Celula vegetală este un sistem osmotic. Pektotsellyuloznaya bine carcasa este permeabil la apă și atât solutului. Cu toate acestea plasmalemei și tonoplast posedă o permeabilitate selectivă ușor să treacă de apă și mai puțin permeabile, iar în unele cazuri, sunt impermeabile la soluți. Acest lucru poate fi văzut prin luarea în considerare fenomenul de plasmoliza și turgor. Dacă punem celula într-o soluție de concentrație mai mare decât într-o celulă sub microscop se observă că în spatele citoplasmă membranei celulare. Acest lucru este evident mai ales în celula cu seva de celule colorate. Sucul celular rămâne în interiorul vacuole, iar între citoplasmă și membrana formează un spațiu umplut cu soluția externă. Fenomenul restante citoplasmei plicului celulei primit la titlul de plasmoliza. Plasmoliza apare din cauza faptului că, sub influența unei soluții mai concentrată a apei externe iese din celula (de la potențialul său chimic mai mare la cel mai mic), în timp ce soluți rămân în celulă. La plasarea celulelor în apă pură sau într-o soluție de apă slab concentrată intră în celulă. Cantitatea de apă în celulă crește, volumul vacuolelor crește sucul celular presează citoplasmă și presează-l împotriva carcasei celulei. Sub influența presiunii interne a membranei celulare este întinsă, ca rezultat al celulei trece în starea de stres - turgor.
fenomenele de observare a plasmoliza și turgescenței permit să studieze multe proprietăți ale celulelor. Fenomenul plasmoliza arată că citoplasma celulară și menținut în viață semipermeabil. Celulele moarte ale membranei semipermeabile nu are și nu controlează fluxurile de substanțe și orificiul de evacuare a apei osmotic nu se produce. Viteza și forma plasmoliza poate judeca vâscozitatea citoplasmă. În cele din urmă, plasmoliza fenomen pentru a determina cantitatea de viespi moticheskogo potențial în celulă (metoda plazmolitichesky). Această metodă se bazează pe izoosmotică selecție sau, soluția izotonică, t. E. având un potențial osmotic (Ψosm. Solution). potențial suc egal adeziv osmotic rafina (Ψosm. Cl.). O soluție în care o celulă a început plasmoliza are un potențial osmotic, potențial osmotic aproximativ egală cu celula. Cunoscând concentrația soluției externe în moli, putem calcula potențialul său osmotic, și, prin urmare, potențialul osmotic al celulei (Ψosm. R-ra = Ψosm. Cl.).
Determinarea potențialului osmotic este de mare importanță, în special, pentru studii de mediu. Amploarea potențialului osmotice dă o indicație a capacității maxime a instalației de a absorbi apa din sol și păstrați-l, în ciuda efectului vestejirea atmosferei. potențial osmotic variază într-o gamă largă -5--200 bar. potențial osmotic de aproximativ -1 bar are loc în plante acvatice. potențial osmotic, egal cu -200 bar, găsit la suc stors talofta Atriplex confertifolia. La 1 litru de suc acestei plante conține 67,33 g cloruri. In cele mai multe plante banda de mijloc potențial osmotic variind între -5 și -30 bar. Cu toate acestea, trebuie remarcat faptul că factorii care influențează asupra modificării potențialului osmotic, este extrem de diversă. Chiar vecine, celule aranjate următor pot diferi în magnitudine de potențial osmotic. De obicei, valoarea negativă a potențialului mai mare osmotic în celule mici, în comparație cu mari. Set gradienți potențiale osmotice definite într-un singur țesut. Astfel, în țesuturile stem de posibile creșteri negative, osmotic de la periferie spre centru și de la bază la apex. La rădăcina potențialului osmotic negativ, invers, scade treptat de la bază la apex. Elementele conductoare și rădăcina stem, de obicei, o valoare negativă este potențial osmotic foarte scăzută (-1--1.5 bari). Frunzele osmotice potențiale variază de la -10 până la -18 bar. potențial osmotic este diferit în diferite forme de viață. La speciile de arbori este mai negativă decât cea de arbuști și tufișuri au mai negativă decât cea a plantelor erbacee. Diferite grupuri de mediu diferă în magnitudine potențial osmotic. La plante, deserturi potențial osmotic este mai negativă decât cea a plantelor de stepă; în stepă este mai negativă decât cea a luncii. plante de concentrare umede Chiar mai puțin osmotice și habitate acvatice (respectiv, cel negativ potențial osmo-matic). În lumina iubitoare de plante potențial osmotic este mai negativă decât cea a-umbra tolerante. Amploarea potențialului osmotic afectează concentrația solutului în seva celulei - este osmotic substanță activă (săruri ale acizilor organici, aminoacizi, zaharuri). Planta este, într-o anumită măsură, liruet autoritățile de reglementare din valoare potențială osmotică. Conversia enzimatică a substanțelor complexe insolubile solubile (amidon în zaharuri, proteine în aminoacizi) conduce la o creștere a concentrației de seva celulară și creșterea valorii potențial osmotic negativ. acumulării crescute de săruri solubile de asemenea, face potențial osmotic mai negativ. În ciuda faptului că potențialul osmotic variază în funcție de condițiile externe, dar pentru fiecare tip de aceste schimbări au loc în limitele lor. Amploarea potențialului osmotic al multor fiziologi considerat unul dintre caracteristicile acestui tip de plante.
Potențialul de apă al celulei.
Amploarea potențialului osmotic este important să se determine forța care determină fluxul de apă în celulă. Cu toate acestea, trebuie să se ia în considerare faptul că pachetul de celule prin trecerea apei și substanțele nutritive disponibile, a extensibilitate limitat. La admiterea în celula de apă, se dezvoltă o presiune hidrostatică, care forțează plasmalemei presat de peretele celular. Membrana celulară este întinsă și, la rândul său, exercită contrapresiune - o presiune potențială; este mai mult, cu atât mai mult apa intra in celula. Due og marginire peretelui celular extensibilitate vine momentul când învelișul de presiune este în întregime osmotica echilibrează forța de curgere a apei. Din punct de vedere termodinamic de direcția de mișcare a apei este determinată de amploarea potențialului de apă. Capacitatea de apă - este o măsură a energiei, cu care apa intră în celulă. potențial de apă prezintă modul în care activitatea apei din sistem (celula) este mai mică decât activitatea apei pure. Potențialul de apă de apă pură este zero. Prezența substanțelor dizolvate în soluție apoasă sau într-o celulă reduce concentrația de apă, reduce activitatea. Când presiunea care acționează apos (în cazul celulelor tecii de presiune din spate sau Ψdavl) moleculele de apă se apropie unul de altul, iar acest lucru duce la o creștere a energiei a sistemului, pentru a crește activitatea apei.
Relativa modificare a volumului celular.
