Вакуоль - это полость, заполненная клеточным соком. Вакуоль у растений
Что такое вакуоли: виды и особенности структур
Клетки растений и животных содержат целый ряд структур, выполняющих обеспечение их жизненных функций. Одними из них являются вакуоли. Между собой они имеют ряд существенных отличий. Из нашей статьи вы узнаете, что такое вакуоли и зачем они необходимы живым организмам.
Постоянные структуры клетки
Вакуолями называют одномембранные органеллы растительных и животных клеток. Одни из них являются постоянными структурами, другие возникают по мере их функциональной необходимости. В зависимости от особенностей строения эти органеллы способны запасать питательные вещества, расщеплять их и выполнять регуляторную функцию.
Виды структур
Существует три вида вакуолей. В клетках растений находятся сократительные и пищеварительные. Они регулируют осмотическое давление, выводят наружу непереваренные остатки и выполняют секреторную функцию. А вот у растений это крупные резервуары, содержащие воду, в которой растворены все необходимые клетке вещества.
Вакуоли в клетке растений
В молодых растительных клетках эти структуры могут занимать практически все внутреннее содержимое. И это легко объяснить. Ведь растущему организму нужно много резервных веществ для развития. Что такое вакуоли растительных клеток? Это крупные одномембранные резервуары с клеточным соком. Последний представляет собой воду с растворенными углеводами и остатками неорганичских веществ. В состав клеточного сока также входят разнообразные продукты обмена. Это могут быть алкалоиды, танины. Здесь также находятся пигменты, которые придают цвет различным частям растений. Таким образом, вакуоль в растительной клетке играет роль своеобразной "кладовой".
Сократительные вакуоли
Строение вакуоля, который выполняет регуляторную функцию, совсем иное. Больше всего таких структур встречается в клетках пресноводных и морских простейших животных. Что такое вакуоли, которые регулируют тургор клеток? Они представляют собой пульсирующие пузырьки, вокруг которых располагается сеть канальцев. Это транспортные пути для жидкости. По канальцам лишняя жидкость сначала поступает из цитоплазмы в вакуоль, а из нее уже выводится наружу.
Откуда вообще появляется лишняя жидкость в клетке и зачем ее нужно удалять? Все дело в законах физики. Согласно им, движение происходит из области с большей концентрацией в меньшую. Поскольку солей в окружающей среде больше, вода начинает направляться в клетку. Ее поверхностный аппарат может просто не выдержать такого давления. А благодаря сократительным вакуолям поддерживается одинаковый уровень осмотического давления и равновесие с окружающей средой.
Пищеварительные вакуоли
Пищеварительные вакуоли расщепляют сложные вещества до простых, которые способны усваивать организмы. Эти структуры являются непостоянными образованиями. Они возникают в той части цитоплазмы, где находятся частицы пищи. Это могут быть как твердые частицы, так и жидкости. Вокруг них образуется одномембранный пузырек, содержащий гидролитические ферменты. В зависимости от характера содержимого среда в нем изменяется от кислотной до щелочной. Эти биологически активные вещества ускоряют химические реакции, но не входят в состав ее продуктов. Далее через стенку вакуоли пища поступает в цитоплазму и усваивается организмом. Ее непереваренные остатки выделяются через оболочку клеток или специализированные образования.
Итак, в нашей статье мы рассмотрели, что такое вакуоли, познакомились с их разнообразием. В зависимости от особенностей строения они способны запасать вещества, расщеплять их или выводить из клетки и ее структур.
fb.ru
строение вакуоли
Вакуоль в растительной клетке одна и занимает довольно большой объем, в то время как вакуолей в животной клетке несколько, и каждая имеет свои функции: пищеварительные, фагоцитозные, сократительные. Вакуоли образуются из пузырьков аппарата Гольджи и могут быть сократительными (которые служат для осмотической регуляции) и центральными.
Вакуоль состоит из полости в цитоплазме, которая может достигать до 90% от общего объема всей клетки, из вакуолярной мембраны, которая ограничена от этой полости тонопластом и заполненна клеточным соком (концентрированный водный раствор минеральных солей, сахаров, органических кислот, пигментов и отходов жизнедеятельности клетки).
Вакуоль выполняет такие функции, как обеспечение роста растительной клетки за счет растяжения, происходящего в результате поступления в нее воды. Вакуоль также регулирует напряженное состояние клеточной стенки, которое происходит из-за давления внутриклеточной жидкости.
