Осмотическое давление в клетке растений: Осмотическое давление | Справочник по защите растений — AgroXXI

Осмотическое давление | Справочник по защите растений — AgroXXI

Osmotic pressure

Статья из разделов: СловарьТерминыБактерии


Осмотическое давление – это сила, которая заставляет растворитель переходить через полупроницаемую мембрану в раствор. В отношении бактерий роль раствора вне бактериальной клетки играет питательная среда. Внутри – протоплазма с растворенными в ней веществами. Полупроницаемая мембрана – цитоплазматическая мембрана. Осмотическое давление раствора выражают в единицах осмолярности. Осмолярным называют раствор, содержащий один осмоль вещества в 1 л растворителя. Осмотическоедавлениеу бактериальных клеток в 2 раза меньше, чем у животных. В молодых клетках грамотрицательных бактерий оно достигает 20–25 атмосфер, в старых – 2–3 атмосферы.

Роль осмотического давления в жизнедеятельности бактерий

Осмотическое давление играет большую роль в обеспечении жизнеспособности микроорганизмов. Величина осмотического давления зависит от концентрации растворенных в воде соединений. При низкой концентрации и следственно низком осмотическом давлении – раствор является гипотоническим раствром. При высокой концентрации и высоком осмотическом давлении – раствор называют гипертоническим раствором.

При оптимальной концентрации растворенных в питательной среде веществ для микроорганизма создаются наилучшие условии роста и развития. Увеличение концентрации и осмотического давления приводит к задержке роста организма, поскольку в растворах с более высоким осмотическим давлением, чем внутри микробной клетки, микроорганизмы не выживают. Это связано с тем, что в данном случае вода устремляется из клетки наружу (к более концентрированному раствору). В результате клетка обезвоживается и протопласт сжимается. Это явления называют плазмолизом.

Питательная среда с низким осмотическим давление так же губительна для микробов, поскольку в этом случае вода без ограничения поступает в клетку и цитоплазматическая мембрана не выдерживает внутреннего давления и лопается. Данное явление носит название плазмоптиза.

Разделение микробов по отношению к величине осмотического давления

По отношению к величине осмотического давления выделяются несколько групп экстремофилов:

  1. Осмотолерантные микробы – это микробы способные развиваться в средах с достаточно широко варьирующей осмолярностью. Осмотолерантность обусловлена тем, что внутриклеточная осмолярность таких организмов всегда выше, чем осмолярность внешней среды. Осмотолерантные микроорганизмы переносят достаточно высокие концентрации растворенных веществ, но лучше растут при более низком осмотическом давлении.
  2. Осмофилы – это микробы росту и развитию, которых не препятствует высокое осмотическое давление.

Галофилы – это осмофильные организмы, в том числе микробы, для развития которых необходимо высокая концентрация соли (NaCl).


(c) Справочник AgroXXI

Как осмотическое давление влияет на растение, еще раз о поливе антуриума

Автор Лариса На чтение 5 мин Просмотров 2к. Опубликовано Обновлено

Содержание

Тема ухода за антуриумом поднимается, на нашем сайте, регулярно и сегодняшний пост не исключение. Казалось, бы мы уже все знаем, что еще нового можно сказать?

«Новое, это хорошо забытое старое», давайте начнем вспоминать.
Антуриумы не любят переувлажнения грунта, это правило давно известно.

Поэтому, одни устанавливают себе определенные рамки: «Полив раз в неделю», забывая о температуре помещения, в котором находятся растения, о климатических условиях (количество солнечных и пасмурных дней на неделе) другие считают, что лучше повременить с поливом, просушить грунт, а затем полить. Забывая о том, что пересушивание грунта так же опасно для антуриума, как и переувлажнение.

Почему, давайте разберёмся, для этого рассмотрим два варианта полива.

Полив растения осуществляется регулярно, по мере высыхания верхнего слоя

При таком поливе, корневая система, здорового растения работает в обычном режиме, без резких перепадов. При каждом поливе вносится минимальная доза питательных веществ (0,25-0,5 гр. на 1 литр поливочной воды). Мы пролили грунт, корни растения впитали влагу, она поступила к листьям. И здесь начинается, самое интересное, здесь начинаю работать законы осмоса и осмотического давления.

Осмос (от греч. ὄσμος — толчок, давление) — процесс односторонней диффузии через полупроницаемую мембрану молекул растворителя в сторону большей концентрации растворённого вещества из объёма с меньшей концентрацией растворенного вещества. (Википедия).

Роль полупроницаемой мембраны, в данном случае, играет оболочка клеток растения. Полупроницаемой мембраной, так как она проницаема только для воды, которая через нее проходит значительно легче, чем, растворенные в ней вещества.

Осмотическое давление (обозначается π) — избыточное гидростатическое давление на раствор, отделённый от чистого растворителя полупроницаемой мембраной, при котором прекращается диффузия растворителя через мембрану (осмос). Это давление стремится уравнять концентрации обоих растворов вследствие встречной диффузии молекул растворённого вещества и растворителя. (Википедия).

Осмотическое давление у растений от 5 до 20 атм. Это большая сила. Корневая система имеет более низкое осмотическое давление, чем стебли и листья, цветы самое высокое давление, именно это способствует продвижению влаги вверх по растению.

Какие процессы происходит в растении, при таком поливе?

Процесс постоянного осмоса воды в клетки, создает давление, благодаря, которому листья имеют тургор (упругость, прочность). Антуриум обладает низким осмотическим давлением, поэтому и концентрация удобрений мала (0,25-0,5 гр на 1 литр поливочной воды), только раствор, имеющий одну концентрацию, одно осмотическое давление с клетками растения, способен сохранить объём клеток неизменным.

Подобрав, правильную концентрацию удобрений, можно добиться идеального результата, растение будет быстро развиваться, расти, цвести.

Не регулярный полив с просушкой грунта, затем обильный полив

Растение поливается не регулярно, частое пересушивание земляного кома, а затем обильный полив. В сухом грунте, концентрация солей высока и осмотическое давление так же высоко, корням растения трудно взять влагу, и они вынуждены прилагать для этого определенные усилия.

При поливе чистой (дистиллированной, дождевой, водой из фильтра обратного осмоса), корни начинают втягивать сильнее, им легче взять влагу, так как осмотическая сила раствора резко уменьшилась, из-за уменьшения концентрации солей.

Корни растения нагнетают влагу, а листья ее не успевают испарять. Клетки растения набухают, происходит разрушение хлорофилла, отсюда обесцвечивание листовой пластины, некротические пятна, хлороз (нарушение образования хлорофилла, снижение процесса фотосинтеза), некроз (отмирание ткани).

Избыток влаги проникает через кожицу растений на поверхность, появляются капли влаги, что может привести к развитию грибков и болезнетворных бактерий.

Исходя, из сказанного, чтобы облегчить состояния растения после просушивания грунта, необходимо в поливочную воду добавить удобрения, чтобы уровнять осмотические силы. Казалось бы, вопрос решен, добавили удобрение, и все проблемы решили, но не так все просто.

Мы рассчитали, что при каждом поливе мы вносим 0,25-0,5 гр удобрений на литр, но это при условии, не пересушенного грунта. В противном случае, надо внести чуть большее количество питательных веществ и главное не перестараться. Иначе, пойдет обратный процесс, вода из клеток растения уйдет, они сморщатся, потеряют тургор. Требуется правильно рассчитать необходимую дозировку питательных веществ. Боюсь, что этот расчет будет нам не под силу.

Поэтому лучше не доводить до пересушивания грунта, тем более, что оба состава, рекомендованные нами, быстро просыхают и залить в них, здоровое растение, невозможно. А равномерно пролить пересушенный ком земли, довольно проблематично.

Роль осмоса в жизни растений

Осмос играет важную роль в жизни живых организмов, способствует обновлению клеток, сохранению тургора. Осмотическое давление, это огромная сила, которая способна поднять влагу, к кронам самых высоких деревьев, а это несколько десятков метров, это сила, которая способна вращать гидростанцию. Это законы природы, пренебрегать которыми мы не можем, силы, которые надо брать во внимание.

Примечание: Все рекомендации относительно дозировки и частоты применения, удобрений даны из расчета, тех препаратов, которые применяем мы и участники нашей группы Телеграмм.

При использовании препаратов других производителей, дозировку рассчитывайте самостоятельно, она может не совпадать с нашей рекомендацией.

Все виды растений имеют свое осмотическое давление, поэтому удобрения с названием «Для всех видов цветущих растений», помимо громкого названия, должны содержать подробную инструкцию, с указанием дозировки препарата, для каждого конкретного вида растений. В противном случае, это уловка производителя.

2.1: Осмос — Биология LibreTexts

  1. Последнее обновление
  2. Сохранить как PDF
  • Идентификатор страницы
    6459

    • Морская рыба или пресноводная рыба?

    Клетки рыб, как и все клетки, имеют полупроницаемые мембраны. В конце концов, концентрация «вещей» по обе стороны от них выровняется. Рыба, которая живет в соленой воде, будет иметь внутри себя несколько соленую воду. Поместите его в пресную воду, и пресная вода через осмос попадет в рыбу, заставив ее клетки набухнуть, и рыба умрет. Что будет с пресноводной рыбой в океане?

