У каких растений больше осмотическое давление клеточного сока
Содержание статьи
Справочник химика 21
из «Курс физиологии растений Издание 3»
Как уже отмечалось, осмотические явления наблюдаются лишь в системах, содержащих так называемые полупроницаемые перепонки, свободно пропускающие через себя растворители и лишь частично проницаемые для растворенных в последних веществ. В растительной клетке роль такой полупроницаемой мембраны выполняет вся протоплазма и, в первую очередь, ее пограничные слои — мембраны. Считают, что различия в проницаемости клеточной оболочки и пограничных слоев протоплазмы, а также имеющаяся в клетке вакуоль с клеточным соком являются факторами, от которых в значительной степени зависит скорость проникновения в клетку и выделения клеткой воды. [c.68]
Если клетка помещена в воду или в раствор, концентрация которого ниже, чем концентрация вакуолярного сока, скорость поступления в клетку воды из наружного раствора будет превышать скорость выделения веществ клеткой. Проникая в вакуоль, вода вызывает увеличение объема клеточного сока и соответствующее увеличение давления последнего на протоплазму изнутри. Это давление называется тургорным, тогда как эластическое противодавление, оказываемое клеточной оболочкой на протоплазму, именуется тургорным натяжением. Давлению протоплазмы на клеточные стенки противостоит давление последних на протоплазму. В связи с этим насасывание клеткой воды может продолжаться до тех пор, пока не будет достигнут предел растяжимости клеточной оболочки. Начиная с этого момента, количество воды в клетке уже возрастать не может. Клетка находится в состоянии полного насыщения водой и занимает максимально возможный для нее объем. [c.68]
Концентрация клеточного сока оказывается при этом наимень-шей, тургорное же давление и тургорное натяжение — максимальными. [c.68]
Явление отделения протоплазмы от оболочки называется плазмолизом. На рис. 24 представлены последовательные этапы перехода клетки в состояние плазмолиза. [c.69]
По плазмолизу можно судить не только о концентрации клеточного сока, но и о некоторых свойствах самой протоплазмы, например вязкости последней. [c.69]
При низкой вязкости протоплазмы, в результате сокращения вакуоли, обычно имеет место равномерное отставание протопласта от стенок клетки. При этом наблюдается картина так называемого выпуклого плазмолиза. При более высокой вязкости протоплазмы сокращение ее объема протекает не столь равномерно. Наряду с участками, сильно сократившимися, имеются участки, сохраняющие непосредственный контакте клеточными стенками. Это так называемый вогнутый плазмолиз. При еще более высокой вязкости протоплазмы наблюдается судорожный плазмолиз. Таким образом, по форме плазмолиза можно в известной степени судить о вязкости протоплазмы. [c.69]
От соотношения между величинами осмотического и тургор-ного давления внутри клетки и осмотическим давлением окружающей клетку водной среды в значительной степени зависит способность клетки поглощать воду извне, или так называемая сосущая сила. [c.70]
Для более точного определения сосущей силы необходимо учитывать, что ее величина определяется степенью ненасыщеннос-ти клетки водой, которая, в свою очередь, пропорциональна разности между осмотическим и тургорным давлением или так называемому дефициту тургорного давления. Следовательно, сосущая сила эквивалентна разнице между существующим в клетке тургорным давлением и максимальной величиной давления, которое может быть достигнуто в данной клетке при ее полном насыщении водой. [c.70]
Представления о соотношениях между сосущей силой (5), осмотическим давлением (Р) и тургорным давлением (Г) в течение ряда десятилетий строились исходя из схемы, предложенной А. Уршпрунгом (рис. 25). Согласно этой схеме в клетке, насыщенной водой, давление клеточного сока на протоплазму полностью уравновешено противодавлением на последнюю со стороны оболочки. [c.70]
В этих условиях Р = Т, а следовательно, Р—7 = 0. Величина Р—Т и характеризует сосущую силу клетки (S). Следовательно, у клетки, находящейся в состоянии полного насыщения, сосущая сила близка или равна нулю. [c.70]
Один из примеров, характеризующих соотношения между названными величинами, приведен в табл. 3. [c.70]
Из данных таблицы видно, что в отсутствие тургорного давления резко возраста.ет величина сосущей силы. [c.70]
Схема Уршпрунга построена на результатах наблюдений, полученных при погружении живой клетки в растворы различной концентрации. Основным ее недостатком является то, что она полностью исключает участие в осмотических процессах упругих сил клеточной оболочки и опорных тканей растения. [c.70]
Имеющиеся в литературе данные указывают на непостоянство осмотических свойств клетки. Они зависят от видовых особенностей растений, типа тканей, условий существования и многих других факторов. Так, установлено, что осмотическое давление клеточного сока у растений, выращенных при низкой влажности почвы и воздуха, выше, чем у тех же растений, выращенных при более благоприятных условиях увлажнения. [c.72]
Значительно отличаются по этому признаку растения различных экологических групп, причем у растений влажных мест обитания осмотическое давление клеточного сока ниже, чем у растений засушливых районов. [c.72]
если принять среднюю величину осмотического давления у болотных растений за 100, то у луговых растений она составит около 200, а у степных — возрастет до 300. У представителей одного и того же вида концентрация клеточного сока при выращивании растений в степных условиях на 50—70% выше, чем в условиях луга. Осмотическое давление клеточного сока из эпидермиса листьев пресноводных растений составляет 1—3 атм, а растений, произрастающих на солончаках,— от 60 до 100 атм. [c.72]
Большие различия в величине осмотического давления наблюдаются даже у клеток одной и той же ткани. Например, у палисадных клеток листа осмотическое давление в полтора-два раза выше, чем у губчатых. И в данном случае различия не случайны, так как установлено, что сильное развитие палисадной паренхимы наблюдается и в пределах одной и той же ткани (табл. 4). [c.72]
Из данных табл. 4 видно, что осмотическое давление вакуолярного сока примерно в три раза меньше давления протоплазмати-ческого. Это лишний раз показывает, что клетка отнюдь не ведет себя аналогично осмометру. [c.73]
Вернуться к основной статье
Источник
У какого растения выше осмотическое давление клеточного сока
Какой из абиотических факторов имеет решающее значение для перехода растений в состояние покоя?
Какие лучи особенно необходимы для фотосинтеза:
К каким способам выведения семян из состояния покоя относится стратификация:
К монокарпическим растениям относятся:
К поликарпическим растениям относятся:
большинство многолетних цветковых растений
К настическим движениям относятся
открывание и закрывание цветков при смене дня и ночи
Какие явления характерны для фазы роста клетки растяжением?
слияние мелких вакуолей с образованием большой центральной вакуоли
Какие лучи особенно активны в формировании анатомо-морфологических особенностей всходов?
Какой из факторов наиболее часто уменьшает урожай культурных растений в аридных областях:
Клеточное строение впервые наблюдал у растений
Клеточная теория сформулирована
М.Шлейденом и Т.Шванном
Компоненты клетки обозначают общим понятием
Клеточное строение организмов свидетельствует о
единстве органического мира
К одномембранным органоидам клетки относятся:
ЭС, лизосомы, комплекс Гольджи
Клеточные мембраны построены из
К полуавтономным относятся органоиды растительной клетки
митохондрии, хлоропласты, ядро
Какие органоиды в клетке с энергетическими системами и с центром дыхания?
Впервые термин протоплазма применил
В каком случае можно выявить Осмотическое давление раствора можно выявить в системе
вакуолярный сок – цитоплазма клеток корня – почвенный раствор
В клетках каких растений осмотическое давление клеточного сока наибольшее?
у галофитов — растений, которые произрастают на засоленных почвах
Величина сосущей силы (S) возрастает при
повышении концентрации клеточного сока
B растворе с каким химическим потенциалом более высокий водный потенциал?
В какое время суток транспирация у суккулентов достигает максимума:
Возраст листа, если соотношение устьичной и кутикулярной составляет 9:1
Величина дыхательного коэффициента (ДК), когда субстратами дыхания будут углеводы:
Возможные механизмы образования АТР в комплексе F(1)-F(0):
Взаимоотношение дыхания и фотосинтезa у растений, которые находятся в компенсационной точке:
В условиях водного стресса фотосинтез протекает по пути:
Водный дефицит особенно действует на такие физиологические процессы
поглощение воды, корневое давление, прорастание семян, устьичные движения, транспирация и др.
В отличие от морских галофитов у наземных в засоленный субстрат погружена только:
В условиях хлоридного засоления наиболее сильно снижается интенсивность поглощения
фотосинтеза и выделения воды
В анаэробных условиях кислорода приспособительными оказываются процессы
аноксического эндогенного окисления, двойные связи ненасыщенных соединений
Высокие дозы радиации способны переносить:
цианобактерии, грибы и лишайники
Возбудителей болезней, называемые факультативными паразитами:
являются в основном сапрофитами, но могут поражать и живые ослабленные растения
В защитном, противоинфекционном аппарате растительной клетки могут принимать участие только:
фитонциды, фитоалексины, фенолы
Вызванный раствором, Какой элемент входит в состав соли, если вогнутый плазмолиз не переходил в выпуклый?
В каких листьях быстрее выявляются признаки фосфорного голодания при нехватке фосфора в среде?
В какой части растения выявляется наименьшее количество нитратов?
в листовых пластинках
В состав белков входит
В стабилизации четвертичной структуры белковой молекулы участвуют:
В молекуле ДНК
азотистые основания связаны друг с другом водородными связями
В синтезе белков не принимает участия:
В процессе транскрипции могут образоваться типы РНК только
Витамины по признаку растворимости могут быть разделены на растворимые в
Витамины группы А – производные
Витамины являются
составной частью многих ферментов и некоторых физиологически активных веществ
Витамины
в основном поступают с пищей, а некоторые могут синтезироваться в организме человека
Источник
ВАКУОЛИ И КЛЕТОЧНЫЙ СОК. ОСМОТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КЛЕТКИ
Вакуоли содержатся практически во всех растительных клетках. Вакуоль – это полость в клетке, заполненная водянистым содержимым – клеточным соком и ограниченная от цитоплазмы избирательно проницаемой мембраной – тонопластом. Клеточный сок выделяется протопластом в процессе его жизнедеятельности и накапливается в вакуолях.
Есть 2 пути образования вакуолей в клетке. В образовании вакуолей принимают участие эндоплазматическая сеть и, вероятно, пузырьки и диктиосомные цистерны комплекса Гольджи.
1 путь. Расширения гранулярной ЭПС теряют рибосомы, изолируются, округляются и превращаются в мелкие вакуоли, а мембрана ЭПС становится тонопластом. Мелкие вакуоли сливаются, образуя одну центральную вакуоль.
2 путь. Цистерны комплекса Гольджи образуют пузырьки с водянистым содержимым, которые сливаются, образуя мелкие вакуоли, а те в свою очередь – крупную вакуоль.
Содержимое вакуоли – клеточный сок — это, чаще всего, водный раствор веществ, продуктов жизнедеятельности протопласта. В основном, это эргастические вещества (запасные и шлаки).
Основа клеточного сока – вода (70% и более). В ней растворены органические и минеральные вещества, образуя коллоидный раствор, могут быть и твёрдые включения.
Т.о., внутри вакуолей сосредоточен большой запас органических веществ. Именно они определяют кислотность среды клеточного сока. Чаще всего клеточный сок имеет слабо-кислую реакцию, реже – нейтральную, очень редко – щелочную.
По химическому составу и концентрации веществ клеточный сок очень сильно отличается от цитоплазмы. Это обусловлено активной работой тонопласта, который обладает избирательной проницаемостью и тем самым контролирует состав клеточного сока.
Состав клеточного сока разнообразен у разных растений. На первом месте по количеству стоят углеводы, представленные низкомолекулярными растворимыми сахаридами (моносахариды – глюкоза, фруктоза; дисахариды – сахароза) и полисахаридами.
Часто встречаются производные углеводов, образующих сложные органические соединения со спиртами, альдегидами, фенолами — гликозиды.
К группе гликозидов относятся пигменты клеточного сока – флавоноиды. Самые важные из них – антоцианы. Антоцианы дают синюю, красную, розовую, фиолетовую, а в большой концентрации – чёрную окраску. Причем, цвет антоцианов зависит от среды клеточного сока. (Это пигменты – хамелеоны).
Если среда кислая – красные и розовые цвета.
Если щелочная – синие цвета.
Если нейтральная – фиолетовые цвета, вплоть до черного.
Антоцианы окрашивают лепестки многих цветов (например, медуница, незабудка, колокольчик), плоды (черника, голубика), осенние листья.
Функции антоцианов: 1) приспособительная (сигнальная); 2) защитная (чем ниже температура, тем больше антоцианов накапливается в растении – защита от замерзания).
Другие пигменты-гликозиды – флавоны, окрашивают лепестки цветов в жёлтый цвет. Например, пигмент-флавон антохлор окрашивает цветки сложноцветных (одуванчик), бобовых (чина), льнянки, коровяка, примулы.
Реже встречается бурый пигмент – антофеин, который обуславливает окраску бурых пятен на лепестках орхидных и некоторых других растений.
Гликозиды хорошо растворимы в воде и растворены в клеточном соке. Многие гликозиды ядовиты. Ряд гликозидов используется в медицине (например, сердечные гликозиды наперстянки и ландыша). Гликозиды – сапонины в воде образуют пену, их используют как заменитель мыла (мыльнянка).
Другая важная группа веществ – танины. Это высокомолекулярные фенольные соединения. Содержатся в клеточном соке клеток коры, древесины, листьев и плодов многих растений (дуб, ива, тополь, эвкалипт, чай и др.). Особенно много танинов в галлах (до 75%) на листьях дуба. Функции танинов: 1) физиологическая (до конца не выяснена); 2) защитная -танины обладают дезинфицирующими свойствами (антисептики) и предохраняют клетки растений от гниения и инфекции.
Некоторые танины используются как лекарства и при дублении кож (сворачивают белки). Галлы («чернильные орешки») раньше использовались для получения чернил.
Алкалоиды – большая группа природных азотсодержащих соединений основного характера (т.е., обладающих щелочными свойствами), часто горькие на вкус. Аккалоиды содержатся в клеточном соке многих высших растений, чаще двудольных. Известно более 2000 алкалоидов. Определённые алкалоиды характерны для растений одного рода.
Например, кофеин(в семенах кофе, листьях чая), хинин (в коре хинного дерева), атропин(в корнях, клубнях и плодах белладонны) и др. Большинство алкалоидов – сильные яды, многие обладают наркотическими свойствами (морфин). Многие алкалоиды используются в медицине.
В клеточном соке могут содержаться также органические кислоты: винная, яблочная, щавелевая, янтарная, лимонная и др.. Их соли, вместе с катионами калия и натрия, играют большую роль в осмотических процессах клетки.
Много в клеточном соке минеральных солей, находящихся в растворённом состоянии в виде ионов.
Также в качестве включений в клеточном соке могут содержаться белки (в аморфном и кристаллическом состоянии), кристаллы солей (в основном оксалат Са).
Значение веществ клеточного сока для растений.
1) Вещества клеточного сока время от времени используются растениями, вовлекаясь в обмен веществ.
2) Вещества клеточного сока имеют большое значение для передвижения воды в растении и обуславливают осмотические свойства клетки.
Следовательно, клеточный сок определяет осмотические свойства клетки.
Осмотические свойства клетки
Рис. 1. Схема растительной клетки как осмотической системы:
π* — осмотическое давление, Р — тургорное давление, -Р — противодавление клеточной стенки.
По химическому составу и концентрации веществ клеточный сок сильно отличается от протопласта клетки, так как вакуолярная мембрана – тонопласт обладает избирательной проницаемостью для разных веществ и в основном выполняет транспортную и барьерную функции (пропускает одни вещества и не пропускает или с трудом пропускает другие).
Именно поэтому концентрация ионов и органических веществ в клеточном соке вакуоли обычно выше, чем в оболочке клетки, и поэтому вода будет поступать в вакуоль путём диффузии, стремясь уравнять концентрацию окружающей среды и клеточного сока.
Такое одностороннее, однонаправленное, пассивное проникновение воды через полупроницаемую для растворённых веществ мембрану называется осмосом.
По мере того, как вакуоль клетки насыщается водой создается давление вакуоли на протопласт – осмотическое давление (π*). Чем концентрированнее клеточный сок, тем активнее идёт диффузия воды в клетку, следовательно тем выше π* в клетке.
По мере насыщения клетки водой протопласт становится упругим и развивается гидростатическое (тургорное) давление протопласта на клеточную оболочку (Р).
Упругое состояние клетки при максимальном её насыщением водой называется тургорным состоянием, или тургором. При потере воды растение теряет тургор и завядает.
То есть тургорное давление – это давление, развивающееся в растительной в результате осмоса.
Тургорному давлению противостоит равное ему по величине и противоположное по знаку механическое давление, вызванное эластичным растяжением клеточной оболочки, направленное внутрь клетки. Оно называется противодавлением клеточной оболочки (-Р).
Необходимое клетке количество воды, её поступление зависит от разности осмотического (π*) и тургорного (Р) давления.
π* — Р = S — сосущая сила, — сила с которой вода входит в клетку.
Величина её определяется осмотическим давлением клеточного сока (π*) и тургорным давлением в клетке (Р) (которое равно противодавлению клеточной стенки, возникающему при её эластичном растяжении).
Когда клетка полностью насыщена водой её S = 0,а Р = π* (тургорное давление равно осмотическому давлению).
Полный тургор наступает при достаточной влажности воздуха и почвы.
При длительном недостатке воды Р = 0(растение вянет), а S = π*.
В зависимости от сосущей силы происходит поступление воды в корневые волоски, так как клеточный сок клеток корня концентрированнее, чем окружающие его растворы минеральных солей почвы.
Если клетку поместить в более концентрированный раствор, наблюдается состояние плазмолиза – отставание протопласта от стенок клетки (за счёт ухода из него воды). Этот процесс обратим и при помещении клетки в раствор одинаковой концентрации с клеточным соком идёт деплазмолиз – восстановление тургорного состояния клетки.
Значение клеточного сока и вакуолей
1. Обеспечивается поступление воды в клетку и её перемещение по растению.
2. Тургорное (упругое) состояние обеспечивает нормальную форму и жизнедеятельность клетки и растения в целом.
3. В клеточном соке вакуолей могут запасаться важные для клетки вещества (запасающая функция).
Дата добавления: 2014-01-11 ; Просмотров: 5027 ; Нарушение авторских прав?
Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет
Источник
Источник