なぜ低張性溶液に置かれた細胞に水が入るのか

低張性溶液に置かれた細胞で水が流入する仕組み

細胞を低張性溶液に置くと、浸透圧の差により水が細胞内へ移動します。浸透は、半透膜を通して溶質濃度が低い側から高い側へ水が自然に流れる現象です。低張性溶液は細胞内部より溶質濃度が低いため、水は細胞内に流入し、濃度を均一にしようとします。

1. 濃度勾配の形成

低張性溶液は塩類や有機分子などの溶質濃度が細胞内部に比べて低く、内部は高濃度、外部は低濃度という勾配が生じます。

2. 半透膜としての細胞膜

細胞膜は半透性であり、水分子は自由に通過できますが、多くの溶質は通過しにくい構造です。

3. 浸透圧の働き

内部と外部の溶質濃度差が浸透圧を生み、濃度を均等にしようとする力が働きます。

4. 水の流入と細胞の変化

浸透圧が外側より高い場合、水は低張性溶液から細胞内へ移動し、細胞は膨張して張力が高まります。過度の膨張は細胞破裂（溶血）を引き起こすことがあります。

水の流入量は濃度差と膜の透過性に依存します。適度な浸透圧差であれば細胞は膨らんで張力が保たれますが、差が大きすぎると細胞は破裂します。