Informácie

Plazmolýza a turgorové tlaky

Plazmolýza a turgorové tlaky


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.

Som študent strednej školy a som trochu zmätený v plazmolýze,

keď študujeme plazmolýzu, hovoríme, že pri obmedzenej plazmolýze sa tlak turgora ALEBO tlakový potenciál zníži na 0, čo to znamená, keď povieme, že tlak turgora sa stane 0, ako v plynoch, ak sa tlak stane 0 atm, jednoducho to znamená, že neexistuje žiadna molekula plynu vľavo, ktorá môže kolidovať so stenami nádoby, ale tu voda stále zostáva v bunke, ale stále hovoríme, že tlak turgora je 0? prečo?

A ak plazmolýza stále pokračuje, hovoríme, že sa nestala negatívnou a začína sťahovať plazmatickú membránu a oddeľuje ju od rohov bunkovej steny {začínajúca plazmolýza} ? Ako môže voda začať priťahovať membránu a nezrážať sa s ňou? čo rozumieme pod pojmom negatívny turgorový tlak alebo podtlakový potenciál? vysvetlite, prosím, jednoduchým jazykom a uvedením čo najväčšieho počtu príkladov, pretože to študujem prvýkrát a potom to bude pre mňa jednoduchšie.


Tlakový potenciál 0 neznamená, že v bunke nezostala žiadna voda, znamená to len, že existujúca voda dostupná v bunke nie je schopná vyvinúť žiadnu silu na bunkovú stenu. Je to preto, že v extrémne hypertonických roztokoch (roztoky s vyššou koncentráciou rozpustenej látky ako cytoplazma) opúšťa rastlinnú bunku toľko vody, že jej nie je dostatok na „vyplnenie“ celého objemu vytvoreného tuhou bunkovou stenou. To vedie k tlakovému potenciálu 0, t.j. žiadnej sile (keďže tlak je sila/plocha) aplikovanej na bunkovú stenu.

Ak teraz nie je dostatok vody na vyplnenie celého objemu bunkovej steny, ktorá je tuhá, plazmatická membrána sa oddelí a odtiahne od bunkovej steny (plazmolýza), aby mohla obklopiť zostávajúcu cytoplazmu. Bolo by fyzicky nemožné, aby sa to nestalo (hádal by som, že sa vytvorí vákuum kvôli prázdnemu priestoru, ktorý kedysi zaberala voda, čím by sa vytvoril dostatočný podtlak na fyzické roztrhnutie plazmatickej membrány).

To nás privádza k myšlienke podtlakového potenciálu. Toto možno často pozorovať vo vaskulárnom tkanive, ako sú bunky xylemu, kde sa voda fyzicky vyťahuje z bunky, čím vzniká situácia, keď, zjednodušene povedané, v dôsledku nedostatku vody vzniká akési „vákuum“. , čo končí "vytiahnutím" vody z xylémových buniek (nazývaných cievne prvky) prostredníctvom súdržnosti molekúl vody. Tento „záporný tlak“ možno nazvať aj napätím, pri ktorom vnútro bunky v skutočnosti pôsobí skôr „ťahaním“ ako „tlačnou“ silou (tu „ťahanie“ spôsobuje, že voda putuje hore xylémom proti gravitácii).

Zdroj: Campbell Biology 11th ed., Chapter 36: Resource Aquisition and Transport in Vascular Plants


Turgorov tlak

Je to aj tzv hydrostatický tlaka definovaný ako tlak meraný kvapalinou, meraný v určitom bode v sebe, keď je v rovnováhe. [2] Vo všeobecnosti je turgorový tlak spôsobený osmotickým prúdením vody a vyskytuje sa v rastlinách, hubách a baktériách. Tento jav sa pozoruje aj u protistov, ktoré majú bunkové steny. [3] Tento systém nie je viditeľný v živočíšnych bunkách, pretože absencia bunkovej steny by spôsobila lýzu bunky, ak by bola pod príliš veľkým tlakom. [4] Tlak vyvíjaný osmotickým prúdením vody sa nazýva turgidita. Je to spôsobené osmotickým prúdením vody cez selektívne priepustnú membránu. Osmotický tok vody cez semipermeabilnú membránu je, keď voda prechádza z oblasti s nízkou koncentráciou rozpustených látok do oblasti s vyššou koncentráciou rozpustených látok. V rastlinách to znamená, že voda sa pohybuje z rozpustenej látky s nízkou koncentráciou mimo bunky do bunkovej vakuoly. [5]


Simultánne meranie tlaku turgoru a elasticity bunkovej steny v rastúcich peľových trubiciach

Rast rastlín a morfogenéza sú prísne kontrolované procesy delenia a expanzie jednotlivých buniek. Na úplný opis faktorov, ktoré ovplyvňujú expanziu buniek, je potrebné kvantifikovať protichodné sily tlaku turgoru a tuhosti bunkovej steny, ktoré spolu určujú, či a ako sa bunka rozpína. Na meranie týchto parametrov bolo vyvinutých niekoľko metód, ale väčšina z nich poskytuje iba hodnoty pre jeden alebo druhý, a preto si vyžadujú zložité modely na odvodenie chýbajúcej veličiny. Okrem toho sú dostupné metódy na meranie turgoru buď presné, ale invazívne, ako je tlaková sonda, alebo im chýba presnosť, ako napríklad začínajúca plazmolýza alebo metódy založené na vtláčaní, ktoré sa spoliehajú na informácie o mechanických vlastnostiach bunkovej steny. Tu popisujeme systém, ktorý prekonáva mnohé z vyššie uvedených nevýhod, pričom ako model používame pestovanie peľových trubíc Lilium longiflorum. Kombináciou neinvazívnej mikroindentácie a experimentov s kompresiou buniek samostatne meriame paralelne tlak turgoru a elasticitu bunkovej steny na tej istej peľovej trubici. Vzhľadom na modularitu nastavenia a veľký rozsah systému mikropolohovania nie je naša metóda obmedzená na peľové trubičky, ale mohla by sa použiť na skúmanie biomechanických vlastností mnohých iných typov buniek alebo tkanív.

Kľúčové slová: Biomechanika Kompresia bunky Elasticita bunkovej steny Senzor sily Mikroindentácia Peľová trubica Turgorov tlak Youngov modul.


Plazmolýza: Význam a dôležitosť | Fyziológia rastlín

Zmršťovanie protoplastu bunky z jej bunkovej steny pod vplyvom hypertonického roztoku sa nazýva plazmolýza. Hypertonický roztok spôsobuje exosmózu alebo stiahnutie vody z cytoplazmy a následne centrálnej vakuoly bunky.

Veľkosť cytoplazmy, ako aj centrálnej vakuoly a tým aj protoplastov sa zmenšujú. Súčasne sa zníži tlak na stenu a elastická stena sa stiahne, čo spôsobí zmenšenie veľkosti buniek.

Toto je prvá fáza plazmolýzy nazývaná limitná plazmolýza. Pri limitujúcej plazmolýze je tlakový potenciál (Ѱp) je nula a osmotická koncentrácia vo vnútri bunky je práve ekvivalentná koncentrácii vonkajšieho roztoku (izotonická). Bunka sa nazýva ochabnutá.

Extra hypertonický externý roztok pokračuje v odťahovaní vody z centrálnej vakuoly exosmózou. Centrálna vakuola sa ďalej zmenšuje, čo spôsobuje podobné zmršťovanie pro­toplastu z bunkovej steny. Potenciál tlaku sa stáva negatívnym.

Spočiatku sa protoplast s­draws sám vytiahne z rohov. Toto štádium je známe ako začínajúca plazmolýza. Hypertonický roztok teraz vstupuje do bunky medzi protoplastom a bunkovou stenou. V dôsledku pokračujúcej exosmózy sa protoplast ďalej zmenšuje a sťahuje sa z bunkovej steny okrem jedného alebo niekoľkých bodov. Je známa ako evidentná plazmolýza.

Napučiavanie plazmolyzovaného protoplastu vplyvom hypotonického roztoku alebo vody sa nazýva deplazmolýza. Je to spôsobené endosmózou. Deplazmolýza je možná len bezprostredne po plazmolýze, inak dôjde k trvalému poškodeniu bunkového protoplastu.

Počas deplazmolýzy voda difunduje do protoplastov. Preniká do centrálnej vakuoly a cyto­plazmy. V dôsledku toho protoplast napučiava. Najprv príde do kontaktu s bunkovou stenou a potom začne vytvárať tlak na bunkovú stenu. Tento tlak sa nazýva turgorový tlak. Bunku to napína.

Význam plazmolýzy:

1. Plazmolýza dokazuje, že bunková membrána je semipermeabilná.

2. Ukazuje, že bunková stena je elastická a zároveň priepustná.

3. Osmotický tlak bunky možno merať plazmolýzou. Bude to zhruba ekvivalentné osmotickému tlaku roztoku, ktorý bude dostatočne silný na to, aby spôsobil iba začínajúcu plazmolýzu.