    Осмос

    Представьте, что у вас есть чашка со 100 мл воды, и вы добавляете в воду 15 г столового сахара. Сахар растворяется, и смесь, которая теперь находится в чашке, состоит из растворенного вещества (сахара), растворенного в растворителе (воде). Смесь растворенного вещества в растворителе называется раствором .

    Теперь представьте, что у вас есть вторая чашка со 100 мл воды, и вы добавляете в воду 45 грамм столового сахара. Как и в первой чашке, сахар является растворенным веществом, а вода — растворителем. Но теперь у вас есть две смеси растворенных веществ с разной концентрацией. При сравнении двух растворов с разной концентрацией растворенного вещества раствор с более высокой концентрацией растворенного вещества равен 9.0026 гипертонический , а раствор с более низкой концентрацией растворенного вещества гипотонический . Растворы с одинаковой концентрацией растворенного вещества являются изотоническими . Первый раствор сахара гипотоничен второму раствору. Второй сахарный раствор гипертоничен первому.

    Теперь вы добавляете два раствора в химический стакан, разделенный избирательно проницаемой мембраной с порами, которые слишком малы для прохождения молекул сахара, но достаточно велики для прохождения молекул воды. Гипертонический раствор находится с одной стороны мембраны, а гипотонический — с другой. Гипертонический раствор имеет более низкую концентрацию воды, чем гипотонический раствор, поэтому теперь через мембрану существует градиент концентрации воды. Молекулы воды будут перемещаться со стороны более высокой концентрации воды в сторону с более низкой концентрацией до тех пор, пока оба раствора не станут изотоническими. В этот момент равновесие достигнуто.

    Осмос — это диффузия молекул воды через селективно проницаемую мембрану из области с более высокой концентрацией в область с более низкой концентрацией. Вода поступает в клетки и выходит из них за счет осмоса. Если клетка находится в гипертоническом растворе, концентрация воды в растворе ниже, чем в цитозоле клетки, и вода выходит из клетки до тех пор, пока оба раствора не станут изотоническими. Клетки, помещенные в гипотонический раствор, будут поглощать воду через свою мембрану до тех пор, пока и внешний раствор, и цитозоль не станут изотоническими.

    Клетка, не имеющая жесткой клеточной стенки, например эритроцит, набухнет и лизируется (разорвется) при помещении в гипотонический раствор. Клетки с клеточной стенкой набухают при помещении в гипотонический раствор, но как только клетка становится набухшей (твердой), прочная клеточная стенка предотвращает попадание воды в клетку. При помещении в гипертонический раствор клетка без клеточной стенки теряет воду в окружающую среду, сморщивается и, вероятно, погибает. В гипертоническом растворе клетка с клеточной стенкой тоже будет терять воду. Плазматическая мембрана отслаивается от клеточной стенки по мере ее сморщивания, этот процесс называется 9.0026 плазмолиз . Клетки животных, как правило, лучше всего работают в изотонической среде, клетки растений, как правило, лучше всего работают в гипотонической среде. Это показано на рисунке ниже.

    Если животная клетка (такая как эритроцит на верхней панели) не имеет приспособления, которое позволяет ей изменять осмотическое поглощение воды, она потеряет слишком много воды и сморщится в гипертонической среде. Если ее поместить в гипотонический раствор, молекулы воды проникнут в клетку, заставив ее набухнуть и лопнуть. Растительные клетки (нижняя панель) подвергаются плазмолизу в гипертоническом растворе, но, как правило, лучше всего работают в гипотонической среде. Вода хранится в центральной вакуоли растительной клетки.

    Осмотическое давление

    Когда вода попадает в клетку за счет осмоса, внутри клетки может повышаться осмотическое давление. Если у клетки есть клеточная стенка, она помогает поддерживать водный баланс клетки. Осмотическое давление является основной причиной поддержки многих растений. Когда растительная клетка находится в гипотонической среде, осмотическое поступление воды повышает тургорное давление, оказываемое на клеточную стенку, до тех пор, пока это давление не препятствует поступлению большего количества воды в клетку. В этот момент растительная клетка набухла ( Рисунок ниже). Влияние осмотического давления на растительные клетки показано на рисунке ниже.

    Центральные вакуоли растительных клеток на этом изображении наполнены водой, поэтому клетки набухшие.

    Действие осмоса может быть очень вредным для организмов, особенно без клеточных стенок. Например, если морскую рыбу (клетки которой изотоничны морской воде) поместить в пресную воду, ее клетки наберут избыток воды, лизируются, и рыба погибнет. Еще одним примером вредного осмотического эффекта является использование поваренной соли для уничтожения слизней и улиток.

    Диффузия и осмос обсуждаются на http://www.youtube.com/watch?v=aubZU0iWtgI(18:59).

    Контроль осмоса

    Организмы, живущие в гипотонической среде, такой как пресная вода, нуждаются в способе предотвращения поглощения их клетками слишком большого количества воды путем осмоса. Сократительная вакуоль представляет собой тип вакуоли, которая удаляет из клетки избыток воды. Пресноводные протисты, такие как парамеции, показанные на рисунке ниже, имеют сократительную вакуоль. Вакуоль окружена несколькими каналами, которые осмосом поглощают воду из цитоплазмы. После заполнения каналов водой вода закачивается в вакуоли. Когда вакуоль заполнена, она выталкивает воду из клетки через поры.

    Сократительная вакуоль представляет собой звездообразную структуру внутри парамеций.

    Резюме

    • Осмос – это диффузия воды.
    • При сравнении двух растворов с разной концентрацией растворенного вещества раствор с более высокой концентрацией растворенного вещества является гипертоническим, а раствор с более низкой концентрацией — гипотоническим. Растворы с одинаковой концентрацией растворенных веществ являются изотоническими.
    • Сократительная вакуоль представляет собой тип вакуоли, удаляющей из клетки избыток воды.

    Узнать больше

    Узнать больше I

    Используйте этот ресурс, чтобы ответить на следующие вопросы.

    • Диффузия и осмос на http://www.biologycorner.com/bio1/notes_diffusion.html.
    1. Что такое осмос?
    2. Что соль делает с водой?
    3. Что такое гипотонический раствор? Что происходит с водой в гипотоническом растворе?
    4. Что такое гипертонический раствор? Что происходит с водой в гипертоническом растворе?
    5. Что происходит с водой в изотоническом растворе?

    Подробнее III

    • Осмос

    Обзор

    1. Что такое осмос? Что это за транспорт?
    2. Чем осмос отличается от диффузии?
    3. Что происходит с эритроцитами при помещении их в гипотонический раствор?
    4. Что произойдет с морской рыбой, если ее поместить в пресную воду?

    Эта страница под названием 2. 1: Osmosis распространяется под лицензией CK-12 и была создана, изменена и/или курирована Фондом CK-12 с использованием исходного контента, который был отредактирован в соответствии со стилем и стандартами платформы LibreTexts; подробная история редактирования доступна по запросу.

    ЛИЦЕНЗИЯ ПОД

    1. Наверх
      • Была ли эта статья полезной?
      1. Тип изделия
        Раздел или Страница
        Автор
        Фонд СК-12
        Лицензия
        СК-12
        Программа OER или Publisher
        СК-12
        Показать оглавление
        нет
      2. Теги
        1. источник@http://www. ck12.org/book/CK-12-Biology-Concepts

      Набор задач для клеточных мембран

      Набор задач для клеточных мембран


      Биология Проект >
      Клеточная биология > Клеточные мембраны > Проблема
      Установлен

      Клеточные мембраны
      Набор задач

      Проблема
      9: Решение для потока воды

      Учебник, который поможет ответить на вопрос

      Система, используемая простейшими для контроля потока воды в
      ячейка:

      А . тугорное давление на клеточную стенку.
      Б. насос в цитоплазме, выжимающий воду.
      С . Na + K + АТФаза клетки
      мембрана.
      Д. лизосома, используемая для секреции воды в клетках животных.

      Учебник

      Механизмы для
      решение проблемы воды

      Существует три основных механизма решения
      проблема с водой. Для большинства клеток концентрация растворенных веществ выше
      внутри клетки, чем в водной внешней среде.

      Растительные клетки

      		 
      Растения решают водную проблему, имея жесткую
      клеточная стенка. Входящая вода помещается внутрь крупного пузырька.
      Стенка защищает клетку от расширения, и в результате
      давление делает растение жестким, явление, называемое тугорным давлением.

       

      Животные клетки

      		 
      Клетки животных лишены стенки и используют активные транспортные системы
      (особенно Na + K + АТФаза, которая перемещается
      три Na + на каждые два K + этот ход
      в) перемещать ионы за пределы клетки, снижая осмотическое давление.

      Сократительный механизм

      Большинство простейших используют особый сократительный механизм. Вода собирает
      в пузырьке, а микрофиламенты вызывают сокращение, которое сжимает
      воду обратно за пределы клетки.

      Дата последнего обновления страницы 2021