 |
|
Рослинна клітина як осмотична система
В клітинному соці наявні осмотично активні речовини (солі, цукри, амінокислоти тощо), завдяки чому вода за законами осмосу та дифузії прагне потрапити у клітину. Силу, з якою вода надходить у клітину, називають всисною силою (S). Ця величина визначається осмотичним тиском клітинного соку і тотожна водному потенціалу клітини.
Поглинання клітиною води спричиняє тиск на клітинну стінку, який називають тургорним (Т), напружений стан клітинної стінки – тургором, клітину у такому стані тургоресцентною.
Полісахаридна кл. ст. має певну еластичність і може обмежено розтягуватися, тому згодом вона чинить опір поглинанню води і протидія клітинної стінки (W) = тургорному тиску (Т).
Отже, клітини поглинають воду із силою, рівною різниці між осмотичним потенціалом клітинного соку та протитиском клітинної стінки (різниця між здатністю і можливістю). Оскільки протидія клітинної стінки рівна тургорному тискові (W=T),то всисна сила буде дорівнювати: S = P –T. Якщо замінити у рівнянні S = P – Tокремі позначення відповідними термодинамічними показниками, то воно матиме вигляд:
- ΨН2О = - П – Ψт
При повному насиченні клітини водою осмотичний тиск рівний тургорному, а всисна сила дорівнює нулю: P =T = W, S = 0,тоді настає рівновага. Цей стан характерний лише для гідрофітів – підводних рослин.
В стані зав`ядання і втраті тургору всисна сила досягає максимуму, тоді S = Р,коли Т = 0, у наземних рослин Р > Т, Р = Т + S, S = P – T.
Існує функціональна залежність між трьома величинами: осмотичним тиском, тургором та всисною силою S = P – T. Всисна сила клітини є непостійна величина і залежить від ступеня насичення водою. Чим далі клітина від насичення, тим з більшою силою буде її поглинати.
Отже, рослинна клітина являє собою саморегулюючий осмотичний механізм, який вбирає воду тим сильніше, чим більша в тому є потреба.
При великій втраті води протопласт клітини починає зменшуватися в об'ємі і тягне клітинну стінку за собою. Зовні це проявляється в утворенні на поверхні клітини хвилеподібних вигинів. В цьому випадку пружність клітинної стінки прагне розтягти протопласт і тургорний тиск стає негативною величиною. Тому всисна сила таких клітин дорівнює сумі осмотичного та тургорного тисків S= P+T.
Втрату тургору клітинами можна спостерігати експериментально, якщо помістити їх в гіпертонічний розчин будь-якої солі. За законами осмосу вода починає виходити з клітини через плазмалему. Спочатку втрачається вода цитоплазми, потім через тонопласт виходить вода з вакуолі. Об'єм протопласта зменшується і він поступово відокремлюється від клітинної стінки. Простір між стінкою і протопластом заповнює розчин. Такий процес називають плазмолізом, а клітини – плазмолізованими.Процес плазмолізу може бути оборотний, якщо клітина не одержала ушкоджень. Для цього плазмолізовану клітину поміщають у воду чи гіпотонічний розчин і відбувається деплазмоліз.