Ohne Turgordruck erscheint die Pflanze verwelkt und die Zellen werden schlaff.
Inhaltsverzeichnis
In der Biologie bezieht sich die Turgordruckdefinition auf den Druck, den die Flüssigkeit (z. B. Wasser) gegen die Zellwand ausübt. Es wird auch als hydrostatischer Druck bezeichnet.(1) Der Druck in einer ruhenden Flüssigkeit kann durch die Dichte der Flüssigkeit, die Beschleunigung der Schwerkraft und die Tiefe der Flüssigkeitssäule gemessen werden.,(2)
Wenn der Druck von der Flüssigkeit Wasser als Folge des Zuflusses über eine halbdurchlässige Membran beinhaltet, wird es als osmotischer Druck bezeichnet. Aufgrund der Unterschiede in den gelösten Konzentrationen zwischen Lösungen diffundiert Wasser dorthin, wo es mehr gelöste Stoffe gibt. Diese Tendenz des Wassers, sich von einem Gebiet zum anderen zu bewegen, wird als „Wasserpotential“bezeichnet. Wenn sich Wasser in die Zelle bewegt, wird die Zelle turgid. Der Zustand, in dem die Zelle turgid oder geschwollen ist, wird Turgidität genannt.
Turgor Druck ist der Schlüssel zu den lebenswichtigen Prozessen der Pflanze. Es macht die Pflanzenzelle steif und steif., Ohne sie wird die Pflanzenzelle schlaff. Längere Schlaffheit kann zum Welken von Pflanzen führen. Turgor Druck ist auch wichtig, stomate Bildung. Die Turgid Guard Zellen schaffen eine Öffnung für den Gasaustausch. Kohlendioxid könnte eintreten und für die Photosynthese verwendet werden. Andere Funktionen sind apikales Wachstum, nastische Bewegung und Samenverteilung.
Turgor Druck definition
Was ist turgor Druck? In einem biologischen Kontext ist es der Druck, den Wasser auf die Wand einer Zelle ausübt., Stellen Sie sich einen Ballon vor, der als Turgor-Druckbeispiel mit Wasser gefüllt wird. Der Ballon schwillt an, wenn mehr Wasser einzieht. Der Druck, den das Wasser gegen die Wände des Ballons ausübt, ähnelt dem Turgordruck, der gegen die Wand ausgeübt wird.
Etymologie
Der Begriff Turgor kommt aus dem lateinischen turgēre und bedeutet „geschwollen sein“., Der Begriff Druck kommt aus dem lateinischen pressūra, pressus, premere, was „drücken“ bedeutet. Turgordruck wird auch hydrostatischer Druck, Druckpotential oder Wanddruck genannt.
Turgordruck und Osmose
In der Natur reguliert die Zelle die Wasserbewegung. Da Wasser ein kleines Molekül ist, kann es über eine biologische Membran diffundieren. Diese passive Bewegung von Wassermolekülen über die Membran von einem Bereich mit niedriger gelöster Konzentration zu einem Bereich mit hoher gelöster Konzentration wird als Osmose bezeichnet., In einer anderen Definition bezieht sich Osmose auf die Nettobewegung von Wassermolekülen durch eine Membran von einem Bereich mit höherem Wasserpotential zu einem Bereich mit niedrigerem Wasserpotential. Eine positive Nettobewegung von Wasser in die Zelle verursacht Turgidität. In tierischen Zellen könnte eine übermäßige Osmose zum Platzen der Zelle führen. In Pflanzen platzen die Zellen nicht. Tatsächlich benötigen Pflanzenzellen Turgor für strukturelle Integrität und Steifigkeit.,
Turgordruck in Pflanzen
Wie steuert eine Pflanzenzelle ihren internen Turgordruck? Auf zellulärer Ebene besitzt die Pflanze Eigenschaften, die es ihnen ermöglichen, den inneren Turgordruck zu regulieren. Sie haben Zellwände, die ihre Zellen vor Zelllyse (Platzen) während des Hochwassereinflusses schützen. Ihre Zelle hat eine Vakuole, die relativ größer ist als alle subzellulären Komponenten. Die Vakuole regt den Wassereinfluss durch Osmoregulation an.