Функции вакуоли: 1) хранит и накапливает воду, 2) умеет регулировать водно-солевые обмены, 3) поддерживает тургорное давление, 4) умеет накапливать водорастворимые метаболиты, запасает для клетки питательные вещества, 5) умеет регулировать цвета плодов и привлекает тем самым насекомых которые опыляют и распространяют растительные семена, 6) иногда может брать на себя частично функции лизосом.
Содержащиеся в вакуоли гидролитические ферменты способствуют повторное использование таких компонентов, как хлоропласт. Также в вакуоли скапливаются отходы жизнедеятельности клетки: млечный сок, танины и алкалоиды. Эти вещества делают растение несъедобным.
Помимо отходов в вакуоли также хранятся питательные вещества, которые используются цитоплазмой клетки при необходимости: это инсулин, сахароза и минеральные соли
БОЛЕЕ ПОДРОБНО О СТРОЕНИИ ВАКУОЛИ НА ВИДЕО :
dnkworld.ru
это полость, заполненная клеточным соком
Сегодня мы с вами узнаем, что такое полость, заполненная клеточным соком. То есть, мы рассмотрим назначение в организме вакуолей. Как известно, клетка – это элементарная структурная единица всего, что нас окружает. Но она состоит из большого количества органоидов. Одна из них выглядит как полость, заполненная клеточным соком, и имеет она название вакуоли.
Функции данной органеллы очень разнообразны, мы обязательно уделим внимание данной теме. А сейчас необходимо понять то, что клетка, благодаря своим органеллам, способна к самостоятельному существованию. Этим мельчайшим частичкам не обязательно объединяться в какие-либо сложноорганизованные структуры. Она обладает рядом свойств, которые позволяют ей существовать самостоятельно. Сейчас перейдем к рассмотрению одной из частей, выполняющей немалую роль в процессе жизнедеятельности клетки.
Вакуоль
Итак, мы уже сказали, что полость, заполненная клеточным соком, имеет название вакуоль. Этот органоид заполнен водным раствором различных веществ, среди которых мы можем обнаружить и органические, и неорганические. Для создания вакуолей необходимо участие:
- ЭПС.
- Аппарата Гольджи.
Начнем с того, что все растительные клетки содержат данные органеллы, только в молодых их намного больше. Почему это происходит? В результате роста происходит их слияние, что приводит к образованию центральной вакуоли. Очень важно отметить и то, что зрелая растительная клетка практически полностью заполнена этой вакуолью (более 90 процентов). При этом все прочие органоиды и ядро клетки перемещаются к оболочке.
Вакуоль ограничивается тонопластом, так называется мембрана данного органоида растительной клетки. Та жидкость, которая находится внутри вакуоли, – это клеточный сок.
Таким образом, полость, заполненная клеточным соком и имеющая размеры более 90 процентов полости всей клетки, - это центральная вакуоль. В состав этого сока входит очень большое количество веществ, среди которых:
- соли;
- моносахариды;
- дисахариды;
- аминокислоты;
- гликозиды;
- алкалоиды;
- антоцианы и так далее.
Функции
Полость клетки, заполненная клеточным соком, имеет название – вакуоль. Она выполняет множество различных функций. Сейчас мы предлагаем их рассмотреть. Для начала предоставим вам их в виде списка:
- Поглощение воды. Вода необходима для растения и поддержания жизни растений. Также молекулы Н2О необходимы для фотосинтеза растений.
- Окраска растений. Это становится возможным из-за наличия веществ антоцианов. Они обладают способностью окрашивать органы растения (плоды, цветы, листья).
- Вывод токсичных веществ. В вакуолях происходит откладывание кристаллов оксалата. Некоторые вторичные метаболиты обладают и хорошими (полезными) качествами, например, придают растениям горький вкус и спасают их от поедания.
- Запас питательных веществ. Клетка может при необходимости воспользоваться запасами вакуоли, так как она запасает ряд полезных для клетки веществ.
- Расщепление старых частей клетки посредством выработки млечного сока.
Вакуоли в животных клетках
Мы уже сказали, что полость в цитоплазме, заполненная клеточным соком, - это вакуоль. Но до этого раздела было сказано только о растительных клетках. Сейчас мы с вами познакомимся с функциями данной органеллы в животных.
Вакуоли присутствуют у большинства простейших организмов. Так, например, пульсирующие находятся у пресноводных и служат для осмотической регуляции. У некоторых многоклеточных позвоночных и одноклеточных есть пищеварительные вакуоли, которые содержат большое количество различных ферментов. Важно знать еще и то, что у высших животных данные органеллы образуются в фагоцитах.
