4-ma’ruza: O'simliklarda suv almashinuvi reja: suvning o'simlik hayotidagi o'rni suvning hujayradagi taqsimoti

Osmotik bosim. Eritmalarning osmotik bosimi shu sistemaga suvni kirishini to'xtatish uchun zarur bosimga miqdori bilan o'lchanadi.
Eritmalarning osmotik bosimi ularning kontsentratsiyalariga bog'liq bo'lib, gazlar uchun qabul qilingan Boyl Mariotning gazlar uchun yaratgan qonuniga bo'ysinadi. Osmotik bosim, eritmaning molyar kontsentratsiyasiga va haroratga to'g'ri proportsionaldir. Chunki, harorat oshgan sari, osmotik bosim ham osha boshlaydi.
Vant-Goff eritmalarning osmotik bosimi qonuni ham Boyl-Mariot yaratgan gazlar qonuniga bo'ysunishini ko'rsatdi. O'simliklar hujayra shirasi eritmalarining omotik bosimi Vant-Goff formulasi bo'yicha atmosferalarda (atm) yoki Paskallarda (Pa) o'lchanadi.
P = RTSi; P-osmotik bosim; R-gaz doimiysi (0,0821); T-absolyut harorat (273+t^o); C-moddalarning miqdori; i-izotonik kozffitsient (i=a+1(n- 1).
Umuman moddaning diffuziyalanish tezligi uning molekulasining energetik darajasini belgilaydi va kimyoviy potentsial deyiladi hamda Ψ(psi) bilan belgilanadi. Toza suvning kimyoviy potensiali suv potensiali deyiladi va ΨH₂O bilan belgilanadi..
Suv potensialining eng yuqori ko'rsatkichi kimyoviy toza suvda bo'lib, miqdor 0 deb qabul qilingan. Shuning uchun boshqa har qanaqa biologik va kimyoviy suyuqliklar suv potentsiallari manfiy ko'rsatkichga ega.
R. Sleycherning (1970) fikricha suv potentsiali bu bog'langan suv potensialini kimyoviy toza suv potensialiga etkazishda bajarilgan ishga tengdir. Suv potensiali o'z ichiga erigan modda tufayli bo'ladigan osmotik potensial (Ψ_π) va gidrostatik bosim tufayli bo'ladigan (Ψ_Ρ) potentsiallarni oladi.
O'simlik hujayrasi osmotik sistema sifatida. Vakuol tarkibida ko'pgina osmotik faol moddalar ya'ni qandlar, organik kislotalar, tuzlar va boshqalar bo'lganligi tufayli o'ziga suvni tortish xususiyatiga ega. Bunda plazmolemma va tonoplast yarim o'tkazuvchan membrana sifatida xizmat qiladi. Ushbu sistema tanlab o'tkazuvchanlik xususiyatiga ega bo'lganligi sababli, suv undan boshqa moddalarga nisbatan tez o'tadi.
Suvning hujayraga kirish kuchi uning so’rish kuchi deb ataladi. So’rish kuchining kattaligi hujayra shirasining osmotik bosimi (P) va uning turgor yoki gidrostatik bosimi (π) ga bog'liq. Turgor bosim bu hujayra devorining unga bo'lgan bosimga qarshiligidir (IV.2-rasm).
O'simlik hujayralarida modda almashinuvi jarayonlari doimiy ravishda sodir bo'lib to'radi. Hujayra po'sti suvda erigan moddalarni yaxshi o'tkazadi. Protoplazmadagi plazmolemma hamda tonoplast membranalari moddalarni tanlab o'tkazish xususiyatiga ega, shuning uchun suv va unda erigan moddalar hujayra shirasiga har xil tezlikda o'tadi.
Rasmdan ko'rinib turibdiki, agar hujayra turgestsent ya'ni suvga tuyingan holatda bo'lsa S = 0, P =π, chunki S= π- Р yoki Ψsuv =Ψπ-Ψ_P
Uzoq davom etgan suvsizlikdan so’ng esa hujayra turgorni yo'qotadi. Bunda P = 0 va S = P bo'ladi.
Agar biz o'simlik hujayrasini gepertonik eritmaga tushirsak, bu eritmaning vakuoladagi suvni tortib olishi natijasida protoplast kichrayib hujayra devoridan ajraladi. Protoplast bilan hujayra devori oralig'idagi bo'shliqni esa tashqaridan kirgan eritma egallaydi.
Ayrim hollarda yosh to'qimalarda tez yuz bergan suv taqchilligi turgor bosimning manfiy ko'rsatkichga ega bo'lishiga olib keladi. Bunda protoplast hujayra devoridan ajralmasdan, balkim uni o'zi bilan torta boshlaydi va hujayralar kichrayadi. Ushbu holat sittoriz deyiladi.
Agar biz o'simlik hujayrasini osmotik sistema sifatida qaraydigan bo'lsak unda yuqori molekulyar moddalar, ya'ni kraxmal, oqsillar va yog'larning katta miqdorda sintezlanishi va yig'ilishi natijasida osmotik bosimni deyarli o'zgarmasligini oson tushunish mumkin. Masalan, o'simlik hujayrasi yuqori osmotik faollikga ega bo'lgan kichik molekulyar moddalarni polimerlashi natijasida (qandlarni kraxmalga) hamda yuqori molekulyar biopolimer moddalarni gidrolizlashi hisobiga o'zidagi zahira suv miqdorini boshqarishi mumkin.
O'simlik hujayralarining osmotik bosimi ularni tuproqdan suvni yutishi va o'zlarida tutib turish qobiliyati bilan belgilanadi. O'simliklar hujayralarining osmotik potensiali o'simliklarning turiga bog'liqdir. O'simlik hujayralarining osmotik bosimi ko'pchilik hollarda 0,1-2,6 MPa oralig'ida bo'ladi. Ammo o'simlik yer ustki qismlari hujayralarining osmotik bosimlari yer ostki qismlarinikiga nisbatan yuqori bo'ladi. Masalan ko'p hollarda ildiz hujayralarining osmotik bosim 0,3-1,2 MPa bo'lsa yer ustki qismlarida 1,0-2,6 MPa bo'ladi. Bu holat evolyutsiya jarayonida shakllangan bo'lib osmotik kontsentratsiya va surish kuchining vertikal gradienti hosil bo'lishiga olib keladi.
Galofit o'simliklar hujayralarining osmotik potentsiali 15 MPa gacha bo'lishi mumkin va ayrim galofit o'simliklarning hujayra shirasidagi tuzlarning miqdori 67 mg/ml bo'lishligi ham mumkin. Binobarin bu holat sho'rlangan muhitlarda o'suvchi o'simliklarning suv o'zlashtirishiga yordam beradi.