Zellwand
Die Pflanzenzellwand macht die Turgidität und die Steifigkeit in Pflanzen aus., Die Zellwand schützt die Pflanzenzelle vor dem Platzen durch den Zustrom von Wasser. Anstatt zu platzen, kann die Zelle dem osmotischen Druck standhalten, der von den Wassermolekülen ausgeübt wird. Folglich wird die Zelle gehalten geschwollen. Einige Pflanzenzellen haben eine Zellwand, die aus einer einzigen Schicht besteht. Andere Pflanzenzellen haben zwei: primäre und sekundäre Zellwände. Die zweite Zellschicht ist reich an Lignin und hilft daher, die Zelle abzudichten.
Pflanzen zeigen Turgordruck, wenn ihre Zellen von dem Druck, den Wassermoleküle gegen die Zellwand ausüben, turgid sind., Ihre Zellwand verhindert, dass sie trotz eines signifikanten Wassereinflusses platzt, im Gegensatz zu einer Tierzelle, die dies tun würde. Die tierische Zelle hat nur eine Zellmembran, während Pflanzenzellen beides haben. Die Zellwand dient als Schutzschicht um die Zellmembran herum. Es hilft, dem osmotischen Druck zu widerstehen, der durch den osmotischen Wasserfluss entsteht, der durch die unterschiedlichen Mengen an gelösten Stoffen zwischen extrazellulärer Flüssigkeit und intrazellulärer Flüssigkeit angetrieben wird.
Die Pflanzenzellwand ist eine zähe, starre Struktur, die hauptsächlich aus Zellulose besteht. Es kann eine einzelne oder eine doppelte Schicht aus Zellulosematerial sein., Wenn die Pflanzenzelle reift, scheidet die erste Zellwand (primäre Zellwand genannt) eine sekundäre Zellwand darunter und oben auf der Zellmembran aus. Die „sekundäre Zellwand“ ist deutlich reich an Lignin-Ablagerung, die hilft, die Zelle abzudichten.
Osmoregulation durch Vakuolen
Osmoregulation ist der Prozess der Regulierung des Wasserpotentials, so dass der osmotische Druck innerhalb der Zelle im optimalen Bereich gehalten wird. Es ist, durch die eine Zelle eine geeignete Konzentration von gelösten Stoffen und Wassermenge in der Zelle in Bezug auf die umgebende Flüssigkeit aufrechterhält., Wie bereits erwähnt, ist das Wasserpotential die „Tendenz“ des Wassers, sich von einem Gebiet zum anderen zu bewegen. Wasserpotential in Pflanzen kann durch Osmoregulation ausgelöst werden und die zytoplasmatische Struktur, die für diesen biologischen Prozess der Schlüssel ist, ist die Vakuole.
Eine Pflanzenvakuole ist ein großes membrangebundenes Vesikel im Zytoplasma. Die Vakuole enthält Wasser, anorganische Moleküle und organische Moleküle. Es hält den Turgordruck aufrecht, indem es den osmotischen Wasserfluss reguliert. Es könnte Ionen, Zucker und andere gelöste Stoffe aufnehmen oder speichern., Dies macht die intrazelluläre Flüssigkeit hypertonisch in Bezug auf die extrazelluläre Flüssigkeit (die in diesem Fall relativ zur Zelle hypoton ist). Da sich in der Zelle mehr gelöste Stoffe befinden als die extrazelluläre Flüssigkeit, zieht Wasser ein. Der positive Nettozufluss von Wasser führt zu osmotischem Druck oder Turgordruck.,
Spannung
Während Pflanzenzellen eine Zellwand haben, die sie vor massivem Wassereinfluss schützt, für den die tierischen Zellen anfällig sind, kann ihre Zellwand sie nicht vor Dürre oder Wassermangel schützen., Ohne ausreichendes Wasser in der extrazellulären Flüssigkeit neigen Wassermoleküle dazu, sich aus der Zelle zu bewegen und verursachen somit eine neutrale oder negative Nettowasserbewegung, also einen relativ niedrigen Turgordruck. Eine Pflanzenzelle in einer isotonischen Flüssigkeit könnte ihren Turgordruck verlieren und schlaff werden. Bei längerem Gebrauch würde die Pflanze schließlich unwohl und verwelkt aussehen. Der Zustand könnte mit der Verfügbarkeit von ausreichend Wasser korrigiert werden.
