L'acqua entra nella cellula secondo un gradiente di potenziale idrico

Immaginiamo un beaker aperto pieno di acqua pura a 20°C; poiché l'acqua è a diretto contatto con l'atmosfera la sua pressione idrostatica sarà uguale a quella atmosferica (Ψp=0 MPa). Non ci sono soluti nell'acqua e così Ψs è uguale a 0 MPa, quindi il potenziale idrico risulta essere uguale a 0 MPa (Ψw = Ψs + Ψp). Infine, poiché ci stiamo occupando di processi di trasporto che avvengono in un beaker, definiamo l'altezza di riferimento come uguale al livello del beaker, ottenendo così Ψg=0. Immaginiamo ora di sciogliere del saccarosio in acqua alla concentrazione di 0,1 M. Questa aggiunta abbassa il potenziale osmotico (Ψs) a -0,244 MPa e diminuisce il potenziale idrico (Ψw) a -0,244 MPa. Consideriamo ora una cellula vegetale flaccida (cioè una cellula senza pressione di turgore) con una concentrazione totale di soluti interna di 0,3 M. Questa concentrazione di soluto porta ad un potenziale osmotico (Ψs) di -0,732 MPa. Poiché la cellula è flaccida la pressione interna è uguale alla pressione ambientale, così la pressione idrostatica (Ψp) è 0 MPa e il potenziale idrico della cellula è -0,732 MPa. Se mettiamo questa cellula all'interno del beaker contenente la nostra soluzione 0,1 M di saccarosio, poiché il potenziale idrico della soluzione di saccarosio (Ψw=-0,244 MPa) è maggiore di quello della cellula (Ψw=-0,732 MPa), l'acqua si sposterà dalla soluzione di saccarosio verso la cellula (da un potenziale idrico maggiore ad uno minore). Comunque, poiché le cellule vegetali sono circondate da rigide pareti cellulari, anche un piccolo aumento del volume cellulare causa un forte aumento della pressione idrostatica all'interno della cellula. Così, man mano che l'acqua entra nella cellula, aumenta la pressione idrostatica o pressione di turgore cellulare, Ψp. Di conseguenza aumenta il Ψw della cellula e si riduce la Δψw, cioè la differenza tra il potenziale idrico interno ed esterno. Alla fine il Ψp aumenta quel tanto che basta per innalzare il Ψw della cellula agli stessi valori del Ψw della soluzione di saccarosio. A questo punto è raggiunto l'equilibrio (ΔΨw=0 MPa) e cessa il trasporto netto dell'acqua. L'inverso di quello che abbiamo spiegato avviene se la cellula veniva posta in una soluzione di saccarosio 0,3 M, in cui il Ψw della soluzione sarà più negativo del Ψw della cellula e l'acqua dalla cellula si sposterà verso la soluzione.