Основные закономерности поглощения воды клеткой. Вода может по­ступать в клетки растений благодаря набуханию биоколлои­дов, увеличению степени их гидратации

Вода может по­ступать в клетки растений благодаря набуханию биоколлои­дов, увеличению степени их гидратации. Такое поступление воды характерно для сухих семян, помещенных в воду. Однако главным способом поступления воды в живые клетки является ее осмотическое поглощение.

Осмосом называется прохождение рас­творителя в раствор, отделенный от него полупроницаемой мембраной (т. е. пропускающей растворитель, но не молекулы растворенных веществ).

В Пфеффер предложил осмометр, названныйа им «искусственной клеткой». Во внутреннюю полость пористого фарфорового сосуда наливался раствор желтой кровя­ной соли K4[Fe(CN)6], и сосуд помещался в раствор CuSО4. При взаимодействии этих веществ в порах сосуда образовывалась гелеобразная масса железистосинеродистой меди Cu2[Fe(CN)6], служившая полупроницаемой мембраной. Поступление воды в такого рода осмотическую ячейку приводит к увеличению объема жидкости до тех пор, пока гидроста­тическое давление Р столба жидкости в монометрической трубке не повысится настолько, чтобы воспрепятствовать дальнейшему увеличению объема раствора. В достигнутом состоянии равновесия полупроницае­мая мембрана в единицу времени пропускает одинаковые коли­чества воды в обоих направлениях. Гидростатическое давление в этом случае соответствует потенциальному осмотическому давлению π*.

Если раствор сахарозы в осмотической ячейке, пропускающей только воду, погрузить в чистую воду, то молекулы воды будут перемещаться через стенки ячейки в раствор сахарозы, где концентрация (активность) воды меньше, т. е. от высокого вод­ного потенциала к более низкому. Растворенные ве­щества снижают активность воды в растворе и из ячейки воды выходит меньше, чем входит. Это и приводит к увеличению объема раствора сахарозы и подъему жидкости в трубке осмо­метра.

Растительная клетка окружена эластичной клеточной стенкой. Вакуоль содержит большое количество осмотически активных веществ. При изучении осмотических явлений в растительных клетках полупроницаемой мембраной считается система, состоящая из плазмалеммы и тонопласта одновременно. При помещении клетки в воду последняя по законам осмоса бу­дет поступать внутрь клетки.

Силу, с которой вода входит в клетку, называют сосущей силой S. Она тождественна водному потенциалу клетки (ΨН2О). Величина сосущей силы определяется осмотическим давлением клеточного сока (π*) и тургорным (гидростатическим) давле­нием в клетке (Р), которое равно противодавлению клеточной стенки, возникающему при ее эластическом растяжении:

S = π* ― Р

Когда клетка полностью насыщена водой (полностью тургесцентна), ее сосущая сила равна нулю, а тургорное давление равно по­тенциальному осмотическому: S = 0; Р = π*. Если подача воды к клетке уменьшается (при усилении ветра, при недостатке влаги в почве и т. д.), то вначале возникает водный дефицит в клеточных стенках, водный потенциал которых становится ниже, чем в вакуолях, и вода начинает перемедцаться в кле­точные стенки. Отток воды из вакуоли снижает тургорное да­вление в клетках и, следовательно, увеличивает их сосущую си­лу. При длительном недостатке влаги большинство клеток теряет тургор и растение подвядает. В этих условиях Р = 0; S=π*.

Явление потери тургора клетками можно наблюдать, если поместить кусочки тканей в гипертонический рас­твор. Отток воды из клеток приводит к уменьше­нию объема протопластов и их отделению от клеточных стенок. Происходит плазмолиз. Пространство между стенкой и сократившимся протопластом заполняет наружный раствор. При помещении этой клетки в чистую воду тургересцентность клетки восстанавливается.

В условиях водного дефицита в молодых тканях резкое уси­ление потери воды, например при суховее, может приводить к тому, что тургорное давление в клетках становится отрица­тельной величиной и протопласты, сокращаясь в объеме, не от­деляются от клеточных стенок, а тянут их вслед за собой. Клетки и ткани сжимаются. Это явление называется циторризом.

Помимо осмотического фактора, поглощение цитоплазмой воды может быть связано с гидратацией белков и других био­коллоидов. При учете воды, поглощаемой клетками в резуль­тате процессов гидратации, в уравнение водного потенциала наряду с другими компонентами вводится и потенциал набуха­ния Ψτ.

Осмотическая концентрация вакуолярного сока для клеток корней составляет 0,3 — 1,2 МПа, а для клеток надземных орга­нов — 1,0-2,6 МПа. Это обусловливает существование верти­кального градиента осмотической концентрации и сосущей силы от корней к листьям. Очень высоко осмотическое давление в клетках галофитов, растущих в условиях засоления: оно достигает 15 МПа.

 








Дата добавления: 2015-05-30; просмотров: 2580;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2024 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.008 сек.