4. Plazmolýzu môžu preukázať iba živé bunky. Môže teda určiť, či je bunka živá alebo mŕtva.

5. Solením tenisových trávnikov môže byť burina zničená v dôsledku trvalej plazmolýzy a následného odumierania ich buniek.

6. Spôsobom solenia nie je dovolené rásť v škárach stien.

7. Solenie kyslých uhoriek, mäsa a rýb a sladenie džemov a želé cukrom zabíja spóry húb a baktérií.

8. Treba sa vyhnúť nadmernej koncentrácii chemických hnojív na jednom mieste v pôde, inak rastliny odumrú.

Odumreté bunky sú plne priepustné. Dá sa to pozorovať tak, že koreň repy nakrájame na tenké plátky a dôkladne ich umyjeme pod tečúcou vodou, až kým sa farba nerozptýli. Plátky sa umiestnia do vody. Nevyteká z nich žiadna farebná miazga. Zahrejte ich. Z plátkov začne vytekať červenkastá šťava. Zahrievanie zabilo bunkové membrány a urobilo ich priepustnými, takže miazga difundovala von.


Ako vypočítať turgorový tlak

Pri meraní turgorového tlaku bunky sa berie do úvahy veľa vecí. Je známe, že úplne nafúknutá bunka má hodnotu tlaku turgoru rovnajúcu sa hodnote tlaku bunky a že ochabnutá bunka má hodnotu rovnú alebo blízku nule. Bunkové mechanizmy, ktoré sa berú do úvahy pri výpočte tlaku turgoru, zahŕňajú protoplast, koncentráciu rozpustenej látky, rýchlosť transpirácie rastliny a napätie bunkovej steny.

Niektoré štandardné jednotky používané na meranie tlaku turgora sú bary, MPa a Newtony na meter štvorcový. Široko používané metódy na meranie tlaku turgoru: rovnica vodného potenciálu, technika tlakovej bomby, mikroskopia atómovej sily, tlaková skúška a mikromanipulačná sonda.


Plazmolýza

Rastlinná bunková stena sa môže v reakcii na pohyb vody buď zmršťovať, alebo zväčšovať. O smere prúdenia vody rozhoduje okolitý izotonický, hypotonický a hypertonický roztok mimo bunky.

Ak je koncentrácia vonkajšieho roztoku vyššia ako koncentrácia cytoplazmy, to znamená, ak má viac rozpustených látok, hovorí sa, že je hypertonický. Ak sa rastlinná bunka umiestni do hypertonického roztoku, voda sa v dôsledku osmózy presunie z bunkovej cytoplazmy a potom z vakuoly. Bunková membrána sa zmenšuje od bunkovej steny. Tento jav sa nazýva plazmolýza, zatiaľ čo bunka je plazmolyzovaná.

Tento pohyb vody sa uskutočňuje z bunky, ktorá má vyšší vodný potenciál, do oblasti mimo bunky, ktorá má nižší vodný potenciál. Plazmolýza je však reverzibilný proces.

Ak je koncentrácia vonkajšieho roztoku nižšia ako koncentrácia cytoplazmy, hovorí sa, že je hypotonický. Keď sa plazmolyzované bunky umiestnia do hypotonického roztoku, to znamená, že roztok s menším množstvom rozpustených látok a vyšším vodným potenciálom sa voda presunie z roztoku do bunky v dôsledku osmózy. To spôsobí, že cytoplazma vytvorí tlak na bunkovú stenu. Tento tlak sa nazýva turgorový tlak, ktorý umožňuje vzpriamenie rastliny. Tento turgorový tlak vyvíjaný protoplastom na bunkovú stenu v dôsledku vstupu vody sa nazýva tlakový potenciál, Ψp. Keďže rastlinné bunky majú pevnú bunkovú stenu, bunka napriek tlaku turgoru nepraskne.

Ak je koncentrácia externého roztoku rovnaká ako koncentrácia bunkovej cytoplazmy, roztok sa považuje za izotonický. Teraz, ak je bunka umiestnená v izotonickom roztoku, neexistuje čistý tok vody buď zvnútra alebo zvonku bunky. Keď je tok vody z bunky a do bunky v rovnováhe, bunka je v ochabnutom stave. Ochabnuté bunky sa nachádzajú vo zvädnutej rastline, ktorá nebola dlho zalievaná.

Zhrnutie

Rastlinná bunková stena sa môže buď zmenšiť, alebo sa stať napnutou v reakcii na pohyb vody. Je to okolitý izotonický, hypotonický a hypertonický roztok mimo bunky, ktorý rozhoduje o smere prúdenia vody.

Ak je koncentrácia vonkajšieho roztoku vyššia ako koncentrácia cytoplazmy, teda ak má viac rozpustených látok, hovorí sa, že je hypertonický. Ak sa rastlinná bunka umiestni do hypertonického roztoku, voda sa v dôsledku osmózy presunie z bunkovej cytoplazmy a potom z vakuoly. Bunková membrána sa zmenšuje od bunkovej steny. Tento jav sa nazýva plazmolýza, zatiaľ čo bunka je plazmolyzovaná.

Tento pohyb vody sa uskutočňuje z bunky, ktorá má vyšší vodný potenciál, do oblasti mimo bunky, ktorá má nižší vodný potenciál. Plazmolýza je však reverzibilný proces.

Ak je koncentrácia vonkajšieho roztoku nižšia ako koncentrácia cytoplazmy, hovorí sa, že je hypotonický. Keď sa plazmolyzované bunky umiestnia do hypotonického roztoku, to znamená, že roztok s menším množstvom rozpustených látok a vyšším vodným potenciálom sa voda presunie z roztoku do bunky v dôsledku osmózy. To spôsobí, že cytoplazma vytvorí tlak na bunkovú stenu. Tento tlak sa nazýva turgorový tlak, ktorý umožňuje vzpriamenie rastliny. Tento turgorový tlak vyvíjaný protoplastom na bunkovú stenu v dôsledku vstupu vody sa nazýva tlakový potenciál, Ψp. Keďže rastlinné bunky majú pevnú bunkovú stenu, bunka napriek tlaku turgoru nepraskne.

Ak je koncentrácia externého roztoku rovnaká ako koncentrácia bunkovej cytoplazmy, roztok sa považuje za izotonický. Teraz, ak je bunka umiestnená v izotonickom roztoku, neexistuje čistý tok vody buď zvnútra alebo zvonku bunky. Keď je tok vody z bunky a do bunky v rovnováhe, bunka je v ochabnutom stave. Ochabnuté bunky sa nachádzajú vo zvädnutej rastline, ktorá nebola dlho zalievaná.


Sacharidy a ich deriváty vrátane tanínov, celulózy a príbuzných ligningov

3.10.1.1.2 Funkcie peptidoglykánovej vrstvy

Primárnou funkciou peptidoglykánovej vrstvy je zabrániť lýze bakteriálnej bunky prostredníctvom turgorového tlaku, ktorý vzniká v dôsledku vyššieho osmotického tlaku vo vnútri bunky ako vo vonkajšom prostredí. Vysoký vnútorný osmotický tlak by spôsobil, že voda vstúpi do bunky, kým sa tlak turgoru nezhoduje s elastickým roztiahnutím peptidoglykánovej vrstvy. Vnútorný turgorový tlak bol odhadnutý na 0,5 mPa (5 atm) pre gramnegatívne baktérie a až 3 MPa (30 atm) pre grampozitívne baktérie. 1 Vrstva peptidoglykánu preto musí byť veľmi pevná a tuhá.

Počas rastu a bunkového delenia dochádza k zmenám tvaru buniek, preto bakteriálna bunka musí mať systém na nepretržité rozkladanie a prestavbu peptidoglykánovej vrstvy. V dôsledku toho existuje množstvo bakteriolytických enzýmov, ktoré môžu štiepiť peptidoglykán, o čom bude diskutované v časti 3.10.2.6. Regulácia peptidoglykánovej vrstvy je preto pevne spojená s delením buniek, rastom buniek a udržiavaním tvaru buniek.

Hoci primárna úloha peptidoglykánu je štrukturálna, v grampozitívnych aj gramnegatívnych baktériách je peptidoglykánová vrstva spojená s inými bunkovými štruktúrami. Hrubá gram-pozitívna peptidoglykánová vrstva je spojená s teichoovými kyselinami, silne aniónovými polyolfosfátmi, ktoré sa podieľajú na sekvestrácii kovových katiónov. 12 V gramnegatívnych baktériách je peptidoglykánová vrstva spojená s lipoproteínmi vonkajšej membrány. 1 Peptidoglykánová vrstva má teda tiež neštrukturálne úlohy.


ÚČINKY TURGOROVÉHO TLAKU NA PREPEKNUTIE A VISKOELASTICKÉ VLASTNOSTI TKANIVA RAJČIEK

Súčasné členstvo: ORTECH International, Food, Pharmaceutical and Consumer Products Group, 2395 Speakman Drive, Mississauga, Ontario, Kanada L5K 1B3.

