Осмотическое давление при росте клеток

Явление осмоса имеет огромное значение в жизни растений и животных. Благодаря наличию осмотического давления в растительных клетках растения через корневую систему всасывают большое количество воды, с которой проникают и питательные вещества. Вода, а с нею и растворенные питательные вещества поступают из корней в проводящие сосуды и направляются к точкам роста, которые у некоторых видов растений расположены на расстоянии нескольких десятков метров от корневой системы. [c.156]

Объяснение. Осмос имеет большое значение в процессах жизнедеятельности животных и растений. Он, как известно, обусловливает поднятие воды по стеблю растений, рост клетки и многие другие явления. Осмотическое давление, возникаюш,ее в клетках, сооб-ш,ает им своеобразную упругость и эластичность, а также способствует сохранению определенной формы органами растений и т. д. Каждая живая клетка имеет оболочку либо поверхностный слой протоплазмы, которые обладают свойством полупроницаемости. Так как клеточный сок — это раствор той или иной концентрации, то при погружении клеток во внешний раствор может оказаться, что [c.53]

Для роста и развития растительных организмов имеет большое значение соотношение между величинами осмотического давления почвенного раствора и клеточного сока. Растение может нормально расти и развиваться только тогда, когда осмотическое давление клеточного сока больше осмотического давления почвенного раствора этот избыток осмотического давления (так называемая гипертония) создает тургор в клетках растительных тканей. Если осмотическое давление клеточного сока меньше осмотического давления омывающего клетки раствора, наступает явление плазмолиза, приводящее к гибели растительного организма. Осмотическое давление сока растительных клеток колеблется в пределах 4—20 атмосфер осмотическое давление почвеннс о раствора в черноземных почвах составляет в среднем 2,5 ат, в то время как в солончаках оно достигает 12,5 ат. Высокое осмотическое давление солончаковых почв является одной из существенных причин их бесплодия. [c.27]

Период роста клетки растяжением хорошо изучен. В этот период поддерживается работа уже сформированного механизма растяжения. В клетках высших растений растяжение активируется в основном ИУК (ауксином). Под действием ауксина увеличивается пластическая растяжимость клеточной стенки. Ауксин индуцирует активный транспорт ионов Н+, направленный из цитоплазмы в клеточную стенку. Снижение величины pH в фазе клеточной стенки, возможно, способствует разрыву кислотолабильных связей в ней. Кроме того, подкисление активирует кислые гидролазы и другие ферменты, модифицирующие компоненты клеточной стенки (см, рис, 2,7), Все это приводит к увеличению ее растяжимости. Стенка растягивается благодаря внутриклеточному тургорному давлению, которое поддерживается поступлением воды в растущую вакуоль, где осмотически активные вещества образуются как в результате расщепления полимеров цитоплазмы кислыми гидролазами вакуолей, так и вследствие их поступления из цитоплазмы. [c.330]

Скорость роста дрожжей зависит от разности осмотического давления в клетке II в сусле. Чем она больше, тем быстрее размножаются дрожжи. Поэтому более активное физиологическое состояние дрожжей наблюдается при сбраживании мелассы по двухпоточному способу. [c.202]

Внешние условия температура, свет, элементы питания — органогены (С, N. Р, 3, Н, О), солевой состав среды, осмотическое давление, поверхностное натяжение и активная реакция среды определяют развитие и существование бактерий. Они приспосабливаются к окружающей среде чтобы произошла такая адаптация, необходимо постепенно изменять внешние условия существования бактериальной клетки. Нарушение оптимальных условий подавляет рост и приводит к отмиранию микроорганизмов. [c.185]

Осмос имеет большое значение в процессах жизнедеятельности животных и растений. Он обусловливает поднятие воды по стеблю растения, рост клетки и многие другие явления. Осмотическое давление в клетках обусловливает их своеобразную упругость и эластичность, а также способствует сохранению определенной формы стеблями и листьями растений. Каждая живая клетка имеет либо оболочку, либо поверхностный слой протоплазмы, обладающие свойством полупро-ницаемости. Если клетку поместить в раствор, концентрация которого равна концентрации клеточного сока, то состояние клетки не изменится, так как осмотическое давление в клетке и в растворе одинаково. [c.123]

