Informație

Plasmoliza și presiunile de turgescență

Plasmoliza și presiunile de turgescență



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Sunt elev de liceu și sunt puțin confuz în plasmoliză,

atunci când studiem plasmoliza, spunem că la limitarea plasmolizei, presiunea de turgescență SAU potențialul de presiune se reduce la 0 ce vrem să spunem asta prin a spune că presiunea de turgescență devine 0, ca în gaze dacă presiunea devine 0 atm înseamnă pur și simplu că nu există moleculă de gaz stânga care se poate ciocni cu pereții recipientului, dar aici încă rămâne apă în celulă, dar totuși spunem că presiunea turgenței a devenit 0? De ce?

Și dacă plasmoliza continuă, spunem că nu a devenit negativă și începe să contracteze membrana plasmatică și o separă de colțurile peretelui celular {plasmoliza incipientă}? Cum poate ca apa să înceapă să atragă membrana și să nu se ciocnească de ea? ce ne referim prin a spune presiunea de turgescență negativă sau potențialul de presiune negativă? Vă rugăm să explicați într-un limbaj simplu și dând cât mai multe exemple posibil, deoarece este prima dată când studiez acest lucru și îmi va deveni mai ușor să înțeleg.


Un potențial de presiune de 0 nu înseamnă că nu a mai rămas apă în celulă, înseamnă doar că apa existentă disponibilă într-o celulă nu este capabilă să exercite nicio forță asupra peretelui celulei. Acest lucru se datorează faptului că în soluțiile extrem de hipertonice (soluții cu o concentrație mai mare de substanțe dizolvate decât citoplasma), din celula vegetală părăsește suficientă apă încât nu există suficientă apă pentru a „umple” întregul volum creat de peretele celular rigid. Acest lucru duce la un potențial de presiune de 0, adică nicio forță (deoarece presiunea este forță/zonă) aplicată pe peretele celulei.

Acum, dacă nu este suficientă apă pentru a umple întregul volum al peretelui celular, care este rigid, membrana plasmatică se desprinde și se trage de peretele celular (plasmoliza) pentru a putea înconjura citoplasma rămasă. Ar fi imposibil din punct de vedere fizic ca acest lucru să nu se întâmple (aș ghici că s-ar ajunge să se formeze un vid din cauza spațiului gol care a fost odată ocupat de apă, creând suficientă presiune negativă pentru a desprinde fizic membrana plasmatică).

Acest lucru ne aduce la ideea unui potențial de presiune negativă. Acest lucru poate fi observat adesea în țesutul vascular, cum ar fi celulele xilemului, unde apa este extrasă fizic din celulă, creând o situație în care, în termeni simpli, se creează un fel de „vid” din cauza lipsei de apă. , care ajunge să „trage” apa din celulele xilemului (numite elemente vaselor) prin coeziunea moleculelor de apă. Această „presiune negativă” poate fi numită și tensiune, în care interiorul celulei exercită de fapt o forță de „tragere” mai degrabă decât o forță de „împingere” (aici „tragerea” este cea care face ca apa să se deplaseze în sus în xilem împotriva gravitației).

Sursa: Campbell Biology Ed. a 11-a, Capitolul 36: Achiziția și transportul resurselor în plante vasculare


Presiunea turgenței

Se mai numeste presiune hidrostaticași definită ca presiunea măsurată de un fluid, măsurată într-un anumit punct din interiorul său atunci când se află la echilibru. [2] În general, presiunea turgenței este cauzată de fluxul osmotic al apei și apare în plante, ciuperci și bacterii. Fenomenul se observă și la protisti care au pereți celulari. [3] Acest sistem nu este observat în celulele animale, deoarece absența unui perete celular ar determina liza celulei atunci când este sub presiune prea mare. [4] Presiunea exercitată de fluxul osmotic al apei se numește turgestie. Este cauzată de curgerea osmotică a apei printr-o membrană permeabilă selectiv. Curgerea osmotică a apei printr-o membrană semipermeabilă are loc atunci când apa se deplasează dintr-o zonă cu o concentrație scăzută de soluți, la una cu o concentrație mai mare de soluți. La plante, acest lucru implică trecerea apei din soluția de concentrație scăzută în afara celulei, în vacuola celulei. [5]


Măsurarea simultană a presiunii turgenței și a elasticității peretelui celular în tuburile de polen în creștere

Creșterea și morfogeneza plantelor sunt procese strict controlate de diviziune și expansiune a celulelor individuale. Pentru a descrie pe deplin factorii care influențează expansiunea celulei, este necesar să se cuantifice forțele de contracarare ale presiunii turgenței și rigidității peretelui celular, care împreună determină dacă și cum se extinde o celulă. Au fost dezvoltate mai multe metode pentru măsurarea acestor parametri, dar cele mai multe dintre ele oferă doar valori pentru unul sau altul și, prin urmare, necesită modele complexe pentru a deriva cantitatea lipsă. Mai mult, metodele disponibile pentru măsurarea turgenței sunt fie precise, dar invazive, cum ar fi sonda de presiune, fie le lipsesc acuratețea, cum ar fi plasmoliza incipientă sau metodele bazate pe indentare care se bazează pe informații despre proprietățile mecanice ale peretelui celular. Aici, descriem un sistem care depășește multe dintre dezavantajele menționate mai sus folosind ca model tuburile de polen în creștere ale Lilium longiflorum. Prin combinarea experimentelor neinvazive de microindentare și compresie celulară, măsurăm separat presiunea turgenței și elasticitatea peretelui celular pe același tub de polen în paralel. Datorită modularității configurației și gamei mari a sistemului de micro-poziționare, metoda noastră nu se limitează la tuburile de polen, ci ar putea fi folosită pentru a investiga proprietățile biomecanice ale multor alte tipuri de celule sau țesuturi.

Cuvinte cheie: Biomecanica Compresie celulară Elasticitatea peretelui celular Senzor de forță Microindentație Tub polen Presiunea turgenței Modulul Young.


Plasmoliza: semnificație și importanță | Fiziologia plantelor

Micșorarea protoplastei unei celule din peretele său celular sub influența unei soluții hipertonice se numește plasmoliză. Soluția hipertonică provoacă exosmoză sau retragerea apei din citoplasmă și apoi din vacuola centrală a celulei.

Dimensiunea citoplasmei, precum și a vacuolei centrale și, prin urmare, a protoplastului se reduce. Presiunea pe perete este simultan redusă, iar peretele elastic se contractă provocând o reducere a dimensiunii celulei.

Aceasta este prima etapă a plasmolizei numită plasmoliză limitativă. La limitarea plasmolizei, potențialul de presiune (Ѱp) este zero și concentrația osmotică din interiorul celulei este doar echivalentă cu cea a soluției externe (izotonă). Celula se numește flască.

Soluția externă extrahipertonică continuă să retragă apa din vacuola centrală prin exosmoză. Vacuola centrală se micșorează în continuare provocând o contracție similară a proshytoplastei din peretele celular. Potențialul de presiune devine negativ.

Initial protoplastul cu­draws de la colturi. Această etapă este cunoscută sub denumirea de plasmoliză incipientă. Soluția hipertonică intră acum în celulă între protoplast și peretele celular. Datorită exosmozei continue, protoplastul se micșorează și mai mult și se retrage din peretele celular, cu excepția unuia sau a câtorva puncte. Este cunoscută ca plasmoliză evidentă.

Umflarea unui protoplast plasmolizat sub influența soluției hipotonice sau a apei se numește deplasmoliză. Se datorează endosmozei. Deplasmoliza este posibilă numai imediat după plasmoliză, altfel protoplastul celular este deteriorat permanent.

În timpul deplasmolizei apa difuzează în protoplast. Intră în vacuola centrală și cito­plasm. În consecință, protoplastul se umflă. Mai întâi vine în contact cu peretele celular și apoi începe să creeze o presiune asupra peretelui celular. Această presiune se numește presiune de turgescență. Face celulele turgidice.

Importanța plasmolizei:

1. Plasmoliza demonstrează că membrana celulară este semipermeabilă.

2. Arată că peretele celular este elastic și permeabil.

3. Presiunea osmotică a unei celule poate fi măsurată prin plasmoliză. Va fi aproximativ echivalentă cu presiunea osmotică a unei soluții care va fi suficient de puternică pentru a provoca doar plasmoliza incipientă.

4. Plasmoliza poate fi demonstrată numai de celulele vii. Prin urmare, poate determina dacă o celulă este vie sau moartă.

5. Prin sărarea gazonului de tenis, buruienile pot fi ucise din cauza plasmolizei permanente și a morții consecutive a celulelor lor.

6. Plantele nu au voie să crească în crăpăturile pereților prin metoda sărării.

7. Sărarea murăturilor, cărnii și peștelui și îndulcirea dulcețurilor și jeleurilor cu zahăr, omoară sporii ciupercilor și bacteriilor.

8. Trebuie evitată concentrația excesivă de îngrășăminte chimice într-un singur loc din sol, altfel plantele vor muri.

Celulele moarte sunt complet permeabile. Poate fi observată tăind rădăcina de sfeclă în felii subțiri și spălându-le bine sub apă de la robinet până când nu se mai difuzează culoarea. Feliile se pun in apa. Din ele nu iese seva colorată. Încălzește-le. Din felii începe să iasă o seva roșiatică. Încălzirea a ucis membranele celulare și le-a făcut permeabile, astfel încât seva să fie difuzată.


Cum se calculează presiunea turgenței

Multe lucruri sunt luate în considerare atunci când se măsoară presiunea turgenței unei celule. Se știe că o celulă complet turgidă are o valoare a presiunii de turgescență egală cu cea a celulei și că o celulă flască are o valoare la sau aproape de zero. Mecanismele celulare luate în considerare pentru calcularea presiunii turgescenței includ protoplastul, concentrația de dizolvat, rata de transpirație a plantei și tensiunea peretelui celular.

Unele unități standard utilizate pentru măsurarea presiunii turgenței sunt bari, MPa și Newtoni pe metru pătrat. Metodele utilizate pe scară largă pentru măsurarea presiunii turgenței: ecuația potențialului apei, tehnica bombei sub presiune, microscopie cu forță atomică, dovezi de presiune și sondă de micromanipulare.


Plasmoliza

Peretele celular al plantei poate fie să se micșoreze, fie să devină turgente ca răspuns la mișcarea apei. Soluția izotonică, hipotonă și hipertonă din jurul celulei este cea care decide direcția în care curge apa.

Dacă concentrația soluției externe este mai mare decât cea a citoplasmei, adică dacă are mai multe substanțe dizolvate, se spune că este hipertonică. Dacă o celulă vegetală este plasată într-o soluție hipertonă, apa iese din citoplasma celulară și apoi din vacuola datorită osmozei. Membrana celulară se micșorează de peretele celular. Acest fenomen se numește plasmoliză, în timp ce celula se spune că este plasmolizată.

Această mișcare a apei are loc de la o celulă care are un potențial de apă mai mare către o zonă din afara celulei care are un potențial de apă mai scăzut. Cu toate acestea, plasmoliza este un proces reversibil.

Dacă concentrația soluției externe este mai mică decât cea a citoplasmei, se spune că este hipotonică. Când celulele plasmolizate sunt plasate într-o soluție hipotonă, adică o soluție cu mai puține substanțe dizolvate și cu un potențial de apă mai mare, apa trece din soluție în celulă din cauza osmozei. Acest lucru face ca citoplasma să creeze o presiune împotriva peretelui celular. Această presiune se numește presiune de turgescență, ceea ce permite plantei să fie erectă. Această presiune de turgescență exercitată de protoplast împotriva peretelui celular datorită intrării apei se numește potențial de presiune, Ψp. Deoarece celulele plantelor au un perete celular rigid, celula nu se rupe în ciuda presiunii turgenței.

Dacă concentrația soluției externe este aceeași cu cea a citoplasmei celulare, se spune că soluția este izotonă. Acum, dacă celula este plasată într-o soluție izotonă, nu există debit net de apă fie din interiorul, fie din exteriorul celulei. Când fluxul de apă din și în celulă este în echilibru, se spune că celula este într-o stare flască. Celulele flasce se găsesc într-o plantă ofilită care nu a fost udată de mult timp.

Rezumat

Peretele celular al plantei poate fie să se micșoreze, fie să devină turgente ca răspuns la mișcarea apei. Soluția izotonă, hipotonă și hipertonă din jur din afara celulei este cea care decide direcția în care curge apa.

