Właściwości błon komórkowych
błony pośredniczą w transporcie substancji między środowiskiem zewnętrznym, a wewnętrznym komórki oraz między wewnętrznymi strukturami. Charakteryzują się selektywnością, wybiórczą przepuszczalnością (bada się to np. metodą plazmolizy i deplazmolizy.
Na przepuszczalność błon istotny wpływ wywierają cząsteczki wody, które oddziałują z tymi grupami funkcyjnymi fosfolipidów i białek, które są obdarzone ładunkami elektrostatycznymi. Powstanie na powierzchni błony grubego płaszcza hydratacyjnego prowadzi z jednej strony do zmniejszenia jej płynności, z drugiej natomiast chroni ją przed skutkami niskiej temperatury (woda strukturalna nie ulega zamarzaniu.
Właściwości koloidów
Białka i polisacharydy w obszarze komórki tworzą układy koloidalne. Cząsteczki wody wchodzą między micele koloidalne protoplastu rozpychając je, powodują przy tym zwiększenie masy i objętości protoplastu. Zjawisko to nosi nazwę pęcznienia. Pęcznienie nie powoduje rozluźnienie nie więzów międzycząsteczkowych i powstanie licznych mostków wodorowych. Procesowi towarzyszy wydzielenie ciepła. Jest to tzw. ciepło pęcznienia (podczas pęcznienia część Ek swobodnej cząsteczek zamienia się w energię cieplną). Wzrost temperatury jest najwyższy na początku pęcznienia, gdy wszystkie miejsca adsorpcji są wolne. Zwiększenie masy i objętości wynika z ogromnej siłez jaka jego grupy hydrofilowe wiążą wodę(koloidy hydrofilowe – subst. których cząsteczki zawierają grupy polarne – COOH, NH2, COH, SH). Siła ssąca pęczniejących koloidów jest tak ogromna, że w przypadku koloidów odwodnionych może dochodzić do 2 tyś. atmosfer. w miarę wiązania wody przez koloidy ich siła ssąca maleje i wreszcie całkowicie zanika w momencie gdy zostaną one w pełni nasycone wodą. Ilość pochłoniętej wody zależy od właściwości hydrofilowych poszczególnych związków chemicznych np. białko pęcznieje silniej niż skrobia, a silniej niż celuloza. Pęcznienie nasion zależy nie tylko od spójności upakowania, dostępności i grubości łupiny nasiennej, ale przede wszystkim od materiałów zapasowych : soja (cukrowce 25% i 31-60%białka- masa wzrasta
o 63%)a pszenica (68% cukrowce i 10% białka) powinna wzrosnąć o ok. 11%
Wpływ zasolenia
W miarę wzrostu zasolenia pęcznienie maleje. NaCl jest dysocjowaną solą. Każdy jon Na tworzy wokół siebie otoczkę hydratacyjną i tym samym odbiera wodę nasionom
Wpływ temperatury
pęcznienie to proces fizyko – chemiczny. W niskiej temperaturze zdolność pęcznienia jest niższa. Wynika to z termodynamiki tego procesu. Im wyższa temperatura – tym szybsze ruchy cząstek. Temperatura nie wpływa na ilość związanej wody – wpływa natomiast na tempo pęcznienia.
Wpływ temperatury na przepuszczalność bł. kom.
-10C krystalizacja, destrukcja komórek, powstają dziury w błonach. Największy wyciek
+5 –24C temperatura fizjologiczna, dobrze zachowana struktura lipidów i białek
45C temperatura graniczna, uszkodzenia termiczne, fazowe przejście lipidów z półpłynnych na płynne, białka tracą strukturę 3 i 4 rzędową
50-70 denaturacja białka, destrukcja, dziury w błonie komórkowej, wyciek antocyjanów.
Dyfuzja i osmoza
Termodynamiczną podstawą dyfuzji i osmozy jest dążność do wyrównania potencjału wody w układzie (ukł. term. kom – otocz, lub gleba – roślina – atmosfera)
3 parametry wpływające na stosunki osmotyczne:
1. Potencjał wody w komórce k
2. potencjał osmotyczny s(ciśnienie, jakie wywiera woda przenikająca przez membranę do komórki, zależy od substancji rozpuszczonych)
3. potencjał ciśnie nie p (turgor – wzajemne oddziaływanie ściany komórkowej i treści komórki)
4. potencjał imbibicyjno – kapilarny m. (=0 w komórce całkowicie uwodnionej; potencjał matrycowy – wynika z obecności koloidów ich pęcznienia)
Zależność k = s+p+m.
k – jest miarą zdolności wody do wykonywania pracy w danym układzie w porównaniu do zdolności pracy czystej wody.
Transport bierny
Samorzutny proces przemieszczania się cząsteczek danej substancji do wyrównania potencjału chemicznego układu
Zależy od :temperatury, stanu skupienia, masy cząsteczkowej, stężenia molalnego
Drzewko osmotyczne
Na powierzchni kryształka tworzy się żelazicyjanek miedzi, zachowuje się jak półprzepuszczalna błona; 2CuSO4+K4(CN)6¬—Cu2Fe(CN)6+2K2SO4; woda wnika stopniowo – powoduje wyrównanie stężeń.
