Jędrność

10 listopada, 2021admin

Jędrność u roślin jest możliwa dzięki obecności ściany komórkowej i osmoregulacyjnej funkcji wakuoli.

Spis treści

Jędrność to stan bycia jędrnym lub spuchniętym, szczególnie z powodu dużej zawartości płynu. W kontekście ogólnym, jędrność odnosi się do stanu bycia wzdętym, rozdętym lub spuchniętym. W kontekście biologicznym, jędrność pomaga wyjaśnić, w jaki sposób komórki roślinne są w stanie stać pionowo, pomimo braku szkieletu strukturalnego, który posiadają zwierzęta. Ponadto, nadaje ona roślinom sztywność. Tak więc, rozciągnięcie komórek jest normalną cechą u roślin. W rzeczywistości, bez tego, roślina będzie wyglądać zwiędnięta i źle. Sztywność u roślin jest możliwa dzięki obecności ściany komórkowej i osmoregulacyjnej funkcji wakuoli. 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. Pierwotna ściana komórkowa jest odpowiedzialna za wydzielanie drugiej warstwy zwanej wtórną ścianą komórkową powyżej błony plazmatycznej.

Zwłóknienie roślin to stan u roślin, w którym komórki są zwiotczałe z powodu ciśnienia turgoru, tj. ciśnienia wywieranego przez wodę wewnątrz komórki na ścianę komórkową. Jedną z ważnych cech organizmu roślinnego jest jego ściana komórkowa. Ściana komórkowa to kolejna warstwa otaczająca komórkę.1, 2 Zwierzęta ich nie posiadają i mają tylko błonę komórkową. Rośliny mają obie te warstwy. Ściana komórkowa jest dodatkową warstwą ochronną w komórkach roślin. Jest to twarda, sztywna struktura składająca się głównie z celulozy, pektyny i hemicelulozy. Ściana komórkowa roślin składa się z jednej lub dwóch warstw. Pierwsza warstwa nazywana jest pierwotną ścianą komórkową. Warstwa ta może wytwarzać kolejną warstwę tuż pod nią. Ta nowa warstwa nazywana jest wtórną ścianą komórkową. Druga warstwa jest grubą warstwą, w której znajduje się lignina. Lignina pomaga uszczelnić komórkę. Te cechy ściany komórkowej pomagają komórce roślinnej oprzeć się ciśnieniu osmotycznemu, tj. ciśnieniu hydrostatycznemu wytworzonemu przez różnicę w ilości rozpuszczalników między roztworami oddzielonymi błoną półprzepuszczalną, taką jak błona komórkowa, podczas osmozy.3, 4, 5

Jędrność, zwiotczenie, i plazmoliza

Komórka jędrna

Komórka roślinna poddana plazmolizie ma przerwy między ścianą komórkową a błoną komórkową. Dzieje się tak, gdy komórka roślinna jest umieszczona w roztworze hipotonicznym. Cząsteczki wody przemieszczają się poza komórkę powodując utratę ciśnienia turgorowego. Wiotka komórka roślinna nie jest nabrzmiała, a błona komórkowa nie przylega ściśle do ściany komórkowej. Dzieje się tak, gdy komórka roślinna zostanie umieszczona w roztworze izotonicznym. Nie będzie ruchu netto cząsteczek wody pomiędzy komórką a otaczającym ją płynem. Komórka turgidalna to taka, która ma ciśnienie turgorowe. Komórka roślinna, która jest umieszczona w roztworze hipotonicznym spowodowałaby przemieszczanie się wody do komórki na drodze osmozy, co skutkowałoby dużym ciśnieniem turgorowym wywieranym na ścianę komórki roślinnej.

Komórka turgiczna to komórka, która ma ciśnienie turgorowe. Roślina, która wygląda zdrowo (tzn. nie zwiędła) ma komórki, które są turgorowe. Komórka roślinna przechowuje rozpuszczalniki (np. jony i cukry) (w szczególności, wewnątrz swojej wakuoli). Ponieważ wnętrze komórki ma wyższe stężenie rozpuszczalników (a zatem mniej cząsteczek wody) niż zewnętrze, woda ma tendencję do przemieszczania się do środka. Roztwór (otaczający komórkę), który ma niższe stężenie rozpuszczalników w stosunku do tego, co było wewnątrz komórki, jest określany jako hipotoniczny. Komórka roślinna umieszczona w roztworze hipotonicznym spowoduje, że woda będzie się przemieszczać do wnętrza komórki na drodze osmozy. Wynikający z tego napływ wody prowadzi do powstania dużego ciśnienia turgorowego wywieranego na ścianę komórkową rośliny. Powoduje to, że komórka staje się jędrna. Obecność ściany komórkowej u roślin zapobiega rozerwaniu komórki (lizie osmotycznej), do której dochodzi w komórce pozbawionej ściany komórkowej. Na przykład komórka zwierzęca puchłaby w roztworze hipotonicznym. Jeśli jednak osmoza będzie się utrzymywać, to w końcu pęknie. Dlatego ściana komórkowa komórki roślinnej jest niezbędna do ustabilizowania integralności komórki i zapobieżenia jej rozerwaniu. Nadmierna osmoza w komórce roślinnej jest uniemożliwiona dzięki ciśnieniu osmotycznemu wywieranemu przez ścianę komórkową. Jednak ściana komórkowa nie może chronić komórki roślinnej, która została wystawiona na działanie roztworu izotonicznego lub roztworu hipertonicznego. Te roztwory mogą spowodować, że roślina straci swój wigor i pojawi się zwiędnięta.

Wiotka komórka

Roztwór izotoniczny odnosi się do roztworu, w którym stężenie solutu jest względnie takie samo jak stężenie solutu wewnątrz komórki. Oznacza to, że nie będzie ruchu netto cząsteczek wody pomiędzy tymi dwoma roztworami. Komórka roślinna umieszczona w roztworze izotonicznym stałaby się wiotka. Stan ten nazywany jest wiotkością. Wiotka komórka roślinna nie jest nabrzmiała, a jej błona komórkowa nie przylega ściśle do ściany komórkowej. Różnica między jędrnością a wiotkością polega więc na ciśnieniu turgorowym. W jędrności komórka roślinna wydaje się nabrzmiała lub rozdęta od ciśnienia turgoru wywieranego na ścianę komórkową, podczas gdy w wiotkości komórka roślinna traci je i wydaje się wiotka lub sflaczała.

Komórka plazmolizowana

Roztwór hipotoniczny to roztwór, w którym stężenie solutu jest wyższe niż stężenie solutu wewnątrz komórki. Komórka roślinna w roztworze hipotonicznym traci ciśnienie turgorowe, ponieważ cząsteczki wody mają tendencję do przemieszczania się poza komórkę. Komórka, która utraciła ciśnienie turgorowe jest określana jako splazmolizowana. Plazmolizowana komórka roślinna to taka, w której pomiędzy ścianą komórkową a błoną komórkową znajdują się szczeliny. Ponadto wydaje się, że komórka się skurczyła. Proces lub stan, w którym protoplazma kurczy się w wyniku utraty wody przez osmozę, nazywa się plazmolizą. Jednak plazmoliza rzadko występuje w przyrodzie. Raczej jest wywoływana w laboratorium, gdzie komórki roślinne są zanurzane w silnych roztworach soli lub cukru.

Jędrność i sztywność

Jak wspomniano powyżej w odniesieniu do znaczenia jędrności, jędrność odnosi się do stanu bycia jędrnym lub spuchniętym w wyniku zawartego płynu. Sztywność, w przeciwieństwie do tego, odnosi się do stanu bycia sztywnym lub sztywnym i nieugiętym. Zarówno turgidity i sztywność są ważne cechy roślin, ponieważ utrzymują one roślinę, aby pozostać w pozycji pionowej. Obie te cechy mogą być przypisane ciśnieniu turgoru na ścianę komórkową. Jak wyjaśniono powyżej, ściana komórkowa wzmacnia i zapobiega komórce przed ciśnieniem osmotycznym, które w nadmiarze mogłoby doprowadzić do lizy osmotycznej komórek bez niej. Ściana komórkowa zapewnia również wsparcie strukturalne poprzez tworzenie grubszej warstwy wtórnej zawierającej ligninę. Oprócz tego ściana komórkowa zawiera celulozę, która sprawia, że staje się ona sztywna i twarda. Pomiędzy ścianą komórkową znajduje się kolejna warstwa bogatego w pektyny materiału międzykomórkowego. Warstwa ta nazywana jest blaszką środkową. Jej podstawową funkcją jest sklejanie sąsiadujących ze sobą komórek. W sumie te cechy komórkowe rośliny umożliwiają jej utrzymanie się w pozycji pionowej w kierunku źródła światła, wbrew sile grawitacji.

Znaczenie jędrności u roślin

Jędrność jest niezbędna dla roślin, ponieważ zapewnia wsparcie strukturalne i siłę. Bez niej roślina nie byłaby w stanie utrzymać się w pozycji pionowej – postawa, w której zbieranie energii świetlnej do fotosyntezy jest w najlepszym przypadku. Poza tym, woda nadaje roślinom sztywność. Gdy nie ma wystarczającej ilości wody wchłoniętej do wytworzenia turgoru, komórki roślinne nie będą w pełni rozciągnięte. Utrzymywanie się tego stanu doprowadzi do tego, że roślina będzie wyglądała na zwiędniętą i źle się czuła. 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