Какие вещества содержатся в вакуолях
Вакуоль – это клеточная органелла, встречающаяся в ряде различных типов клеток. Она представляют собой заполненные жидкостью закрытые структуры, отделенную от цитоплазмы одной мембраной. Вакуоли встречаются в основном в растительных клетках и грибах. Однако некоторые протисты, клетки животных и бактерии также содержат эти органеллы. Вакуоль отвечают за широкий спектр важных функций в клетке, включая хранение питательных веществ, детоксикацию и экспорт отходов.
Вакуоль в клетках растений
Вакуоль в растительной клетке окружена одной мембраной, называемой тонопластом. Она образуется, когда везикулы, высвобождаемые эндоплазматическим ретикулумом и комплексом Гольджи, сливаются вместе. Недавно развившиеся растительные клетки обычно содержат несколько небольших вакуолей. По мере созревания клетки крупная центральная вакуоль образуется из слияния меньших вакуолей. Центральная вакуоль может занимать до 90% объема клетки.
Функция вакуоли
Вакуоли в клетках растений выполняют ряд важных функций, включая:
- Тургорное давление – сила, воздействующая на клеточную стенку, так как содержимое клетки подталкивает плазматическую мембрану к стенке клетки. Вода, заполняющая центральную вакуолью, оказывает давление на клеточную стенку, чтобы помочь растительным структурам оставаться жесткими и прямыми.
- Рост – центральные вакуоли помогают в удлинении клеток, поглощая воду и оказывают давление тургора на клеточную стенку. Росту способствует высвобождение определенных белков, которые снижают жесткость клеточной стенки.
- Хранение – вакуоли хранят важные минералы, воду, питательные вещества, ионы, отходы, небольшие молекулы, ферменты и растительные пигменты.
- Деградация молекул – внутренняя кислая среда вакуолей способствует деградации более крупных молекул, направляемых в вакуоль для разрушения. Тонопласт помогает создать эту кислую среду путем переноса ионов водорода из цитоплазмы в вакуоль. Среда с низким рН активирует ферменты, которые разрушают биологические полимеры.
- Детоксикация – вакуоли удаляют потенциально токсичные вещества из цитозоля, такие как избыточные тяжелые металлы и гербициды.
- Защита – некоторые вакуоли хранят и выделяют химические вещества, которые являются ядовитыми или неприятными для защиты растений от животных.
- Прорастание семян – вакуоли являются источником питательных веществ для семян во время прорастания. Они хранят важные углеводы, белки и жиры, необходимые для роста.
Вакуоли клеток растений функционируют аналогично лизосомам в клетках животных. Лизосомы являются мембранными мешочками ферментов, которые переваривают клеточные макромолекулы. Вакуоли и лизосомы также участвуют в запрограммированной гибели клеток, которая в растениях происходит посредством процесса, называемого автолизом. Автолиз растений – это естественный процесс, при котором растительная клетка разрушается своими ферментами. В упорядоченной серии событий вакуумирующий тонопласт разрывается, высвобождая свое содержимого в цитоплазму клетки. Пищеварительные ферменты из вакуоли затем разрушают всю клетку.
Не нашли, то что искали? Используйте форму поиска по сайту
Источник
Содержание:
Что такое вакуоли и их роль
Вакуоли представляют собой одномембранные клеточные органоиды, то есть другими словами являются одним из важных компонентов клетки, причем не любой клетки, а только клетки эукариотической, то есть такой, у которой в наличии ядро и мембрана (внешняя оболочка). Впрочем, не все эукариотические клетки имеют вакуоли среди своих органоидов, в основном они встречаются в клетках растений и грибов. О том, какое строение вакуоли, и какую роль она осуществляет для нормальной работы клетки наша статья.
Образование и строение вакуоли
Все вакуоли образуются от провакуолей, которые в свою очередь появляются при рождении клетки в виде мембранных пузырьков.
Так выглядят вакуоли в растительной и животной клетке. Внешне она представляет собой большой пузырек, который в зрелой клетке может занимать более половины всего объема (особенно в растительной клетке).
По краям вакуоль подобно клетке окружена защитной оболочкой – мембраной, называемой тонопластом. Внутри же вакуоли находится клеточный сок, представляющий собой концентрированный раствор из воды, минеральных солей, сахаров, органических кислот, кислорода, диоксида углерода, продуктов клеточного метаболизма и так далее.
Мембрана-тонопласт вакуоли местами проницаема, в частности через нее в вакуоль поступает вода, благодаря этому вакуоль начинает осуществлять давление на окружающую цитоплазму (это давление называют тургорным), как следствие цитоплазма прижимается к стенкам клетки. Такое давление, вызванное вакуолей, помогает клеткам растений оставаться жесткими и прямыми и в целом способствуют их росту.
Вакуоль амебы.
Функции вакуоли в клетке
Вакуоли обеспечивают нормальную работу клетки и осуществляют целый ряд полезных функций:
- Именно благодаря вакуолям осуществляется рост клетки, они способствуют ее удлинению за счет особого тургорного давления на стенки клетки. Как мы писали выше, тургорное давление вакуоли на клеточную стенку происходит вследствие заполнения вакуоли водой.
- Вакуоли хранят важные минералы, питательные вещества, воду, необходимые клетке ферменты и растительные пигменты.
- Вакуоли удаляют из клетки потенциально токсичные вещества, такие как тяжелые металлы и гербициды. Также внутренняя кислая среда вакуолей осуществляют расщепление крупных молекул, которые мешают нормальной работе клеток.
Вакуоль в растительной клетке
Дополнительно в клетках растений вакуоли осуществляют такие функции как:
- Защиту, у некоторых растений именно вакуоли выделяют особые химические вещества, которые являются ядовитыми либо попросту неприятными по запаху для некоторых животных. Таким образом, растения защищают себя.
- Также у многих растений именно вакуоли ответственны за прорастание семян. В вакуолях хранятся важные белки, углеводы и жиры, необходимые для роста семян. По сути вакуоли являются источником питательных веществ для семян на время их прорастания.
Вакуоль, видео
И в завершение образовательное видео по теме нашей статьи.
Автор: Павел Чайка, главный редактор журнала Познавайка
При написании статьи старался сделать ее максимально интересной, полезной и качественной. Буду благодарен за любую обратную связь и конструктивную критику в виде комментариев к статье. Также Ваше пожелание/вопрос/предложение можете написать на мою почту pavelchaika1983@gmail.com или в Фейсбук, с уважением автор.
Эта статья доступна на английском языке – Vacuole.
Источник
Структура эукариотической клетки. Вакуоль указана под номером 10
Вакуо́ль ( от лат. vacuus — пустой) — пространство в центральной части клетки, заполненное клеточным соком; одномембранный органоид, содержащийся в некоторых эукариотических клетках.
Различают пищеварительные и сократительные (пульсирующие) вакуоли, регулирующие осмотическое давление и служащие для выведения из организма продуктов распада.
Образование вакуолей
Вакуоли развиваются из мембранных пузырьков — провакуолей. Провакуоли являются производными эндоплазматического ретикулума и комплекса Гольджи, они сливаются и образуют вакуоли. Вакуоли и их содержимое рассматриваются как обособленный от цитоплазмы компартмент.
Строение
Для большинства зрелых клеток характерна центральная вакуоль. Вакуоли особенно хорошо заметны во многих зрелых клетках растений, т.к. они составляют более половины объёма клетки, при этом они могут сливаться в одну. При этом вакуоль настолько крупна, что занимает 70 – 90% объёма клетки, так, что протопласт (живое содержимое клетки) располагается в виде очень тонкого постенного слоя, выстилающего клеточную оболочку.
Вакуоли содержатся почти во всех растительных клетках. Они представляют собой полости в клетке, заполненные обычно водянистым содержимым — клеточным соком. Клеточный сок представляет собой, как правило, водный раствор различных веществ, являющихся продуктами жизнедеятельности протопласта. Основной компонент — вода. В ней накапливаются многочисленные соединения — минеральные или органические. Реакция клеточного сока обычно слабокислая или нейтральная, реже щелочная (рН 3-5). Вещества, входящие в состав клеточного сока, разнообразны — это неорганических веществ (нитраты, фосфаты, хлориды и др.), углеводы (сахара и полисахариды), белки, органические кислоты и их соли, алкалоиды, гликозиды, пигменты, танины, фитонциды и другие органические соединения, растворимые в воде.
