Hvad sker der med plante- og dyerceller, når de placeres i hypertoniske, hypotoniske og isotoniske omgivelser?

Mange molekyler i og omkring celler findes i koncentrationsgradienter over cellemembranen, hvilket betyder, at molekylerne ikke altid er jævnt fordelt inden i og uden for cellen. Hypertoniske opløsninger har højere koncentrationer af opløste molekyler uden for cellen, hypotoniske opløsninger har lavere koncentrationer uden for cellen, og isotoniske opløsninger har de samme molekylære koncentrationer inden i og uden for cellen. Diffusion får molekyler til at bevæge sig fra områder, hvor de er i høj koncentration til områder, hvor de er i en lavere koncentration. Diffusion af vand benævnes osmose.

TL; DR (for lang; læste ikke)

Når de placeres i en hypertonisk opløsning, vil dyreceller skrumpe sammen, mens planteceller vil forblive fast takket være deres luftfyldte vakuol. I en hypoton opløsning tager cellerne vand og ser mere fyldige ud. I en isotonisk opløsning forbliver de de samme.
Hypertoniske opløsninger

En hypertonisk opløsning er, når opløsningen har en højere opløst (opløst stof) koncentration end cellen gør. Som et resultat har den også en lavere koncentration af vand, end cellen gør. Cellemembraner og plantecellevægge er semipermeable barrierer, hvilket betyder, at visse molekyler kan diffundere gennem dem, mens andre molekyler ikke kan. Mange opløste stoffer er for store eller lades til at krydse cellemembranen, men vand kan diffundere frit. I et hypertonisk miljø tvinger osmose vand ud af cellerne.
svar på hypertoniske løsninger

Plante celler har store væskesække kaldet vakuoler. Når de er fulde, skubbes vakuoler udad på plantens cellevægge og holder dem stive. Når planter anbringes i hypertoniske opløsninger, krymper deres vakuoler og giver ikke længere tilstrækkeligt pres til at forhindre planten i at visne. På grund af deres stivhed holder cellevæggene deres rektangulære form, men er mindre fyldige. I modsætning hertil mangler dyreceller en cellevæg, og derfor krymper de sig som rosiner.
Hypotoniske opløsninger

En opløsning er hypotonisk for en celle, hvis den har en lavere opløst koncentration end cellen gør. Som et resultat har den også en højere koncentration af vand, end cellen gør. Osmose trækker vand ud af opløsningen og ind i cellerne. Som et resultat forekommer plante- og dyreceller begge mere fyldige, når de anbringes i en hypotonisk opløsning. Når de ses under et mikroskop, vises vakuolerne af planteceller mærkbart større.
Isotonic Solutions

Hvis opløsningen har den samme opløste koncentration og dermed den samme vandkoncentration, som cellerne gør, er den isotonisk til cellerne. Som et resultat ville der ikke være en koncentrationsgradient, da en gradient per definition involverer en forskel. Der ville således ikke være nogen netto strømning af vand mellem cellen og opløsningen. Dette betyder ikke, at vand ikke vil bevæge sig mellem dem, bare at hastigheden for at komme ud og ind i cellen er ens. Der er ingen nettoændring i cellens udseende.

For mere information, se disse artikler: