Turgidity

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turgidity

植物の緊張状態は、細胞壁の存在と液胞の浸透調節機能によって可能になります。

目次

膨潤とは、特に水分を多く含んでいるためにトロトロしている状態や膨張している状態のことを言います。 一般的な文脈では、膨張は、膨張、膨張、または膨張している状態のことを指します。 生物学的な観点からは、動物のように骨格がないにもかかわらず、植物細胞が直立できる理由を説明するのに役立っている。 また、植物に剛性を与えている。 このように、植物には細胞の膨張がつきものです。 これがないと、植物はしおれたり、元気がなくなったりする。 植物の膨張は、細胞壁の存在と液胞の浸透圧調節機能によって可能になる。 The cell wall protects the cell from cell lysis due to high water influx while the vacuole regulates solute concentration to incite the osmotic movement of water into and out of the cell.

Etymology

The term turgidity comes from the Latin turgidus, from turgēre, meaning “to be swollen”.

Plant turgidity

The cell wall is one of the major features of a plant cell and it accounts for plant turgidity. The plant cell wall is another layer surrounding the cell aside from the plasma membrane. It may be comprised of one or two layers.

植物の緊張状態とは、植物において、細胞内の水分が細胞壁に及ぼす圧力である緊張圧によって、細胞が緊張している状態を指します。 植物体の重要な特徴のひとつに、細胞壁がある。 細胞壁とは、細胞を取り囲むもう一つの層のことである。1, 2 動物はこれを持たず、細胞膜のみを持つ。 植物はその両方を持っている。 細胞壁は、植物の細胞内にある追加の保護層である。 セルロース、ペクチン、ヘミセルロースを主成分とする丈夫で硬い構造体である。 植物の細胞壁は、1層または2層で構成されている。 最初の層は一次細胞壁と呼ばれる。 この層は、そのすぐ下に別の層を作ることができる。 この新しい層は二次細胞壁と呼ばれる。 第二の層は、リグニンを沈着させる厚い層である。 リグニンは細胞の防水を助ける。 細胞壁のこれらの特徴は、植物細胞が浸透圧、すなわち、浸透の際に細胞膜のような半透膜で隔てられた溶液間の溶質の量の差によって生じる静水圧に抵抗するのに役立つ3, 4, 5

Turgidity, flaccidity,

Turgid cell

Plasmolyzed plant cellは細胞壁と細胞膜に隙間がある状態です。 これは、植物細胞が低張力溶液に置かれたときに起こります。 このため、水分子が細胞外へ移動し、細胞内圧力が低下します。 弛緩した植物細胞は膨張しておらず、細胞膜が細胞壁を強く押していない。 これは、植物細胞を等張液に入れたときに起こる現象です。 細胞と周囲の液の間で水分子の純移動は起こらないだろう。 Turgid cell（緊張した細胞）とは、緊張圧力がある細胞のことである。 低張溶液に置かれた植物細胞は、浸透圧によって水が細胞内に移動し、その結果、植物細胞壁に対して大きな膨張圧がかかるでしょう。 健康そうに見える（＝枯れていない）植物は、細胞がトロトロしているのです。 植物細胞は溶質（イオンや糖など）を蓄えています（特に液胞の中）。 細胞の内側は外側よりも溶質濃度が高い（つまり水分子が少ない）ので、水が移動する傾向がある。 細胞内と比較して溶質濃度が低い溶液（細胞の周囲）を低張力と表現する。 植物細胞を低張溶液に入れると、浸透圧によって水が細胞内に移動する。 その結果、水が流入し、植物細胞壁に対して大きなツラツラ圧がかかる。 これにより、細胞はトロトロになる。 植物には細胞壁があるため、細胞壁を持たない細胞で起こる細胞の破裂（浸透圧による溶解）を防ぐことができる。 例えば、動物の細胞は、低張力溶液の中で膨張する。 しかし、浸透圧が持続すると、やがて破裂してしまう。 このように、植物細胞の細胞壁は、細胞の完全性を安定化させ、細胞の破裂を防ぐために必要不可欠である。 植物細胞の過剰な浸透圧は、細胞壁が浸透圧を発揮することで防いでいる。 しかし、等張液や高張液にさらされた植物細胞は、細胞壁では保護できない。

弛緩した細胞

等張溶液とは、細胞内の溶質濃度と相対的に同じである溶液を指します。 これは、両者の間で水分子の純移動が起きないことを意味します。 等張液に置かれた植物細胞は弛緩してしまう。 この状態を弛緩という。 弛緩した植物細胞は膨張しておらず、細胞膜が細胞壁を強く押しつぶすことはない。 このように、植物細胞の膨潤と弛緩の違いは、細胞膜の張力（Turgor Pressure）にある。 植物細胞が膨張しているときは、細胞壁にかかる圧力によって膨張しているように見えるが、弛緩しているときは、その圧力が失われ、ぐったりしているように見えるのである。

Plasmolysed Cell

低張液とは細胞内の溶質濃度より高い溶質濃度の溶液のことで、細胞内の溶質濃度が低いほど低濃度になります。 低張溶液中の植物細胞は、水分子が細胞外に出ようとするため、細胞内圧力が低下する。 低張液中の植物細胞は、水分子が細胞外に移動しやすくなるため、細胞内圧が低下し、細胞内圧が低下した細胞をプラズマ化したと表現する。 植物細胞は、細胞壁と細胞膜の間に隙間ができている状態である。 さらに、細胞が縮んでいるように見える。 浸透圧によって水分が失われ、原形質が収縮する過程、あるいはその状態を「形質分解」という。 しかし、自然界ではほとんど起こりません。

Turgidity と rigidity

先に挙げた turgidity の意味のとおり、turgidity とは、水分を含んで膨張している状態を指します。 これに対して、rigidityは、硬い、または硬くて曲がらないという状態に関係します。 どちらも植物が直立するために重要な機能である。 そして、この2つの特徴は、どちらも細胞壁にかかるトロミ圧に起因している。 上記で説明したように、細胞壁は細胞を強化し、過剰な浸透圧が浸透圧のない細胞に浸透圧溶解をもたらすことを防いでいる。 細胞壁はまた、リグニンを含むより厚い二次層を形成することによって、構造的な支持を提供する。 それとは別に、細胞壁にはセルロースが含まれ、硬く丈夫になっている。 細胞壁の間には、ペクチンを多く含む別の細胞間物質層がある。 この層は中層と呼ばれる。 この層の主な役割は、隣接する細胞同士を接着することである。

植物における張りの重要性

張りは植物にとって不可欠で、構造を支え強度を与えます。 これがなければ、植物は直立していることができず、光合成のための光エネルギーの収集がせいぜいできるような姿勢ではありません。 このほかにも、植物に剛性を与えている。 吸収した水分が足りないと、植物細胞は十分に膨張しない。 この状態が続くと、植物がしおれたり、元気がなくなったりする。 The drooping due to loss of turgor can be corrected, e.g. with adequate water to process by the vacuole through osmoregulation.

Related terms

  • Turgid

See also

  • Turgor pressure
  • Osmosis
  • Cell wall
  • Plasmolysis
  1. Plant Cell Wall Basics. (2019). Retrieved from Uga.edu website: Link
  2. FIGURE 1 Structure and composition of the primary and secondary cell wall. (2017, October 31). Retrieved from ResearchGate website: https://www.researchgate.net/figure/Structure-and-composition-of-the-primary-and-secondary-cell-wall-of-plants-A-The_fig5_320734221
  3. OSMOSIS. (2013). Retrieved from Byui.edu website: Link
  4. Osmosis, Tonicity, and Hydrostatic Pressure. (2019). Retrieved from Colostate.edu website: Link
  5. Lodish, H., Berk, A., S Lawrence Zipursky, Matsudaira, P., Baltimore, D., & Darnell, J. (2017). Osmosis, Water Channels, and the Regulation of Cell Volume. Retrieved from Nih.gov website: Link

Further reading

  • To learn more about plant cells, view Plant Biology