Περιεχόμενο
Η λειτουργία ενός κυττάρου επηρεάζεται άμεσα από το περιβάλλον του, συμπεριλαμβανομένων των ουσιών που διαλύονται στο περιβάλλον του. Η τοποθέτηση κυττάρων σε διαφορετικούς τύπους λύσεων βοηθά τόσο τους μαθητές όσο και τους επιστήμονες να κατανοούν τη λειτουργία των κυττάρων. Ένα υποτονικό διάλυμα έχει μια δραστική επίδραση στα ζωικά κύτταρα τα οποία επιδεικνύουν σημαντικές και διακριτικές ιδιότητες ενός ζωικού κυττάρου και κυτταρικών μεμβρανών.
Λύσεις
Ένα διάλυμα είναι ένα μείγμα δύο ή περισσοτέρων ουσιών και αποτελείται από δύο μέρη, τις διαλυμένες ουσίες και τον διαλύτη. Οι διαλυμένες ουσίες είναι οι ουσίες που διαλύονται και ο διαλύτης είναι η ουσία στην οποία διαλύονται οι διαλύτες. Τα διαλύματα έχουν ομοιόμορφη κατανομή διαλυτών σε όλο το μείγμα. Τα διαλύματα συγκρίνονται το ένα με το άλλο, περιγράφοντάς τα ως υπερτονικά, ισοτονικά ή υποτονικά. Εάν ένα διάλυμα είναι υπερτονικό, έχει περισσότερες διαλυμένες ουσίες σε σχέση με άλλη λύση. Ένα ισοτονικό διάλυμα έχει την ίδια ποσότητα διαλελυμένων ουσιών. Μια υποτονική λύση έχει λιγότερες διαλυμένες ουσίες.
Ωσμωση
Η όσμωση αναφέρεται στην κίνηση νερού μέσω επιλεκτικής διαπερατής μεμβράνης. Μια επιλεκτικά διαπερατή μεμβράνη είναι μια μεμβράνη που επιτρέπει μόνο τη διέλευση μορίων νερού - όχι διαλυμένων ή ιόντων - μέσω της μεμβράνης. Στην όσμωση, το νερό μετακινείται πάντα από μια λύση με ένα μικρό αριθμό διαλελυμένων ουσιών σε ένα με μεγάλο αριθμό διαλελυμένων ουσιών. Αν ένα διάλυμα με χαμηλό αριθμό διαλελυμένων ουσιών (υποτονικό) τοποθετείται δίπλα σε ένα με μεγαλύτερο αριθμό διαλελυμένων ουσιών (υπερτονικό) και διαχωρίζεται από επιλεκτικά διαπερατή μεμβράνη, το νερό θα κινηθεί από το υποτονικό διάλυμα στο υπερτονικό διάλυμα λόγω της όσμωσης .
Μεμβράνες κυττάρων
Κάθε κύτταρο έχει μια μεμβράνη που καλύπτει το εξωτερικό της κυψέλης. η οποία ονομάζεται μεμβράνη πλάσματος. Αυτή η μεμβράνη έχει πολλές λειτουργίες, όπως η διατήρηση του περιεχομένου του κυττάρου ξεχωριστά από τον έξω κόσμο, η προστασία του κυττάρου και η μετακίνηση των ουσιών μέσα και έξω από το κελί. Αυτές οι ουσίες μπορεί να είναι θρεπτικές ουσίες, απόβλητα και νερό. Τα ζωικά κύτταρα είναι διαφορετικά από εκείνα άλλων οργανισμών, επειδή δεν διαθέτουν κυτταρικό τοίχωμα, το οποίο είναι μια άκαμπτη δομή που προστατεύει τόσο το κύτταρο όσο και το σχήμα του.
Ζωικά κύτταρα σε υποτονικό διάλυμα
Τα ζωικά κύτταρα έχουν μια μεμβράνη που είναι διαπερατά διαπερατή. Παρόμοια με μια επιλεκτικά διαπερατή μεμβράνη, μια διαπερατά διαπερατή μεμβράνη επιτρέπει μόνο ορισμένες ουσίες - συμπεριλαμβανομένου νερού, αλλά όχι αποκλειστικά νερού - να διέρχονται μέσω της μεμβράνης. Ένα ζωικό κύτταρο που τοποθετείται σε ένα υποτονικό διάλυμα θα αποκτήσει γρήγορα νερό, διότι η όσμωση θα έκανε το νερό να μετακινηθεί σε μια περιοχή με περισσότερες διαλυμένες ουσίες. Σε αυτή την περίπτωση, αυτό είναι το εσωτερικό του κελιού.
Ένα κύτταρο σε ένα υποτονικό διάλυμα μπορεί να αποκτήσει αρκετό νερό για να λύσει ή να διαρρήξει, την κυτταρική μεμβράνη, η οποία καταστρέφει το κύτταρο. Τα φυτικά κύτταρα έχουν κάποια άμυνα εναντίον αυτού του φαινομένου επειδή τα κυτταρικά τους τοιχώματα εμποδίζουν τη διάσπαση του κυττάρου. Οι οργανισμοί που ζουν σε περιβάλλον γλυκού νερού, οι οποίοι είναι συνήθως υποτονικοί, συχνά διαθέτουν μηχανισμούς που βοηθούν στην πρόληψη της ρήξης των κυττάρων. Αυτή η αρχή συχνά αποδεικνύεται με τα ερυθρά αιμοσφαίρια, τα οποία δεν έχουν μηχανισμούς για την υπεράσπιση έναντι της λύσης.