Когда внутри клетки нри ферментативном катализе увеличивается количество молекул, то из-за этого повышается осмотическое давление и клетка расширяется в объеме и увеличиваются ее микропоры. Как только они достигнут размеров больше двух средних расстояний между молекулами, то рост осмотического давления прекращается и через микропоры начинается свободная диффузия растворенных [c.396]

Ранее многие исследователи считали, что скорость роста регулируется изменением клеточного осмотического давления. Действительно, как будет показано ниже (см. раздел VI), скорость растяжения клетки является линейной функцией ее осмотического давления. Однако у нас практически нет доказательств того, что именно колебания осмотического давления играют роль физиологического механизма, регулирующего скорость роста. Напротив, осмотическое давление клеток, как правило, остается относительно постоянным в процессе роста к.тетки. Осмотическое давление поддерживается во время роста на постоянном уровне отчасти благодаря взаимопревращениям крахмала и сахара внутри клетки, отчасти же за счет поглощения органических веществ (особенно сахаров) и неорганических ионов из окружающей среды. В клетках тканей, отделенных от растения, осмотическое давление во время роста падает по мере насасывания воды, если в инкубационную среду не добавлен сахар или ионы калия. [c.508]

Специфические функции ряда ионов приведены в главе 9. Ионы принимают участие в химических реакциях, происходящих при образовании и росте зубов и костей. Ионы входят в состав буферных систем, регулирующих осмотическое давление в клетках. 129 [c.129]

Известна нестабильность мыльного пузыря, причиной которой может стать любая пылинка. Началом дестабилизации является прокол стенки пузыря и образование поры. В липидной бимолекулярной пленке клеточной мембраны поры появляются, если исключить чисто механические повреждения, в результате тепловых флуктуаций поверхности бислоя, электрического пробоя, замораживания пленки, действия поверхностно-активных веществ, осмотического давления, перекисного окисления липидов и др. Один из наиболее типичных и хорошо изученных примеров дестабилизации биологических мембран - гемолиз эритроцитов. Это явление включает на начальном этапе набухание клеток в гипотонической среде в результате действия сил осмотического давления. Во время набухания клетки мембрана растягивается, что обусловливает рост мембранного натяжения. При определен- [c.49]

Наличие минеральных солей в клетках необходимо для регулирования осмотического давления, активизации энзиматических систем, регулирования величины pH, а также для окислительно-восстановительных процессов. Минеральные соли элементов, присутствующих в больших количествах, играют определенную роль в динамике роста и размножения бактерий. [c.27]

Мы получили, таким образом, общую формулу, описывающую рост клетки (при эластическом равновесии) как функцию ряда независимых параметров проницаемости для воды, растяжимости клеточной стенки, суммарного осмотического давления и порогового напряжения. Итак, скорость роста зависит от двух свойств клетки (Dg и АП) и от двух свойств клеточной оболочки (растяжимости ф и величины порогового напряжения Рм)- [c.518]

Влияние ауксинов на рост клетки достаточно хорошо изучено. Рост растяжением предполагает, что целлюлозный каркас клеточной стенки еще не приобрел окончательной жесткости. Увеличение размеров клетки осуществляется как за счет осмотического набухания (растягивания протопласта поступающей в него водой), так и за счет отложения нового материала стенки. Направление растяжения определяется, повидимому, ориентацией уже включенных в нее целлюлозных микрофибрилл. Мягкость стенки поддерживается кислотной средой и ауксинами. В 1973 г. четыре группы ученых независимо друг от друга продемонстрировали, что ауксины стимулируют секрецию протонов из цитоплазмы в клеточную стенку. Это приводит к снижению в ней pH (повышению кислотности) и, следовательно, к ее размягчению . Возможно, некий фермент с низким оптимумом pH разрывает связи в образующих стенку полисахаридах и тем самым обеспечивает растяжимость каркаса в целом. Кроме того, необходимо, чтобы в клетке поддерживался низкий осмотический потенциал и чтобы было достаточно воды, которая проникала бы в клетку и создавала высокое тургорное давление. Согласно более поздним данным, первичное действие ауксинов обусловлено, вероятно, не подкислением клеточной стенки не исключено, что они связываются с рецепторами в плазмалемме эпидермальных клеток, что приводит к изменениям генной активности. Эти изменения приводят к синтезу новых ферментов или других белков, имеющих непосредственное отношение к росту. [c.255]

