Пассивті тасымалдау механизмі. Биология, 10 сынып, дидактикалық материал.

Осмотикалық қысымЕрітінді көлеміндегі еріген заттар молекулаларының жиынтығынан туындайтын қысым. Ерітіндідегі беткейлік тартылыс салдарынан оның құрамындағы еріткіштің ішкі қысымы орасан зор болады, сондықтан Осмотикалық қысымды көзбе-көз қадағалау мүмкін емес. Бұл үшін әдетте жартылай өткізетін мембраналар пайдаланылады, олар еріткіш молекулаларын ғана өткізетін, ал еріген заттарды тұтып қалатын қалқалар іспетті. Мұнай-газалаптарында жартылай өткізуге қабілетті жыныстар ролін өзінің коллоидтылығын жоғалтпаған саздар ғана атқара алады. Олардың қуыстары сорылып алынған су молекулаларымен бітелген, сондықтан саз қабаты арқылы тек қана су массалары өте алады да, еріген заттар тұтылып отырады.Жасушаның суды сіңіру барысында, онда осмостық және тургорлық қысым қалыптасады да, жасуша қабықшасын кереді. Суды және ондағы еріген заттарды мембрананың бір бағытта таңдамалы өткізуін осмос деп атайды. Вакуольдегі сіңірілген су, протопластқа қысым түсіріп, қабықшаны керіп, оны ісіндіреді, бұл құбылысты тургор деп таайды. Осмостық қысым (О) жасуша қабықшасының ішкі жағынан сыртқа қарай кере түсуге бағытталған. Бұған кӛрсетілген қарама – қарсы қысым тургорлық қысым (Т) деп аталады. Бұл екеуінің айырымын – сорушы күш (С) деп атайды да, оны мына формуламен анықтайды: С = О – Т.Плазмолиз - цитоплазманың қабырғаға жақын қабатының өсімдік жасушасының қатты қабықшасынан бөлінуі. Плазмолиз тургорға кері құбылыс. Жасуша сөліне қарағанда гипертоникалық болып табылатын ерітіндінің әсерінен протопласттың сығылуы нәтижесінде тек тірі жасушалар ғана болады. Ұзақ плазмолиз жасушаның өлуіне әсер етеді.Плазмолиз – қайтымды процесс. Плазмолиздің жойылуы деплазмолизге әкеледі, өсімдік жасушасын, осмостық әсер етуі заттар ерітіндісінің ролін жасушалық шырын, ал жартылай өткізгіш қабықша ролін цитоплазмалық мембрана атқаратын, осмостық жүйе ретінде қарастыруға болады. Жартылай өткізгіш қабықша арқылы таза судан бөлінген ерітінді, өзінің потенциалдық осмостық қысымына тең күшпен суды сорады. Плазмолиз кезінде клетка ішіндегі су кеміп, цитоплазманың плазмолемма қабаты біртіндеп клетка қабықшасының ішкі қабырғасынан ажырап, жиырылады, ең ақырында ортаға жентектеледі. Плазмолиз құбылысының болуы-клетка қабықшасының сыртындағы және ішіндегі ерітінділердің концентрациясына байланысты. Плазмолизденген цитоплазмаға су сіңсе ол қайта кернеледі, мұны деплазмолиз деп аталады. Жаз күндері шаңқай түс кезіндегі ыстыққа өсімдік жапырағының  солыңқырап, болбырап қалуы –плазмолиздің, оны суарғаннан кейіңгі керілуі-деплазмолиздің мысалы бола алады. Деплазмолиздің маңызы-фотосинтез процесіне қажетті суды жеткізіп отыруында. Сонымен бірге деплазмолиздің жас өсімдік органына таяныш боларлықтай механикалық қасиеті де бар.

Диффузия, Осмос, Осмостық қысым мен таныстыру.

Лекция мәтіні: Сіңірудің қазіргі кезде активті және пассивті жолдары белгілі. Заттарды пассивті сіңіру негізінде диффузия құбылысы жатады. Газ молекулалары мен иондарының белгілі бір көлемде еркін, бағытсыз қозғалуы диффузия деп аталады. Е ріген заттың молекулалары мен иондары да осындай қозғалысқа ұшырайды. Бұл бөлшек тердің қозғалысы ошларға тән кинетикалық энергияның арқасында жүзеге асады.

Диффузиялық қозғалыстың тәтижесінде еріген заттардың молекулалары мен иондары бүкіл көлем бойна біркелкі таралады. Егер олардың концентрациясы көлемінің бір бөлігінде аз, ал екінші бөлігінде көп болса, молекулалардың диффузиялық қозғалысы олардың концентрациясы аз бағытта басым болады. Бағыттағы диффузия деп аталатын мұндай қозғалыс еріген заттардың молекулаларына ғана емес, сондай-ақ, ерігіштің молекулаларына да тән. Жүйенің әр түрлі бөліктеріндегі заттар концентрациясының айырмашылығы концентрация градиенті деп аталады. Осының нәтижесінде газ қоспасының немесе ерітіндінің әр түрлі бөліктеріндегі концентрация градиенті теңеседі. Концентрациясының бұл градиенті химиялық потенциал градинті деп аталады.

