Вода в клетках

Биологическое значение осмотического давления. Осмос имеет большое значение для растительных и животных организмов, способствуя достаточному оводнению клеток и межклеточных структур. Возникающее при этом осмотическое давление обусловливает тургор клеток, т. е. их своеобразную упругость, способствуя тем самым поддержанию эластичности тканей, сохранению определенной формы органами и т. п. Обилие воды в клетках и тканях необходимо для нормального течения многообразных физических и химических процессов гидратации и диссоциации веществ, реакций гидролиза, окисления и т. п. [c.25]

Химический состав микроорганизмов в процессе их жизнедеятельности не остается постоянным, но в пределах известных колебаний содержание химических элементов в клетках установлено. Протоплазма микробной клетки состоит из различных органических и неорганических соединений, находящихся в основном в коллоидном состоянии. На долю органических веществ микробной клетки приходится 90—92%, а 8—10% составляют минеральные вещества. Вода составляет от 75 до 85% от веса клетки. Часть воды находится в связанном состоянии с коллоидными веществами клетки и входит в ее структуру. Это так называемая связанная вода. Другая часть — свободная вода используется для растворения различных веществ, образующихся в процессе обмена. Благодаря свободной воде в дрожжевой клетке происходит регулирование внутриклеточного давления. Количество воды в клетке определяется в основном состоянием внутриклеточных коллоидов и условиями культивирования. Сухое вещество клетки составляет 15—25% от ее веса. [c.508]

Изучение различных физических свойств биомассы клеток (парциальное давление паров воды, теплота испарения, диэлектрические постоянные и др.) показало, что при влажности биомассы свыше 20% вода полностью заполняет объем клетки и функционирует как непрерывная среда. При этих условиях в клетке могут свободно протекать все ферментативные процессы. Если биомасса содержит 10—20% влаги, то это в основном связанная вода. Клеточные коллоиды в данном случае переходят в гели и протекание всех ферментативных процессов затруднено. Если влажность биомассы еще ниже — 5—10%, ее физические свойства резко изменяются, но и при этих условиях, можно полагать, еще возможен обмен между молекулами воды и некоторыми веществами на близлежащих участках. Если влажность биомассы менее 5%, вода в клетке локализуется в пределах определенных структурных элементов. При таком обезвоживании биомассы микробной культуры часть клеток повреждается и инактивируется. Инактивация клеток имеет место и при хранении сухих микробных препаратов. В то же время в сухом виде жизнеспособность клеток сохраняется гораздо дольше —до нескольких лет, так как из-за низкого содержания воды все реак- [c.24]

Вода является основным компонентом любого живого организма и большинства растительных клеток. Содержание воды в клетках меняется в зависимости от типа клетки и физиологических условий. Например, в корне моркови содержится около 85% воды, тогда как молодые листья салата-латука на 95% состоят из воды. В некоторых сухих семенах и спорах содержание воды достигает всего лишь 10% однако для того чтобы они стали метаболически активными, содержание воды в них должно существенно увеличиться. [c.44]

Если нормальную растительную клетку поместить в раствор, концентрация которого будет ниже, чем концентрация растворенных веществ в самой клетке, или просто в дистиллированную воду, то под влиянием более высокого осмотического давления содержимого клетки происходит осмотическое всасывание воды в клетку (эндосмос). Объем клетки при этом увеличивается, растягивая стенки целлюлозной оболочки клетка при этих условиях находится в состоянии напряжения. Состояние осмотического напряжения клетки, обусловленное повышенным осмотическим давлением, называется тургором. Он поддерживает в напряжении ткани и органы у растений. Увядание растений связано с уменьшением тургора. [c.181]

Количество воды в клетках значительно превышает содержание всех остальных компонентов. [c.23]

Содержание воды в клетках достигает 65—80%. В протоплазме на каждую молекулу белка приходится около 1800 молекул воды, причем состав ее в клетках непрерывно обновляется. В зависимости от условий культивирования содержание воды в клетках может меняться. Часть воды находится в межклеточном пространстве, это внеклеточная вода, а часть воды находится в самих клетках. В свою очередь находящаяся в клетках вода может быть в свободном и в связанном с поверхностью макромолекул виде. [c.23]