В больщинстве случаев увеличение объема клетки происходит неравномерно, в основном за счет увеличения объема вакуоли, а не цитоплазмы. Сохранение почти постоянного количества цитоплазмы, обогащенной азотом, снижает метаболические затраты на образование больщих клеток (рис. 20-10). Это дает дополнительные преимущества растениям, для которых азот является лимитирующим питательным веществом. Для поддержания тургорного давления, необходимого для постоянного роста клетки, растущая вакуоль должна активно поглощать растворенные вещества, которые накапливаются в ней, поддерживая осмотическое давление. [c.390]

Антибактериальные свойства пенициллинов и цефалоспорииов вытекают из их способности ингибировать ферменты, ответственные за конечную стадию биосинтеза бактериальной клеточной стенки. Бактериальная клеточная стенка представляет собой макромолекулярную сетку, полностью окружающую клетку и обеспечивающую ее структурную целостность. В присутствии пенициллинов и цефалоспорииов нарушается тонкий контроль деятельности расщепляющих и синтезирующих ферментов, необходимый для правильного роста клеточной стенки растущих бактерий. Возникающая в таких условиях клеточная стенка становится дефектной и не может обеспечить защиту хрупкой мембраны цитоплазмы от внешнего осмотического давления. При этом внутриклеточная жидкость прорывается сквозь мембрану цитоплазмы и организм погибает [19, 20]. [c.339]

Вода обычно поступает в концентрированный клеточный сок путем осмоса, через избирательно проницаемый тонопласт. В результате в клетке развивается тургорное давление и цитоплазма прижимается к клеточной стенке. Осмотическое поглощение воды играет важную роль при растяжении клеток во время роста, а также в общем водном режиме растения. [c.207]

В солевых растворах с более высоким осмотическим давлением, чем внутри микробных клеток, эти клетки не могут жить (вода выходит из клетки наружу, клетка обезвоживается, и протопласт сжимается). Осмотическое давление бактериальной клетки достигает примерно 5—20 кгс/см в растворах с более высоким осмотическим давлением (например, в 15—20%-ном растворе Na l) рост бактерий и образование слизистого слоя затруднены. Галофильные микроорганизмы, для которых высокое осмотическое давление среды не является препятствием для развития, отичаются низким значением к . так, толерантные виды имеют к < 10, а факультативные и облигатные галофилы — даже <11. Это затрудняет биологическую очистку загрязненной морской воды. [c.67]

Важнейшая функция клеточной оболочки состоит в физическом противодействии осмотическому давлению со стороны содержимого клетки. Это давление служит двингущей силой увеличения размеров клетки, и удлинение клетки связано с тем, что оболочка поддается этой силе [3, 12]. Давление осмотически активных компонентов клетки, таким образом, фактически преодолевает сопротивление оболочки. Во время удлинения клетки толщина стенки изменяется незначительно, а так как по мере клеточного роста площадь поверхности оболочки должна возрастать, то должна также возрастать и скорость синтеза ее компонентов. На этот процесс расходуются запасы клетки. Очевидно также, что в процессе роста проис- [c.85]

Когда растяжимость равна нулю, потенциал воды тоже равен нулю, так как мы исходили из допущения, что клетка находится в состоянии эластического равновесия. Когда растяжимость но сравнению с проницаемостью для воды очень велика, значение потенциала воды будет приближаться к значению суммарного осмотического давления, т. е. величина у будет значительно выше нуля. Можно думать, что при наличии относительно хорошей проницаемости для воды величина у близка к нулю. Рей и Русинк [22] получили экспериментальные данные, показывающие, что в период бурного роста отрезка колеоптиля потенциал воды может достигать довольно больших величин. Существование градиента потенциала воды не нарушает справедливости приведенной выше формулы роста, так как при допущении, что [c.518]

Особенно высоко осмотическое давление в точках роста. Так, у клеток стеблевых узлов злаков оно достигает 50 атмосфер. Следовательно, для нормальной жизнедеятельности растительной клетки ее содержимое должно быть гипертонично по отношению к внешней среде. Корни имеют более высокое осмотическое давление, чем почвенный раствор, откуда они всасывают воду и питательные вещества. Об этом говорят, в частности, исследования Н. А. Максимова, который предложил простой и остроумный метод для изучения осмотического давления корней растений. [c.133]

