Минеральные соли, а также растворимые в воде
органические соединения (сахара и др.) создают определенную
концентрацию веществ клеточного сока. Протоплазма клетки обладает
легкой проницаемостью для воды и не пропускает соли, находящиеся в
вакуолях. Это вызывает поступление воды в клетку, так как вода движется
через полупроницаемую протоплазму в сторону большей концентрации
раствора. В клетке создается определенное осмотическое давление
раствора. Под осмотическим
давлением раствора понимают давление,
которое нужно приложить, чтобы помешать проникновению воды в раствор,
отделенный от нее полупроницаемой мембраной. Противодавление
эластически растягиваемой осмотическим давлением клеточной оболочки
называют тургорным
давлением. Поступление воды в клетку зависит от
разности между осмотическим и тургорным давлением, то есть от величины
сосущей
силы клетки.
В растительных клетках вследствие осмотического давления клеточный сок
давит на протоплазму, а последняя – на клеточную оболочку.
Давление содержимого клетки на оболочку, уравновешиваемое
сопротивлением растянутой оболочки, называется клеточным тургором.
Клетки в состоянии тургора, то есть в напряженном состоянии, плотно
прижаты друг к другу, что придает упругость органам растения.
В жизни растений тургор играет важную роль. Благодаря тургору
травянистые части растений (листья, стебли, цветки) находятся в
напряженном упругом состоянии и все процессы жизни –
ассимиляция, движение веществ, испарение и рост – совершаются
нормально. Благодаря тургору клеток корень во время роста может
раздвигать частицы почвы; раскрывание устьиц на листьях и стеблях
растений совершается также благодаря тургору. Кроме того, вследствие
тургора происходят многочисленные движения, которые имеют место у
растений, например раскрывание и замыкание венчиков цветков,
складывание листьев на ночь, растрескивание некоторых сочных плодов,
движения тычинок и т. д.
Ослабление клеточного тургора можно наблюдать при плазмолизе. Если
молодые травянистые стебли (например, цветочные стрелки или листья
одуванчика) положить в 30%-ный раствор сахара или в 10%-ный раствор
селитры, то через несколько минут они сделаются вялыми и длина их
уменьшится.
Под микроскопом видно, как в клетках, подвергнутых плазмолизу,
клеточная протоплазма начинает постепенно отходить от стенок (рис.1).
При слабом плазмолизе это отхождение протоплазмы происходит лишь
частично (вогнутый плазмолиз), а при сильном плазмолизе (в крепких
растворах) протоплазма отходит полностью и принимает вид выпуклого
комочка (выпуклый плазмолиз). В протоплазме остаются ядро, протоплазма,
пластиды и уменьшившиеся в размере вакуоли. При наличии в клеточном
соке пигмента (например, антоциана в клетках красной капусты) последний
при плазмолизе приобретает более яркую окраску.
Рис.1. Плазмолиз клеток
листа мха мниум.
В том случае, когда плазмолизированные клетки остаются живыми, можно
произвести деплазмолиз,
то есть восстановить тургор, для чего клетки
следует поместить в чистую воду.
С явлением тургора и плазмолиза тесно связаны многие вопросы
сельскохозяйственной практики. При чрезмерно сильном, неосторожном
удобрении почвы концентрация почвенного раствора может подняться до
таких пределов, при которых поступление воды в корневую систему
становится затруднительным и может произойти необратимый плазмолиз
корневых волосков и других живых клеток корня. При этом рост растений
совершенно прекращается и всходы могут погибнуть или совсем не
появиться.
Клетки растений часто страдают от недостатка воды в окружающей среде.
После полной потери тургора протоплазма не отделяется от оболочки.
Объем протопласта уменьшается, а вслед за ним сжимается и деформируется
клеточная оболочка. Это не плазмолиз, а высыхание клеток вследствие
чрезмерного испарения.
