Τι συμβαίνει με ένα ζωικό κύτταρο σε ένα υποτονικό διάλυμα;

Περιεχόμενο

• Μεμβράνη πλάσματος
• Διάχυση και όσμωση
• Ισοτονική λύση
• Υποτονικό διάλυμα
• Υπερτιονικό διάλυμα
• Ζωικά κύτταρα x φυτικά κύτταρα

Και τα φυτά και τα ζώα έχουν κύτταρα και μία από τις μεγαλύτερες διαφορές μεταξύ τους είναι ότι τα φυτικά κύτταρα έχουν κυτταρικά τοιχώματα. Αυτό τους βοηθά να διατηρήσουν το σχήμα τους ακόμα και αν το περιβάλλον αλλάξει σημαντικά. Τα ζωικά κύτταρα είναι πιο εύκαμπτα και, χωρίς το κυτταρικό τοίχωμα, μπορούν να αντιδρούν περισσότερο αρνητικά στις αλλαγές στο περιβάλλον τους, όπως η συγκέντρωση του διαλύματος γύρω από αυτά.

Τα αιμοκύτταρα, που υπάρχουν σε πολλά ζώα, αντιδρούν σε υψηλότερες ή χαμηλότερες συγκεντρώσεις του διαλύματος αίματος (Τσαντ Μπέικερ / Φωτοδίσκος / Getty Images)

Μεμβράνη πλάσματος

Όλα τα κύτταρα περιβάλλονται από μια μεμβράνη πλάσματος, η οποία είναι μια διπλή στιβάδα φωσφολιπιδίων που ρυθμίζει την είσοδο και την έξοδο υλικών στο κύτταρο. Στα φυτά, το κυτταρικό τοίχωμα βρίσκεται στην πλευρά της μεμβράνης, γεγονός που βοηθά στη διατήρηση της δομής του. Η μεμβράνη ενός κυττάρου θεωρείται επιλεκτικά διαπερατή, καθώς επιτρέπει ορισμένες ουσίες, όπως το νερό, να διέρχονται ελεύθερα, αλλά όχι και άλλες, όπως μεγάλα ιόντα και μόρια.

Διάχυση και όσμωση

Ένα διάλυμα περιέχει τον διαλύτη, το υγρό, όπως το νερό και τη διαλυτή ουσία, τα στερεά διαλύονται στον διαλύτη. Σε μία λύση, τα σωματίδια σε μια περιοχή υψηλής συγκέντρωσης φυσικά θα μεταναστεύσουν σε μια περιοχή χαμηλότερης συγκέντρωσης. Αυτό είναι γνωστό ως διάχυση. Όταν η διάχυση λαμβάνει χώρα μέσω μιας επιλεκτικά διαπερατής μεμβράνης, είναι γνωστή ως όσμωση. Αυτό είναι σημαντικό για τα κύτταρα, επειδή αν η διαλυμένη ουσία δεν μπορεί να περάσει από τη μεμβράνη, η οποία είναι επιλεκτική, το νερό θα διέλθει ελεύθερα για να εξισορροπήσει τη συγκέντρωση.

Ισοτονική λύση

Εάν ένα κύτταρο βρίσκεται σε διάλυμα που έχει την ίδια συγκέντρωση με το εσωτερικό του, αυτό το διάλυμα είναι ισοτονικό. Αυτή είναι η ιδανική κατάσταση για την κυψέλη, στην οποία η ροή νερού που εξέρχεται από το κύτταρο ισούται με την εισερχόμενη ροή. Όμως, τα κύτταρα συχνά βρίσκουν περιβάλλοντα που έχουν συγκεντρώσεις διαφορετικές από τις δικές τους, όπως οργανισμοί που βρίσκονται σε καθαρό νερό (χαμηλή συγκέντρωση διαλυτής ουσίας) ή θαλασσινό νερό (υψηλή συγκέντρωση διαλυτής ουσίας).

Υποτονικό διάλυμα

Εάν το διάλυμα γύρω από το κύτταρο είναι λιγότερο συγκεντρωμένο από το διάλυμα μέσα στο κύτταρο, η λύση είναι υποτονική. Σε υποτονικό διάλυμα, το νερό ρέει από το διάλυμα μέσα στο κύτταρο μέσω της μεμβράνης. Αυτή η διαδικασία συμβαίνει έως ότου τα δύο διαλύματα έχουν την ίδια συγκέντρωση ή τα ρήγματα κυττάρων οφείλονται στην εσωτερική πίεση ή τα οργανίδια τους δουλεύουν για να αντλούν νερό έξω.

Υπερτιονικό διάλυμα

Εάν ένα κύτταρο βρίσκεται σε διάλυμα που έχει υψηλότερη συγκέντρωση από την εσωτερική, αυτή η λύση είναι υπερτονική. Όταν συμβεί αυτό, το νερό ρέει από το κελί στο διάλυμα. Αυτό συμβαίνει μέχρις ότου οι συγκεντρώσεις είναι ισορροπημένες ή το κύτταρο αφυδατώνεται και πεθαίνει ή τα οργανίδια καταναλώνουν ενέργεια για να αντλούν νερό μέσα σε αυτό.

Ζωικά κύτταρα x φυτικά κύτταρα

Όταν τα ζωικά κύτταρα τοποθετούνται σε υποτονικά διαλύματα, θα απορροφούν νερό λόγω της όσμωσης. Εάν το διάλυμα στο οποίο βρίσκονται, έχει αρκετά χαμηλή συγκέντρωση, όπως απεσταγμένο νερό, η απορρόφηση θα προκαλέσει την αύξηση των κυττάρων μέχρι να εκραγούν. Αυτό, φυσικά, αποτελεί σοβαρό κίνδυνο για κύτταρα σε υποτονικά διαλύματα. Τα φυτικά κύτταρα δεν εκρήγνυνται λόγω του άκαμπτου κυτταρικού τοιχώματος που τους συγκρατεί.