล์ออกจากโลกภายนอก ปกป้องเซลล์และสารที่เคลื่อนที่เข้าและออกจากเซลล์ สารเหล่านี้อาจเป็นสารอาหาร ของเสีย และน้ำ เซลล์สัตว์แตกต่างจากสิ่งมีชีวิตอื่นตรงที่พวกมันไม่มีผนังเซลล์ ซึ่งเป็นโครงสร้างที่แข็งแรงซึ่งทั้งคู่ปกป้องเซลล์และทำให้มันมีรูปร่าง

เซลล์สัตว์มีเมมเบรนที่ซึมผ่านได้ต่างกัน เมมเบรนที่ดูดซึมได้ต่างกันจะคล้ายกับเมมเบรนที่ซึมผ่านได้เฉพาะส่วนเท่านั้น ยอมให้สารบางอย่างเท่านั้น ซึ่งรวมถึงน้ำ แต่ไม่ใช่น้ำเท่านั้น เซลล์สัตว์ที่วางอยู่ในสารละลายไฮโปโทนิกจะได้รับน้ำอย่างรวดเร็ว เนื่องจากการดูดซึมจะทำให้น้ำเคลื่อนไปยังบริเวณที่มีตัวถูกละลายมากกว่า ในกรณีนี้ นั่นคือด้านในของเซลล์

เซลล์ในสารละลายไฮโปโทนิกอาจได้รับน้ำเพียงพอที่จะสลายหรือทำให้เยื่อหุ้มเซลล์แตก ซึ่งทำลายเซลล์ เซลล์พืชมีการป้องกันปรากฏการณ์นี้เนื่องจากผนังเซลล์ของพวกมันป้องกันไม่ให้เซลล์แตก สิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ในสภาพแวดล้อมน้ำจืดซึ่งมักจะเป็นภาวะ hypotonic มักมีกลไกที่ช่วยป้องกันไม่ให้เซลล์แตกออก หลักการนี้มักแสดงให้เห็นด้วยเซลล์เม็ดเลือดแดงซึ่งไม่มีกลไกในการป้องกันการสลาย