Лекция №1 Тақырыбы: Кіріспе. Өсімдіктер физиологиясы пәні және маңызы (1 сағат) Лекция жоспары
жүктеу/скачать 0.8 Mb.
|
| Лекция мақсаты: Диффузия, Осмос,Осмостық қысым мен таныстыру.
Лекция мәтіні: Сіңірудің қазіргі кезде активті және пассивті жолдары белгілі. Заттарды пассивті сіңіру негізінде диффузия құбылысы жатады. Газ молекулалары мен иондарының белгілі бір көлемде еркін, бағытсыз қозғалуы диффузия деп аталады. Е ріген заттың молекулалары мен иондары да осындай қозғалысқа ұшырайды. Бұл бөлшек тердің қозғалысы ошларға тән кинетикалық энергияның арқасында жүзеге асады. Диффузиялық қозғалыстың тәтижесінде еріген заттардың молекулалары мен иондары бүкіл көлем бойна біркелкі таралады. Егер олардың концентрациясы көлемінің бір бөлігінде аз, ал екінші бөлігінде көп болса, молекулалардың диффузиялық қозғалысы олардың концентрациясы аз бағытта басым болады. Бағыттағы диффузия деп аталатын мұндай қозғалыс еріген заттардың молекулаларына ғана емес, сондай-ақ, ерігіштің молекулаларына да тән. Жүйенің әр түрлі бөліктеріндегі заттар концентрациясының айырмашылығы концентрация градиенті деп аталады. Осының нәтижесінде газ қоспасының немесе ерітіндінің әр түрлі бөліктеріндегі концентрация градиенті теңеседі. Концентрациясының бұл градиенті химиялық потенциал градинті деп аталады. Диффузия жылдамдығы градиенттің шамасына, молекуланың шамасы мен массасына, олардың химиялық табиғатына, ортаның тұтқырлығына, температураға, электростатикалық көрсеткіштерге және т.с.с. байланысты. Мысалы, иондардың ішінде Н+ және ОН- иондарының диффузиясы аса жоғары болады, ал басқалары біршама баяу жылдамдықпен диффузияланады. Сахароза глюкозаға қарағанда, ал глюкоза триозаға қарағанда баяу диффузияланады. Диффузияның еріген заттардың шамалы қашықтыққа қозғалуы үшін маңызы бар, ал жапырақ тамыр сияқты едәуір қашақтыққа қозғалуда оның маңызы жоқ. Егер диффузияланатын зат өзінің жолында мембранаға кездесетін болса, оның қозғалысы едәуір баяулайды. Өсімдік жасушаларында плазмалемма, тонопласт және тағы басқа да оргоноидтардың мембраналары жартылай өткізгіш мембраналардың қасиктіне ие болады. Мембрана арқылы өтетін затты пермеанд, ал заттың жартылай өткізгіш мембрана арқылы өтуін осмос деп атайды. Диффузия мен осмос құбылысы заттарды пассивті сіңіру процесінің мәнін құрайды. Зат сыртқы ортадан жасуша вакуолясына плазмалемма, мезоплазма және тонопласт арқылы өтеді. Бұл жағдайда плазмалемма мен тонопластың өткізгіштігі бір зат үшін бірдей немесе әр түрлі болуы мүмкін. Сыртқы ортадан өтетін зат жасуша шырынына жетпей, цитоплазмада бөгеліп қалуы да мүмкін. Органикалық заттардың молекулалары полюсті болып, онда карбоксил, гидроксил, амин топтары неғұлым көп кездессе, олардың липидтік мембрана ақылы өтуі соғұрлым қиынырақ болатыны, ал молекулада полюсіз метил, этил, фнеил топтарының болуы оның мембранадан оңай өтуіне мүмкіндік беретіні мәләм. Полюсіз қосылыстар липидтерде, ал полюсті қосылыстар суда жақсы ериді. Сондықтан полюссіз заттар мембранадан жылджам өтеді. Жасуша мембранасында ақуыз боллуы арқасында суда еритін заттар да жасушаға қте алады. Алайда тірі жасушада мұндай құбылыс болмайды, өйткені цитоплазма мен жасуша шырынына келетін иондар жасуша заттарымен қосылады да, градиент аймағынан шығады. Мысалы, спирогира жасушаларының вакуоляларында илік заттар болады. Егер спирогира жасушаларына сыртқы ерітіндіден метилен кыгі концентрациясы гардиенті бойынша келетін болса, онда ол илік затпен байланысады да, градиенттен шығарылады. Метилен көгін осылайша байланыстыру жолымен спирогира оны ортадан толығымен сіңіріп алады. Жасушаның қышқыл шырыны катиондарды байланыстырады. Диффузия мембрана рақылы жүретін болса және анион мен катион мембранадан түрліше жылдамдықпен өтетін болса, мембрана бетінде түрлі мөлшерде заряд жиналып, онда мембраналық электр потенциалын туғызады. Өсімдік жасушасының осмостық қасиеттері. Өсімдік жасушасына су негізінен осмос жолымен өтеді. Жартылай өткізгіш мембрана арқылы бөлінген еріткіш пен ерітінді немесе екі ерітінді осмос жүйесі деп аталады. Осмос құбылысын алғаш рет ботаниктер өсімдік жасушасынан анықтап, зерттеген. Физик Пфеффер 1877 жылы осмос жүйесін ( осмометрді) құрастырды. Осмос жүйесінде еріткіш оның концентрациясы аз жаққа қарай басым өтеді. Бұл бағытты диффузия екі жақтағы заттардың концентрациясы теңескенше жалғаса береді. Өсімдік жасушасында осыған ұқсас диффукзия және осмос құбылыстары өтеді, өйткені олардың бәрі бірігіп осмос жүйесін құрайды. Вакуолялар ерітінді ролін атқарады, ал плазмалемма мен тонопласт жартылай өткізгіш мембрана болып саналады. Вакуоля шырыны мен сыртқы ерітінді концентрациясының айрмашылығы нәтижесінде жасуша аралығында судың осмостық ағыны пайда болады. Егер бұл жағдайда жасушыны концентрациясы жоғары ерітіндіге орналастырса, онда судың жасушадан сыртқы ортаға шығыуы арта түседі. Жасушадан судың шығуын экзоосмос, ал жасушаға енуін эндоосмос деп атайды. Экзоосмос нәтижесінде Вакуоляның көлемі кішірейіп, цитоплазма мен қабықшаға түсетін қысым әлсірейді де, цитоплазма қабықшыдан қашықтайды. Бүкіл протопласт қабықшадын ажырап, шар тәрізді пішінге ие болады, протопласт пен қабықша арасындағы кеңістікке сыртқы ерітінді толады, бұл ерітінді қабықшаның поралары арқылы жасушаға еркін өтеді. Жасушаның мұндай күйі плазмолиз деп аталады. Плазмолиз оңай жойылады. Егер сыртқы ерітіндінің концентрациясын төмендетсе, протопласт бастапқы қалпына келеді. Бұл кезде эндоосмос процесі басым жүреді. Плазмолизге кері құбылысты деплазмолиз деп атайды. Осмос қысымы деп еріген зат бөлшектерінің жартылай өткізгіш мембранаға түсіретін қысымынан түсінеді. Осмос қысымы еріген заттардың концентрациясына тура пропорционалды екенін Пфеффердің жұмыстары көрсетті. Осмос қысымын анықтау үшін Вант-Гофф мынадай формула ұсынады. P =R T i C Мұндағы Р – осмос қысымы, атом; С – ерітіндінің концентрациясы; Т – абсолюттік нолден бастап есептегендегі ерітіндінің температурасы; i – еріге зат молекуласының диссоциациялану дәрежесін көрсететін изотоникалық коэффициенті; R – Планктың газ тұрақтысы. Осмос жүйесіндегі ерітіндінің ғана осмос қысымы болады, ал бұл жүйеден тыс жағдайда ерітінді тек потенциалдық осмос қысымына ие болады. Жасуша суға қаныққан кезде, оның ішіндегі протопласт жасуша қабықшасына қысым жасайды. Бұл қысымды тургор (Т) қысымы немесе гидростатикалық қысым деп атайды. S = P – T. Бұл теңдеуден жасушаның тургор қысымының шамасы неғұрлым аз болса, оның сору қабілеті соғұрлым болатындығы көрінеді. Т нольге тең болғанда, сору күші ең жоғарғы шамаға жетеді, оеда жасушаның сору күші осмостық потенциалдың бүкіл шамасына тең. Алайда сору күші жоғарыда келтірілген теідеудегі шамадан артып кетуі де мүмкін. Түрлі өсімдіктердегі, түрлі жасуша мен мүшелердегі осмос қысымы шамасының үлкен айырмашылығы бар. Ең жоғарғы осмос қысымы сортың жерде өсетін галофиттерде кездеседі, құрғақ далада өсетін ксерофиттерде оның шамасы біраз төмен, ылғалды шабындық жерде өсетін мезофиттерде аз, ал су өсімдіктері – гидрофиттерде өте аз. жүктеу/скачать 0.8 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|