Përmbajtja e ujit në qelizë varet nga. Uji, roli i tij në qelizë dhe në trup. Struktura e molekulës dhe vetitë e ujit

Mësimi zgjat 80-90 minuta. Tema e mësimit u mundëson nxënësve të demonstrojnë ndërlidhjen e lëndëve si biologjia, gjeografia, kimia dhe fizika. Në kllapa janë të mundshme përgjigjet e pyetjeve që do të doja të merrja nga studentët.

Qëllimet: njohja e studentëve me të dhënat për përmbajtjen e ujit në qelizat e indeve të ndryshme dhe metabolizmin e ujit në organizma të ndryshëm, me idetë moderne për strukturën dhe vetitë e ujit, funksionet e tij biologjike; përmirësimi i aftësive të të menduarit logjik.

Pajisjet: harta fizike e Tokës, epruvetat, gotat, gypat kapilar; kripë tryezë, alkool etilik, saharozë, vaj vegjetal, parafinë, të bardhë veze, lëng stomaku, akull; libra referimi për fizikën dhe kiminë.

Koha e organizimit

Mësuesi/ja u bën me dije nxënësve temën dhe qëllimet e orës së mësimit dhe radhën e zbatimit të saj.

Kontrolli i njohurive nxënësit me temën “Përbërja elementare dhe kimike (molekulare) e qelizës”. Tre studentë punojnë në tabelë, pjesa tjetër (sipas opsioneve) punojnë duke përdorur karta.

Puna në bord

1. Në tabelë shkruhet një listë e elementeve: F, Zn, N, Ca, J, Cl, Na, H, Mn, Cu, P, C, K, Fe, O, Mg, Co, nga të cilat keni nevojë. për të zgjedhur elementet organogjene (biogjenike), makroelemente, mikroelemente. Tregoni përqindjen e tyre në qelizë.

(Përgjigja e nxënësve: a) organogjenik: N, H, C, O; b) makroelementet: Ca, Cl, Na, Mn, P, K, Fe, Mg; c) elementët gjurmë: F, Zn, J, Cu, Co).

2. Karakterizoni elementet organogjene. Shpjegoni pse, gjatë zhvillimit të jetës në Tokë, këta elementë doli të ishin "të përshtatshëm" për kiminë e jetës.

3. Shkruani në tabelë informacionin për përbërjen kimike (molekulare) të qelizës, duke treguar përqindjen e klasave kryesore të substancave.

Puna me karta

Përgjigjuni pyetjes me shkrim.

Opsioni 1. Si ndikon mungesa e ndonjërit prej elementëve të nevojshëm (organogjen, makroelement, mikroelement) në aktivitetin jetësor të një qelize apo organizmi? Si mund të shfaqet kjo? Jep shembuj.

Opsioni 2.Çfarë përfundimi mund të nxirret nga fakti se qelizat kanë përbërje të ngjashme elementare dhe kimike (molekulare)?

Opsioni 3. Cila është rëndësia shkencore e të dhënave për ngjashmëritë dhe ndryshimet në përbërjen elementare (cilësore dhe sasiore) të natyrës së gjallë dhe të pajetë?

Mësimi i materialit të ri

Përmbajtja e ujit në qeliza dhe organizma

1. Lexoni vargjet poetike të Mikhail Dudnikut dhe thoni nëse janë të vërteta nga pikëpamja biologjike. (Poema është shkruar në tabelë.)

Ata thonë se një person përbëhet nga tetëdhjetë për qind ujë,
Nga uji, mund të shtoj, të lumenjve të tij të lindjes,
Nga uji, do të shtoj, shiun që i dha të pijë,
Nga uji, mund të shtoj, nga uji i lashtë, burime.
Nga e cila pinin gjyshërit dhe stërgjyshërit e tij...

(Përgjigja e nxënësve. Linjat poetike janë të sakta, sepse. më shumë se 2/3 e një personi përbëhet nga uji.)

2. Duke parë hartën fizike, mbani mend se cili është raporti i sipërfaqeve tokësore dhe oqeaneve në planetin tonë.

(Përgjigja e nxënësve. Oqeanet e botës, d.m.th. Uji që rrethon kontinentet dhe ishujt zë rreth 71% të sipërfaqes së tokës.)