Turgordruck und Stomate
Stomate sind die winzigen Poren in Pflanzen, die den Gasaustausch ermöglichen. Sie befinden sich typischerweise auf der Oberfläche der unteren epidermalen Schicht des Blattes. Sie können auch an bestimmten Stängeln von Pflanzen gesehen werden., Die Stomate sind in der Tat Öffnungen, die gebildet werden, wenn zwei Schutzzellen offen sind. Die beiden Schließzellen eine öffnung, wenn Sie sind geschwollen. Der osmotische Druck zieht Wasser an und bewirkt dadurch, dass die Schutzzellen an Volumen zunehmen oder im Wesentlichen anschwellen. Die Schwellung bewirkt, dass sich die Schutzzellen voneinander verbeugen, da die Innenwand der Pore steifer ist als die Wand auf der gegenüberliegenden Seite der Zelle. Die Öffnung, die von den Turgid Guard-Zellen erzeugt wird, ist für die Funktion von Stomaten lebenswichtig. Durch diese Öffnungen kann Kohlendioxid eindringen., Kohlendioxid ist einer der Reaktanten in der Photosynthese. Sauerstoff wiederum ist eines der Nebenprodukte der Photosynthese und Pflanzen verwerfen es auch über den Magen.
Negativer Turgordruck
Während der Turgordruck in den meisten Zellen von Natur aus positiv ist, ist er im Xylem einer transpirierenden Pflanze negativ.,(3) Dies ist nicht verwunderlich, da das Xylem ein Gefäßgewebe ist, das für die Leitung von Wasser und Nährstoffen von den Wurzeln bis zu den Trieben und Blättern verantwortlich ist. Wenn die Pflanze transpiriert, verliert sie Wasser durch Verdunstung. Der Wasserdampf verlässt über die Stomate. Der Wasserverlust durch Transpiration verursacht eine hohe Oberflächenspannung und einen negativen Turgordruck im Xylem. Dies ermöglicht Wasser von den Wurzeln dann bis zu den apikalen Teilen der Pflanze.,
Funktion des Turgordrucks in Pflanzen
Starrheit
Turgordruck ist für Pflanzen von entscheidender Bedeutung, insbesondere für diejenigen, die in einem terrestrischen Lebensraum leben. Dieser Druck bietet ihnen die erforderliche Turgidität und Steifigkeit, die ihnen helfen könnte, aufrecht gegen die Schwerkraft zu bleiben, während sie sich auf die Lichtquelle einstellen.,
Bildung von Stomaten
Da Turgordruck das ist, was die Schutzzellen nutzen, um Stomate zu erzeugen, ist es entscheidend für Transpiration, Wasserbewegung und Photosynthese.
Nastische Bewegungen
Einige Pflanzen verwenden einen ähnlichen Mechanismus, der von Stomaten verwendet wird, um nachts eine Schlafposition einzunehmen., Während des Tages sind diese Pflanzen aufrecht, um Licht für die Photosynthese zu sammeln. Nachts schließen und fallen ihre Blätter und Blüten und nehmen eine Schlafposition ein. Diese Bewegung (Nyctinastie genannt, eine Form der nastischen Bewegung) ist anscheinend mit den Pulvinarzellen an der Basis eines Pflanzenblattes (oder Blättchens) oder an der Spitze des Blattstiels verbunden. Dieses Herabhängen von Pflanzen wird auch in Mimosa Pudica gesehen, wobei die Blätter verlieren, während Pulvinarzellen als Reaktion auf Berührung Turgor-Druck gewinnen.
Apikales Wachstum
Turgordruck in Pflanzen ist ebenfalls am Wachstum beteiligt., Die Zellwand dehnt sich mit dem Druck aus. Dementsprechend ist dieser Druck für das apikale Wachstum der Wurzelspitzen verantwortlich.(4)
Samenverteilung
In Ecballium elaterium (Spritzgurke) wird der Turgordruck zur Samenverteilung verwendet. Der Druckaufbau in der Frucht bewirkt, dass sich die Frucht vom Stiel löst., Infolgedessen werden die Samen und das Wasser im Inneren ausgeworfen, wenn die Frucht vom Boden fällt. Dementsprechend liegt der Druck innerhalb der Frucht zwischen 0,003 und 1,0 MPs.(5)
Verwandte Begriffe
- Turgor
Siehe auch
- Turgidität
- Wasserpotential
- Osmose
- Zellwand
- Osmoregulation
- Vakuole