Рослинна клітина як осмотична система

Рослинна клітина являє собою осмотичну систему. Клітинний сік вакуолі є висококонцентрованим розчином. Осмотичний тиск клітинного соку позначається.
Щоб потрапити у вакуоль, вода повинна пройти через клітинну стінку, плазмалему, цитоплазму і тонопласт. Клітинна стінка добре проникна для води. Плазмалемма і тонопласт мають виборчої проникністю. Тому рослинну клітину можна розглядати як осмотичну систему, в якій плазмалемма і тонопласт є напівпроникною мембраною, а вакуоль з клітинним соком – концентрованим розчином. Тому, якщо клітку помістити у воду, то вода за законами осмосу почне надходити всередину клітини.
Сила, з якою вода надходить всередину клітини, називається сосущей силою – S.
Вона тотожна водному потенціалу.
По мірі надходження води в вакуоль, її обсяг збільшується, вода розбавляє клітинний сік, і клітинні стінки починають відчувати тиск. Клітинна стінка володіє певною еластичністю і може розтягуватися.
Зі збільшенням обсягу вакуолі цитоплазма притискається до клітинної стінки і виникає тургорное тиск на клітинну стінку (Р). Одночасно з боку клітинної стінки виникає рівне за величиною протитиск клітинної стінки на протопласт. Протитиск клітинної стінки називається потенціалом тиску (-Р).

Якщо рослина знаходиться в умовах достатньої зволоженості грунту і повітря, то клітини знаходяться в стані повного тургору. Коли клітина повністю насичена водою (тургесцентна), то її сосущая сила дорівнює нулю S = 0, а тургорное тиск дорівнює потенційному осмотическому тиску Р =.
При нестачі вологи в грунті спочатку виникає водний дефіцит в клітинній стінці. Водний потенціал клітинної стінки стає нижче, ніж в вакуолях, і вода починає переміщатися з вакуолі в клітинну стінку. Відтік води з вакуолі знижує тургорное тиск в клітинах і збільшує їх ссуть силу. При тривалому недоліку вологи більшість клітин втрачає тургор, і рослина починає завядает, втрачаючи еластичність і пружність. При цьому тургорное тиск Р = 0, а сосущая сила S =
Якщо через дуже великої втрати води тургорное тиск впаде до нуля, то аркуш зів’яне зовсім. Подальша втрата води призведе до загибелі протопласта клітин. Пристосувальним ознакою до різкої втрати води є швидке закриття продихів при нестачі вологи.
Клітини можуть швидко відновити тургор, якщо рослина отримає достатню кількість води або в нічний час, коли рослина отримує достатню кількість води з грунту. А також при поливі.
– – Водний потенціал; дорівнює 0 для чистої води; дорівнює 0 або від’ємний для клітин.
– Осмотичний потенціал, завжди негативний
– Потенціал тиску; зазвичай позитивний для в живих клітинах (у клітках, вміст яких знаходиться під тиском, але від’ємний в клітинах ксилеми (у яких створюється натяг води).
– Сумарний результат дії
При повному тургоре
При початковому Плазмоліз

Якщо помістити клітку в гіпертонічний розчин з більш низьким водним потенціалом, то вода починає виходити з клітини шляхом осмосу черезплазматичну мембрану. Спочатку вода буде виходити з цитоплазми, потім через тонопласт з вакуолі. Живе вміст клітини – протопласт при цьому зморщується і відстає від клітинної стінки. Відбувається процес плазмолізу. Простір між клітинною стінкою і протопластом заповнює зовнішній розчин. Така клітина називається плазмолізірованной. Вода буде виходити з клітки до тих пір, поки водний потенціал протопласта стане дорівнює водному потенціалу навколишнього розчину, після чого клітина перестає зморщуватися. Цей процес звернемо і клітина не отримує ушкоджень.
Якщо клітку помістити в чисту воду або гіпотонічний розчин, то тургорное стан клітини відновиться і відбувається процес деплазмолізу.
В умовах водного дефіциту в молодих тканинах різке посилення втрати води призводить до того, що тургорное тиск клітини стає негативним і протопласт, скорочуючись в обсязі, не відділяється від клітинної стінки, а тягне її за собою. Клітини і тканини стискаються. Це явище називається ціторріз.

Посилання на основну публікацію