С какими свойствами плазмалеммы связан колпачковый плазмолиз
Колпачковый плазмолиз обнаруживает первый тип проницаемости цитоплазмы, когда проникшее вещество связывается самой цитоплазмой и не поступает в вакуоль.
Другой тип проницаемости цитоплазмы связан с проникновением вещества в вакуоль. Далеко не все растворы вызывают долго длящийся плазмолиз. Если плазмолизировать протопласт клетки раствором мочевины или глицерина, то сначала наблюдается плазмолиз. Затем плазмолиз сравнительно быстро заканчивается. Мочевина и глицерин быстро проникают внутрь вакуоли, увеличивают концентрацию клеточного сока, который начинает поглощать воду из окружающего раствора. При этом цитоплазма вновь подходит к стенкам клетки. Это явление получило название деплазмолиза, и такой плазмолиз называется временным.
Колпачковый плазмолиз в растворе роданистого калия
Проникновение вещества в вакуоли клетки можно наблюдать на примере действия красителя метиленового синего (водный раствор 1:5000) на какое-нибудь водное растение, например элодею. Краситель скопляется внутри вакуолей, и очень часто в них даже образуется осадок из красителя, связанного с дубильными веществами вакуолей.
Проницаемость цитоплазмы связана с активной жизнедеятельностью (дыханием) растения. Поступление веществ (солей или, вернее, их катионов и анионов) в цитоплазму идет за счет обмена их на ионы, выходящие из клетки. Это происходит таким образом, что образованные в процессе дыхания Н+ и НСОз (ионы угольной кислоты) выделяются в окружающий раствор, а на их место в цитоплазму поступают ионы калия и натрия вместо ионов водорода, а на место иона НСОз— соответственные анионы.
Не всегда вещества проникают в цитоплазму за счет ее активной жизнедеятельности. Дело в том, что поверхностные слои цитоплазмы богаты липидами, которые не образуют сплошной пленки на поверхности цитоплазмы, а чередуются с молекулами белков или вкраплены в белковый остов поверхностных слоев, т. е. на поверхности цитоплазмы образуется своеобразная мозаика из участков белков и липидов. Растворимые в липидах вещества (спирт, эфир, хлороформ и др.) очень легко проникают в цитоплазму.
Вода и соли, нерастворимые в липидах, проникают в цитоплазму через белковые слои.
Проницаемость цитоплазмы не остается постоянной в течение жизни растения, а меняется с возрастом, а также увеличивается при повышении температуры и интенсивности освещения.
Движение цитоплазмы. Одним из характерных свойств цитоплазмы является ее способность к движению. Движение цитоплазмы и находящихся в ней включений происходит как в постенном слое, так и в тяжах, связывающих ядро с цитоплазмой.
Скорость перемещения цитоплазмы в эпидермисе чешуи лука составляет примерно 5—7 м/с. На скорость движения Цитоплазмы влияют температура, свет и другие факторы. В одном из опытов движение цитоплазмы в клетках водного растения валлиснерии начиналось при температуре 1,25°С, шло с наибольшей интенсивностью при 38,5°С и останавливалось при 45°С.
Движение цитоплазмы играет большую роль в жизнедеятельности растительного организма, способствуя перемещению веществ из одной клетки в другую.
Вязкость — одно из важнейших свойств цитоплазмы. Она очень сильно колеблется в зависимости от вида растения, а также от фаз его развития. У некоторых растений вязкость цитоплазмы немного превышает вязкость воды, а у других достигает вязкости глицерина, превосходящего в этом отношении воду в 87 раз. Вязкость цитоплазмы тесно связана с обменом веществ: чем выше вязкость, тем обычно менее интенсивен обмен. У созревших семян цитоплазма переходит в студенистое состояние — гель. Высокая вязкость цитоплазмы способствует увеличению устойчивости растений к повышенной температуре.
- Главная
- Агрономия
- Проницаемость протоплазмы
Елена Голец20 Июнь 2017 3734
- Проницаемость протоплазмы — это способность протоплазмы поглощать определенные вещества из внешней среды и выделять некоторые вещества, содержащиеся в ней, во внешнюю среду.