Katedra potravinárstva University of Guelph Guelph, Ontario, Kanada N1G 2W1

Katedra potravinárstva University of Guelph Guelph, Ontario, Kanada N1G 2W1

Komu by mala byť adresovaná korešpondencia. Vyhľadajte ďalšie články od tohto autora

Katedra potravinárstva University of Guelph Guelph, Ontario, Kanada N1G 2W1

Súčasné členstvo: ORTECH International, Food, Pharmaceutical and Consumer Products Group, 2395 Speakman Drive, Mississauga, Ontario, Kanada L5K 1B3.

Katedra potravinárstva University of Guelph Guelph, Ontario, Kanada N1G 2W1

Katedra potravinárstva University of Guelph Guelph, Ontario, Kanada N1G 2W1

Komu by mala byť adresovaná korešpondencia. Vyhľadajte ďalšie články od tohto autora

ABSTRAKT

Účinky tlaku turgoru na punkciu a viskoelastické vlastnosti oplodia zrelých zelených paradajok sa skúmali pomocou tkanivových diskov namočených v rozsahu osmotica (0, 0 až 0, 6 M manitol) najmenej 36 hodín pri 4 ° C. Turgorový tlak sa odhadol z osmotického potenciálu namáčacích roztokov, ktoré vyvolali začínajúcu plazmolýzu. Na základe objemových zmien sa odhadol osmotický potenciál a turgorový tlak čerstvého tkaniva na -0,56 ± 0,08 MPa a 0,20 MPa. Avšak punkčné a viskoelastické vlastnosti zodpovedali tlaku turgoru 0,15 MPa. Nesúlad medzi vypočítaným a skutočným tlakom turgora bol pripísaný prítomnosti apoplastických rozpustených látok. Údaje z tejto štúdie odhalili všeobecné zvýšenie napätia, napätia a elasticity bunkovej steny so zvyšujúcim sa turgorom. So zvýšením turgoru nad turgor neošetreného tkaniva sa rozťažnosť a elasticita steny stali limitujúcimi, a preto sa zvýšila tuhosť bunkovej steny. Naopak, zníženie turgoru pod hodnotu neošetreného tkaniva viedlo k zvýšeniu viskoelasticity. Zvýšenie biovýťažku a pseudoplastických biovýťažkových kmeňov s variáciou turgoru v porovnaní s neošetreným tkanivom bolo v súlade s uvoľňovaním buniek ako dominantným mechanizmom biologického výťažku tkaniva rajčiakov. Znížená sila pri porušení, deformácia a pevnosť so zvyšujúcim sa turgorom boli v súlade s ruptúrou buniek ako prevládajúcim mechanizmom zlyhania tkaniva oplodia zrelých zelených paradajok.


Význam plazmolýznych priestorov ako markerov pre periseptálne prstence a miesta adhézie

Počas hyperosmotického šoku sa protoplast a natiahnutá peptidoglykánová vrstva najskôr spolu zmršťujú, až kým sa neuvoľní turgorový tlak v bunke. Keďže sú vonkajšie a vnútorné membrány nestlačiteľné, musia zložiť svoje nadbytočné povrchy. Zatiaľ čo sa protoplast ďalej sťahuje, vnútorná membrána sa preskupuje do priestorov plazmolýzy viditeľných mikroskopiou s fázovým kontrastom. Dve protichodné teórie predpovedajú podobné umiestnenie priestorov v deliacich sa bunkách a vláknach: „model periseptálneho prstenca“ založený na adhéznych zónach, ktoré sa podieľajú na predurčení miesta delenia, a „obmedzený, náhodný model“ založený na fyzikálnych vlastnostiach protoplast. Silný osmotický šok spôsobuje stiahnutie vnútornej membrány takmer po celom povrchu a vytvára takzvané 'Bayerove mosty'. Tieto tubulárne adhézne miesta sú chránené chemickou fixáciou a môžu byť zničené kryofixáciou a substitúciou nefixovaných buniek zmrazením. Pravidelné umiestnenie priestorov plazmolýzy aj výskyt tubulárnych adhéznych miest možno vysvetliť na základe fyzikálnych vlastností membrány, ktoré si vyžadujú preskupenia membránovým tokom počas zmršťovania protoplastu.



Komentáre:

  1. Fitzwater

    Niečo v tom je. Ďakujem za informácie, už budem vedieť.

  2. Briggere

    I cannot take part in the discussion now - no free time. Very soon, make sure your opinion.

  3. Voodoolkis

    How good it is that we managed to find such an incomparable blog, and all the more excellent that there are such sensible writers!

  4. Duzilkree

    Ospravedlňujem sa, že zasahujem... Chápem tento problém. Poďme diskutovať.

  5. Reymundo

    Rozumiem tejto otázke. Dá sa diskutovať.

  6. Tearle

    V tomto je niečo.



Napíšte správu