el régimen De agua de las plantas. El ingreso del agua en vakuol bajo la influencia de las fuerzas osmóticas

os encontráis: el régimen De agua de las plantas

Ya que la mayor parte del agua, que asiste en la jaula, se encuentra en vakuoli, comenzaremos el análisis del problema del transporte del agua del examen de aquella vía, que a la molécula del agua es necesario superar para caer en vakuol las jaulas. El agua debe pasar a través de dos membranas (plazmalemmu y tonoplast) y a través del citoplasma, que está entre ellos. Sabemos poco las distinciones en la capacidad de estas tres estructuras de hacer agua, y por eso habitualmente todas tres estructuras son examinadas juntamente como la barrera única de membrana.

Para comprender, como el agua pasa a través de la membrana, se imaginaremos que la jaula, en vakuoli por que contienen las sales, el azúcar, los aminoacidos y otras sustancias, es colocada en el vaso con el agua destilada (fig. 6.1). Conforme a la teoría molekuljarno-cinética de la molécula de todas las sustancias se encuentran en el estado del movimiento rápido caótico, que velocidad depende de la energía de estas moléculas. La velocidad media de su movimiento está determinada a la temperatura (y sirve, en realidad, a su medida). Ya que las moléculas del agua son pequeñas y pasan a través de las membranas celulares mucho más rápidamente, que las moléculas de otras sustancias, podemos la simplicidad por el examen del traslado solamente las moléculas del agua. Estas moléculas diffundirujut en todas las direcciones: en la jaula y de la jaula, en distinto celular organelly y de ellos.

sabemos, sin embargo, que vakuol contiene las cantidades considerables de las sustancias distintas disueltas. Las moléculas de estas sustancias disueltas debilitan los enlaces entre las moléculas que contiene en vakuoli las aguas, atrayéndolos a él y por lo tanto reduciendo el chorro de agua sumario de la jaula afuera. En cierto sentido sustancias disueltas bajan la actividad de las moléculas del agua que se encuentran en la jaula. Como la consecuencia de esto la energía cinética del agua en vakuoli más abajo, que relativamente más de puras aguas fuera de la jaula. Dicho significa que por afuera vakuoli sobre cualquier parte de su membrana se golpea en unidad de tiempo más de moléculas del agua y bolshee su número penentra en esta parte dentro, que sale de ella. Como resultado de esta difusión rápida no uniforme bilateral de las moléculas del agua a través de la membrana vakuoli el volumen vakuoli se aumenta y se crea las montañas turísticas - el contenido de la jaula se aprieta contra su pared.

la Difusión del agua a través de la membrana semipermeable se llama en la ósmosis; la concentración de las sustancias disueltas en vakuoli sirve a la medida de la capacidad máxima de la jaula absorber el agua. El nivel energético de las moléculas de la sustancia dada, reflejado por la velocidad de su difusión, llaman el potencial químico de esta sustancia. Aquí, sin embargo, hablamos solamente sobre el agua y por eso usaremos el término especial, destinado a caso especial este: el potencial de agua. El potencial de agua (-f) caracteriza la capacidad del agua diffundirovat, evaporar o ser absorbido. Él tiene la dimensión de la energía, delennoj al volumen (que coincide con la dimensión de la presión), y su cantidad expresan habitualmente en las atmósferas o los bares (1 бар=0,987 atm). En realidad no podemos medir la energía de las moléculas del agua, por ejemplo, en el vaso de laboratorio, por eso es condicional por el cero es aceptado f de puras aguas en condiciones normales (las temperaturas estandartizadas y la presión). Es posible medir solamente la diferencia energy de las moléculas del agua que se encuentran en las condiciones diferentes. Más abajo la energía de las moléculas del agua, más abajo y el potencial de agua; ya que f de puras aguas es aceptado igual al cero, con el aumento de la concentración de las sustancias disueltas-f se hace cada vez más negativo. A la ósmosis de la molécula de la sustancia disuelta bajan la energía de las moléculas del agua, así que la solución tiene un potencial más negativo, que el agua pura.

las Moléculas del agua se trasladan siempre en la dirección de un más alto potencial de agua a más bajo, lo mismo que el agua corre hacia abajo, pasando al nivel cada vez más bajo energético. Sobre el potencial de agua de la solución influyen además de las sustancias disueltas y otros factores, por ejemplo la presión; por eso aquel componente del potencial de agua, que está determinado por la presencia de la sustancia disuelta, designan por el término especial - el potencial osmótico (fp). El potencial osmótico de la solución es vinculado por la dependencia directa a la concentración de la sustancia disuelta. Con el aumento de esta concentración el potencial osmótico se hace cada vez más negativo. Si 1 mol (e.d. El número de los gramos de la sustancia, igual a su masa molecular) cualquiera nedissotsiirujushchego las sustancias, por ejemplo la sacarosa, disolver en 1 l del agua, e.d. Preparar moljalnyj la solución, el potencial osmótico de tal solución será igual en condiciones normales-22,7 el bar. En menos de soluciones concentradas los potenciales osmóticos son menos negativos respectivamente.

En caso de que la solución es separada de puras aguas por la membrana semipermeable, el agua obra en la solución y a consecuencia de esto surge la presión (la presión osmótica), igual por la cantidad, pero opuesto por el signo al potencial inicial osmótico. La solución posee el potencial, por que cuenta surge tal presión, y se puede descubrirlo, si, por ejemplo, esta solución colocar en el aparato llamado osmometrom (fig. 6.2). Es numérico el potencial osmótico es igual a aquella presión, que es necesario aplicar a la solución en osmometre para prevenir el ingreso en él las aguas.

la Jaula que contiene en el espacio, limitado por la pared celular, la solución, rodeada por la membrana, (e.d. vakuol), representa, en realidad, osmometr.

Si tal jaula cargar en el agua pura, en ella comenzará a obrar el agua. En ausencia protivodavlenija de la pared celular el ingreso del agua en la jaula está determinado por el potencial de agua de la jaula (fkl), en momento inicial del tiempo igual al potencial osmótico (fp) de la solución que rellena vakuol. Sin embargo con la penetración del agua en vakuol su volumen se aumenta, el agua agua el jugo celular y la pared celular comienza a probar la presión. ¿Hasta que tiempos el agua obrará en vakuol? Si este ingreso dependía solamente del potencial osmótico, es teorético podría continuar hasta la infinidad. Sin embargo en realidad con el aumento del volumen vakuoli el citoplasma se aprieta contra la pared celular y surge las montañas turísticas la presión, a junto con él e igual a ello por la cantidad protivodavlenie de la pared celular al contenido celular. Bajo el potencial de la presión (fd) comprenden habitualmente protivodavlenie de la pared celular, pero este término puede designar y la presión montañosa turística (igual primero por la cantidad, pero opuesto a ello por el signo). Cuando fd alcanzará la cantidad bastante grande, el aflujo ulterior del agua en vakuol cesa. Se establece el equilibrio dinámico, a que el chorro de agua sumario es igual al cero, e.d. La cantidad de agua en vakuoli no es cambiada, aunque las moléculas del agua y continúan rápidamente trasladarse a través de la membrana en las dos direcciones. Además el potencial positivo de la presión es equilibrado por completo por el potencial negativo osmótico y la jaula deja de absorber el agua; en tal estado su potencial de agua es igual al cero.

En cualquier momento dado del tiempo el potencial de agua de la jaula está determinado por la diferencia entre el potencial de la presión y el potencial osmótico. Si dar a la jaula la posibilidad en agua destilado alcanzar máximo la vuelta de las montañas a, absorberá el agua hasta que fd no se iguale con e.d. fkl no será igual al cero. Después de esto no puede absorber más el agua de aucuna solución. No puede y quitarla de otra jaula. Si se encuentran al lado dos jaulas con diferente fkl, el agua a través de la pared celular pasará de la jaula con más alto (menos negativo) fkl en la jaula con más bajo (más negativo) fkl.

Examinaremos ahora el ingreso del agua en vakuol y de vakuoli de la jaula vegetal in situ (e.d. En la planta). Vakuol y su protocapa que rodea son concluidos dentro de la pared celular, a través de que el agua diffundiruet es libre. (La pared celular en este sentido recuerda el papel filtro, que consiste también de la celulosa.) La pared celular es saciada por el agua hasta que la humedad del suelo sea suficiente, a transpiratsija es no intensa. En estas condiciones f en el campo de la pared celular más alto que en vakuoli, y el chorro de agua sumario es dirigido dentro, en vakuol. Otro cuadro se observa con la falta de la humedad: en tales períodos en las paredes celulares puede sentirse el déficit de agua y, por consiguiente, f en esta esfera se encuentra más abajo, que en vakuoli. En resultado el agua refluirá de vakuoli (el chorro de agua sumario es dirigido afuera). Las jaulas comienzan a perder las montañas turísticas; a consecuencia del descenso de la presión montañosa turística se hacen indolentes y suave. Si por la pérdida muy grande del agua la presión montañosa turística cae hasta el cero, la hoja se marchitará completamente; la pérdida ulterior del agua llevará a la ruptura de las protocapas y a la pérdida de las jaulas, aunque, como veremos más abajo, la planta puede evitar la pérdida aguda del agua, habiendo cerrado rápidamente los estomas en respuesta a la falta de la humedad. Posteriormente, si las jaulas se han quedado intaktnymi, de nuevo pueden absorber el agua y restablecer de las montañas turísticas; esto pasará o a la recepción por la planta de cantidad suficiente del agua, o de noche, cuando transpiratsija cesa prácticamente la evaporización completamente es compensado por la absorción del agua del suelo.

f - el potencial de agua; es igual al cero para de puras aguas; es igual

al cero o es negativo para las jaulas (fkl). fp - el potencial osmótico; siempre es negativo, el fd-potencial de la presión; es habitualmente positivo en las jaulas vivas (e.d. En las jaulas, que contenido se encuentra bajo la presión), pero es negativo en las jaulas ksilemy (en que se crea la tensión del agua). fkl hay un resultado sumario de la acción fl y fd.

фкл=фл+фд.

a la pena turística completa fl =-fdd y fkl=0. A inicial plazmolize fd=0 y фкл=ф.

En las condiciones artificiales consigue observar y una más fuerte reducción de las protocapas. Si colocamos el trozo de la tela en la solución más concentrado, que vakuoljarnyj el jugo, el reflujo del agua de las jaulas continuará hasta que las protocapas no se separen de las paredes celulares y no se apretarán en la bola a mediados de jaula. La solución exterior pasa fácilmente a través de la pared celular, que no obstaculiza prácticamente el movimiento del agua, y rellena el espacio entre la pared celular y la protocapa que se ha reducido. La jaula en tal estado llaman plazmolizirovannoj (fig. 6.3). Si plazmoliz no fuerte y no largo, la jaula, después de que la llevarán en el agua, restablece regular las montañas turísticas. En las jaulas vegetales, que sienten la falta las aguas en el medio aéreo, plazmoliza como tal no pasa, ya que falta la solución libre, que podría rellenar el espacio entre la protocapa y la pared celular; En la naturaleza el déficit excesivo de agua, con toda probabilidad, lleva a la ruptura y la pérdida de las jaulas.

Sabiendo f para la jaula dada, se puede predecir, como se portará con relación a una u otra solución, e.d.

absorberá el agua de él o, al contrario, darle el agua. Para la definición experimental fkl las jaulas separadas o los trozos de la tela cargan en una serie de las soluciones de cualquier sustancia, por ejemplo la sacarosa, con poco a poco concentración que crece. El potencial de agua de la solución, en que el peso (o el volumen) las jaulas no se aumentará y no se disminuirá, y nos dará la cantidad fkl (fig. 6.4). Por el Mismo método, e.d. Por el hundimiento de las jaulas en una serie de las soluciones con poco a poco concentración que crece, es posible determinar y fp, ya que el potencial osmótico de aquella solución exterior, en que comienza plazmoliz (las montañas turísticas es igual al cero, e.d. fd=0), es igual al potencial interior osmótico. Inicial plazmoliz es aquel estado, a que la protocapa se adhiere simplemente a la pared celular y comienza a atrasarse en algún lugar ligeramente de ella. Por eso fl determinan, viendo bajo el microscopio los cortes de las telas colocadas en una serie mencionada de las soluciones, y notando la solución, que potencial osmótico se encontraba justamente suficiente para llamar plazmoliz las mitades de las jaulas. Este método de la definición de la concentración osmótica del jugo celular, viejo y un poco primitivo, con todo, aparentemente, es posible contar mejor. En la mayoría de otros métodos es necesario sacar el jugo celular, a este procedimiento, es probable, cambia el contenido vakuoli. El potencial de la presión fd es posible medir en las grandes jaulas nitchatoj las algas Nitella, introduciendo en ellos el micromanómetro especial destinado a tales medidas (fig. 6.5). Para las plantas superiores medir fd es más difícil, y por eso ello determinan habitualmente como la diferencia entre fkl y fp (fig. 6.4). En las huidas enteras se puede medir el potencial celular de agua por medio del aparato descrito más abajo.