Плазмолиз - это процесс, при котором клетки теряют воду в гипертоническом растворе. Обратный процесс, деплазмолиз или цитолиз , может происходить, если клетка находится в гипотоническом растворе, что приводит к более низкому внешнему осмотическому давлению и чистому потоку воды в клетку. Наблюдая за плазмолизом и деплазмолизом, можно определить тоничность среды клетки, а также скорость прохождения молекул растворенного вещества через клеточную мембрану .
Опухлость
Растительная клетка в гипотоническом растворе будет поглощать воду за счет эндосмоса , так что увеличенный объем воды в клетке будет увеличивать давление, заставляя протоплазму давить на клеточную стенку , состояние, известное как тургор . Тургор заставляет клетки растений толкаться друг против друга таким же образом и является основным методом поддержки недревесных тканей растений. Стенки растительных клеток сопротивляются дальнейшему проникновению воды после определенного момента, известного как полный тургор, который предотвращает разрыв растительных клеток, как это делают клетки животных в тех же условиях. Это также причина того, что растения стоят вертикально. Без жесткости растительных клеток растение упало бы под собственным весом. Тургорное давление позволяет растениям оставаться устойчивыми и прямостоячими, а растения без тургорного давления (известные как вялые) увядают. Тургор клетки начинает снижаться только тогда, когда вокруг нее нет воздушных пространств, что в конечном итоге приводит к большему осмотическому давлению, чем у клетки. [1] Вакуоли играют роль в тургорном давлении, когда вода покидает клетку из-за гиперосмотических растворов, содержащих растворенные вещества, такие как маннит , сорбит и сахароза . [2]
Плазмолиз
Если растительную клетку поместить в гипертонический раствор, растительная клетка теряет воду и, следовательно, тургорное давление из-за плазмолиза: давление снижается до точки, когда протоплазма клетки отслаивается от клеточной стенки, оставляя промежутки между клеточной стенкой и мембраной. и заставляет растительную клетку сжиматься и сморщиваться. Продолжающееся снижение давления в конечном итоге приводит к циторризу - полному разрушению клеточной стенки. Растения с клетками в таком состоянии увядают. После плазмолиза промежуток между клеточной стенкой и клеточной мембраной в растительной клетке заполняется гипертоническим раствором. Это связано с тем, что, поскольку раствор, окружающий клетку, является гипертоническим, имеет место экзосмос, и пространство между клеточной стенкой и цитоплазмой заполняется растворенными веществами, поскольку большая часть воды уходит, и, следовательно, концентрация внутри клетки становится более гипертонической. В растениях есть некоторые механизмы, предотвращающие чрезмерную потерю воды так же, как и избыток воды. Плазмолиз можно обратить вспять, если поместить клетку в гипотонический раствор. Устьица помогают удерживать воду в растении, чтобы оно не пересыхало. Воск также удерживает воду в растении. Эквивалентный процесс в клетках животных называется зазубринами .
Жидкое содержимое клетки просачивается наружу из-за экзосмоса. Клетка разрушается, и клеточная мембрана отрывается от клеточной стенки (у растений). Большинство клеток животных состоит только из фосфолипидного бислоя ( плазматической мембраны ), а не из клеточной стенки, поэтому в таких условиях сокращается.
Плазмолиз происходит только в экстремальных условиях и редко встречается в природе. Его вызывают в лаборатории путем погружения клеток в концентрированный физиологический раствор или растворы сахара (сахарозы), чтобы вызвать экзосмос , часто с использованием растений Elodea или эпидермальных клеток лука , которые имеют окрашенный клеточный сок, так что процесс отчетливо виден. Метиленовый синий можно использовать для окрашивания клеток растений.
Плазмолиз в основном известен как сокращение клеточной мембраны в гипертоническом растворе и большом давлении.
Плазмолиз бывает двух типов: вогнутый плазмолиз или выпуклый плазмолиз. Выпуклый плазмолиз всегда необратим, в то время как вогнутый плазмолиз обычно обратим. [3] Во время вогнутого плазмолиза плазматическая мембрана и замкнутый протопласт частично сжимаются от клеточной стенки из-за полусферических изогнутых карманов, образующихся между плазматической мембраной и клеточной стенкой. Во время выпуклого плазмолиза плазматическая мембрана и заключенный в нее протопласт полностью сжимаются от клеточной стенки, при этом концы плазматической мембраны образуют симметрично сферически изогнутый узор. [4]
Рекомендации
- ^ Манс, Rana (2010). Растения в действии . Австралийское общество ученых-растений.
- ^ Ланг, Ингеборг (10 сентября 2014 г.). «Плазмолиз: потеря тургора и не только» . Растения . 3 (4): 583–593. DOI : 10,3390 / plants3040583 . PMC 4844282 . PMID 27135521 . S2CID 18822340 .
- ^ Ланг, Ингеборг; Сассманн, Стефан; Шмидт, Бриджит; Комис, Джордж (26 ноября 2014 г.). «Плазмолиз: потеря тургора и не только» . Растения . 3 (4): 583–593. DOI : 10,3390 / plants3040583 . PMC 4844282 . PMID 27135521 .
- ^ Ланг, Ингеборг; Сассманн, Стефан; Шмидт, Бриджит; Комис, Джордж (2014). «Плазмолиз: потеря тургора и не только» . Растения (Базель, Швейцария) . 3 (4): 583–93. DOI : 10,3390 / plants3040583 . PMC 4844282 . PMID 27135521 .
Внешние ссылки
- Снимки плазмолиза элодеи и кожи лука. Архивировано 16 апреля 2008 года в Wayback Machine.
- Увядание и пласимолиз. Архивировано 14 октября 2007 года в Wayback Machine.