Различие между растительной и животной клетками
Мы уже сказали, что органоиды, представляющие собой полости, заполненные клеточным соком, встречаются как в растительных, так и в животных клетках. В чем же их отличие? Важно понимать, что в клетке они находятся не в единственном количестве. В растительной они занимают 95 процентов, а в животной - всего 5 процентов.
fb.ru
Вакуоль — Особенности строения и функции вакуоля
Вакуоль — это центральный компонент, входящий в живую клетку и выполняющий некоторые жизненно необходимые функции.
Ее строение отличается от других структур клетки, внутри вакуоли имеется свободное пространство и ее мембрана имеет проницаемую структуру.
Внутри вакуоль заполнена определенным водным раствором (так называемый клеточный сок), содержащий необходимые питательные вещества или продукты жизнедеятельности, такие как пигменты, которые окрашивают в разные цвета ягоды, цветы и другие органы растений, минеральные соли, различные сахара или отходы жизнедеятельности.
Разновидности
Данные органоиды относятся к одномембранным структурам клеток. Некоторые структуры постоянны, а другие появляются для каких-либо функций.
Возникают они в следствие распространения пузырьков аппарата Гольджи и эндоплазматической сети.
Существует три вида органелл:
- пищеварительные — это непостоянные компоненты, возникающие тогда, когда одноклеточные животные (или те организмы которые питаются с помощью фагоцитоза или пиноцитоза) захватывают пищу. Они заглатывают, переваривают пищу и усваивают питательные вещества. Этот органоид можно сравнить с желудком человека, он точно также переваривает захваченные микробы или водоросли;
- сократительные представляет собой сеть каналов и выполняет функцию поглощения необходимой жидкости и выведения ненужной воды. Некоторые ученые предполагают, что эта органелла участвует в дыхании;
- в клетке растений — это небольшие одномембранные структуры, заполненные клеточным соком. В молодых растительных клетках их может быть более трех штук. Основная роль вакуоли в растительной клетки — это запас питательных веществ и выведение ненужных и вредных компонентов наружу.
Смотря, на строение и устройство они могут запасать питательные вещества, растворять их или удалять из клетки.
Основные функции
Функции вакуоли разнообразны:
- В некоторых растительных органоидах откладываются остатки жизнедеятельности, после из них образуются вещества, которые способны выделять фермент. Вот эти вещества отпугивают животных, которые питаются травой (они имеют горький или вяжущий привкус). Ярким примером служит растение одуванчик или молочай, если мы оторвем листик, то увидим белое молочко — это и есть содержимое вакуолей.
- С помощью полупроницательной мембраны она может поглощать в себя воду, в результате этого повышается внутреннее давление в клетке. Это очень важно во время роста и для водного баланса растения.
- В некоторых вакуолях находятся пигменты, которые собственно и окрашивают цветы, плоды и листья в разноцветные цвета. Яркая расцветка для цветов очень важна, так как насекомые в первую очередь опыляют яркие и большие цветы.
- В растениях эти компоненты участвуют в аутолизе — это значит, что клетки занимаются самоперевариванием.
- Некоторые из этих компонентов выполняют функцию определенных резервуаров, которые запасают необходимые питательные вещества. Такие, как сахароза, различные белки, органические кислоты, минеральные соли и многие другие вещества.
Итак, мы выяснили, что основные функции — это хранение необходимых питательных веществ, секреция, аутолиз и выделение. Они находятся не только в растительных, но и в животных клетках. Различают постоянные и непостоянные вакуоли.
Похожие статьи
gemoparazit.ru
Введение в клеточную биологию :: Теория и практика :: Эукариотическая клетка :: Вакуоли растительной клетки
Полностью развитые растительные клетки обычно содержат одну крупную центральную вакуоль, окруженную полупроницаемой мембраной - тонопластом. Он отличается большей механической плотностью, чем плазматическая мембрана, но по своей природе сходен с ней. Он образован трехслойной липопротеидной мембраной, которая богата полярными молекулами липидов.
Полость вакуоли заполнена клеточным соком. Клеточный сок – это водный раствор веществ, которые с физиологической точки зрения принадлежат к двум разным категориям. К ним относятся продукты обмена – фенолы, флавонолы, антоцианы, алколоиды и др. Растение не способно выделять эти вещества наружу, поэтому они откладываются в вакуолях. При этом вещества недостаточно растворимые в воде, переводятся в растворимую форму. Например, антоцианидины превращаются в водорастворимые глюкозиды-антоцианы, которые придают окраску лепесткам цветков и других органов растения. Ядовитые вещества, высокотоксичные алколоиды, неприятные на вкус вещества высвобождаются из вакуолей клеток при повреждении растений травоядными животными или насекомыми и служат растению химической защитой. К другой категории относятся важные для растений ассимиляты – сахара и белки. Они сохраняются в вакуолях как запасные вещества, которые могут включаться в процессы метаболизма по мере необходимости. Сахара содержатся в вакуолях в форме растворов, а белки осаждаются, превращаются в гомогенную массу и обезвоживаются, превращаясь в алейроновые зерна, образующиеся, например, в эндосперме семян. При набухании семян происходит гидролиз белков, а аминокислоты используются для питания развивающегося зародыша.
Гидростатическое давление в вакуолях и цитоплазме примерно одинаково, они вносят совместный вклад в поддержание тургорного давления в клетке и ее осмотического равновесия.
media.ls.urfu.ru
Что представляет собой вакуоль и какие функции она выполняет
Вакуолями называются крупные мембранные пузырьки или полости в цитоплазме, заполненные преимущественно водным содержимым. Они образуются из пузыревидных расширений эндоплазматического ретикулума (ЭР) или из пузырьков комплекса Гольджи (КГ). В меристематических клетках растений возникает много небольших вакуолей из пузырьковидных расширений ЭР. Увеличиваясь, они сливаются в центральную вакуоль, которая занимает большую часть объема клетки (до 70—90 %) и может быть пронизана тяжами цитоплазмы. Окружающая ее мембрана — тонопласт — имеет толщину мембраны ЭР (около 6 нм) в отличие от более толстой, более плотной и менее проницаемой плазмалеммы.
Содержимое вакуоли составляет клеточный сок. Он представляет собой водный раствор различных неорганических и органических веществ. Большинство из них относится к группе продуктов метаболизма протопласта, которые могут появляться и исчезать в различные периоды жизни клетки. Химический состав и концентрация клеточного сока очень изменчивы и зависят от вида растения, органа, ткани и состояния клетки. В клеточном соке содержатся соли, сахара (прежде всего сахароза, глюкоза, фруктоза), органические кислоты (яблочная, лимонная, щавелевая, уксусная и др.), аминокислоты, белки. Эти вещества являются промежуточными продуктами метаболизма, временно выведенными из обмена и изолированными тонопластом. Они являются запасными веществами клетки. Помимо запасных веществ, которые могут вторично использоваться в обмене веществ, клеточный сок содержит фенолы, танины (дубильные вещества), алкалоиды, которые выводятся из обмена в вакуоль и таким путем изолируются от цитоплазмы.
Танины особенно часто встречаются в клеточном соке (а также в цитоплазме и оболочках) клеток листьев, коры, древесины, незрелых плодов и семенных оболочек. Алкалоиды присутствуют, например, в семенах кофе (кофеин), плодах мака (морфин) и белены (атропин), стеблях и листьях люпина и др. Считается, что танины с их вяжущим вкусом, алкалоиды и токсичные полифенолы выполняют защитную функцию, так как отпугивают травоядных животных и предотвращают поедание этих растений.
В вакуолях также часто накапливаются конечные продукты жизнедеятельности клеток.
В клеточном соке многих растений содержатся пигменты которые придают клеточному соку пурпурный, красный, желтый, синий или фиолетовый цвет. Эти пигменты главным образом и определяют окраску лепестков цветков (например, роз, георгинов, фиалок, примулы и др.), плодов, почек и листьев, а также окрашивают корнеплоды некоторых растений (например, свеклы).
Клеточный сок некоторых растений содержит физиологически активные вещества — фитогормоны (регуляторы роста), фитонциды, ферменты. В последнем случае вакуоли действуют, как лизосомы. После гибели клетки ферменты, высвобождаясь из вакуолей, вызывают автолиз клетки.
Вакуоли играют главную роль в поглощении воды растительными клетками. Вода путем осмоса через тонопласт поступает в вакуоль, клеточный сок которой является более концентрированным, чем цитоплазма, и оказывает давление на цитоплазму, а тем самым и на оболочку клетки. В результате в клетке развивается тургорное давление, которое поддерживает относительную жесткость растительных клеток, а также обусловливает растяжение клеток во время их роста. В запасающих тканях растений вместо одной центральной вакуоли часто бывает несколько вакуолей, в которых скапливаются запасные питательные вещества, как, например, жировые вакуоли (содержащие растительные масла) или белковые (алейроновые) вакуоли.
jbio.ru
Вакуоли растительных клеток - Клеточная биология
Клетки как низших, так и высших растительных организмов содержат в цитоплазме вакуоли, несущие ряд важных физиологических нагрузок ( 195).
У молодых клеток может быть несколько мелких вакуолей, которые по мере роста и дифференцировки клетки сливаются друг с другом и образуют одну или несколько крупных вакуолей, занимающих до 90% объема всей клетки. Центральные вакуоли отделены от цитоплазмы одинарной мембраной, сходной по толщине с плазмалеммой. Мембрана, ограничивающая центральные вакуоли, носит название тонопласта. Возникают центральные вакуоли из мелких пузырьков, отщепившихся от аппарата Гольджи. Такие первичные вакуоли растут в объеме, сливаются друг с другом и в конце концов образуют одну или несколько крупных вакуолей, оттесняющих цитоплазму с ядром и органоидами к периферии клетки. Полость вакуоли заполнена так называемым клеточным соком, представляющим собой водный раствор, в который входят различные неорганические соли, сахара, органические кислоты и их соли и другие низкомолекулярные соединения, а также некоторые высокомолекулярные вещества (например, белки).
Центральные вакуоли растений выполняют многообразные и важные функции. Одной из главных ее функций является поддержание тургорного давления клеток. Растворенные в соке вакуолей молекулы определяют его осмотическую концентрацию. Соответствующая молекулярная концентрация сока вакуолей и полупроницаемые свойства как ее мембраны, тонопласта, так и плазмалеммы способствуют тому, что вакуоль функционирует в качестве осмометра и придает клетке необходимую прочность и тургисцентность (напряженность).
Другая функция определяется тем, что вакуоль представляет собой большую полость, отделенную от метаболирующей гиалоплазмы мембраной, тонопластом, обладающим свойствами полупроницаемости и через котрый может происходить, как и через плазматическую мембрану, активный транспорт различных молекул. В тонопласте обнаружен АТФ-зависимый Н+-насос, направленный внутрь вакуолей, участвующий в транспорте сахаров. Поэтому вакуоли могут использоваться клетками как накопительные резервуары не только для отложения запасных веществ, но и для выброса метаболитов, для экскреции. Так выводятся, секретируются из клетки все водорастворимые метаболиты. Нерастворимые в воде органические компоненты могут превращаться в растворимые глюкозиды, соединяясь с молекулами сахаров. Перечень экскретируемых в вакуоли метаболитов очень обширен. Это различные алкалоиды (например, никотин, кофеин) и полифенолы. В вакуолях происходит отложение многих глюкозидов, к которым относятся различные пигменты, например антоцианы.
Из неорганических веществ в вакуолярном соке накапливаются фосфаты калия, натрия, кальция, могут накапливаться соли органических кислот (оксалаты, цитраты и др.). Это придает вакуолярному соку отчетливую кислую реакцию (рН от 2 до 5).
Таким образом, можно считать, что тонопласт участвует в процессах экскреции.
Другой обширный ряд функций вакуолей связан с накоплением запасных веществ, таких, как сахара и белки. Сахара в вакуолях содержатся в виде растворов, встречаются и резервные полисахариды типа инулина. В вакуолях происходит запасание белков, что характерно для семян. Поступление белков в вакуоли, вероятнее всего, связано со способностью вакуолей ЭР и АГ сливаться с тонопластом. Запасание белков семян злаковых происходит в так называемых алейроновых вакуолях, которые заполняются альбуминами и глобулинами, после чего вакуоли обезвоживаются, превращаясь в твердые алейроновые зерна. При прорастании семян эти зерна обводняются и снова превращаются в вакуоли. В таких новообразованных вакуолях выявляется активность некоторых ферментов, кислой фосфатазы, a-амилазы, глюкозидазы, протеиназы и РНКазы. Следовательно, алейроновые вакуоли отчасти напоминают лизосомы, где происходит переваривание запасных белков при прорастании семян.
Гидролитические ферменты были обнаружены не только в алейроновых вакуолях, но и в мелких и крупных центральных вакуолях. Наблюдалась неоднократно инвагинация, впячивание тонопласта внутрь вакуолей, при этом часть “втянутого” материала оказывается в полости вакуоли и там деградирует. Возможно, так выполняется аутофагическая функция вакуолей, участвующих в гидролизе дефектных клеточных компонентов. Лизосомными свойствами обладают вакуоли дрожжей. Было обнаружено, что стенки вакуолей дрожжей тоже могут образовывать впячивания внутрь, затем они отщепляются от тонопласта и растворяются внутри вакуоли.
mikrobiki.ru
