Как найти тургорное давление клетки
Зависимость осмотического давления от внешних условий
Тургорное и осмотическое давление, сосущая сила. Механизм поглощения воды клеткой.
Общие представления о диффузии и осмосе.
Вся жизнедеятельность клетки связана с тем, что клетка постоянно поглощает из окружающей среды вещества и выделяет в нее продукты обмена. При этом важную роль играют осмос и диффузия.
Диффузия – это спонтанный процесс перетекания в системе или процесс выравнивания концентраций, не требующий затраты энергии и происходящий за счет броуновского движения. Для осуществления диффузии нужен объем и разность концентраций. Объемом в клетке является пространство (поры, межклетники, каналы), а разность концентраций создают вещества.
Осмос – передвижение растворителя через полупроницаемые мембраны и непрохождение через них растворенного вещества, если это идеально полупроницаемая мембрана.
Растительная клетка окружена клеточной оболочкой, которая может растягиваться. Вакуоль содержит большое количество сахаров, органических кислот, солей – осмотически активных веществ. В упрощенной модели клетки полупроницаемой мембраной считается плазмолемма и тонопласт одновременно. Вода через нее проходит легко, а вещества клетки – нет. При помещении клетки в воду, вода начинает в нее поступать.
Сила, с которой вода входит в клетку, называется сосущей силой S. Величина сосущей силы определяется осмотическим давлением клеточного сока П* и тургорным давлением в клетке Р.
Тургор – это напряженно состояние клеточной стенки, вызванное давлением клеточного содержимого, а противодавление оболочки на протопласт – это тургорное давление.
Когда клетка полностью насыщена водой (тургесцентна), ее сосущая сила равна нулю, а тургорное давление равно потенциальному осмотическому: S = 0, Р = П* (правая часть графика) – полное насыщение клетки водой. Состояние полного тургора наблюдается в клетках при достаточной влажности почвы и воздуха, когда вода не входит и не выходит из клетки (водоросли).
Клетки наземных растений никогда не бывают полностью насыщены водой из-за потери воды листьями. Возникает водный дефицит в клеточных стенках, затем в клеточных вакуолях, что приводит к перемещению из них воды в клеточные стенки, снижается тургорное давление в клетках и увеличивается их сосущая сила: S = П*, Р=О (левая часть графика) – клетка испытывает водный дефицит. При длительном недостатке влаги клетки теряют тургор и растение подвядает.
Зависимость между тургорным давлением (Р), осмотическим давлением (П*), и сосущей силой (S):
По отношению к концентрации клеточного сока внешние растворы могут быть:
1. Гипертоническими, осмотическое давление которых больше осмотического давления клеточного сока.
2. Изотоническими, осмотическое давление которых равно осмотическому давлению клеточного сока.
3. Гипотоническими, у которых давление меньше, чем давление клеточного сока.
При помещении живой клетки не в воду, а в гипертонический раствор тургор будет стремиться к нулю, а сосущая сила к величине полного осмотического давления. При этом раствор оттянет воду из клетки, клеточная стенка и цитоплазма сократятся, тургор изчезнет, цитоплазма будет отходить от клеточной стенки – наступит плазмолиз. Он бывает уголковый, вогнутый, выпуклый. Обратный процесс называется деплазмолизом.
Внешние условия в природе существенно влияют на показатели осмотического давления и сосущей силы. Они низки у растений пресных вод, и высоки у растений соленых водоемов и у растений засушливых мест. Избыток минеральных удобрений, особенно при посадке растений может вызвать плазмолиз клеток корня, жаркая погода и ветер – циторриз, клеточные стенки при котором вместе с цитоплазмой впячиваются внутрь и деформируются, стремясь разорвать цитоплазму.
Осмотические свойства клеток определяют поглощение воды растением, лежат в основе многих физиологических процессов в клетках:
1. Они определяют различные виды движений у растений (движения устьиц и др.).
2. От них зависит рост клеток.
3. Они определяют упругое состояние тканей и органов растений.
4. Они влияют на внешний вид и форму растений.
5. Они определяют передвижение воды и растворенных веществ.
6. Они влияют на устойчивость растений к неблагоприятным условиям.
7. Они регулируют в целом процесс фотосинтеза.
93.79.221.197 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.
Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)
очень нужно
Как найти тургорное давление клетки
14.1.6. Плазмолиз и тургорное давление
Если клетка находится в контакте с гипертоническим раствором, т.е. с раствором, имеющим более низкий водный потенциал, чем собственное содержимое клетки, вода начинает выходить из нее путем осмоса через плазматическую мембрану. Сначала теряется вода цитоплазмы, а затем через тонопласт выходит вода и из вакуоли. Протопласт, т. е. живое содержимое клетки, окруженное клеточной стенкой, сморщивается и в конце концов отстает от клеточной стенки. Этот процесс называют плазмолизом, а про такую клетку говорят, что она плазмолизирована. При начинающемся плазмолизе протопласт только-только перестает оказывать какое-либо давление на клеточную стенку, и клетка становится вялой. Вода выходит из протопласта до тех пор, пока его содержимое не приобретает такой же водный потенциал, что и окружающий раствор. После этого клетка перестает сморщиваться дальше.
14.2. Чем занято пространство между клеточной стенкой и сморщенным протопластом в плазмолизированных клетках?
Процесс плазмолиза обычно обратим, клетка при этом не получает никаких стойких повреждений. Если плазмолизированную клетку поместить в чистую воду или в гипотонический раствор, т. е. в раствор с более высоким, чем у содержимого клетки, водным потенциалом, вода начинает поступать в клетку путем осмоса. По мере того как увеличивается объем протопласта, он начинает давить на клеточную стенку и растягивав ее. Клеточная стенка сравнительно жесткая, поэтому давление внутри клетки растет очень быстро. Давление, оказываемое протопластом на клеточную стенку, называется тургорным давлением (ТД). Иногда вместо этого говорят о противодавлении клеточной стенки (ПД), имея в виду давление клеточной стенки на протопласт. Оба давления равны по величине, но противоположны по направлению. При постепенном увеличении тургорного давления из-за того, что вода поступает в клетку за счет осмоса, клетка становится тургесцентной. Полное набухание клетки, т.е. максимальное ТД, наблюдается только тогда, когда клетку помещают в чистую воду. Когда стремление воды войти в клетку и тургорное давление в точности уравновешивают друг друга, из клетки выходит ровно столько воды, сколько в нее входит, и клетка теперь находится в равновесии с окружающим ее раствором. Осмотическое давление в клетке, вероятно, все еще выше, чем в окружающем растворе, так как для того, чтобы поднять тургорное давление до точки равновесия, нужно очень малое количество воды; его явно недостаточно, чтобы существенно разбавить содержимое клетки. Тот факт, что в состоянии равновесия осмотическое давление в растительной клетке может быть несколько выше, чем у окружающего раствора, объясняется именно наличием тургорного давления.
Тургорное давление — это уже не потенциальное, а реальное давление, оно создается только при наличии клеточной стенки. У животных клеток нет клеточной стенки, а плазматические мембраны слишком нежны, чтобы защитить клетку от набухания и разрыва в гипертоническом растворе. Поэтому в животных клетках должна быть система защиты, основанная на осморегуляции (см. гл. 19).
14.3. Каково тургорное давление в вялой клетке?
14.4. У каких еще организмов, кроме растений, есть клеточные стенки?
Тургорное давление
Тургорное давление — внутреннее давление, которое развивается в растительной клетке, когда в нее в результате осмоса входит вода и цитоплазма прижимается к клеточной стенке; это давление препятствует дальнейшему проникновению воды в клетку.
Wikimedia Foundation . 2010 .
Смотреть что такое «Тургорное давление» в других словарях:
ТУРГОРНОЕ ДАВЛЕНИЕ — давление протоплазмы на клеточную стенку изнутри … Словарь ботанических терминов
ТУРГОРНОЕ НАТЯЖЕНИЕ — эластическое противодавление, оказываемое оболочкой на протоплазму, уравновешивающее тургорное давление … Словарь ботанических терминов
ОСМОТИЧЕСКОЕ ДАВЛЕНИЕ — ОСМОТИЧЕСКОЕ ДАВЛЕНИЕ, давление, производимое молекулами растворенного вещества на полупроницаемые стенки сосуда^ Теория О. д. Если чистая вода и какой либо раствор разделены перегородкой, задерживающей растворённые молекулы, ю> пропускающей… … Большая медицинская энциклопедия
тургор — (от позднелат. turgor вздутие, наполнение), внутреннее гидростатическое давление в живой клетке, вызывающее напряжение клеточной оболочки. У животных тургор клеток обычно невысок, у растительных клеток тургорное давление поддерживает листья и… … Энциклопедический словарь
Осмос — (от греч. ὄσμος толчок, давление) процесс односторонней диффузии через полупроницаемую мембрану молекул растворителя в сторону большей концентрации растворённого вещества (меньшей концентрации растворителя). Более широкое толкование… … Википедия
Тургор тканей — У этого термина существуют и другие значения, см. Тургор (значения). Тургор тканей напряжённое состояние оболочек живых клеток. Тургорное давление внутреннее давление, которое развивается в растительной клетке, когда в нее в результате… … Википедия
Тоничность — Взаимодействие красных кровяных телец с растворами в зависимости от … Википедия
ТУРГОР — (от позднелат. turgor вздутие, наполнение), напряжённое состояние клеточной оболочки, создаваемое гидростатич. давлением внутриклеточной жидкости. В растит, клетках внутр. давление на клеточную стенку всегда превышает давление на неё наружного… … Биологический энциклопедический словарь
ТУРГОР — (от позднелат. turgor вздутие наполнение), внутреннее гидростатическое давление в живой клетке, вызывающее напряжение клеточной оболочки. У животных тургор клеток обычно невысок, у растительных клеток тургорное давление поддерживает листья и… … Большой Энциклопедический словарь
Тургор — (позднелат. turgor вздутие, наполнение, от лат. turgere быть набухшим, наполненным) напряжённое состояние клеточной оболочки, зависящее от осмотического давления (См. Осмотическое давление) внутриклеточной жидкости (Р внутреннее),… … Большая советская энциклопедия
Явление тургора и плазмолиза в растительной клетке, осмотическое давление и сосущая сила клеток, их взаимосвязь
Концентрация веществ в клеточном соке (с1) выше, чем в окружающем растворе (с2). Поэтому вода поступает в вакуоль. Вакуоль увеличивается, на цитоплазму, на клеточную стенку – это тургорное давление (направлено из клетки, способствует поддержанию формы). Клетка в этом состоянии упруга.
Тургор – напряженное состояние клеточной оболочки и клетки в целом, создаваемое гидростатическим давлением внутриклеточной жидкости.
Клетки обладают упругостью
Вертикальное положение неодревесневших частей растения
Рост клеток растяжением
Регуляция работ устьиц
Плазмолиз – сокращение объема вакуоли и отделению протопласта от оболочки; клеточная оболочка спадается. Это показатель живого состояния клетки, он обратим.
Протопласт превращается в комочек, имеющий тяжи цитоплазмы – нити Гехта, которые сыграют важную роль при деплазмолизе (возвращение протопласта в обычное состояние).
Осмос – направленный процесс диффузии через полупроницаемую мембрану; при этом вода перемещается из участка с высоким водным потенциалом в участок с низким водным потенциалом (осмотическое давление напрвлено в клетку).
Сосущая сила клетки – это разность осмотического и тургорного давления: с = о – т. Если о=т, то с=0 – клетка насыщена водой.
Концентрация ионов и сахаров в клеточном соке центральной вакуоли, как правило, выше, чем в клеточной стенке; тонопласт значительно замедляет диффузию из вакуоли этих веществ и в то же время легко проницаем для воды. Поэтому вода будет поступать в вакуоль. Такой однонаправленный процесс диффузии воды через избирательно проницаемую мембрану носит название осмоса. Поступающая в клеточный сок вода оказывает давление на постенный протопласт, а через него и на клеточную стенку, вызывая напряженное, упругое ее состояние, или тургор клетки. Тургор обеспечивает сохранение неодревесневшими органами растения формы и положения в пространстве, а также их сопротивление действию механических факторов.
Если клетку поместить в гипертонический раствор какой-нибудь нетоксичной соли или сахара (т. е. в раствор большей концентрации, чем концентрация клеточного сока), то происходит осмотический выход воды из вакуоли. В результате этого ее объем сокращается, эластичный постенный протопласт отходит от клеточной стенки, тургор исчезает, наступает плазмолиз клетки(рис.2.9).
Рис. 2.9. Схема плазмолиза : 1 – клетка в состоянии тургора; 2 – начало плазмолиза; 3 – полный плазмолиз.
Плазмолиз обычно обратим. При помещении клетки в воду или в гипотонический раствор вода снова энергично поглощается центральной вакуолью, протопласт опять прижимается к клеточной стенке, тургор восстанавливается. Плазмолиз может служить показателем живого состояния клетки, мертвая клетка не плазмолизируется, так как не имеет избирательно проницаемых мембран.
Потеря тургора вызывает завядание растения. При завядании на воздухе в условиях недостаточного водоснабжения тонкие стенки клеток сморщиваются одновременно с протопластом и делаются складчатыми.
Тургорное давление не только поддерживает форму неодревесневших частей растений, оно является также одним из факторов роста клетки, обеспечивая рост клеток растяжением, т. е. за счет поглощения воды и увеличения размера вакуоли. У животных клеток центральная вакуоль отсутствует, их рост происходит главным образом за счет увеличения количества цитоплазмы, поэтому размер животных клеток обычно меньше, чем растительных.
Плазмолиз и тургорное давление.
Если клетка находится в контакте с гипертоническим раствором, т.е. с раствором, имеющим более низкий водный потенциал (с более высокой концентрацией растворённого вещества), чем собственное содержимое клетки, вода начинает выходить из неё путём осмоса через плазматическую мембрану. Сначала теряется вода цитоплазмы, а затем через тонопласт выходит вода из вакуоли. Протопласт, т.е. живое содержимое клетки, окружённое клеточной стенкой, сморщивается и в конце концов отстаёт от клеточной стенки. Этот процесс называется плазмолизом,а про такую клетку говорят, что она плазмолизирована. При начинающемся плазмолизе протопласт только-только перестаёт оказывать какое-либо давление на клеточную стенку, и клетка становится вялой. Вода выходит из протопласта до тех пор, пока его содержимое не приобретает такой же водный потенциал, что и окружающий раствор. После этого клетка перестаёт сморщиваться дальше. Процесс плазмолиза обычно обратим, клетка при этом не получает никаких стойких повреждений.
Если плазмолизированную клетку поместить в чистую воду или в гипотонический раствор с более высоким, чем у содержимого клетки, водным потенциалом, вода начинает поступать в клетку путём осмоса.
По мере того как увеличивается объём протопласта, он начинает давить на клеточную стенку и растягивает её. Клеточная стенка сравнительно жёсткая, поэтому давление внутри клетки растёт очень быстро. При постепенном увеличении тургорного давления из-за того, что вода поступает в клетку за счёт осмоса, клетка становится тургесцентной. Полное набухание клетки, т.е. максимальное тургорное давление, наблюдается только тогда, когда клетку помещают в чистую воду. Когда стремление воды войти в клетку и тургорное давление в точности уравновешивают друг друга, из клетки выходит ровно столько воды, сколько в неё входит, и клетка теперь находится в равновесии с окружающим её раствором. В чистой воде тургор восстанавливается – это деплазмолиз.
Поскольку цитоплазма является полупроницаемой, одни вещества свободно проходят через неё, а другие не проникают, хотя и растворены в воде. Вода свободно проходит в клетку через оболочку, которая представляет собой мелкопористую мембрану.
Интенсивность поглощения клеткой воды – сосущая сила клетки (S) зависит от осмотического давления в клетке (Р) и тургорного давления, т.е. сопротивления оболочки (Т).
S = Р – Т
Когда осмотическое давление станет равным тургорному, т.е. Р=Т,тогда сосущая сила будет равна 0, т.е. S=0, и вода перестанет поступать в клетку. Состояние напряжения клетки называется тургором.
Кроме осмотического и тургорного давления на поступление воды в клетку оказывают огромное влияние электроосмотические силы. Цитоплазма способна адсорбировать, т.е. поглощать своей поверхностью ионы воды и других веществ. Это поглощение происходит благодаря возникновению электрических зарядов в пограничных слоях плазмолеммы, мезоплазмы и тонопласта и созданию разности потенциалов.
Дата добавления: 2015-12-26 ; просмотров: 1363 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ
