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A função de uma célula é diretamente influenciada por seu ambiente, incluindo as substâncias que são dissolvidas em seu ambiente. A colocação de células em diferentes tipos de soluções ajuda estudantes e cientistas a entender a função celular. Uma solução hipotônica tem um efeito drástico nas células animais que demonstra propriedades importantes e distintas de uma célula animal e membranas celulares.
Soluções
Uma solução é uma mistura de duas ou mais substâncias e é composta por duas partes, os solutos e o solvente. Os solutos são as substâncias dissolvidas e o solvente é a substância na qual os solutos são dissolvidos. As soluções têm uma distribuição uniforme de solventes por toda a mistura. As soluções são comparadas entre si, descrevendo-as como hipertônicas, isotônicas ou hipotônicas. Se uma solução é hipertônica, possui mais solutos em relação a outra solução. Uma solução isotônica tem a mesma quantidade de solutos. Uma solução hipotônica tem menos solutos.
Osmose
Osmose refere-se ao movimento da água através de uma membrana seletivamente permeável. Uma membrana seletivamente permeável é uma membrana que permite apenas a passagem de moléculas de água - não solutos ou íons - através da membrana. Na osmose, a água sempre se move de uma solução com baixo número de solutos para outra com alto número de solutos. Se uma solução com um número baixo de solutos (hipotônico) for colocada ao lado de um com um número maior de solutos (hipertônico) e for separada por uma membrana seletivamente permeável, a água passará da solução hipotônica para a solução hipertônica devido à osmose .
Membranas celulares
Toda célula tem uma membrana que cobre o exterior da célula; é chamado de membrana plasmática. Essa membrana tem inúmeras funções, incluindo manter o conteúdo da célula separado do mundo exterior, protegendo a célula e movendo substâncias para dentro e para fora da célula. Essas substâncias podem ser nutrientes, resíduos e água. As células animais são diferentes das de outros organismos porque não possuem parede celular, uma estrutura rígida que protege a célula e lhe dá forma.
Células animais em solução hipotônica
As células animais têm uma membrana que é diferencialmente permeável. Semelhante a uma membrana seletivamente permeável, uma membrana diferencialmente permeável apenas permite que certas substâncias - incluindo a água, mas não exclusivamente a água - passem através da membrana. Uma célula animal que é colocada em uma solução hipotônica ganhará água rapidamente, porque a osmose fará com que a água se mova para uma área com mais solutos. Nesse caso, esse é o interior da célula.
Uma célula em uma solução hipotônica pode ganhar água suficiente para lisar ou romper a membrana celular, que destrói a célula. As células vegetais têm alguma defesa contra esse fenômeno porque suas paredes celulares impedem que a célula se rompa. Organismos que vivem em ambientes de água doce, que geralmente são hipotônicos, geralmente possuem mecanismos que ajudam a impedir a ruptura das células. Este princípio é frequentemente demonstrado com glóbulos vermelhos, que não têm mecanismos para se defender contra a lisação.