Astfel, potențialul de apă al celulei depinde în principal de concentrația substanțelor active osmotic - potențial osmotic, care este întotdeauna negativ, iar în majoritatea cazurilor, un potențial de presiune pozitivă. Cele de mai sus poate fi exprimată după cum urmează: Cu alte cuvinte, potențialul de apă arată cât de multă energie apa din celula este mai mică de energie pură. Statul plasmoliza sau ofilirea nici o presiune a apei pe peretele celulei. potențialul membranei celulare contrapresiunea este 0. apos Potențialul osmotic egal. Pe măsură ce apa intră contorul de celule apare membrana celulelor. În acest caz, potențialul de apă al celulei este egală cu diferența dintre potențialul și învelișul contrapresiune osmotică (capacitate de presiune). Apa mai mult intră în celulă, cu atât mai mare coajă contrapresiune și turgescenta. În cele din urmă vine un punct în care membrana celulară este întinsă la limita, potențialul osmotice membrana celulară contrapresiune în întregime echilibrată, iar potențialul de apă devine zero. Se va observa că tranziția de la starea de celule pentru a plasmoliza potențiale schimbări de apă turgorului foarte brusc - din toate potențialul osmotice de la zero. Cu toate acestea, trebuie remarcat faptul că la apariția pe deplin turgorului valoare potențială osmotică ca urmare a debitului de apă variază, de asemenea, oarecum, devine mai puțin negativ. Cu toate acestea, această schimbare este de numai 15-20%. În condiții normale, potențialul osmotic al celulei nu este pe deplin contrapresiune echilibrată. Acest lucru arată că membrana celulară nu este încă pe deplin întinsă, iar apa poate curge in celula. Diferența între potențialul osmotic al sucului celular și o contrapresiune peretelui celular definește fluxul de apă în orice moment dat. Apa curge întotdeauna în direcția potențialului apei mai negativ din acest sistem, în cazul în care energia este mai mare la cea în care energia ei este mai mic. Este necesar să subliniem încă o dată că este potențialul de apă determină direcția de mișcare a apei. Astfel, în cazul în care există două celule A și B, apa va curge de-a lungul gradientului nu potențial osmotic și apă spre valori mai negative ale acesteia din urmă, adică. E. Dintr-o celula A la celula B. Acest lucru va avea loc până în momentul în care potenţialele de apă ale celulelor învecinate nu este egalată. Atunci când ofilirea în celule frunze citoplasma nu rămâne în spatele peretelui celular, la fel ca în plasmoliza, și se micșorează și trage-l de-a lungul. In acest caz membrana celulei flexes (tsitorriz). Dezvoltarea de tensiune, sau o presiune negativă, iar potențialul devine o presiune negativă.
Astfel, celula se manifestă ca un sistem cu autoreglare. Magnitudinea potențialului apei este determinată de gradul de saturare a apei de celule: celula este mai mică decât saturate cu apă, cu atât mai negativ potențialul apei sale. Există o serie de metode de determinare. Cea mai simplă metodă este că soluția selectată în care dimensiunea celulei nu este schimbat, și, prin urmare, apa nu se scurge în afara celulelor și nu curge în ea. Cunoscând concentrația molară a soluției poate calcula celulele potențiale de apă. Vorbind de pătrunderea apei în celulă, este necesar să se aibă în vedere faptul că, în plus față de forțele osmotice în celule, sunt umflarea forță. Umflării legate de capacitatea de coloizi hidrofili pentru a atrage moleculele de apă. Umflarea poate fi considerat ca un tip special de difuzie, deoarece mișcarea apei este, de asemenea, de-a lungul gradientului de concentrație. potențial de apă de celule sute novitsya mai negativ datorită prezenței substanțelor organice cu apă de legare. forța notată umflarea „matrice potențial“ termen). Matricea este determinată de influența potențială asupra fluxului de apă a componentelor de înaltă moleculare ale celulei: proteine citoplasmatice, polizaharide, peretele celular și în special pectine. Matricea potențială a întotdeauna negativ. Este bine cunoscut faptul că în cazul în care semințele uscate puse în apă, acestea vor crește în dimensiune. Rezistența umflarea semințelor uscate ajunge la -1000 bar. Este de mare importanță nu numai pentru sămânța, dar, de asemenea, pentru tineri celule meristematice, care lipsa vacuolelor și care sunt umplute cu citoplasmă. La ridicarea apei la o înălțime relativ mare (de exemplu, copaci înalți) cu privire la valoarea presiunii influențează forța de gravitație. În acest caz, ecuația de apă potențial potențial Ψgrav gravitațional administrat. Deoarece acțiunea gravitației reduce activitatea apei, potențialul gravitațional este întotdeauna negativ. Incoming apă Un mecanism posibil este ca electroosmoza. Secreția de apă este rezultatul unei diferențe de potențial electric care rezultă din părțile exterioare și interioare ale membranei (tonoplast). Atunci când această mișcare a apei poate fi cauzată de acumularea de cationi (K +. Na +), care la rândul său este influențată de o diferență de potențial electric. Acesta poate fi, de asemenea, important în ingestia de celule de apă în timpul pinocitoză.