Dacă concentrația soluției externe este mai mare decât cea a citoplasmei, adică dacă are mai multe substanțe dizolvate, se spune că este hipertonică. Dacă o celulă vegetală este plasată într-o soluție hipertonică, apa iese din citoplasma celulară și apoi din vacuola datorită osmozei. Membrana celulară se micșorează de peretele celular. Acest fenomen se numește plasmoliză, în timp ce celula se spune că este plasmolizată.

Această mișcare a apei are loc de la o celulă care are un potențial de apă mai mare către o zonă din afara celulei care are un potențial de apă mai scăzut. Cu toate acestea, plasmoliza este un proces reversibil.

Dacă concentrația soluției externe este mai mică decât cea a citoplasmei, se spune că este hipotonică. Când celulele plasmolizate sunt plasate într-o soluție hipotonă, adică o soluție cu mai puține substanțe dizolvate și cu un potențial de apă mai mare, apa trece din soluție în celulă din cauza osmozei. Acest lucru face ca citoplasma să creeze o presiune împotriva peretelui celular. Această presiune se numește presiune de turgescență, care permite plantei să fie erectă. Această presiune de turgescență exercitată de protoplast împotriva peretelui celular datorită intrării apei se numește potențial de presiune, Ψp. Deoarece celulele plantelor au un perete celular rigid, celula nu se rupe în ciuda presiunii turgenței.

Dacă concentrația soluției externe este aceeași cu cea a citoplasmei celulare, se spune că soluția este izotonă. Acum, dacă celula este plasată într-o soluție izotonă, nu există debit net de apă fie din interiorul, fie din exteriorul celulei. Când fluxul de apă din și în celulă este în echilibru, se spune că celula este într-o stare flască. Celulele flasce se găsesc într-o plantă ofilită care nu a fost udată de mult timp.


Carbohidrați și derivații lor, inclusiv taninuri, celuloză și aderențe înrudite

3.10.1.1.2 Funcțiile stratului de peptidoglican

Funcția principală a stratului de peptidoglican este de a preveni liza celulei bacteriene prin presiunea turgenței, care apare din cauza presiunii osmotice mai mari în interiorul celulei decât în ​​mediul exterior. Presiunea osmotică internă ridicată ar face ca apa să pătrundă în celulă până când presiunea turgenței este egalată de întinderea elastică a stratului de peptidoglican. Presiunea de turgescență internă a fost estimată la 0,5 mPa (5 atm) pentru bacteriile Gram-negative și la 3 MPa (30 atm) pentru bacteriile Gram-pozitive. 1 Prin urmare, stratul de peptidoglican trebuie să fie foarte puternic și rigid.

În timpul creșterii și diviziunii celulare, au loc modificări ale formei celulei, prin urmare celula bacteriană trebuie să posede un sistem de descompunere și reconstrucție continuă a stratului de peptidoglican. În consecință, există o serie de enzime bacteriolitice care au fost descoperite care pot descompune peptidoglicanul, care vor fi discutate în Secțiunea 3.10.2.6. Reglarea stratului de peptidoglican este prin urmare strâns cuplată cu diviziunea celulară, creșterea celulelor și menținerea formei celulei.

Deși rolul principal al peptidoglicanului este structural, atât în ​​bacteriile Gram-pozitive, cât și în cele Gram-negative stratul de peptidoglican este asociat cu alte structuri celulare. Stratul gros de peptidoglican Gram-pozitiv este asociat cu acizii teicoici, polioli fosfați puternic anionici, care au fost implicați în sechestrarea cationilor metalici. 12 La bacteriile Gram-negative, stratul de peptidoglican este asociat cu lipoproteinele membranei exterioare. 1 Prin urmare, există și roluri nestructurale pentru stratul de peptidoglican.


EFECTELE PRESIUNII TURGOR ASUPRA PUNCTIILOR SI PROPRIETATILOR VISCOELASTICE ALE TESUTULUI DE ROSII

Afiliere curentă: ORTECH International, Food, Pharmaceutical and Consumer Products Group, 2395 Speakman Drive, Mississauga, Ontario, Canada L5K 1B3.

Departamentul de Științe Alimentare Universitatea din Guelph Guelph, Ontario, Canada N1G 2W1

Departamentul de Științe Alimentare Universitatea din Guelph Guelph, Ontario, Canada N1G 2W1

Cui trebuie adresată corespondența. Căutați mai multe lucrări ale acestui autor

Departamentul de Științe Alimentare Universitatea din Guelph Guelph, Ontario, Canada N1G 2W1

Afiliere curentă: ORTECH International, Food, Pharmaceutical and Consumer Products Group, 2395 Speakman Drive, Mississauga, Ontario, Canada L5K 1B3.

Departamentul de Științe Alimentare Universitatea din Guelph Guelph, Ontario, Canada N1G 2W1

Departamentul de Științe Alimentare Universitatea din Guelph Guelph, Ontario, Canada N1G 2W1

Cui trebuie adresată corespondența. Căutați mai multe lucrări ale acestui autor

ABSTRACT

Efectele presiunii turgenței asupra proprietăților de puncție și vâscoelastice ale pericarpului roșii verzi mature au fost examinate folosind discuri de țesut înmuiate într-un interval de osmotică (manitol 0,0-0,6 M) timp de cel puțin 36 de ore la 4C. Presiunea turgenței a fost estimată din potențialul osmotic al soluțiilor de înmuiere care au indus plasmoliza incipientă. Pe baza modificărilor de volum, potențialul osmotic și presiunea turgenței țesutului proaspăt au fost estimate la -0,56 ± 0,08 MPa și, respectiv, 0,20 MPa. Cu toate acestea, proprietățile de puncție și vâscoelastice au corespuns unei presiuni de turgescență de 0,15 MPa. Discrepanța dintre presiunile de turgență calculate și reale a fost atribuită prezenței substanțelor dizolvate apoplastice. Datele din acest studiu au relevat o creștere generală a tensiunii peretelui celular, a tensiunii și a elasticității odată cu creșterea turgenței. Odată cu creșterea turgenței peste cea a țesutului netratat, atât extensibilitatea peretelui, cât și elasticitatea au devenit limitative și astfel rigiditatea peretelui celular a crescut. În schimb, o scădere a turgenței sub cea a țesutului netratat a dus la o creștere a vâscoelasticității. Creșterile producției biologice și ale tulpinilor pseudoplastice ale producției biologice cu o variație a turgenței față de cea a țesutului netratat au fost în concordanță cu deconectarea celulară ca mecanism dominant de bioproducție a țesutului de tomate. Forța de cedare redusă, deformarea și fermitatea odată cu creșterea turgenței au fost în concordanță cu ruptura celulară ca mecanism predominant de eșec al țesutului pericarpului roșii verzi mature.


Semnificația spațiilor de plasmoliză ca markeri pentru inelele periseptale și locurile de adeziune

În timpul șocului hiperosmotic, protoplastul și stratul de peptidoglican întins se micșorează mai întâi împreună până când presiunea de turgor din celulă este eliberată. Fiind necompresibile, membranele exterioare și interioare trebuie să-și plieze suprafețele de prisos. În timp ce protoplastul se contractă în continuare, membrana interioară se rearanjează în spații de plasmoliză vizibile prin microscopie cu contrast de fază. Două teorii opuse prezic o poziționare similară a spațiilor în celulele și filamentele divizate: „modelul inelului periseptal”, bazat pe zone de adeziune, implicat în predeterminarea locului de diviziune și un „model restricționat, aleatoriu”, bazat pe proprietățile fizice ale protoplast. Șocul osmotic puternic determină retragerea membranei interioare pe aproape toată suprafața formând așa-numitele „punți Bayer”. Aceste locuri de aderență tubulare sunt conservate prin fixare chimică și pot fi distruse prin criofixare și înlocuirea prin congelare a celulelor nefixate. Atât poziționarea regulată a spațiilor de plasmoliză, cât și apariția locurilor de adeziune tubulară pot fi explicate pe baza proprietăților fizice ale membranei care necesită rearanjamente prin fluxul membranei în timpul contracției protoplastei.


Priveste filmarea: Plazmoliza w komórkach cebuli zwyczajnej Allium cepa (August 2022).