Нормальные растительные клетки всегда тургоризованы это непременное условие для нормального роста и жизнедеятельности. Осмотическое давление в растениях достигает 5— 20 атм. Осмотическое давление растений пустынь и засоленных почв, которым особенно трудно приходится бороться за влагу, достигает 50 и даже 100 атм. Особенно высокое осмотическое давление в точках роста. Так, у клеток стеблевых злаков оно доходит до 50 атм. Клетки корней имеют более высокое осмотическое давление, чем почвенный раствор, откуда они всасывают воду и питательные вещества. [c.98]

Установлено, что в экспоненциальной фазе роста культура имеет относительно более высокую физиологическую активность, менее устойчива к воздействию внешних неблагоприятных факторов повышенной температуре, ионизирующему облучению, осмотическому давлению и т. д. [19, 45, 48, 22, 83, 104]. Кроме того, быстро размножающиеся клетки характеризуются высокой иммуногепностью [2, 15, 45, 39]. Получены результаты, свидетельствующие о высокой иммуногенной активности брюшнотифозных дизентерийных коклюшных бактерий в фазе экспоненциального роста популяции и снижении ее по мере замедления скорости размножения культуры. [c.96]

В критических и необычных случаях раствор следует подбирать специально. Если нужно задержать рост клеток, в качестве лучшего раствора для разведения может послужить питательная среда без источников углерода. При использовании солевого буфера с желатиной, как правило, требуется корректировка pH и осмотического давления. Для многих анаэробных бактерий раствор для разведения должен содержать какой-штбудь восстановитель и в нем не должно быть растворенного кислорода (разд. 6.6.3 и 6.6.4). При работе с микроорганизмами могут возникать проблемы, связанные с адсорбцией бактериальных клеток на поверхности стеклянной посуды (см. Введение к гл. И). Трудности могут появиться и при электроподсчете клеток (разд. 11.1.2), а также в других случаях, когда, например, клетки пе расходятся после деления или агрегируют благодаря адгезивным свойствам поверхности или за счет электростатического заряда. Такие группы клеток иногда можно диспергировать путем физических воздействий— очень кратковременной обработкой ультразвуком или интенсивным перемешиванием в миксере [c.232]

Сила, с которой воздушно-сухие семена бобовых растений поглощают воду, достигает 1013 кПа и более. Способность сухих семян с огромнейшей силой поглощать воду и отнимать ее от других более влажных тел, например от почвы, имеет большое значение при их прорастании. До начала прорастания семя поглощает воду лишь вследствие набухания имеющихся в нем коллоидов, что приводит к разрыву семенной оболочки. С началом роста корешка и других эмбриональных частей появляются клетки с вакуолями, и далее насасывание воды прорастающим семенем обусловливается не только набуханием коллоидов, но и явлением осмоса. Клеточная оболочка растягивается ограниченно расширяясь от поступления воды, она проявляет эластичное противодавление на содержимое клетки н уравновешивает ее осмотическое давление. Наступает такой момент, когда противодавление клеточной оболочки уравновешивает гидростатическое давление клеточного сока. Это происходит при полном насыщении клеткн водой. Таким образом, благодаря-осмотическому притоку воды в вакуоль в клетке возникает гидростатическое давление клеточного сока, называемое тургоров Лебедоп С, И. 11 [c.113]

Возникающее вследствие осмотического дисбаланса этих двух сред избыточное гидростатическое давление внутри растительной клетки, называемое тургорным дявленвем (или просто тургором), имеет для растений жизненно важное значение. Тургор-главная сила, растягивающая клетку в период ее роста он в значительной мере ответствен также за жесткость растительных тканей (сравните ушщишй лист обезвоженного растения с упругими листьями растения, получающего достаточно воды). Кроме того, изменения тургора обусловливают те ограниченные движения, которые можно наблюдать у растений, например движения замыкающих клеток устьиц, регулирующих транспирацию и газообмен между листьями и атмосферой (рис. 19-10), подвижность ловчих органов у насекомоядных растений или листьев у растений-не-дотрог , чутко реагирующих на прикосновение. [c.166]

