13. Явление тургора и плазмолиза в растительной клетке, осмотическое давление и сосущая сила клеток, их взаимосвязь

Концентрация веществ в клеточном соке (с1) выше, чем в окружающем растворе (с2). Поэтому вода поступает в вакуоль. Вакуоль увеличивается, на цитоплазму, на клеточную стенку – это тургорное давление (направлено из клетки, способствует поддержанию формы). Клетка в этом состоянии упруга.

Тургор – напряженное состояние клеточной оболочки и клетки в целом, создаваемое гидростатическим давлением внутриклеточной жидкости.

Благодаря тургору:

1. Клетки обладают упругостью

2. Вертикальное положение неодревесневших частей растения

3. Рост клеток растяжением

4. Регуляция работ устьиц

Плазмолиз – сокращение объема вакуоли и отделению протопласта от оболочки; клеточная оболочка спадается. Это показатель живого состояния клетки, он обратим.

Протопласт превращается в комочек, имеющий тяжи цитоплазмы – нити Гехта, которые сыграют важную роль при деплазмолизе (возвращение протопласта в обычное состояние).

Виды плазмолиза:

1. Вогнутый

2. Выпуклый

3. Судорожный

Осмос – направленный процесс диффузии через полупроницаемую мембрану; при этом вода перемещается из участка с высоким водным потенциалом в участок с низким водным потенциалом (осмотическое давление напрвлено в клетку).

Сосущая сила клетки – это разность осмотического и тургорного давления: с = о – т. Если о=т, то с=0 – клетка насыщена водой.

Концентрация ионов и сахаров в клеточном соке центральной вакуоли, как правило, выше, чем в клеточной стенке; тонопласт значительно замедляет диффузию из вакуоли этих веществ и в то же время легко проницаем для воды. Поэтому вода будет поступать в вакуоль. Такой однонаправленный процесс диффузии воды через избирательно проницаемую мембрану носит название осмоса. Поступающая в клеточный сок вода оказывает давление на постенный протопласт, а через него и на клеточную стенку, вызывая напряженное, упругое ее состояние, или тургор клетки. Тургор обеспечивает сохранение неодревесневшими органами растения формы и положения в пространстве, а также их сопротивление действию механических факторов.

Если клетку поместить в гипертонический раствор какой-нибудь нетоксичной соли или сахара (т. е. в раствор большей концентрации, чем концентрация клеточного сока), то происходит осмотический выход воды из вакуоли. В результате этого ее объем сокращается, эластичный постенный протопласт отходит от клеточной стенки, тургор исчезает, наступает плазмолиз клетки(рис.2.9). 

Рис. 2.9. Схема плазмолиза : 1 – клетка в состоянии тургора; 2 – начало плазмолиза; 3 – полный плазмолиз.

 

Плазмолиз обычно обратим. При помещении клетки в воду или в гипотонический раствор вода снова энергично поглощается центральной вакуолью, протопласт опять прижимается к клеточной стенке, тургор восстанавливается. Плазмолиз может служить показателем живого состояния клетки, мертвая клетка не плазмолизируется, так как не имеет избирательно проницаемых мембран.

Потеря тургора вызывает завядание растения. При завядании на воздухе в условиях недостаточного водоснабжения тонкие стенки клеток сморщиваются одновременно с протопластом и делаются складчатыми.

Тургорное давление не только поддерживает форму неодревесневших частей растений, оно является также одним из факторов роста клетки, обеспечивая рост клеток растяжением, т. е. за счет поглощения воды и увеличения размера вакуоли. У животных клеток центральная вакуоль отсутствует, их рост происходит главным образом за счет увеличения количества цитоплазмы, поэтому размер животных клеток обычно меньше, чем растительных.