תוֹכֶן
גם לצמחים וגם לבעלי החיים יש תאים, ואחד ההבדלים העיקריים ביניהם הוא שלתאי הצמח יש דפנות תאים. זה עוזר להם לשמור על צורתם גם אם הסביבה משתנה במידה ניכרת. תאי בעלי חיים הם גמישים יותר וללא דופן התא יכולים להגיב בצורה יותר שלילית לשינויים בסביבתם, כגון ריכוז התמיסה סביבם.
קרום פלזמה
כל התאים מוקפים בקרום פלזמה, שהוא שכבה כפולה של פוספוליפידים המווסתת את כניסתם ויציאתם של חומרים לתא. בצמחים דופן התא נמצא בצד הקרום, מה שעוזר לשמור על מבנהו. קרום התא נחשב לחלחל באופן סלקטיבי מכיוון שהוא מאפשר לחומרים מסוימים, כגון מים, לעבור באופן חופשי, אך לא לאחרים, כגון יונים ומולקולות גדולות.
דיפוזיה ואוסמוזה
תמיסה מכילה את הממס, את הנוזל, כגון מים ומומס, המוצקים המומסים בממיס. בתמיסה, חלקיקים באזור של ריכוז גבוה יעברו באופן טבעי לאזור של ריכוז נמוך יותר. זה מכונה דיפוזיה. כאשר דיפוזיה מתרחשת דרך קרום חדיר סלקטיבי, היא מכונה אוסמוזה. זה חשוב לתאים מכיוון שאם המומס לא יכול לעבור דרך הממברנה, שהיא סלקטיבית, המים יעברו באופן חופשי כדי לאזן את הריכוז.
פתרון איזוטוני
אם תא נמצא בתמיסה שיש לו ריכוז זהה לחלקו הפנימי, הפתרון הזה הוא איזוטוני. זהו המצב האידיאלי עבור התא, בו זרימת המים החוצה מהתא שווה לזרימה פנימה. אך לעתים קרובות תאים מוצאים סביבות בעלות ריכוזים שונים מזו שלהן, כמו אורגניזמים הנמצאים במים טהורים (ריכוז מומס נמוך) או במי ים (ריכוז מומס גבוה).
פתרון היפוטוני
אם התמיסה סביב התא מרוכזת פחות ממה שבתוכה, הפתרון הוא היפותטי. בתמיסה היפוטונית, מים זורמים מהתמיסה לתא דרך הממברנה. תהליך זה מתרחש עד לשני הפתרונות ריכוז זהה, או שהתא מתקלקל בגלל לחץ פנימי או שהאברונים שלו פועלים לשאיבת מים החוצה.
פתרון היפרטוני
אם תא נמצא בתמיסה שיש לה ריכוז גבוה יותר מזה הפנימי, הפתרון הזה הוא היפרטוני. כשזה קורה, מים זורמים מהתא לתמיסה. זה קורה עד שהריכוזים מאוזנים, או שהתא מתייבש ומת או שהאברונים מוציאים אנרגיה לשאיבת מים לתוכו.
תאי בעלי חיים לעומת תאי צמח
כאשר תאי בעלי חיים ממוקמים בתמיסות היפוטוניות, הם יספגו מים עקב אוסמוזה. אם התמיסה בה הם נמצאים בריכוז נמוך מספיק, כמו מים מזוקקים, הספיגה תגרום לתאים להתנפח עד שהם מתפוצצים. זה, כמובן, סיכון רציני לתאים בתמיסות היפוטוניות. תאי צמח אינם מתפוצצים עקב דופן התא הנוקשה המחזיק אותם.