Дәріс тақырыбы: Клетканың су алмасуы Дәріс жоспары: 1.

Дәріс тақырыбы: Клетканың су алмасуы Дәріс жоспары: 1. Судың қызметтері 2. Клетканың су алмасуына қатысты терминдер 3. Судың осмостық сіңірілуі 4. Клетка - осмостық жүйе ретінде 5. Сору күші 6. Плазмолиз. Циторриз

1. Судың қызметтері Су – өсімдік массасының 70-95% құрайды. Су – тірі организмдердің басты заты және өсімдік тіршілігінде оның қызметтері келесідей: 1. Клетка мен организмнің барлық құрылымдарын біріктіретін тұтас жүйе. 2. Еріткіш және биохимиялық реакциялардың ортасы. 3. Метаболит және биохимиялық реакцияларға тікелей қатысады. 4. Мембраналық құрылымдарды құрып, ретке келтіреді, ақуыздарды, полисахаридтерді, нуклеин қышқылдарын гидраттайды. 5. Термореттеуші фактор. 6. Өсімдіктің тургесценттілігін қамтамасыз етеді. 7. Заттардың өсімдік бойымен ксилема сосудтары мен флоэма элементтерінде жылжуы судың көмегімен жүреді.

Судың бір қатар аномальдық қасиеттері бар: тығыздық, қайнау мен қату температурасы, балқу жылылығы, жылу сыйымдылығы, беттік кернеу және жұғу қабілеті. Клетка мен ұлпаларда су екі – бос және байланысқан күйде болады. Бос су – таза, жылжымалы су. Байланысқан су: 1) осмостық байланысқан, 2) коллоидтық байланысқан, 3) капиллярлық байланысқан. Судың клеткаға кіруі сору күшіне (су потенциалына) байланысты. Өз кезегінде сору күші вакуоль шырынының осмостық қысымына және клетканың тургорлық (гидростатикалық) қысымына байланысты.

2. Клетканың су алмасуына қатысты терминдер Клеткаға судың енуін қамтамасыз ететін негізгі заңдылықтар – осмос, биоколлоидтардың бөртуі, электроосмос. Осмос – судың жартылай өткізгіш мембрана арқылы біржақты диффузия құбылысы, яғни өтуі. Бөрту – жоғары молекулалық заттардың диффузия арқылы суды сіңіруі. Өсімдіктің кейбір мүшелері, мысалы, тұқымдар суды тек бөрту жолымен сіңіреді және өте жоғары бөрту қысымын туғызады. Өсімдік клеткасында жартылай өткізгіш мембрана қызметін плазмалемма мен тонопласт атқарады. Су молекулалары кішкентай болғандықтан клетка мембранасы арқылы басқа заттарға қарағанда тезірек өтеді. Осмостық қысым – жартылай өткізгіш мембранамен бөлінген, концентрациясы әртүрлі ерітінділердің әсерінен пайда болатын қысым, ерітіндегі осмосты тоқтату үшін қажетті қысым. Р= RТСі, мұндағы R – газ тұрақтысы (0,0821); Т – абсолюттік температура (2730 + бөлме температурасы); С – ерітіндінің концентрациясы (моль); і – изотонды коэффициент. Су мен заттар тасымалдануының механизмі.

3. Судың осмостық сіңірілуі Осмостық қысымның осмометрдің ішкі бөлігінде байқалуы

Тургор, кернелу – гидростатикалық қысым, осмос күшімен клеткаға енген судың қабықшаларға түсіретін қысымы. Көлемі ұлғайған протопластқа түсетін клетка қабықшасының қарсы қысымына тең. Тургорлық қысым мен осмостық қысымның өзара қатынасы судың сіңуіне үлкен әсер етеді. Себебі, көптеген өсімдіктердің сору күші, осмостық қысымы мен тургорлық қысымның айырмасына тең. Бірақ, белгілі бір жағдайларда клетка қабықшасы протопластты қысудың орнына оны созады. Бұл құбылыс күшті құрғақшылық кезінде кейбір өсімдіктерде, әсіресе, ксерофиттерде байқалады. Осы тургор арқасында өсімдіктер өз формаларын сақтап тұрады. Тургорлық қысым – клетка қабықшасының ішкі жағына протоплазманың тигізетін қысымы. Тургорлық керілу – тургорлық қысымы теңестіретін, қабықтың протоплазмаға қарсы қысымы.

Зат молекулаларының диффузия жылдамдығында байқалатын энергиялық деңгейі заттың химиялық потенциалы деп аталады. Судың су потенциалы (Ѱ) оның диффузияға, булануға немесе сіңірілуіне қабілетін сипаттайды. Ең жоғары химиялық потенциал таза суда, ол 0 тең. Кез келген ерітінділер мен биологиялық сұйықтықтардың Ѱ теріс мәнді. Суда еріген заттардың болуы оның белсенділігін төмендетеді және ерітіндінің осмостық потенциалын туғызады. 4. Клетка - осмостық жүйе ретінде

5. Сору күші Қанттар, органикалық қышқылдар мен олардың тұздары бар және жартылай өткізгіш мембранамен қоршалған вакуольдің шырыны осмостық қысымды көрсетеді. Ерітіндінің осмостық қысымы оған суды енгізбейтін қысымға тең. Вакуольге судың осмостық енуі арқасында онда тургорлық деп аталатын гидростатикалық қысым пайда болады. Бұл қысым цитоплазманы клетка қабықшасына қысып, оны созады. Созылған клетка қабықшасы қарсы қысым көрсетеді. Судың вакуольге осмостық енгізілген қысым осмостық пен тургорлық қысымдарының айырмасына тең және сору күші деп аталады. Сору күші – белгілі мөлшерде суы бар жағдайда клетканың осмостық потенциалы (Р) мен клетка қабықшасының қарсы қысымы – тургор (Т) арасындағы айырмашылықты көрсететін шама. Ол мына теңдеумен белгіленеді: S = P - T. Сонымен, клетканың сору күші – оның сыртқы ортадан ылғалды өзіне сіңіру мүмкіншілігі.

Клетка толық сумен қаныққан жағдайда оның сору күші нольге тең, ал тургорлық қысымы осмостық қысымына тең. Клеткалардың толық тургесценттілігі топырақ пен ауанынң жеткілікті ылғалдылығында байқалады. Егер клеткаға судың келуі азайса (жел күшейгенде, топырақ ылғалдылығының жетіспеуі), су тапшылығы алдымен клетка қабықшаларында байқалып, олардың су потенциалы вакуольдерге қарағанда төмендейді, су клетка қабықшаларына жылжи бастайды. Вакуольдерден судың кетуі клетканың тургорлық қысымын түсіреді, демек, олардың сору күші көтеріледі.

6. Плазмолиз. Циторриз Плазмолиз – қанттар, тұздар, глицерин және басқа осмостық белсенді заттардың гипертонды ерітінділерінің әсерінен тірі клетка протопластының судың азаюынан көлемі кішірейіп, соңынан плазмалемманың сыртқы клетка қабықшасынан ажырауы. Плазмолиздегіш зат (ерітінді) вакуольдерден суды өзіне сіңіргенде алдымен вакуольдің, кейін протоплазманың көлемі кішірейіп, ұлпаның ісінген күйін жояды. Қолайлы жағдай туған сәтте клетка жоғалтқан суын кері сіңіріп, ісініп, бастапқы қалпына қайта келеді. Оны деплазмолиз деп атайды. Гипертонды ерітінді – қысымы клетка сөлінің қысымынан жоғары ерітінді. Гипотонды ерітінді – қысымы клетка сөлінің қысымынан төмен ерітінді. Изотонды ерітінді – осмос қысымы клетка шырыны қысымымен бірдей ерітінді. Циторриз – өсімдіктердің тез сусыздануына байланысты клетка пішіндерінің бұзылуы. Циторриз кезінде клетка қабығымен бірге түгел жиырылып қалады. Клетканың серпімділігі жойылып, жапырақтары солып қалады. Циторриз кезіндегі клеткалардың су сіңіргіштік қабілеті өте жоғары болады.

1 – мүк клеткала-рындағы плазмолиз кезеңдері 2 – пияз клетка-сындағы плазмолиздің дөңес түрі а – ядро б – цитоплазма в - вакуоль