Экзосмос и его значение в жизни растения.

ЭКЗОСМОС - Процесс просачивания (диффузии) жидкостей и некоторых растворенных веществ из клетки в окружающую внешнюю среду.

Явление осмоса впервые было описано в 1887 г. В. Пфеффе-ром при исследовании водных растворов тростникового сахара.

Явление осмоса играет очень важную роль в жизнедеятельности животных и растений. Оболочки клеток представляют собой перепонки, легко проницаемые для воды, но почти непроницаемые для веществ, растворенных в клеточном соке. Поэтому пресноводные рыбы не могут жить в соленой воде (где Росм - 28 атм), а морские рыбы - в пресной. Этим же объясняется и то, что когда мы ныряем в реке, открыть глаза больно, в то время как в море, где концентрация солей выше и приближается к концентрации солей в клетках роговицы, эта боль ощущается гораздо слабее. Физиологический раствор (0 9 % - ный водный раствор NaCl) на человека и теплокровных животных оказывает благотворное действие, так как его осмотическое давление (- 7 атм) и солевой состав близки к осмотическому давлению и солевому составу плазмы крови.

Явление осмоса было открыто Ж - А. Нолле (1700 - 1770) в 1748 г. Он поставил следующий опыт: если сосуд, наполненный алкоголем и плотно закрытый животной перепонкой, поместить в воду, то вода пройдет сквозь перепонку в сосуд. При этом создается такое давление, что перегородка может разорваться. Нолле было проведено много подобных наблюдений, главным образом физиологами. В 1827 г. Р. И. Дютроше (1776 - 1847) установил, что давление в подобных случаях пропорционально концентрации раствора. Он ввел название для таких явлений - осмос (эндосмос и экзосмос)

Явление осмоса заключается в следующем. Если раствор и растворитель разделены полупроницаемой мембраной, через которую могут проходить молекулы растворителя, но которая задерживает молекулы или ионы растворенных веществ, то начинается самопроизвольный переход растворителя в раствор. Движущей силой этого процесса является осмотическое давление.

Проникая в клетки, вода создает в них избыточное давление, которое слегка растягивает оболочки клеток и поддерживает их в напряженном состоянии. Вот почему такие мягкие органы растения, как травянистые стебли, листья, лепестки цветов, обладают упругостью.

Явление осмоса связано с переходом молекул одного вида вещества в растворе из одной части системы с большим химическим потенциалом в ее другую часть с меньшим химическим потенциалом через определенную полупроницаемую поверхность раздела. При этом в той части системы, где первоначально был меньший химический потенциал, создается некоторое избыточное давление, называемое осмотическим.

Явление осмоса широко распространено в природе, так как стенки клеток живых организмов являются полупроницаемыми, пропуская одни и задерживая другие вещества, тем самым осуществляя обмен веществ. Так, стенки эритроцитов (красных кровяных телец) непроницаемы для хлорида натрия, но проницаемы для воды. Если эритроциты ввести в раствор хлорида натрия, осмотическое давление которого больше, чем осмотическое давление внутри клеток (так называемый гипертонический раствор), то вода диффундирует из клеток наружу и клетки сжимаются. В растворе, осмотическое давление которого меньше внутреннего (гипотонический раствор), осмос происходит в противоположном направлении, и клетки набухают. Стенки растительных клеток живых организмов представляют собой полупроницаемые мембраны, через которые свободно проходят молекулы воды, но почти полностью задерживаются вещества, растворенные в клеточном соке. Поэтому осмос служит причиной тургора (состояние напряжения) и плазмолиза (сморщивание) клеток. С ним связаны процессы усвоения пищи и обмена веществ.