Komenti i mësuesit. Uji jo vetëm që mbulon pjesën më të madhe të sipërfaqes së tokës, por gjithashtu përbën shumicën e të gjitha qenieve të gjalla: mikroorganizmat, bimët, kafshët, njerëzit.

3. A është uji i rëndësishëm në jetën e njeriut?

(Përgjigja e nxënësve. Një person pi ujë, lahet me të, e përdor atë në industri të ndryshme dhe në bujqësi. Tani shumë vende të botës po përjetojnë mungesë të ujit të ëmbël; për ta marrë atë, ata duhet të ndërtojnë fabrika të veçanta dhe objekte trajtimi.)

Komenti i mësuesit. Uji, një substancë kaq e njohur, ka veti absolutisht të mahnitshme. Vetëm falë këtyre vetive të ujit u bë e mundur jeta në Tokë. Kur kërkoni jetë në planetë të tjerë, një nga pyetjet më të rëndësishme është nëse ka ujë të mjaftueshëm atje. Rëndësia unike e ujit për sistemet biologjike është edhe për shkak të përmbajtjes së tij të thjeshtë sasiore në organizmat e gjallë.

4. Jepni shembuj të përmbajtjes së ujit në qelizat e organizmave të ndryshëm, indet dhe organet e tyre, të njohura për ju nga kurset e botanikës, zoologjisë, anatomisë njerëzore dhe fiziologjisë.

(Përgjigja e nxënësve. Uji përbën 80% të masës qelizore në një trup të ri të njeriut ose kafshëve dhe 60% në qelizat e një të moshuari. Në qelizat e trurit është 85%, dhe në qelizat e një embrioni në zhvillim - 90%. Nëse një person humbet 20% të ujit, atëherë ndodh vdekja. Vërtetë, jo të gjitha qelizat njerëzore kanë një përmbajtje kaq të lartë uji. Le të themi se në qelizat e smaltit të dhëmbëve ka vetëm 10-15%. Ka shumë ujë në qelizat e pulpës së frutave me lëng dhe gjetheve të bimëve, por ka shumë pak ujë në qelizat e farave të thata ose sporeve të bimëve dhe mikroorganizmave, kështu që ato mund të ruhen për një kohë shumë të gjatë. derisa ato të ujiten përsëri në kushte të favorshme për mbirjen e tyre.)

5. Çfarë përcakton dallimet në përmbajtjen e ujit në qeliza?

(Përgjigja e nxënësve. Ka më shumë ujë në ato qeliza në të cilat metabolizmi ndodh më intensivisht.)

Hyrja e ujit në trupin e kafshëve dhe bimëve

Çfarë mënyrash dini sesi organizmat e ndryshëm marrin ujë?

(Përgjigja e nxënësve. Mënyrat në të cilat uji hyn në trup janë shumë të ndryshme:

a) përmes sipërfaqes së trupit - në organizmat njëqelizorë, bimët e ulëta, larvat e disa insekteve, bretkosat, peshqit dhe organizmat e tjerë ujorë;
b) me ushqim dhe pije - në shumicën e kafshëve;
c) ka kafshë që mezi pinë ose pinë shumë pak. Kjo është e mundur për shkak të: ujit metabolik, d.m.th. uji i formuar në trup gjatë oksidimit, kryesisht, të yndyrave (me oksidimin e 1 g yndyrë, formohet 1,1 g ujë); përdorimi ekonomik i ujit, i cili në disa sigurohet nga prania e mbulesave të papërshkueshme nga uji, në të tjera - nga përqendrimi i lartë i urinës (për shembull, në deve, urina është 8 herë më e përqendruar se plazma); rezervat e ujit (për shembull, në larva);
d) bimët thithin ujin nga toka duke përdorur qimet e rrënjëve;
e) metodat e pazakonta të marrjes së ujit kanë: epifitet - bimët që vendosen kryesisht në trungjet dhe degët e pemëve të tjera - thithin ujin nga ajri; shumë bimë ombrellë ruajnë lagështinë në mbështjellësit në formë filxhani të gjetheve, nga ku ajo përthithet gradualisht përmes epidermës.

Struktura e molekulës dhe vetitë e ujit

Funksionet e shumta biologjike të kryera nga uji sigurohen nga vetitë e tij unike, dhe vetitë unike të ujit përcaktohen nga struktura e molekulës së tij.