При быстром оттаивании целых корней замороженной моркови образовавшаяся от таяния льда вода в клетках не успевает всасы ваться сгустившейся протоплазмой В результате этого каротин Г совместно со сгустившимися белковыми веществами остается в рас- тигельной клетке и не переходит в сок [c.103]

Таким образом, посредством осмоса организмы связывают воду, и регулирование количества воды в клетках осуществляется через изменение в осмотическом давлении. Подробнее об условиях этого регулирования нам придется поговорить еще в дальнейшем. [c.112]

Содержание воды в клетках и тканях может быть определено с помощью методов прямой и обратной съемки образца [29]. В первом методе регистрируют изображение замороженного образца ткани в рентгеновских лучах до и после испарения льда. Содержание воды рассчитывают по следующей формуле [c.515]

Замечательной особенностью бактерий, как и большинства живых клеток, является высокое содерл ание воды вегетативные клетки содержат 75—98% воды к общему весу микробной массы. На количество воды в клетках большое влияние оказывают окружающие условия. В субстратах с низким содержанием влаги, например в супесчаных почвах в засушливых районах, [c.36]

Экспериментальная работа в области многих сельскохозяйственных наук обычно связана с разработкой новых методов анализа. Например, К.А. Тимирязев, изучая физиологические проблемы дыхания растений, одновременно разработал и использовал новые, более точные методы определения оксида углерода (IV). С помощью метода меченых атомов изучен процесс фотолиза воды в клетках зеленого растения. Доказано, кроме того, что растения поглощают оксид углерода (IV) не только листьями из воздуха, но и корнями из почвы. [c.7]

Использованием метода меченых атомов обусловлены многие успехи современной биологии и агробиологии, например открытие фотолиза воды в клетках зеленого растения или усвоения оксида углерода(1У) корнями растений из почвы. Методом меченых атомов исследуют эффективность различных приемов внесения удобрений в почву, пути проникновения в организм микроэлементов, нанесенных на листья растения, и т.п. Особенно широко используют в агрохимических исследованиях радиоактивные фосфор 32р ц дзот [c.335]

Вода является субстратом фотосинтеза, но не это определяет зависимость интенсивности фотосинтеза наземных растений от содержаиия воды в клетках. Обезвоживание влияет на фотосинтез не прямым, а косвенным путем, изменяя структуру фотосинтетического аппарата. [c.122]

Б. ПОТЕНЦИАЛ ВОДЫ В КЛЕТКЕ [c.515]

Повышение осмотического связывания воды в клетках листьев опытных деревьев должно было вести к росту водоудерживающей способности листьев. При отнятии воды из клеток должны быть преодолены осмотические силы, силы электростатического притя- [c.152]

Эта методика особенно удобна при изучении диффузии с ограничениями, когда небольшая модификация соотношения (7.3) позволяет определить не только 3>, яо я получить информацию о размерах области, ограниченной стенками или барьерами, в которой происходит движение молекул [81]. Так, при исследовании дрожжей [81] было найдено, что коэффициент самодиффузии воды в клетках составляет величину 3x2-10" см -с , а диаметр клетки а — около 4,1-10 см. Были проведены также измерения образцов яблок, сердцевины табачных стеблей и других аналогичных систем [81]. [c.153]

В основе предлагаемого способа лежит факт различного соотношения содержания воды в клетках, внеклеточных пространствах и кровеносных сосудах органов и тканей подопытных и контрольных животных, вследствие нарушения проницаемости соответствующих мембранных структур, возникающих на фоне развития интоксикации. Изменение кинетических параметров (в ту или иную сторону) испарения воды из органов и тканей, в обоснованных условиях сушки их в вакууме при нагревании, является откликом на перераспределение водной фазы и отражает степень вовлек я органа (ткани) в патологический процесс. [c.61]

Структурная адаптация ферментного аппарата к ограниченному содержанию воды в клетке [c.117]

Осмос имеет большое значение в жизнедеятельности растительных и животных организмов. Известно, что все биологические ткани состоят из клеток. Каждая клетка имеет оболочку, внутри ее находится жид- кость, которая представляет собой раствор различных веществ в воде. Оболочка клетки полупроницае- ма и через нее достаточно легко проходит вода. Ионы электролитов и молекулы других вешеств обоч лочка пропускает строго избирательно. Если клетку, например дрожжевую, поместить в дистиллированную воду, то в результате односторонней диффузии воды в клетку (осмос) она будет набухать и станет упругой и эластичной, В некоторых случаях избыточч ное количество поглощенной клеткой воды может привести к разрыву оболочки и гибели клетки. [c.69]

Экспериментальная работа в области многих сельскохозяйственных наук обычно связана с разработкой новых методов анализа. Известно, например, что К. А. Тимирязев, изучая физиологические проблемы дыхания растений, одновременно разработал и использовал новые, более точные методы определения углекислого газа. В последние годы с помощью метода меченых атомов открыт процесс фотолиза воды в клетках зеленого растения. Доказано, кроме того, что растения поглощают углекислый газ не только листьями из воздуха, но и корнями из почвы. Помимо сельскохозяйственных наук, методы аналитической химии используют также биологические, медицинские и технические науки. [c.9]

Поливинилпирролидон позволяет удлинить срок хранения рыбы в охлажденной морской воде без ухудшения качества рыбы [73, 74]. Это свойство основано на предотвращении проникновения воды в клетки рыбы вследствие выравнивания осмотического давления. В результате резко снижается набухание рыбы, которое обычно приводит к ее порче. [c.143]

Использованием метода меченых атомов обусловлены многие успехи современной биологии и агробиологии, нап мер открытие фотолиза воды в клетках зеленого растения или усвоения углекислого газа корнями растений из почвы. Методом меченых атомов исследуют эффективность различных приемов внесения удобрений в почву, пути проникновения в организм микроэлементов, [c.253]

Осмос играет очень важную роль в биологических процессах, обеспечивая поступление воды в клетки и другие структуры. [c.207]

Фототаксис, т. е. движение к свету или от него, свойствен прежде всего фототрофным бактериям. Способность перемещаться по силовым линиям магнитного поля Земли или магнита — магнитотаксис — обнаружен у разных бактерий, обитающих в пресной и морской воде. В клетках этих бактерий найдены непрозрачные частицы определенной геометрической формы — магнитосомы, заполненные железом в форме магнетита (Рсз04) и выполняющие функцию магнитной стрелки. На долю магнетита может приходиться до 4% сухого вещества бактерий. В северном полушарии такие магниточувствительные бактерии плывут в направлении северного полюса Земли, в южном — в направлении южного. У ряда бактерий обнаружен вискозитаксис — способность реагировать на изменение вязкости раствора и перемешаться в направлении ее увеличения или уменьшения. [c.44]

Биологическая роль воды не ограничивается растворением биологических структур. Вода в клетках и тканях выполняет также транспортную функцию, участвует в образовании высших структур биологических макромолекул, является донором электронов и протонов в энергетическом обмене. Ютеточный метаболизм зависит от баланса свободной и связанной воды. Нарушение этого соотношения приводит к тяжелым последствиям, вплоть до гибели клетки. [c.11]

Цитоплазма и мембраны. Цитоплазма — это сложная система, в которой дисперсионной средой является вода с растворенными в ней электролитами, а дисперсной фазой служит ряд взаимодействующих между собой высокомолекулярных веществ, образующих сложные высокоспецифичные структуры. Понятие цитоплазма применительно к бактериальным клеткам и клеткам актиномицетов аналогично понятию протоплазма , так как эти организмы не содержат оформленного ядра и, соответственно, ядерной цитоплазмы (кариоплазмы). В протоплазме в среднем содержится 70-85 % воды, 10-20 % белков, 2-3 % липидов, 1 % углеводов и около 1 % солей и других веществ. Вода в клетке находится в свободном и связанном состоянии. Свободная вода удерживается в клетке капиллярными силами в тончайших канальцах эндоплазматического ретикулума и/или в губчатой системе различных мембран. Связанная вода удерживается преимущественно молекулами белков, вокруг которых образуются сольватные (гидратные) оболочки. Соотношение свободной и связанной воды в клетках разных микроорганизмов весьма вариабельно и нередко меняется с возрастом, с изменением их физиологического состояния и пр. Сольватная оболочка вокруг [c.20]

Газовые вакуоли. Примером внутрицитоплазматических включений, имеющих приспособительное значение, служат газовые вакуоли, или аэросомы, обнаруженные у широкого круга водных прокариот. В настоящее время газовые вакуоли найдены у представителей, относящихся к 15-ти таксономическим группам. Газовые вакуоли — сложноорганизованные структуры, напоминающие пчелиные соты. Каждая газовая вакуоль представляет собой скопление газовых пузырьков (везикул). Эти пузырьки имеют веретенообразную форму (цилиндры с коническими концами). Их оболочка состоит не из обычной мембраны, а из чистого белка, обладающего складчатой структурой толщина ее составляет всего лишь 2 нм. На фотографиях можно различить ребра, расположенные на цилиндрической части пузырька подобно обручам на бочке. Оболочка построена из белковых субъединиц с молекулярной массой 14-10 . Белковые молекулы, очевидно, ориентированы таким образом, что внутренняя сторона стенки оказывается гидрофобной, а наружная — гидрофильной. Мембрана газовых пузырьков проницаема для газов, но непроницаема для воды. В клетке имеется множество газовых пузырьков, расположенных параллельно друг другу. В световом микроскопе такое скопление газовых пузырьков (т. е. газовая вакуоль) имеет вид оптически пустого П1астка, сильно преломляющего свет. [c.36]

При интерпретации данных, относящихся к процессу переноса аминокислот, больщое значение приобретает вопрос о состоянии аминокислот внутри клетки. Вполне очевидно, что поглощение той или иной аминокислоты клеткой может зависеть от концентрации аминокислоты в окружающей жидкости, от активности системы, переносящей аминокислоту в клетку, и от превращений, которым аминокислота подвергается в реакциях клеточного обмена. Различными способами удается извлечь из клеток свободные аминокислоты однако не исключено, что в неповрежденных клетках они находятся в связанной форме. Соответствующие связи могут быть сравнительно нестойкими и способными распадаться даже при мягких условиях экстракции. Между тем данные исследований Кристенсена [32—34] и Гайнца [35] указывают на то, что легко экстрагируемые из клеток аминокислоты существуют в клетках в виде свободных аминокислот. Для удержания глицина в тех высоких концентрациях, в которых он поглощается клетками асцитной опухоли, потребовались бы столь же высокие концентрации связывающего агента данных, указывающих на наличие подобного агента, до сих пор не получено. Наблюдения, показавшие, что вместе с аминокислотами в клетки поступает вода, также говорят в пользу присутствия в клетках свободных аминокислот. В опытах со свободными раковыми клетками наблюдалась прямая зависимость между градиентом концентрации глицина и увеличением содержания воды в клетках (осмотический эффект). Гайнц [35] в опытах на клетках асцитной опухоли исследовал кинетику поступления и выхода глицина в процессе переноса и нашел, что зависимость между скоростью притока глицина в клетки и концентрацией глицина в среде можно описать уравнением Михаэлиса — Ментена. Скорость поступления глицина не снижается и даже возрастает при предварительном насыщении клеток глицином. Автор приходит к выводу, что фактором, ограничивающим скорость поглощения глицина, служит связывание глицина с каким-то компонентом клеточной стенки. Полученные им результаты согласуются с представлением о наличии глицина в клетках в свободном состоянии и указывают на то, что выход глицина происходит главным образом путем диффузии. [c.168]

В эпоху построения египетских пирампд не существовало взрывчатых веществ. Для отвала скальных пород египтяне бессознательно использовали явление осмоса. С этой целью в скале делали от , ер-стие, куда забивали деревянный клин. При поливании водой к,1нн постепенно разбухал и раздвигал скальные стенки. Разбухание клипа вызывалось осмотическим проникновением воды в клетки древесных тканей, [c.204]

Первичным восстановителем при обычном фотосинтезе в зеленых растениях является вода. Активность воды в клетках может быть изменена посредством прямого оводнения и обезвоживания или путем помещения клеток в растворы с различным осмотическим давлением. Обе эти операции оказывают значительное влияние на фотосинтез. Однако это влияние не может рассматриваться как кинетическое явление, подчиняющееся закону действующих масс, так как оно связано с изменениями проницаемости и других коллоидных свойств протоплазмы и клеточных мембран, от которых зависит в различной степени всякая активность живой клетки. Действие обезвоживания обсуждалось поэтому в гл. XIII (т. I, стр. 341), где мы имели дело с различного рода физическим и химическим ингибированием и стимулированием фотосинтеза. [c.365]

Мы можем, например, считать скорость фотосинтеза пропорциональной концентрации первичного субстрата окисления, такого, как гипотетическая связанная вода A HgO или, в более общем виде, A HR вместо концентрации первичного субстрата восстановления A Og, как мы делали до сих пор. Однако мы воздерживаемся от детального обсуждения этих возможностей, потому что для зеленых растений еще не имеется положительного доказательства того, что темновая реакция гидратации действительно необходима, чтобы сделать воду доступной для фотохимического процесса. Даже если она и требуется, то изобилие воды в клетках делает эту реакцию практически мгновенной. Известно, что при фотосинтезе пурпурных бактерий происходят предварительные превращения восстановителей, но еще не имеется определенного доказательства, что эти превращения должны рассматриваться как подготовительные реакции (т. е. реакции, обеспечивающие фотохимический процесс субстратом окисления), а не как завершающие реакции, удаляющие первичные продукты, образующиеся при фотохимическом окислении воды (ко второй альтернативе склоняются Ван-Ниль, Гаффрон и Франк см. т. I, стр. 174). Обычно в большинстве дискуссий по кинетике фотосинтеза довольно детально рассматривают подготовительные процессы на восстановительной стороне и в значительной мере пренебрегают аналогичными процессами на окислительной стороне первичного фотохимического процесса. Тем не менее следует помнить, что подобный подход не является оправданным и объясняется исключительно нашей неспособностью изучать судьбу воды перед ее окислением при фотосинтезе и недостаточным знанием начальных превращений водорода и других восстановителей, используемых бактериями. [c.450]

Судя по быстроте реакции растения на опрыскивание (рис. 1), можно полагать, что яды вызывали биоэлектрическое возбуждение, под влиянием которого мог измениться ток воды к листьям, аналогично тому, что обнаружили И. И. Гунар и Л. А. Паничкин (1967). В свою очередь изменение водоснабжения клеток листьев могло быть причиной изменения интенсивности транспирации. Однако то, что эти изменения сохранялись довольно длительный период после опрыскивания, могло быть указанием на изменение водоудерл<ивающих сил, активности воды в клетках. Интегральным показателем последней является сосущая сила. [c.151]

Избыточная концентрация окружающего раствора, встреча Ч щаяся, например, в засоленных почвах, вредна для растений ч351ла замедляет поступление воды в клетки корня, а при очень лсокой концентрации может произойти даже отнятие воды от тетки (плазмолиз). В этом случае наблюдается завядание рас->гений. На засоленных почвах осмотическое давление почвенного хА раствора настолько велико, что многие культурные растения там / огибнут от недостатка влаги даже при достаточном ее количестве Ц в почве. В таких условиях растут только приспособившиеся ра- стения, например солянки, имеющие очень высокое осмотическое давление клеточного сока. [c.17]

Если нормальную растительную клетку поместить в растюр с концентрацией растюренных в нем веществ более низкой, чем концентрация клеточного раствора, то происходит осмотическое всасывание воды в клетку из внешнего раствора — эндосмос. Это увеличивает объем клетки, растягивает стенки целлюлозной оболочки. Отстояние осмотического напряжения клетки, обусловленное повышенным осмотическим давлением, носит название тургора. Тургор поддерживает в напряжении ткани и органы у растений. Увядание растения связано с уменьшением тургора. [c.97]