Ботаника - Андреева И.И.
ISBN 5-9532-0015-3
Скачать (прямая ссылка):
Функции вакуолей заключаются, с одной стороны, в накоплении запасных и изоляции эргастических веществ (отбросов, конечных продуктов обмена), с другой — в поддержании тургора и регуляции водно-солевого обмена. Между клеточным соком, протопластом и клеточными стенками постоянно происходит движение веществ и воды. Тонопласт легкопроницаем для воды и, обладая избирательной проницаемостью, замедляет выход из вакуоли ионов и сахаров. Поэтому при достаточном обводнении клеточных стенок вода будет поступать в вакуоль за счет диффузии. Однонаправленный процесс диффузии воды через полупроницаемую мембрану называется осмосом. Если клеточный сок имеет более высокую концентрацию, то вода будет проникать в вакуоль. Увеличиваясь при этом в объеме, вакуоль будет давить на цитоплазму, прижимая ее к клеточной стенке и создавая тургорное давление. Клеточная стенка в силу своей упругости будет оказывать обратное давление на протопласт. Это противодавление клеточных стенок называется тургорным натяжением. По мере поступления воды в клетку оно возрастает.
Поступление воды в клетку хотя и происходит на основе осмоса, лимитировано присутствием ограниченно растяжимой клеточной стенки. Когда будет достигнут предел растяжимости клеточной стенки, всасывание воды прекратится. Концентрация клеточного сока будет наименьшей, тургорное натяжение — максимальным, клетка имеет наибольший возможный объем. Напряженное состояние клеточной стенки, создаваемое гидростатическим давлением внутриклеточной жидкости, называется тургором.
Тургор — нормальное физиологическое состояние растительной клетки. Благодаря тургору растение сохраняет свою форму, занимает определенное положение в пространстве, противостоит механическим воздействиям. Если клетку в состоянии тургора поместить в раствор, осмотическое давление которого выше, чем клеточного сока, то вода устремится в сторону более концентрированного раствора и будет выходить из клетки. Сокращение объема вакуоли приведет к уменьшению давления ее на цитоплазму, а цитоплазмы — на клеточные стенки. Клеточные стенки в силу своей эластичности станут менее растянутыми, а объем клетки уменьшится. Если объем клетки достигнет минимума, а уменьшение объема цитоплазмы будет продолжаться, то, сжимаясь, она начнет отставать от стенок и постепенно соберется в центре клетки. Наступает плазмолиз — состояние, обратное тургору. Если плазмолизированную клетку поместить в чистую воду, то тургор восстановится, произойдет деплазмолиз. Длительный и сильный плазмолиз может вызвать гибель клетки, при частичном плазмолизе растение увядает.
Осмотические свойства клеток необходимо учитывать при внесении удобрений. Нельзя допускать избытка питательных солей близ корней, иначе вокруг корневых волосков может образоваться раствор, концентрация которого выше концентрации клеточного раствора. Вода будет выходить из клеток корня, а не всасываться ими. В результате растение засохнет и погибнет. Спасти растение сможет только очень обильный полив, который снизит концентрацию почвенного раствора и обеспечит поступление воды в растение.
§ 8. ВКЛЮЧЕНИЯ
Включения клетки представляют собой вещества, временно выведенные из обмена, или конечные его продукты. Специфика включений связана со специализацией соответствующих клеток, тканей и органов. Большинство включений располагается в цитоплазме и вакуолях. Существуют жидкие и твердые включения. Растения в процессе жизнедеятельности накапливают продукты обмена веществ, что связано с необходимостью создания резерва питательных веществ, средств защиты от поедания животными и внедрения паразитов и, наконец, необходимостью концентрации шлаков, подлежащих удалению. Запасные питательные вещества являются продуктами первичного обмена веществ, остальные группы ~ вторичного.
Запасные питательные вещества. Это временно выведенные из обмена веществ клетки соединения. Они накапливаются в клетках растений в течение вегетационного периода и используются частично зимой, а главное, весной, в период бурного роста и цветения. Перед листопадом или завяданием надземных частей многолетних трав резервные вещества оттягиваются в зимующие органы. У однолетников они концентрируются в семенах или плодах. Запасные вещества могут откладываться в клетках растений, прежде всего в семенах, в очень больших количествах, поэтому семена некоторых растений являются основой питания человека и домашних животных (табл. 4).
4. Запасные вещества
Вещество Место локализации Физическое
и растении в клетке
Жиры Эндосперм и зародыш семени Цитоплазма Жидкость или
(клещевина, подсолнечник, (липидные эмульсия
арахис), околоплодник капли)
(маслина и др.)
Белки Эндосперм и зародыш семени Вакуоли Коллоид, раст
(соя, пшеница, клещевина и (алейроновые вор, кристалл,
ДР-) зерна) аморфное
