Водный обмен растений - Жолкепич В.Н.
ISBN 5-02-003977-2
Скачать (прямая ссылка):
Первая группа методов основана на наблюдении за наступлением плазмолиза или определении водного потенциала ткани в камере давления при нулевом тургоре. Несомненным преимуществом этих методов является возможность работы с клетками, сохранившими свою целостность. Однако они имеют и недостатки, снижающие точность определения; эти недостатки будут рассмотрены ниже.
Работа с выжатым соком предполагает предварительное разрушение клеточной структуры. Сок, полученный таким образом, содержит также жидкость из свободного пространства клеток. После извлечения сока в нем могут происходить быстрые химические изменения (например, расщепление сахаров), что, естественно, нежелательно.
Клеточные методы. Существует два клеточных метода определения осмотического потенциала — плазмолитический и плазмометрический [115, 122]. В первом случае срезы погружают в ряд растворов с постепенно возрастающей концентрацией и через 30 мин просматривают их под микроскопом. Отмечают, когда протопласт начинает отделяться от клеточной стенки. Вследствие больших идпвидуальных отклонений осмотических свойств клеток в нескольких полях зрения микроскопа подсчитывают общее число п число плазмолизированиых клеток. Затем строят график зависимости между концентрацией тестового раствора и процентом плазмолизированиых клеток: считают
плазмолиз начинающимся в том растворе, где он отмечен у 50 % клеток. Поскольку потенциал давления в клетке при начинающемся плазмолизе равен нулю, ее осмотический потенциал равен потенциалу раствора, вызывающего начальный плазмолиз. Надо иметь в виду, что плазмолитический метод дает заниженные результаты за счет возможного аиатаноза и отсутствия плазмолиза в слабо гипертоническом растворе из-за эластич-
ности клеточных стенок, необходимости разрыва плазмодесм и преодоления слипания протопласта и клеточной стенки.
Плазмометрический метод основан на измерении объема клетки и плазмолизироваиного протопласта при установлении равновесия между клеткой и гипертоническим тестовым раствором. Осмотический потенциал вычисляют по формуле
Ш — ITT V°vor
— р-ра ^7 ®
v кл
где — осмотический потенциал клетки, Ч-Гр_ра — водный потенциал гипертонического раствора (он равен в данном случае осмотическому), УпРот — объем протопласта, Укл— объем клетки.
Объемы клеток н протопласта могут быть измерены достаточно точно, если клетки имеют более или менее правильную геометрическую форму и устанавливается выпуклый плазмолиз. С помощью окуляра-микрометра измеряют длину и диаметр цилиндрических клеток, радиус сферической поверхности и длину плазмолизироваиного протопласта. Измерения правомерны, когда цитоплазма занимает минимальный объем и не происходит ее набухания в пространстве между вакуолью и клеточной стенкой. Зарисовывают контуры нескольких клеток и их плазмо-лизироваиных протопластов, планиметрически измеряют их площади, размеры которых используют для вычисления отношения объемов.
Несомненное преимущество плазмометрического метода состоит в том, что достаточно провести измерения в одном растворе и на одном срезе. Он может быть использован для определения осмотического потенциала в конкретной клетке, тогда как плазмолитический метод дает усредненные данные для всей ткани. Однако, поскольку здесь надо вызвать непременно выпуклый плазмолиз, приходится использовать сильно гипертонический раствор. Поэтому возрастают требования к минимальной проницаемости цитоплазматических мембран для тестового раствора и отсутствию осморегуляции за счет метаболических изменений концентрации клеточного сока. При условии достаточно корректного измерения параметров клетки точность плазмометрического метода выше, чем плазмолитического. В целом точность методов, основанных на наблюдении плазмолиза, порядка 50 кПа.
Измерение осмотического потенциала в камере давления.
Использование камеры давления для измерения осмотического потенциала ткани основано на равенстве водного и осмотического потенциалов сильно вакуолизированных клеток при отсутствии потенциала давления (матричным потенциалом в данном случае можно пренебречь, ибо в вакуолизированных клетках его величина крайне мала).
Определение осмотического потенциала выжатого клеточного сока. Современные физико-химические методы определения осмотического потенциала растворов отличаются достаточ-
по высокой точностью и хорошей воспроизводимостью экспериментальных данных. Поэтому основным источником ошибки в этой группе методов является процедура получения клеточного сока из растительной ткани.
Получение клеточного сока. Полное извлечение осмотически активных веществ возможно только после нарушения избирательной проницаемости клеток. Лучшим способом разрушения мембран считается воздействие низких температур. Сосуд с образцами несколько раз погружают в жидкий азот, чем достигается остановка метаболических процессов. Нарушение ком-партментации происходит главным образом при оттаивании тка-ии, поэтому образцы можно хранить в замороженном состоянии; отжимать сок необходимо сразу после оттаивания.