Диффузия жылдамдығы градиенттің шамасына, молекуланың шамасы мен массасына, олардың химиялық табиғатына, ортаның тұтқырлығына, температураға, электростатикалық көрсеткіштерге және т.с.с. байланысты. Мысалы, иондардың ішінде Н⁺ және ОН^- иондарының диффузиясы аса жоғары болады, ал басқалары біршама баяу жылдамдықпен диффузияланады. Сахароза глюкозаға қарағанда, ал глюкоза триозаға қарағанда баяу диффузияланады. Диффузияның еріген заттардың шамалы қашықтыққа қозғалуы үшін маңызы бар, ал жапырақ тамыр сияқты едәуір қашақтыққа қозғалуда оның маңызы жоқ. Егер диффузияланатын зат өзінің жолында мембранаға кездесетін болса, оның қозғалысы едәуір баяулайды.

Өсімдік жасушаларында плазмалемма, тонопласт және тағы басқа да оргоноидтардың мембраналары жартылай өткізгіш мембраналардың қасиктіне ие болады.

Мембрана арқылы өтетін затты пермеанд, ал заттың жартылай өткізгіш мембрана арқылы өтуін осмос деп атайды. Диффузия мен осмос құбылысы заттарды пассивті сіңіру процесінің мәнін құрайды.

Зат сыртқы ортадан жасуша вакуолясына плазмалемма, мезоплазма және тонопласт арқылы өтеді. Бұл жағдайда плазмалемма мен тонопластың өткізгіштігі бір зат үшін бірдей немесе әр түрлі болуы мүмкін. Сыртқы ортадан өтетін зат жасуша шырынына жетпей, цитоплазмада бөгеліп қалуы да мүмкін.

Органикалық заттардың молекулалары полюсті болып, онда карбоксил, гидроксил, амин топтары неғұлым көп кездессе, олардың липидтік мембрана ақылы өтуі соғұрлым қиынырақ болатыны, ал молекулада полюсіз метил, этил, фнеил топтарының болуы оның мембранадан оңай өтуіне мүмкіндік беретіні мәләм. Полюсіз қосылыстар липидтерде, ал полюсті қосылыстар суда жақсы ериді. Сондықтан полюссіз заттар мембранадан жылджам өтеді. Жасуша мембранасында ақуыз боллуы арқасында суда еритін заттар да жасушаға қте алады.

Алайда тірі жасушада мұндай құбылыс болмайды, өйткені цитоплазма мен жасуша шырынына келетін иондар жасуша заттарымен қосылады да, градиент аймағынан шығады. Мысалы, спирогира жасушаларының вакуоляларында илік заттар болады. Егер спирогира жасушаларына сыртқы ерітіндіден метилен кыгі концентрациясы гардиенті бойынша келетін болса, онда ол илік затпен байланысады да, градиенттен шығарылады. Метилен көгін осылайша байланыстыру жолымен спирогира оны ортадан толығымен сіңіріп алады. Жасушаның қышқыл шырыны катиондарды байланыстырады.

Диффузия мембрана рақылы жүретін болса және анион мен катион мембранадан түрліше жылдамдықпен өтетін болса, мембрана бетінде түрлі мөлшерде заряд жиналып, онда мембраналық электр потенциалын туғызады.

Өсімдік жасушасының осмостық қасиеттері.

Өсімдік жасушасына су негізінен осмос жолымен өтеді. Жартылай өткізгіш мембрана арқылы бөлінген еріткіш пен ерітінді немесе екі ерітінді осмос жүйесі деп аталады. Осмос құбылысын алғаш рет ботаниктер өсімдік жасушасынан анықтап, зерттеген. Физик Пфеффер 1877 жылы осмос жүйесін ( осмометрді) құрастырды. Осмос жүйесінде еріткіш оның концентрациясы аз жаққа қарай басым өтеді. Бұл бағытты диффузия екі жақтағы заттардың концентрациясы теңескенше жалғаса береді. Өсімдік жасушасында осыған ұқсас диффукзия және осмос құбылыстары өтеді, өйткені олардың бәрі бірігіп осмос жүйесін құрайды. Вакуолялар ерітінді ролін атқарады, ал плазмалемма мен тонопласт жартылай өткізгіш мембрана болып саналады. Вакуоля шырыны мен сыртқы ерітінді концентрациясының айрмашылығы нәтижесінде жасуша аралығында судың осмостық ағыны пайда болады. Егер бұл жағдайда жасушыны концентрациясы жоғары ерітіндіге орналастырса, онда судың жасушадан сыртқы ортаға шығыуы арта түседі. Жасушадан судың шығуын экзоосмос, ал жасушаға енуін эндоосмос деп атайды. Экзоосмос нәтижесінде Вакуоляның көлемі кішірейіп, цитоплазма мен қабықшаға түсетін қысым әлсірейді де, цитоплазма қабықшыдан қашықтайды. Бүкіл протопласт қабықшадын ажырап, шар тәрізді пішінге ие болады, протопласт пен қабықша арасындағы кеңістікке сыртқы ерітінді толады, бұл ерітінді қабықшаның поралары арқылы жасушаға еркін өтеді. Жасушаның мұндай күйі плазмолиз деп аталады. Плазмолиз оңай жойылады. Егер сыртқы ерітіндінің концентрациясын төмендетсе, протопласт бастапқы қалпына келеді. Бұл кезде эндоосмос процесі басым жүреді. Плазмолизге кері құбылысты деплазмолиз деп атайды.