1. Mbani mend veçoritë strukturore të molekulës së ujit të njohura për ju nga kursi juaj i kimisë.

(Përgjigja e nxënësve. Në një molekulë uji (formula empirike H 2 O) një atom oksigjeni është i lidhur në mënyrë kovalente me dy atome hidrogjeni. Molekula ka formën e një trekëndëshi, në njërën nga kulmet e të cilit ka një atom oksigjeni, dhe në dy të tjerat - një atom hidrogjeni.)

2. Cila është natyra e lidhjes kovalente ndërmjet atomit të oksigjenit dhe atomeve të hidrogjenit?

(Përgjigja e nxënësve. Lidhja ndërmjet atomit të oksigjenit dhe atomeve të hidrogjenit është polare, sepse Oksigjeni tërheq elektronet më fort se hidrogjeni.)

Komenti i mësuesit. Në të vërtetë, atomi i oksigjenit, për shkak të elektronegativitetit të tij më të madh, tërheq elektronet më fort se atomet e hidrogjenit. Pasoja e kësaj është polariteti i molekulës së ujit. Në përgjithësi, një molekulë uji është elektrikisht neutrale, por ngarkesa elektrike brenda molekulës shpërndahet në mënyrë të pabarabartë, dhe në rajonin e atomeve të hidrogjenit mbizotëron një ngarkesë pozitive, dhe në rajonin ku ndodhet oksigjeni, mbizotëron një ngarkesë negative (Fig. 1 ). Prandaj, një molekulë e tillë është një dipol elektrik.

Oriz. 1. Një molekulë uji në të cilën një atom oksigjeni është i lidhur në mënyrë kovalente me dy atome hidrogjeni. Molekula është polare

Atomi i oksigjenit i ngarkuar negativisht i një molekule uji tërheq atomet e hidrogjenit të ngarkuar pozitivisht të dy molekulave të tjera, kështu që molekulat e ujit lidhen me njëra-tjetrën me lidhje hidrogjeni. Ju tashmë jeni njohur me konceptin e një lidhje hidrogjeni (Fig. 2).

Oriz. 2. Lidhjet (linjat) hidrogjenore ndërmjet molekulave të ujit; Atomet e oksigjenit (rrathët e bardhë) bartin ngarkesa të pjesshme negative, pra formojnë lidhje hidrogjeni me atomet e hidrogjenit (rrathët e zinj) të molekulave të tjera, të cilat bartin ngarkesa të pjesshme pozitive.

Në ujin e lëngshëm, këto lidhje të dobëta formohen shpejt dhe shkatërrohen po aq shpejt nga përplasjet e rastësishme të molekulave. Falë aftësisë së molekulave të ujit për t'u lidhur me njëra-tjetrën duke përdorur lidhje hidrogjeni, uji ka një sërë veçorish që janë të rëndësishme për jetën.

Detyra për grupe nxënësish

Klasa ndahet në pesë grupe, secila prej të cilave, duke përdorur pajisje të përgatitura paraprakisht, punon sipas një karte udhëzimi që përmban një detyrë.

Detyra për grupin 1

Ju ofrohen një sërë substancash: kripë tryezë, alkool etilik, saharozë, vaj vegjetal, parafinë. Përpiquni t'i shpërndani këto substanca në mënyrë sekuenciale në ujë. Cilat nga substancat e propozuara janë të tretshme në ujë dhe cilat jo? Mundohuni të shpjegoni pse disa substanca mund të treten në ujë dhe të tjera jo. Me cilën veti të ujit jeni njohur?

Detyra për grupin 2

Shtoni lëngun e stomakut në një epruvetë me copa të bardha të bardhë veze të patretshme, të ngrohur në një banjë uji në 37 °C. Çfarë po vëzhgoni? Çfarë reagimi ka ndodhur dhe për shkak të cilës enzimë në lëngun e stomakut? Me cilën veti të ujit jeni njohur?

Detyrë për grupin 3

Vendosni kube akulli në një gotë me ujë. Çfarë po vëzhgoni? Çfarë mund të thoni për dendësinë e ujit dhe akullit? Informacion specifik rreth densitetit të ujit dhe akullit mund të merret nga Manuali i Fizikës Elementare (Enochovich). Me cilat veçori të ujit jeni njohur?