Степень проницаемости протоплазмы
Протоплазма проницаема для различных веществ не в одинаковой степени. Вещество может пройти через плазмалемму, попасть в цитоплазму, но может быть задержано тонопластом.
Вещество может также пройти через всю толщу протоплазмы и попасть в клеточный сок. Как в первом, так и во втором случае вещество попадает в клетку и может принимать участие в ее обмене. В случае полной непроницаемости плазмалеммы вещество в клетку попасть не может.
Плазмолиз
Проникновение вещества в цитоплазму можно наблюдать на примере колпачкового плазмолиза, который получают, погружая срез эпидермиса лука в концентрированный раствор какой-либо соли калия.
Калий легко проходит через плазмалемму, но задерживается тонопластом, в результате чего получается плазмолиз. Под влиянием ионов калия, проникших в цитоплазму, она набухает и сосредоточивается на концах клетки в виде колпачков.
Колпачковый плазмолиз.
- — раствор KCl, проникающий через оболочку,
- — цитоплазма, разбухшая под влиянием калия,
- — вакуоль.
Проникновение вещества в клеточный сок можно наблюдать при погружении ткани в слабый раствор метиленового синего или нейтрального красного. Краски легко проходят через цитоплазму и окрашивают клеточный сок.
Одновалентные ионы калия вызывают гидратацию (обводнение) протоплазмы, и она делается более жидкой, а двухвалентные ионы оказывают противоположное действие, обезвоживая протоплазму. Такое различное действие ионов легко наблюдается при получении плазмолиза, форма и время получения которого зависят от плазмолитика — вещества, вызывающего плазмолиз.
Приготовленные срезы ткани выдерживают в слабых растворах изотонических солей калия или кальция в течение нескольких часов. После этого срезы ткани переносят в мольный раствор сахарозы и наблюдают под микроскопом момент наступления и форму плазмолиза. 1 — выпуклый плазмолиз; 2 — вогнутый плазмолиз.
Плазмолиз очень быстро наступает в клетках, выдержанных в растворе калийной соли, причем протоплазма отстает от оболочки, округляется и получается выпуклый плазмолиз (рис. 1). На срезах ткани, выдержанных в растворе кальциевой соли, плазмолиз наступает значительно позднее, при этом сгустившаяся под влиянием кальция протоплазма неравномерно отстает от оболочки.
Плазмолизированная протоплазма образует ряд вогнутых поверхностей (рис. 2), а в некоторых объектах это явление может быть выражено так резко, что говорят не о вогнутом, а о судорожном плазмолизе.
На проницаемость протоплазмы большое влияние оказывает температура: низкая температура понижает, а высокая увеличивает проницаемость.
Свет и аэрация также изменяют проницаемость протоплазмы в сторону ее повышения, поэтому на уплотненных почвах, где аэрация затруднена, поступление воды в растение замедлено. Проницаемость протоплазмы изменяется с возрастом клеток. Протоплазма молодых клеток менее проницаема. В старых клетках вследствие укрупнения коллоидных частиц проницаемость возрастает.
Поступление веществ в растительную клетку
Поступление веществ в растительную клетку из водных растворов происходит путем обменной адсорбции. При этом вещества сначала адсорбируются плазмалеммой, затем они передаются в цитоплазму, а иногда из нее и в клеточный сок.
Главную роль при поступлении веществ играет процесс дыхания, происходящий в клетке. Образующиеся в процессе дыхания ионы угольной кислоты Н+ и НСО3 обмениваются на катионы и анионы окружающего раствора.
Поступившие ионы связываются с белками протоплазмы, но эти соединения непрочны и могут распадаться. Освободившиеся катионы и анионы могут обмениваться на Н+ и НСО3 клеточного сока. Поступление ионов в клетку может продолжаться даже тогда, когда концентрация иона внутри клетки будет во много раз больше, чем вне клетки.
Протоплазма обладает избирательной способностью по отношению к ионам, близким по своим свойствам. Так, например, у водоросли валонии содержание калия в клетках во много раз больше, а натрия в 5—6 раз меньше, чем в окружающей ее воде.
С помощью меченых атомов было установлено, что в протоплазму могут поступать вещества, имеющие большие молекулы, например сахара, аминокислоты, некоторые белки и др.
Поступление веществ в клетку связано с активной деятельностью протоплазмы. На это указывает то обстоятельство, что избирательная проницаемость протоплазмы свойственна только живым клеткам.
Рейтинг: 5/5 — 1
голосов
Плазмолиз — это осмотический процесс в клетках растений, грибов и бактерий, связанный с их обезвоживанием и отступлением жидкой цитоплазмы от внутренней поверхности клеточной мембраны с образованием полостей. Это возможно благодаря наличию клеточной стенки, которая обеспечивает жесткий внешний каркас. Деплазмолиз — обратный процесс, то есть восстановление исходной формы клетки при снижении осмотического давления во внеклеточной жидкости.
Происхождение плазмолиза и деплазмолиза
Плазмолиз протекает в клетках грибов, растений и бактерий, у которых имеется крепкая клеточная стенка. При их нахождении в гипертоническом растворе, концентрация электролитов в котором больше, чем в цитоплазме, происходит отдача воды в межклеточное пространство. В зависимости от степени обезвоживания плазмолиз клетки делят на уголковый с минимальным отступлением цитоплазмы, вогнутый, судорожный, колпачковый и выпуклый.
Частичному деплазмолизу подвержены все указанные варианты плазмолиза, но восстановить полную жизнеспособность клетки можно только в случае судорожного, уголкового, вогнутого плазмолиза, так как он развивается либо в маленьких масштабах, либо не приводит к повреждению внутриклеточных структур. Выпуклый плазмолиз — это полностью необратимый процесс. Он по форме частично напоминает судорожный вариант, но последний часто обратим.
Осмотические явления в клетке
Такие явления, как плазмолиз и деплазмолиз, взаимно противоположны. Плазмолизом называется сморщивание клетки при ее нахождении в гипертоническом растворе. Деплазмолиз — это восстановление исходной формы и размера клетки, у которой ранее произошел плазмолиз. Плазмолиз — это осмотическое явление, которое происходит в растительной и бактериальной клетке, а также в клетках грибов.
Важное условие для его развития — наличие клеточной стенки, жесткого каркаса, обеспечивающего постоянную форму и размеры. В них это явление можно описать как процесс сморщивания внутренней среды клетки из-за выхода жидкости в межклеточное пространство и образование полостей между отступившей цитоплазмой и клеточной оболочкой. То есть подвижная цитоплазма, теряя жидкость, сморщивается и освобождает полости между клеточной мембраной и ее внутренней средой.
Бытовой пример плазмолиза и деплазмолиза
Плазмолиз клетки растений, грибов и бактерий — обратимый процесс. При этом бактерии, клетки которых имеют клеточную стенку, могут находится в таком состоянии очень долго. Но попадая в благоприятную среду, они способны восстановиться и продолжить свою жизнедеятельность. Бытовым примером плазмолиза и деплазмолиза является приготовление варенья. В растворе с высокой концентрацией сахара происходит плазмолиз. Это обеспечивает сохранность продукта долгое время, так как бактерии не могут осуществлять свою жизнедеятельность.
При употреблении варенья, когда в растворе снижается осмотическое давление, бактериальная клетка снова становится активной. Это значит, что протекает такое явление, как деплазмолиз — восстановление гель-зольных свойств ее цитоплазмы и нормальной работоспособности. Если в растворе присутствует патогенная микрофлора в достаточном количестве, то она вполне способна вызывать инфекционное заболевание.
Осмотические явления в животных клетках
Крайним вариантом деплазмолиза животной клетки является гемолиз эритроцита. Он разрушается в гипотонических растворах по причине его чрезмерного набухания. Из-за более низкой концентрации электролитов снаружи эритроцита вода устремляется через мембрану внутрь, чтобы уровнять осмотическое давление. Однако ввиду ограниченности внутреннего пространства клетки и ее низкой вместимости происходит разрыв мембраны и гемолиз. Растительная клетка отличается большей прочностью из-за наличия клеточной стенки, а потому ее набухание часто не приводит к лизису. В определенный момент гидростатическое давление внутри клетки выравнивается с осмотическим, что прекращает дальнейшее поступление воды в цитоплазму.
В гипертонических растворах в эритроцитах происходит обратное явление — вода удаляется из цитоплазмы, и клетка сморщивается. Однако у высокоразвитых многоклеточных организмов предел осмотического воздействия очень низкий. А потому клетка чаще погибает, так как не может длительно оставаться жизнеспособной при наличии очень вязкой цитоплазмы. Более того, в организме человека каждая клетка должна выполнять некие функции, а не просто существовать. Клетка, которая «не работает», будет устранена макрофагами.
Словарь ботанических терминов
— вид плазмолиза, при котором некоторые плазмолитики (KCNS) вызывают набухание слоя цитоплазмы и она наблюдается в виде колпачков на пузырьке вакуоли.
- ПЛАЗМОЛИЗ — отделение пристеночного слоя цитоплазмы от твёрдой оболочки растит, клетки. П.— явление, обратное тургору…
Биологический энциклопедический словарь
- плазмолиз — plasmolysis — .Oтделение пристеночного слоя цитоплазмы от твердой оболочки растительной клетки в гипертоническом по отношению к клеточному соку растворе…
Молекулярная биология и генетика. Толковый словарь
- ВОГНУТЫЙ ПЛАЗМОЛИЗ — вид плазмолиза, когда наряду с участками, сильно сократившимися, имеются участки, сохраняющие непосредственный контакт с клеточными стенками, т. е. поверхность плазмолизированного протопласта имеет вид…
Словарь ботанических терминов
- ПЛАЗМОЛИЗ — уменьшение объема протопласта живой растительной клетки с последующим отставанием цитоплазмы от оболочки, наступающее под воздействием концентрированных растворов солей, Сахаров, глицерина и др. осмотически…
Словарь ботанических терминов
- СПАЗМАТИЧЕСКИЙ ПЛАЗМОЛИЗ — см. судорожный плазмолиз…
Словарь ботанических терминов
- СУДОРОЖНЫЙ ПЛАЗМОЛИЗ — плазмолиз, характеризующийся многочисленными тонкими цитоплазматическими тяжами, идущими от плазмолизированного протопласта к оболочке клетки, что свидетельствует о чрезвычайно высокой вязкости цитоплазмы…
Словарь ботанических терминов
- КОЛПАЧКОВЫЙ ОКОЛОЦВЕТНИК — околоцветник, у которого лепестки срастаются верхушками в виде колпачка …
Словарь ботанических терминов
- СТОЙКИЙ ПЛАЗМОЛИЗ — плазмолиз, длящийся часами и сутками, что свидетельствует о плохой проницаемости мембран цитоплазмы к ионам плазмолитика…
Словарь ботанических терминов
- плазмолиз — 1) потеря воды клеткой в гипертоническом растворе, сопровождающаяся отслоением протоплазмы от клеточной оболочки; 2) стадия цитолиза, заключающаяся в разжижении протоплазмы под влиянием протеолитических ферментов…
Большой медицинский словарь
- Плазмолиз — см. Клеточка…
Энциклопедический словарь Брокгауза и Евфрона
- Плазмолиз — отставание Протопласта от оболочки при погружении клетки в гипертонический раствор . П. характерен главным образом для растительных клеток, имеющих прочную целлюлозную оболочку…
Большая Советская энциклопедия
- плазмолиз — …
Орфографический словарь-справочник
- плазмолиз — плазмо́лиз отслаивание протопласта, гл. обр. растительных клеток, от клеточной стенки при воздействии на клетку гипертоническим раствором…
Словарь иностранных слов русского языка
- плазмолиз — …
Формы слова