Общие закономерности транспорта воды через мембраны растительных клеток.

Функции воды в растении.

В тканях растений вода составляет 70-95% сырой массы. Обладая уникальными свойствами, вода играет первостепенную роль во всех процессах жизнедеятельности. Все известные на Земле формы жизни не могут существовать без воды. При снижении содержания воды в клетках и тканях до критического уровня (например, у спор, у семян при их полном созревании) живые структуры переходят в состояние анабиоза.

Вода в биологических объектах выполняет следующие основные функции:

1) Водная среда объединяет все части организма, начиная от молекул в клетках и кончая тканями и органами, в единое целое. В теле растения водная фаза представляет собой непрерывную среду на всем протяжении от влаги, извлекаемой корнями из почвы, до поверхности раздела жидкость — газ в листьях, где она испаряется.

2) Вода — важнейший растворитель и важнейшая среда для биохимических реакций.

3) Вода участвует в упорядочении структур в клетках. Она входит в состав молекул белков, определяя их конформацию. Удаление воды из белков высаливанием или с помощью спирта приводит к их коагуляции и выпадению в осадок. В поддержании структур гидрофобных участков белковых молекул и липопротеинов, возможно, существенна роль структурированной воды.

4) Вода — метаболит и непосредственный компонент биохимических процессов. Так, при фотосинтезе вода является донором электронов. При дыхании, например, в цикле Кребса, вода принимает участие в окислительных процессах. Вода необходима для гидролиза и для многих синтетических процессов.

5) Возможно, существенную роль в жизненных явлениях, особенно в мембранных процессах, играет относительно высокая протонная и электронная проводимость структурированной воды.

6) Вода — главный компонент в транспортной системе высших растений — в сосудах ксилемы и в ситовидных трубках флоэмы, при перемещении веществ по симпласту и анопласту.

7) Вода — терморегулирующий фактор. Она защищает ткани от резких колебаний температуры благодаря высокой теплоемкости и большой удельной теплоте парообразования.

8) Вода — хороший амортизатор при механических воздействиях на организм.

9) Благодаря явлениям осмоса и тургора (напряжения) вода обеспечивает упругое состояние клеток и тканей растительных организмов.

Общие закономерности транспорта воды через мембраны растительных клеток.

Вода может поступать в клетки расте- ний за счет набухания(сухих семян при помещении их во влажную среду (для прорастания). В основе перемещения молекул – диффузия, всегда направлена от большей концентрации вещества к меньшей. Энергетический ур молекул данного в-ва, кот выражается в скорости их диффузии, н-ют хим потенциалом этого в-ва. Хим потенциал чистой воды н-ют водным потенциалом. Он характ-ет способность воды диффундировать, испаряться или поглощаться и выражается в Паскалях.

Растительная клетка окружена клеточной стенкой, которая обладает определенной эластичностью и может растягиваться. Вакуоль содержит большое количество осмотически активных веществ — сахаров, органических кислот, солей. Поскольку мембрана избиратель­но проницаема и вола проходит через нее значительно легче, чем вещества, растворенные в клеточном соке и цитоплазме, при помещении клетки в воду последняя по законам осмоса бу­дет поступать внутрь клетки.

Осмотическое давление (диффузное давление) – термодинамический параметр, характеризующий стремление раствора к понижению концентра- ции при соприкосновении с чистым растворителем вследствие встречной диффузии молекул растворённого вещества и растворителя.

Осмотическое давление (Р) разбавленных растворов подчиняется газовым законам и зависит от температуры, их молярной концентрации и относительного числа частиц

Силу, с которой клетка втягивает воду называют сосущей силой (S). Она тождественна водному потенциалу клетки ().

Благодаря осмотическому притоку воды в клетку там возникает гидро- статическое давление, называемое тургорным. Это давление прижимает ци- топлазму к клеточной стенке и растягивает ее. Клеточная стенка имеет ограниченную эластичность и оказывает равное противодавление.

Плазмолиз – это процесс, обусловленный потерей воды клет- кой. Он проявляется в отходе протопласта от клеточной стенки. Иногда при сильном завядании протопласт не отстает от клеточной стенки, как при плазмолизе, а сжимается и тянет ее за собой. При этом кле- точная стенка прогибается. Это явление называют циторризом.