Биология в 3 томах. Tом 2 - Тейлор Д.
ISBN 5-03-003686-5
Скачать (прямая ссылка):
БОТАНИКА
ММА им. И.М. Сеченова
Д. Тейлор, Н. Грин, У. Стаут. БИОЛОГИЯ, т. 2
Транспорт у растений
101
Протопласт
{живая часть клетки)
Клеточная стенка (полностью проницаема для мелких молекул) ' Плазмалемма----
Цитоплазма Тонопласт — Вакуоль
(содержит клеточный СОК — раствор Сахаров, солей и других веществ)
Ядро
Плазмалемма
(ок ружает ци то п лазму)
Тонопласт
(окружает вакуоль)
Полупроницаемые мембраны
Рис. 13.1. Полупроницаемые мембраны типичной растительной клетки. Наружная клеточная мембрана (плазмалемма) обычно плотно прижата к клеточной стенке.
жимое которой, клеточный сок, влияет на общий осмотический потенциал системы. В целом водный режим клетки зависит от двух мембран — плазмалеммы, окружающей снаружи цитоплазму, и тонопласта, ограничивающего вакуоль.
Если растительная клетка контактирует с раствором, водный потенииал которого ниже, чем у ее содержимого (например, с концентрированным сахарным сиропом; см. опыт !3.1), то вода будет выходить из нее за счет осмоса через плазмалемму (рис. 13.2). Сначала воды станет меньше в цитоплазме, а затем и в вакуоле, откуда она выйдет сквозь тонопласт. Протопласт, т. е. живое содержимое растительной клетки, окруженное клеточной стенкой, спадется и отойдет от этой стенки, как бы сжавшись внутри нее. Этот процесс называется плазмолизом, а клетка в таком состоянии — плазмолизированной. Момент, когда протопласт еще прилегает к клеточной стенке, но уже перестал оказывать на нее давление, называется начальным плазмолизом. В этот момент клетка теряет тургор, т. е. становится вялой. Вода будет покидать протопласт до тех пор, пока его содержимое по водному потенциалу не сравняется с окружающим раствором. Тогда установится равновесное состояние, и спадение протопласта прекратится.
13,1. Чем заполнено пространство между клеточной стенкой и спавшимся протопластом в плазмолизированной клетке?
Обычно плазмолиз обратим и не причиняет существенного вреда клетке. Если затем перенести клетку в чистую воду или в раствор с более высоким водным потенциалом, чем у цитоплазмы, то вода будет поступать в нее за счет осмоса (рис. !3.2). По мере увеличения объема протопласта он станет давить на клеточную стенку и растянет ее. Эта стенка прочная и относительно
Движение молекул воды
Тургесцентная клетка
Плазм ол изи ронанная клетка
1Ш\
T Клеточная / стенка
Наружный раствор проходит сквозь клеточную стенку
Протопласт отошел от клеточной стенки
Рис. 13.2. Влияние растворов различной концентрации на растительные клетки. Врастворе, водный потенциал которого выше, чем водный потенциал клетки (гипотоническая среда), вода за счет осмоса будет проникать в клетку и клетка набухает (становится тургесцентной). Если водный потенциал раствора ниже, чем водный потенциал юіетки (гипертоническая среда), то вода покидает ее за счет осмоса, и живая часть клетки (протопласт) отстает от клеточной стенки и следует за сокращающейся вакуолью (плазмолиз). Если водные потенциалы клетки и раствора одинаковы (изотоническая среда), то никаких изменении не происходит.
БОТАНИКА
ММА им. И.М. Сеченова
Д. Тейлор, Н. Грин, У. Стаут. БИОЛОГИЯ, т. 2
102
Глава 13
жесткая, поэтому давление на нее быстро возрастет — повысится гидростатический (\j/r) потенциал клетки. Внешне поступление в нее воды путем осмоса приведет к набуханию, напряженному состоянию, которое называется тургором. Говорят, что клетка становится тургесцентной, а давление друг на друга ее содержимого и стенки называют тургорным. Полная тургесцентность, т. е. максимальное значение \|/г, достигаются при погружении клетки в чистую воду.
Когда водный потенциал окружающего клетку раствора уравновесится ее возросшим гидростатическим потенциалом, внутрь будет проникать столько же водных молекул, сколько выходить наружу за то же время. Несмотря на продолжающееся их движение через мембрану, изменения системы в целом прекратятся. Такое равновесие со средой называется динамическим. Осмотический потенциал клеточного содержимого останется скорее всего ниже, чем снаружи, поскольку для роста тургорного давления нужно не так много воды — меньше, чем для существенного разбавления внутреннего раствора. Однако эта разница компенсируется более высоким, чем снаружи, гидростатическим потенциалом клетки. Суммарные же водные потенциалы с обеих сторон клеточной стенки сравняются.
Тургорное давление может вырасти только в замкнутом объеме, ограниченном клеточной стенкой. У животных клеток такой стенки нет, а их наружная мембрана слишком тонка, чтобы сдержать набухание цитоплазмы при поступлении внутрь воды из раствора с более высоким водным потенциалом. В такой среде они просто сильно набухнут и лопнут, если не будут защищены особым механизмом осморегуляции (гл. 20).
13.2. Чему равен у/г вялой клетки?
13.3. У каких организмов, кроме растений, есть клеточная стенка?
Скальпель и пинцет Дистиллированная вода
1 M раствор сахарозы
2 пипетки с грушей Фильтровальная бумага
