Краткие сведения. Биомембрана обладает избирательной проницаемостью
Биомембрана обладает избирательной проницаемостью. Избирательная проницаемость, т. е. способность цитоплазмы пропускать различные вещества с неодинаковой скоростью, обусловливается наличием в ней пограничных мембран, несущих тот или иной набор специфических транспортных белков. Избирательная проницаемость свойственна только живым мембранам. При высокой температуре, действии кислот, щелочей, растворителей липидов, вследствие коагуляции белковых компонентов мембран или вымывания их липидного матрикса она теряет это свойство и беспрепятственно пропускает вещества. Проницаемость мембраны увеличивается при повышении температуры и освещения, при водном дефиците, а также при старении клетки — в результате нарушения естественной структуры мембран. Установлено, что краска нейтральный красный проникает в живую клетку и накапливается там в значительном количестве. Однако цитоплазма живой клетки имеет слабое сродство к красителю. Одной из причин аккумуляции нейтрального красного в вакуолях живых клеток связана с разностью рН между цитоплазмой и вакуолярным соком. Нейтральный красный накапливается в «кислом компартменте» клетки, так как сам является слабым основанием. Окрашивание цитоплазмы и ядра – признак повреждения клетки. В то же время живая цитоплазма непроницаема для индигокармина и кислого фуксина. На окрашивании этими красителями основано определение жизнеспособности тканей клубней, семян и их зародышей и т.д. Имеется разница в проницаемости пограничных мембран цитоплазмы __ плазмалеммы и тонопласта __ для одних и тех же веществ. Ионы К+ сравнительно хорошо проникают через плазмалемму и значительно хуже через тонопласт. Накапливаясь в цитоплазме, калий увеличивает ее оводненность, вследствие чего она набухает и приобретает вид колпачков, хорошо различимых на концах плазмолизированного протопласта (колпачковый плазмолиз). Колпачковый плазмолиз можно наблюдать при использовании гипертонического раствора какой-нибудь калиевой соли, чаще всего нитрата калия. Цитоплазма, обычно покрывающая тонким слоем вакуоль, при набухании становится хорошо видимой. Это позволяет определить локализацию красителя в клетке. Если краситель накапливается в вакуоли, то колпачки цитоплазмы сероватого цвета. В случае накопления красителя в цитоплазме она окрашивается более интенсивно, чем вакуоль. Появление «колпачков» обусловлено разжижающим действием ионов калия, которые относительно быстро проходят через плазмалемму в протопласт, накапливаясь в мезоплазме, и гораздо медленнее проникают из протопласта в вакуоль.
Рис. 1. Колпачковый плазмолиз. 1 – набухшая протоплазма, образовавшая колпачки; 2 – ядро; 3 – вакуоля с окрашенным клеточным соком.
|