Detyra për grupin 4

Ju e dini se uji vlon dhe kthehet në gjendje avulli në një temperaturë prej 100 °C. Duke përdorur Manualin e Fizikës Elementare, krahasoni pikën e vlimit të ujit me pikën e vlimit të lëngjeve të tjera. Mundohuni të shpjegoni rezultatet tuaja.

Detyra për grupin 5

Provoni të derdhni ujë në një gotë me pjesën e sipërme. Pse është e mundur kjo? Uleni ngadalë një tub qelqi me diametër të vogël në një gotë me ujë. Çfarë po vëzhgoni? Shpjegoni rezultatet e eksperimentit. Me cilën veti të ujit jeni njohur?

Raporti i grupit të parë

Në ujë treten substancat e mëposhtme: kripa e tryezës, alkooli etilik, saharoza (sheqer kallami). Mos shpërndani: vaj vegjetal dhe parafine. Nga rezultatet e marra mund të konkludojmë se substancat me lidhje kimike jonike (kripa e tryezës), si dhe komponimet jojonike (sheqernat, alkoolet), molekulat e të cilave ndoshta përmbajnë grupe të ngarkuara (polare), treten në ujë. Uji është një nga tretësit më universal: pothuajse të gjitha substancat treten në të, të paktën në sasi të vogla.

Komenti i mësuesit. Nëse energjia e tërheqjes ndërmjet molekulave të ujit dhe molekulave të çdo substance është më e madhe se energjia e tërheqjes ndërmjet molekulave të ujit, atëherë substanca shpërndahet. Substancat e tretshme në ujë quhen hidrofile (kripërat, alkalet, acidet, etj.). Komponimet jopolare (jo ngarkuese) janë praktikisht të patretshme në ujë. Ato quhen hidrofobike (yndyra, substanca të ngjashme me yndyrat, goma, etj.).

Raporti i grupit të dytë

Thekonet e pazgjidhshme të të bardhave të vezëve treten nën veprimin e pepsinës së lëngut gastrik. Ekziston një reagim i hidrolizës enzimatike (ndarja) e proteinave në aminoacide me shtimin e një molekule uji kur çdo lidhje peptide prishet. Reagime të ngjashme ndodhin në traktin gastrointestinal të njerëzve dhe kafshëve:

Kështu, uji mund të hyjë në reaksione kimike, d.m.th. është një reagent.

Përmbajtja e ujit në organe të ndryshme bimore ndryshon brenda kufijve mjaft të gjerë. Ai ndryshon në varësi të kushteve mjedisore, moshës dhe llojit të bimëve. Kështu, përmbajtja e ujit në gjethet e marules është 93-95%, misri - 75-77%. Sasia e ujit ndryshon në organe të ndryshme bimore: gjethet e lulediellit përmbajnë 80-83% ujë, kërcelli - 87-89%, rrënjët - 73-75%. Përmbajtja e ujit prej 6-11% është tipike kryesisht për farat e thara në ajër, në të cilat proceset jetësore janë të frenuara.

Uji gjendet në qelizat e gjalla, elementët e ksilemës së vdekur dhe hapësirat ndërqelizore. Në hapësirat ndërqelizore, uji është në gjendje avulli. Organet kryesore avulluese të bimës janë gjethet. Në këtë drejtim, është e natyrshme që sasia më e madhe e ujit të mbushë hapësirat ndërqelizore të gjetheve. Në gjendje të lëngët uji gjendet në pjesë të ndryshme të qelizës: membrana qelizore, vakuola, citoplazma. Vakuolat janë pjesa më e pasur me ujë e qelizës, ku përmbajtja e saj arrin 98%. Në përmbajtjen më të lartë të ujit, përmbajtja e ujit në citoplazmë është 95%. Përmbajtja më e ulët e ujit është karakteristikë e membranave qelizore. Përcaktimi sasior i përmbajtjes së ujit në membranat qelizore është i vështirë; me sa duket varion nga 30 në 50%.

