Många molekyler i och omkring celler finns i koncentrationsgradienter över cellmembranet, vilket innebär att molekylerna inte alltid fördelas jämnt inom och utanför cell. Hypertona lösningar har högre koncentrationer av upplösta molekyler utanför cellen, hypotoniska lösningar har lägre koncentrationer utanför cellen, och isotoniska lösningar har samma molekylära koncentrationer inuti och utanför cellen. Diffusion driver molekyler för att flytta från områden där de är i hög koncentration till områden där de befinner sig i en lägre koncentration. Diffusionen av vatten kallas osmos.

TL; DR (för länge, läste inte)

När den placeras i en hypertonisk lösning kommer djurcellerna att minska, medan växtceller kommer att vara fast tack vare sin luftfyllda vakuol. I en hypotonisk lösning kommer cellerna att ta på sig vatten och verka mer klumpiga. I en isotonisk lösning kommer de att vara desamma.

Hypertona lösningar

En lösning är hypertonisk mot en cell om den har en högre koncentration av upplöst ämne (upplöst ämne) än cellen gör. Som ett resultat har det också en lägre koncentration av vatten än cellen gör. Cellmembran och växtcellsväggar är semipermeabla barriärer, vilket innebär att vissa molekyler kan diffundera genom dem, medan andra molekyler inte kan. Många lösta ämnen är för stora eller laddade för att korsa cellmembranet, men vattnet kan diffundera fritt. I en hypertonisk miljö tvingar osmos vatten ut ur cellerna.

Svar på hypertoniska lösningar

Växthusceller har stora sackar av vätska som kallas vacuoler. När de är fulla trycker vakuoler utåt på växtens cellväggar och håller dem styva. När växter placeras i hypertona lösningar krymper deras vakuoler och ger inte längre tillräckligt mycket tryck för att hålla växten av att glida. På grund av sin styvhet håller cellväggarna sin rektangulära form men är mindre klumpiga. Däremot saknar djurceller en cellvägg, och de sprungar sig som rosiner.

Hypotoniska lösningar

En lösning är hypotonisk mot en cell om den har en lägre koncentration av lösningen än cellen gör . Som ett resultat har det också en högre koncentration av vatten än cellen gör. Osmos drar vatten ur lösningen och in i cellerna. Som ett resultat verkar växter och djurceller båda mer klumpiga när de placeras i en hypotonisk lösning. När det ses under ett mikroskop, uppträder vakuolerna av växtceller märkbart större.

Isotoniska lösningar

Om lösningen har samma lösta koncentration och därmed samma vattenkoncentration som cellerna gör, det är isotoniskt för cellerna. Som ett resultat skulle det inte finnas en koncentrationsgradient eftersom en gradient per definition innebär en skillnad. Det skulle således inte finnas något netto flöde av vatten mellan cellen och lösningen. Detta betyder inte att vatten inte skulle röra sig mellan dem, bara att graden av att gå ut och komma in i cellen är lika. Det finns ingen nettoförändring i cellens utseende.