Калий радиоактивен, хотя радиоактивность его очень слабая. Радиоактивные свойства ка. шя были открыты еще в 1907 г. Он имеет три изотопа з(>к, К, К, из которых радиоактивен только К, содержание его в изотопной смесн калия составляет 0,012%. Калий обладает способностью к излучению, подобно урану и радию он действует на фотографическую пластинку. Интенсивность р-излучений калия равна 0,001 аналогичного излучения урана. Однако вопрос о физиологической роли радиоактивности калия изучен мало. Известно, что при исключении калня из питательной смеси не образуется тилакоидов и гра-нальных структур в хлоропластах, приостанавливается рост растений, и они погибают. При резкой недостаточности калня на пластинках листьев с краев появляются бурые пятна — характерный признак калийного голодания растеннй. Из всех катионов калий необходим растению в наибольших количествах, и внесение его в почву значительно увеличивает урожай. Под влиянием усиленного калийного питания возрастает морозостойкость растений, что объясняется повышением содержания углеводов в клетках н увеличением вследствие этого осмотического давления. Все изложенное свидетельствует о важной роли калия в жизни расте(шй. [c.292]

В некоторых случаях продвижение в пространстве у растений достигается за счет верхушечного роста (гифы грибов, пыльцевые трубки, корневые волоски). С использованием изменений тургорного давления в клетках осуществляются движения устьиц, медленные настические движения листьев или быстрые движения листьев в ответ на сотрясение (сейсмонастии). Однако для подавляющего большинства растений, начиная с нитчатых водорослей, характерным способом перемещения в пространстве является рост растяжением. В основе движения растений лежат осмотические процессы в отличие от движений животных, происходящих с участием сократительных белков. [c.390]

Силу роста корневой системы растений придает не осмотическое давление, а давление разуплотнения поверхностного слоя жидкости. Осмотическое давление придает только тургор растениям и поддерживает постоянной форму клетки. Но силу, необходимую для силового роста клетки и раздвигания корнями почвы п скальных трещпн придает давление разуплотнения. Клетка заключена в деревянную коробочку из целлюлозы. Сила осмоса способна только поддерживать эту коробочку в распрямленном натянутом состоянии, чтобы поддерживать тургор в листьях и корнях, но она не способна раздвинуть коробочку, чтобы клетка начала расти. Если бы это было так, то клетка росла бы в зависимости от осмоса чем больше осмотическое давление, тем больше сила давления, тем быстрее должна была бы расти клетка. Но в том то и дело, что клетки растут в зависимости от температуры чем выше температура, тем быстрее растут растения и их корни, тем сильнее они раздвигают ночву и больше создают на нее давление. Именно давление разуплотнения зависит от температуры и оно повышается с повышением температуры, т.к. ускоряется движение молекул при [c.412]

В тканях растений осмотич. давление составляет 0,5-2 МПа (у растений в пустынях - более 10 МПа). Гидростатич. давление, возникшее яо внутриклеточных структурах в результате осмоса, наз. тургором. Это давление придает прочность и упругость тканям живых организмов. Если клетка отмирает, оболочка теряет св-во полупроницаемос-ти, тургор исчезает (растение вянет). Осмотич. давление-главная причина, обеспечивающая движение воды в растениях и ее подъем от корней до вершины. Клетки листьев, теряя воду, осмотически всасывают ее из клеток стебля, а последний-из клеток корня, берущих, в свою очередь, воду из почвы. Для роста и развития растений важно соотношение между осмотич. давлением почвенного р-ра и клеточного сока. Растение может нормально развиваться лишь тогда, когда осмотич. давление клеточного сока больше осмотич. давления почвенного р-ра. [c.419]

Когда водный потенциал окружающего клетку раствора уравновесится ее возросшим гидростатическим потенциалом, внутрь будет проникать столько же водньк молекул, сколько выходить наружу за то же время. Несмотря на продолжающееся их движение через мембрану, изменения системы в целом прекратятся. Такое равновесие со средой назьшается динамическим. Осмотический потенциал клеточного содержимого останется скорее всего ниже, чем снаружи, поскольку для роста тургорного давления нужно не так много воды — меньше, чем для существенного разбавления внутреннего раствора. Однако эта разница компенсируется более высоким, чем снаружи, гидростатическим потенциалом клетки. Суммарные же водные потенциалы с обеих сторон клеточной стенки сравняются. [c.102]

Возникающее вследствие осмотического дисбаланса этих двух сред избыточное гидростатическое давление внутри растительной клетки, называемое тургорным давлением (или просто тургором), имеет для растений жизненноважное значение. Тургор - главная сила, растягивающая клетку в период ее роста он в значительной мере ответствен также за жесткость живых растительных тканей (сравните увядший лист обезвоженного растения с упругими листьями растения, получающего достаточно воды). [c.389]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология