植物細胞
* 細胞壁: 剛性細胞壁は、浸透圧の変化に対する主要な防御です。セルロース、ヘミセルロース、ペクチンで作られており、強く、しかし柔軟な障壁を形成します。
* ターゴール圧力: 水が細胞に入ると、細胞壁は膨張に抵抗し、内部圧力(ターゴール圧力)を生み出します。この圧力は、セルの形状を維持し、破裂を防ぎます。
* プラスモリシス: 水が細胞を離れると、細胞壁はある程度の構造を維持し、完全な崩壊を防ぎます。ただし、長期にわたる水分損失は、細胞膜が壁から引き離されるプラスモリシスにつながる可能性があります。
* 液胞: この大きくて中央の液胞は水で満たされており、乱流の圧力を維持する上で重要な役割を果たしています。 水が液胞に入ると、圧力が増加し、細胞をしっかりと維持するのに役立ちます。
細菌細胞
* 細胞壁: 細菌には細胞壁もありますが、セルロースではなくペプチドグリカンで構成されています。これらの壁は、細胞の形状を維持し、浸透圧に抵抗するために重要です。
* グラム陽性およびグラム陰性: ペプチドグリカン層の構造は、グラム陽性およびグラム陰性の細菌で異なります。グラム陽性の細菌は厚い層を持ち、圧力の変化に対してより多くの強度を提供します。グラム陰性菌には薄い層があり、追加の保護のために外膜に依存しています。
* 浸透圧ストレス反応: バクテリアは、浸透圧の突然の変化に対処するためのメカニズムを進化させました。彼らはできます:
* 内部溶質濃度を調整します: それらは、外部環境に合わせて特定の溶質をポンプで送り出します。
* 互換性のある溶質を生成: これらは、外部の変化に対抗するために細胞の内部浸透圧を増加させる小さな有機分子です。
キーポイント:
* 浸透圧力: 浸透圧とは、高濃度の濃度の領域から低濃度の領域に半透過性膜を横切って移動しようとする水分子によって加えられる圧力です。
* 低張性vs.高張環境: 細胞が低張性環境(細胞の外側の低い溶質濃度)にある場合、水は突進する傾向があり、潜在的に細胞が腫れます。逆に、高張環境(細胞の外側の溶質濃度が高い)では、水が動き出し、細胞が収縮する可能性があります。
* 適応: 植物と細菌の両方が、さまざまな浸透環境での生存を確保するために、洗練された適応を進化させました。
追加の考慮事項:
* 特殊細胞: 葉のガードセルのような一部の植物細胞は、気孔を介してガス交換を制御するための浸透圧に関連する特殊な適応を持っています。
* 細胞壁構造: 植物や細菌種内の細胞壁の組成と厚さの変動は、浸透圧耐性に影響を与える可能性があります。
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