Format e ujit në pjesë të ndryshme të qelizës bimore janë gjithashtu të ndryshme. Lëngu i qelizave vakuolare dominohet nga uji i mbajtur nga komponime me peshë molekulare relativisht të ulët (të lidhura osmotikisht) dhe uji i lirë. Në guaskën e një qelize bimore, uji është i lidhur kryesisht nga komponime me polimer të lartë (celulozë, hemicelulozë, substanca pektine), d.m.th., ujë i lidhur në mënyrë koloidale. Në vetë citoplazmën ka ujë të lirë, të lidhur në mënyrë koloidale dhe osmotike. Uji i vendosur në një distancë deri në 1 nm nga sipërfaqja e molekulës së proteinës është i lidhur ngushtë dhe nuk ka një strukturë të rregullt gjashtëkëndore (ujë i lidhur koloidalisht). Përveç kësaj, ekziston një sasi e caktuar jonesh në citoplazmë, dhe, për rrjedhojë, një pjesë e ujit është e lidhur osmotikisht.

Rëndësia fiziologjike e ujit të lirë dhe të lidhur është e ndryshme. Sipas shumicës së studiuesve, intensiteti i proceseve fiziologjike, përfshirë ritmet e rritjes, varet kryesisht nga përmbajtja e ujit të lirë. Ekziston një lidhje e drejtpërdrejtë midis përmbajtjes së ujit të lidhur dhe rezistencës së bimëve ndaj kushteve të jashtme të pafavorshme. Këto korrelacione fiziologjike nuk vërehen gjithmonë.

Për ekzistencën e tyre normale, qelizat dhe organizmi bimor në tërësi duhet të përmbajnë një sasi të caktuar uji. Megjithatë, kjo është lehtësisht e realizueshme vetëm për bimët që rriten në ujë. Për bimët tokësore, kjo detyrë është e ndërlikuar nga fakti se uji në trupin e bimës humbet vazhdimisht përmes avullimit. Avullimi i ujit nga bima arrin përmasa të mëdha. Mund të japim shembullin e mëposhtëm: një bimë misri avullon deri në 180 kg ujë gjatë sezonit të rritjes, dhe 1 hektar pyll në Amerikën e Jugut avullon mesatarisht 75 mijë kg ujë në ditë. Konsumi i madh i ujit është për shkak të faktit se shumica e bimëve kanë një sipërfaqe të konsiderueshme gjethesh të vendosura në një atmosferë jo të ngopur me avujt e ujit. Në të njëjtën kohë, zhvillimi i një sipërfaqeje të gjerë gjethesh është i nevojshëm dhe i zhvilluar në procesin e evolucionit të gjatë për të siguruar ushqim normal me dioksid karboni të përmbajtur në ajër në një përqendrim të parëndësishëm (0.03%). Në librin e tij të famshëm “Lufta e bimëve kundër thatësirës” K.A. Timiryazev vuri në dukje se kontradikta midis nevojës për të kapur dioksidin e karbonit dhe reduktimin e konsumit të ujit la gjurmë në strukturën e të gjithë organizmit bimor.

Për të kompensuar humbjen e ujit për shkak të avullimit, një sasi e madhe e tij duhet të furnizohet vazhdimisht në fabrikë. Quhen dy procese që ndodhin vazhdimisht në një fabrikë - hyrja dhe avullimi i ujit bilanci ujor i bimëve. Për rritjen dhe zhvillimin normal të bimëve, është e nevojshme që konsumi i ujit të korrespondojë afërsisht me prurjen, ose, me fjalë të tjera, që bima të zvogëlojë ekuilibrin e saj ujor pa një deficit të madh. Për ta bërë këtë, bima, nëpërmjet procesit të seleksionimit natyror, ka zhvilluar përshtatje për të thithur ujin (sistemi rrënjor i zhvilluar në mënyrë kolosale), për të lëvizur ujin (sistemi i veçantë përcjellës) dhe për të reduktuar avullimin (sistemi i indeve integrale dhe një sistem automatik. mbyllja e hapjeve stomatale).

Me gjithë këto përshtatje, bima shpesh përjeton mungesë uji, d.m.th., furnizimi me ujë nuk balancohet nga konsumimi i tij gjatë procesit të transpirimit.

Çrregullime fiziologjike ndodhin në bimë të ndryshme me shkallë të ndryshme të mungesës së ujit. Ka bimë që, në procesin e evolucionit, kanë zhvilluar përshtatje të ndryshme për të toleruar dehidratimin (bimë rezistente ndaj thatësirës). Sqarimi i karakteristikave fiziologjike që përcaktojnë rezistencën e bimëve ndaj mungesës së ujit është detyra më e rëndësishme, zgjidhja e së cilës ka një rëndësi të madhe jo vetëm teorike, por edhe praktike bujqësore. Në të njëjtën kohë, për ta zgjidhur atë, është e nevojshme të njihen të gjitha aspektet e shkëmbimit të ujit në një organizëm bimor.

Aktiviteti jetësor i qelizave, indeve dhe organeve bimore përcaktohet nga prania e ujit. Uji është një substancë kushtetuese. Përcaktimi i strukturës së citoplazmës së qelizave dhe organeleve të saj, për shkak të polaritetit të molekulave, është një tretës i përbërjeve organike dhe inorganike të përfshira në metabolizëm dhe vepron si një mjedis sfondi në të cilin ndodhin të gjitha proceset biokimike. Duke depërtuar lehtësisht nëpër membranat qelizore dhe membranat, uji qarkullon lirshëm në të gjithë bimën, duke siguruar transferimin e substancave dhe në këtë mënyrë nxit unitetin e proceseve metabolike të trupit. Për shkak të transparencës së tij të lartë, uji nuk ndërhyn në thithjen e energjisë diellore nga klorofili.

Gjendja e ujit në qelizat bimore

Uji në një qelizë vjen në disa forma që janë thelbësisht të ndryshme. Ato kryesore janë uji konstitucional, tretës, kapilar dhe rezervë.

Disa nga molekulat e ujit që hyjnë në qelizë formojnë lidhje hidrogjeni me një numër të radikaleve të molekulave të substancave organike. Radikalët e mëposhtëm formojnë lidhje hidrogjenore veçanërisht lehtësisht:

Kjo formë uji zakonisht quhet kushtetuese . Përmbahet nga qeliza me një forcë deri në 90 mijë fuçi.

Për shkak të faktit se molekulat e ujit janë dipole, ato formojnë agregate integrale me molekula të ngarkuara të substancave organike. Uji i tillë, i lidhur me molekulat e substancave organike në citoplazmë nga forcat e tërheqjes elektrike, quhet tretësirë . Në varësi të llojit të qelizës bimore, pjesa e ujit të tretësirës përbën nga 4 deri në 50% të sasisë totale të tij. Uji i tretësirës, ​​si uji konstitucional, nuk ka lëvizshmëri dhe nuk është tretës.

Një pjesë e konsiderueshme e ujit të qelizës është kapilare , meqenëse ndodhet në zgavrat ndërmjet makromolekulave. Solvati dhe uji kapilar mbahen nga qeliza me një forcë të quajtur potencial matricë. Është e barabartë me 15-150 bar.

Rezervë quhet uji që ndodhet brenda vakuolave. Përmbajtja e vakuolave ​​është një zgjidhje e sheqernave, kripërave dhe një sërë substancash të tjera. Prandaj, uji rezervë mbahet nga qeliza me një forcë që përcaktohet nga madhësia e potencialit osmotik të përmbajtjes vakuolare.

Thithja e ujit nga qelizat bimore

Meqenëse nuk ka bartës aktivë për molekulat e ujit në qeliza, lëvizja e tij brenda dhe jashtë qelizave, si dhe midis qelizave fqinje, ndodh vetëm sipas ligjeve të difuzionit. Prandaj, gradientët e përqendrimit të lëndëve të tretura janë shtytësit kryesorë për molekulat e ujit.

Qelizat bimore, në varësi të moshës dhe gjendjes së tyre, thithin ujin duke përdorur aktivizimin sekuencial të tre mekanizmave: mbytjes, tretjes dhe osmozës.

Imbicioni . Kur farat mbijnë, ato fillojnë të thithin ujin përmes mekanizmit të thithjes. Në këtë rast, lidhjet vakante të hidrogjenit të substancave organike të protoplastit mbushen dhe uji hyn në mënyrë aktive në qelizë nga mjedisi. Krahasuar me forcat e tjera që veprojnë në qeliza, forcat mbytëse janë kolosale. Për disa lidhje hidrogjenore ato arrijnë një vlerë prej 90 mijë fuçi. Në këtë rast, farat mund të fryhen dhe mbijnë në toka relativisht të thata. Pasi të jenë mbushur të gjitha lidhjet vakante të hidrogjenit, thithja ndalon dhe aktivizohet mekanizmi tjetër i thithjes së ujit.

Zgjidhja . Gjatë procesit të tretjes, thithja e ujit ndodh duke ndërtuar shtresa hidratimi rreth molekulave të substancave organike të protoplastit. Përmbajtja totale e ujit në qelizë vazhdon të rritet. Intensiteti i tretësirës varet dukshëm nga përbërja kimike e protoplastit. Sa më shumë substanca hidrofile në qelizë, aq më plotësisht përdoren forcat e tretjes. Hidrofiliteti zvogëlohet në rendin: proteina -> karbohidrate -> yndyrna. Prandaj, sasia më e madhe e ujit për njësi peshë absorbohet nga farat e proteinave (bizele, fasule, fasule) përmes tretjes, sasia e ndërmjetme thithet nga niseshteja (gruri, thekra), dhe sasia më e vogël thithet nga farat vajore (liri, luledielli. ).

Forcat e zgjidhjes janë inferiore në fuqi ndaj forcave të mbytjes, por ato janë ende mjaft domethënëse dhe arrijnë 100 bar. Deri në fund të procesit të tretjes, përmbajtja e ujit në qelizë është aq e madhe sa lagështia kapilar zhduket dhe vakuolat fillojnë të shfaqen. Sidoqoftë, që nga momenti i formimit të tyre, tretja ndalon, dhe thithja e mëtejshme e ujit është e mundur vetëm për shkak të mekanizmit osmotik.

Osmoza . Mekanizmi osmotik i thithjes së ujit funksionon vetëm në qelizat që kanë një vakuolë. Drejtimi i lëvizjes së ujit përcaktohet nga raporti i potencialeve osmotike të tretësirave të përfshira në sistemin osmotik.

Potenciali osmotik i lëngut qelizor shënohet me R, përcaktohet nga formula:

R = iRCT,

Ku R - potenciali osmotik i lëngut qelizor

R- konstante e gazit e barabartë me 0.0821;

T - temperatura në shkallën Kelvin;

i- koeficienti izotonik, që tregon natyrën e shpërbërjes elektrolitike të substancave të tretura.

Vetë koeficienti izotonik është i barabartë me

Dhe= 1 + α ( n + 1),

ku α - shkalla e disociimit elektrolitik;

P - numri i joneve në të cilin një molekulë shpërndahet. Për jo elektrolite P = 1.

Potenciali osmotik i tretësirës së tokës zakonisht shënohet me shkronjën greke π.

Molekulat e ujit lëvizin gjithmonë nga një mjedis me një potencial osmotik më të ulët në një mjedis me një potencial osmotik më të lartë. Pra, nëse një qelizë është në një tretësirë ​​dheu (të jashtme) në P>π, pastaj uji hyn në qeliza. Rrjedha e ujit në qelizë ndalon kur potencialet osmotike barazohen plotësisht (lëngët vakuolare në hyrje të përthithjes së ujit hollohen) ose kur membrana qelizore arrin kufijtë e shtrirjes.

Kështu, qelizat marrin ujë nga mjedisi vetëm me një kusht: potenciali osmotik i lëngut qelizor duhet të jetë më i lartë se potenciali osmotik i tretësirës përreth.

Nëse R< π, ka një dalje të ujit nga qeliza në tretësirën e jashtme. Gjatë humbjes së ujit, vëllimi i protoplastit zvogëlohet gradualisht, ai largohet nga guaska dhe në qelizë shfaqen kavitete të vogla. Kjo gjendje quhet Plazmoliza . Fazat e plazmolizës janë paraqitur në Fig. 3.18.

Nëse raporti i potencialeve osmotike korrespondon me kushtin P = π, difuzioni i molekulave të ujit nuk ndodh fare.

Një sasi e madhe materialesh faktike tregon se potenciali osmotik i lëngut të qelizave bimore ndryshon brenda kufijve mjaft të gjerë. Në bimët bujqësore, në qelizat rrënjë zakonisht shtrihet në një amplitudë prej 5-10 bar, në qelizat e gjetheve mund të rritet në 40 bar, dhe në qelizat frutore - deri në 50 bar. Në bimët e kënetës së kripur, potenciali osmotik i lëngut qelizor arrin 100 bar.

Oriz. 3.18.

A - qelizë në një gjendje turgori; B - qoshe; B - konkave; G - konveks; D - konvulsive; E - kapak. 1 - guaskë; 2 - vakuola; 3 - citoplazmë; 4 - bërthama; 5 - Fijet Hecht