Рабочая тетрадь по дополнительной профессиональной программе повышения



Pdf көрінісі
бет27/49
Дата28.09.2022
өлшемі1,64 Mb.
#151025
түріПояснительная записка
1   ...   23   24   25   26   27   28   29   30   ...   49
Байланысты:
2 Агрономия


Раздел 4. Модуль компетенции 1 «Исследование строения растительной клетки. 
Наблюдение диффузии и осмоса»
Тема 4.1 Исследование строения растительной клетки. Наблюдение диффузии и осмоса 
Осмотические явления в растительной клетке. Плазмолиз. 
Все биологические мембраны являются полупроницаемыми, одни вещества (воду, 
газы) они пропускают, а другие (крупные заряженные молекулы, к примеру, глюкозу) — 
нет. Избирательность транспорта веществ через мембрану считается одним из признаков 
жизни на клеточном уровне. Мертвая клетка не контролирует поступление веществ 
внутрь и выведение веществ наружу. Тем не менее, из-за липидной природы мембрана 
даже мертвой клетки остается полупроницаемой, хотя и менее «избирательной», чем 
мембрана живой. 
Избирательность 
транспорта 
через 
проницаемую 
мембрану 
ведет 
к 
возникновению в клетке осмотических явлений. 
Осмотическими
называют явления, 
происходящие в системе, состоящей из двух растворов, разделенных полупроницаемой 
мембраной. В растительной клетке роль полупроницаемых пленок выполняют: 
плазмалемма — мембрана, разделяющая цитоплазму и внеклеточную среду, и тонопласт 
— мембрана, разделяющая цитоплазму и клеточный сок, представляющий собой 
содержимое вакуоли. 
Осмос — 
диффузия
 воды через полупроницаемую мембрану из раствора с низкой 
концентрацией растворенного вещества в раствор с высокой концентрацией 
растворенного вещества. 
Представим сосуд, разделенный на две части полупроницаемой мембраной, в 
одной половине сосуда находится более концентрированный раствор соли (к примеру, 
1M NaCl), в другой — менее концентрированный (0,01 M NaCl). В начале опыта объем 
раствора в каждой из половин одинаков, а концентрация соли различается (рис. 1A). 
Рис. 1 Схема явления осмоса 
Ионы Na+ и Cl-, на которые соль, будучи 
сильным электролитом, распадается сразу 
после попадания в раствор, не могут пройти 
через мембрану, в отличие от молекул воды. 
Неверно думать, что вода из отсека с большей 
концентрацией соли не переходит в отсек с 
меньшей концентрацией. Вода идет через 
мембрану в обе стороны, но интенсивность 
перехода разная. Известно, что ионы в воде гидратированы — покрыты гидратной 
«шубой». Вода распадается на ионы H+ и OH - которые электростатически связываются с 
ионами хлора и натрия, соответственно. Так как в «правой» половине сосуда 
концентрация Na+ и Cl - больше, соответственно больше воды требуется для 
гидратирования этих ионов (рис. 1). В связи с этим вода интенсивнее переходит из отсека 
с малой концентрацией соли в отсек с большой концентрацией. Поскольку вода будет 
перетекать из разбавленного раствора в концентрированный быстрее, чем в обратном 
направлении, в целом движение воды между двумя растворами будет идти в одну 
сторону. В результате уровень раствора в первом понижается, а в последнем повышается; 
концентрация соли в отсеках выравнивается (рис. 1B). Заметим, что изменение объема 
жидкости и концентрации соли связано с перераспределением только молекул воды, но 
не соли, так как мембрана непроницаема для ионов натрия и хлора. 


46 
Если приложить к столбу жидкости в отсеке с большей начальной концентрацией 
соли давление (толстая стрелка на рис.1B), диффузия воды замедлится. Давление, при 
котором 
диффузия 
жидкости 
прекращается, 
называется 
осмотическим 
давлением.
Описанным образом осмотическое давление измеряется для раствора, к 
которому прикладывается давление (то есть в описанном примере измерено 
осмотическое давление раствора с большей начальной концентрацией соли). 
Осмотическое давление — очень важная величина, характеризующая осмос. 
В физической химии осмотическое давление обозначается буквой π и вычисляется по 
простой формуле: 
π = CRT

где C — концентрация раствора, 
R — универсальная газовая постоянная (8,314 Дж/(К. моль); 
T — абсолютная температура (K). 
Проанализируем это выражение. R — постоянная величина, константа, которая 
никак не влияет на осмотическое давление. Температуру тоже можно принять за 
постоянную величину, поскольку мы рассматриваем живые системы, которые существуют 
в узком температурном диапазоне. Следовательно, осмотическое давление раствора 
зависит только от его концентрации, причем зависимость линейная: чем больше 
концентрация соли (или другого 


Достарыңызбен бөлісу:
1   ...   23   24   25   26   27   28   29   30   ...   49




©engime.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет