所述膨是细胞由流体压力膨胀总膨胀的现象。通过这种现象,细胞通过吸收水分,压在细胞膜上并使其变紧而膨胀。
当流体在细胞壁上施加向外的压力时,称为膨胀压力。而被拉伸的细胞壁施加在细胞内容物上的向内压力称为壁压力。通常,膨胀压力和壁压力这两个压力在保持平衡的同时彼此相对。
活细胞的膨胀受到三个主要因素的影响:细胞内渗透活性物质的形成,充足的水供应和半透膜。
理解生物学膨胀的一些先前概念
渗透作用
水是所有生物的重要元素,其物理特性在细胞水平上从一个细胞传输到另一个细胞以及进入和离开细胞内环境到外部环境的方式反映在细胞水平上。
此过程称为渗透,由水和矿物质通过相对渗透的膜从浓度较高的区域扩散到浓度较低的区域组成。
当细胞处于其正常状态时,由于内部环境与外部环境之间存在平衡,因此细胞外液和细胞内液的浓度相同。
当细胞受到高渗介质的作用时,血浆的内部水趋于出来以平衡外部介质与细胞内部的浓度,从而产生胞浆裂解。
溶血
与膨胀相反,当细胞失去水分,收缩并使原生质体与细胞壁分离时,就会发生这种现象。溶质作用是由细胞质膜的半渗透性和植物中细胞壁的渗透性引起的。
这是因为细胞外环境的条件是高渗的,即,液泡中包含的水离开高渗环境(渗透),使细胞脱水。
最终,由于细胞胞浆裂解,细胞膜壁被分离。如果在此过程中植物没有得到足够的水来填充液泡,从而使细胞恢复原状,则植物极有可能死亡。
膨胀的重要性
首先,膨胀有助于营养物质在细胞与细胞之间移动。这是由于一个细胞与另一个细胞之间的细胞液浓度不同。另一方面,膨胀现象对于不同器官的生长是必需的。
膨松对于植物细胞的直立至关重要。损失大量水分的植物细胞的膨松压力较小,并且往往变得松弛。失水最终导致植物枯萎。
当细胞壁以比水穿过膜更快的速率松弛时,它会导致细胞的膨胀压力降低,产生相反的效果,即溶质。
植物膨胀
植物是液压机;它们依靠“膨胀压力”来延长其细胞并通过气孔细胞的开放和闭合来调节汗液。
细胞壁使植物细胞能够抵抗膨胀,而其他细胞(例如红细胞)则不会发生此过程,而其他细胞很容易因这种现象而破裂。由于胀气压力,植物的颜色增加了绿色。
膨胀是由水从细胞外部的低溶质浓度区域到具有较高溶质浓度的细胞液泡的渗透性流动引起的。由于这个原因,植物依赖于膨胀来维持其重力。
杂物参与细胞的新陈代谢,而杂物压力的调节通常是植物对环境变化做出反应的关键。
当受到干旱,污染和极端温度等压力时,调节膨胀力的过程可能会导致性能下降,这就是为什么在农业上进行研究很重要的原因。
在大多数情况下,植物细胞会从液体中吸收水分,这些水分会填充细胞之间的空间,并进入细胞壁内的纤维素纤维之间的微小空腔。
由于大多数细胞都浸渍在这种液体中,并且几乎总是含有比细胞液更大的渗透势,因此植物大部分将由完全呈泡状的细胞组成。
膨松能增强植物的硬度,帮助其保持形状,并使其高效运转。所有的幼苗以及草本植物和植物结构(例如叶子和花朵)完全依赖于它们细胞的膨胀来获得支持。
实验室里的狼狗
通过将细胞悬浮在稀溶液中和/或以低浓度的溶质(例如,自来水或雨水)供应水,会发生胀大。
随着水蒸发,溶质保留下来,浓缩了水溶液。这导致解决方案从低渗到等渗然后高渗。
当足够的水分蒸发后,植物的叶子往往会掉落,将细胞浸入等渗溶液而不是低渗溶液中。
相反,动物细胞缺乏细胞壁,通常浸入等渗溶液中。这就是为什么动物细胞通常不表现出膨大,而是暴露于低渗溶液中的原因。
细菌也更喜欢以一种反常的状态存在,在这种状态下,对比度,溶质作用会干扰新陈代谢和生长。
实际上,一种保存食物的方法是在食物中产生高渗,例如高浓度的盐或糖,以防止膨胀并促进溶质。
医学上的负担
Turgor也指皮肤的正常弹性,由于组织和组织液的向外压力,其扩张的能力会恢复到其原始状态。
通过评估充血程度,医生可以确定一个人是否脱水,因此,身体检查的重要组成部分是对皮肤充血度的评估。
参考文献
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