От цитоплазмы клеточный сок ограничен избирательно проницаемой вакуолярной мембраной — тонопластом (лат. tonus — напряжение; греч. платос — оформленный), выполняющим барьерную и транспортную функцию.
Функции
Вакуоли в растительных клетках формируют внутреннюю водную среду, с их помощью осуществляется водно-солевой обмен. Участвуют в активном транспорте и накоплении в вакуолях некоторых ионов. Другая важнейшая роль вакуолей состоит в поддержании тургорного давления внутриклеточной жидкости в клетке. К тому же, вакуоли накапливают запасные вещества и участвуют в «захоронении» отбросов (конечных продуктов метаболизма). Иногда вакуоли разрушают токсичные или ненужные клетке вещества. Обычно это выполняется специальными небольшими вакуолями, содержащими соответствующие ферменты. Такие вакуоли получили название лизосомных.
Литература
- Кузеванов В. Я., Катков Б. Б., Р.К.Саляев Общие принципы выделения вакуолей и вакуолярных мембран // Структура и функции биологических мембран растений / Под ред. Саляева Р. К., Войникова В. К. — Новосибирск: Наука, 1985. — С. 93—107. [1]
- Билич Г. Л., Крыжановский В. А. Биология. Полный курс: В 4 т. — издание 5-е, дополненное и переработанное. — М.: Издательство Оникс, 2009. — Т. 1. — 864 с. — ISBN 978-5-488-02311-6
- Васильев А.Е., Воронин Н. С., Еленевский А.Г. Серебрякова Т.И., Шорина Н.И. Ботаника. Морфология и анатомия растений. 2-е издание, переработанное. МОСКВА ” ПРОСВЕЩЕНИЕ” 1988 год. – 480 с. ISBN 5-09-000652-0
- вакуоль: тематические медиафайлы на Викискладе
Источник
Структура эукариотической клетки. Вакуоль указана под номером 10
Вакуо́ль ( от лат. vacuus — пустой) — пространство в центральной части клетки, заполненное клеточным соком; одномембранный органоид, содержащийся в некоторых эукариотических клетках.
Различают пищеварительные и сократительные (пульсирующие) вакуоли, регулирующие осмотическое давление и служащие для выведения из организма продуктов распада.
Образование вакуолей
Вакуоли развиваются из мембранных пузырьков — провакуолей. Провакуоли являются производными эндоплазматического ретикулума и комплекса Гольджи, они сливаются и образуют вакуоли. Вакуоли и их содержимое рассматриваются как обособленный от цитоплазмы компартмент.
Строение
Для большинства зрелых клеток характерна центральная вакуоль. Вакуоли особенно хорошо заметны во многих зрелых клетках растений, т.к. они составляют более половины объёма клетки, при этом они могут сливаться в одну. При этом вакуоль настолько крупна, что занимает 70 – 90% объёма клетки, так, что протопласт (живое содержимое клетки) располагается в виде очень тонкого постенного слоя, выстилающего клеточную оболочку.
Вакуоли содержатся почти во всех растительных клетках. Они представляют собой полости в клетке, заполненные обычно водянистым содержимым — клеточным соком. Клеточный сок представляет собой, как правило, водный раствор различных веществ, являющихся продуктами жизнедеятельности протопласта. Основной компонент — вода. В ней накапливаются многочисленные соединения — минеральные или органические. Реакция клеточного сока обычно слабокислая или нейтральная, реже щелочная (рН 3-5). Вещества, входящие в состав клеточного сока, разнообразны — это неорганических веществ (нитраты, фосфаты, хлориды и др.), углеводы (сахара и полисахариды), белки, органические кислоты и их соли, алкалоиды, гликозиды, пигменты, танины, фитонциды и другие органические соединения, растворимые в воде.
От цитоплазмы клеточный сок ограничен избирательно проницаемой вакуолярной мембраной — тонопластом (лат. tonus — напряжение; греч. платос — оформленный), выполняющим барьерную и транспортную функцию.
Функции
Вакуоли в растительных клетках формируют внутреннюю водную среду, с их помощью осуществляется водно-солевой обмен. Участвуют в активном транспорте и накоплении в вакуолях некоторых ионов. Другая важнейшая роль вакуолей состоит в поддержании тургорного давления внутриклеточной жидкости в клетке. К тому же, вакуоли накапливают запасные вещества и участвуют в «захоронении» отбросов (конечных продуктов метаболизма). Иногда вакуоли разрушают токсичные или ненужные клетке вещества. Обычно это выполняется специальными небольшими вакуолями, содержащими соответствующие ферменты. Такие вакуоли получили название лизосомных.
Литература
- Кузеванов В. Я., Катков Б. Б., Р.К.Саляев Общие принципы выделения вакуолей и вакуолярных мембран // Структура и функции биологических мембран растений / Под ред. Саляева Р. К., Войникова В. К. — Новосибирск: Наука, 1985. — С. 93—107. [1]
- Билич Г. Л., Крыжановский В. А. Биология. Полный курс: В 4 т. — издание 5-е, дополненное и переработанное. — М.: Издательство Оникс, 2009. — Т. 1. — 864 с. — ISBN 978-5-488-02311-6
- Васильев А.Е., Воронин Н. С., Еленевский А.Г. Серебрякова Т.И., Шорина Н.И. Ботаника. Морфология и анатомия растений. 2-е издание, переработанное. МОСКВА ” ПРОСВЕЩЕНИЕ” 1988 год. – 480 с. ISBN 5-09-000652-0
- вакуоль: тематические медиафайлы на Викискладе
Источник
Вакуоли растительной клетки
Вакуоли — полости впротопластеэукариотических клеток. У растений вакуоли — производныеэндоплазматической сети, ограниченные мембраной — тонопластом и заполненные водянистым содержимым- клеточным соком. По- видимому, существенную роль в образовании вакуолейимеет деятельностьаппарата Гольджи.
В молодых делящихся растительных клетках вакуоли представляют системуканальцев и пузырьков (провакуоли), по мере роста|роста клеток они увеличиваются,а затем сливаются в одну большую|большую центральную вакуоль. Она занимает от 70 до90% объёма клетки, в то время какпротопласт располагается в виде тонкого постенного слоя. В основном увеличениеразмеров клетки происходит за счёт роста|роста вакуоли. В результате этоговозникает тургорное давление и поддерживается упругость клеток и тканей.
Содержимое вакуоли — клеточный сок — представляет собой слабокислый (рН2-5) водный раствор различных органических и неорганических веществ (внезрелых плодах или в зрелых плодах лимона клеточный сок имеет сильнокислуюреакцию). По химическому составу и консистенции клеточный сок существенноотличается отпротопласта. Эти различия связаны с избирательной проницаемостью тонопласта,выполняющего барьерную функцию. Большинство органических веществ,содержащихся в клеточном соке, относится к группеэргастических продуктов метаболизма протопласта. В зависимости от потребностей клеткиони могут накапливаться в вакуоли в значительных количествах либо полностьюисчезать. Наиболее обычны различные углеводы, играющие роль запасных|запасныхэнергетических веществ, а также органические кислоты|кислоты. Вакуоли семян нередкосодержат и белки|белки-протеины. Растительные вакуоли часто служат местомконцентрации разнообразных вторичных метаболитов — полифенольныхсоединений:флавоноидов,антоцианов,таннидов и азотсодержащих веществ -алкалоидов. В клеточном соке растворены|растворены также многие неорганические соединения.
Функции вакуолей многообразны. Они формируют внутреннюю водную среду|средуклетки, и с их помощью осуществляется регуляция водно-солевого обмена. Вэтом плане очень важна рольтонопласта, участвующего в активном транспорте и накоплении в вакуолях некоторыхионов.
Другая важнейшая роль вакуолей состоит в поддержании тургорногогидростатического давления внутриклеточной жидкости в клетке.
Наконец, третья их функция — накопление запасных|запасных веществ и»захоронение» отбросов, т.е. конечных продуктов метаболизмаклетки. Иногда вакуоли разрушают токсичные или ненужные клетке вещества.Обычно это выполняется специальными небольшими вакуолями, содержащимисоответствующие ферменты. Такие вакуоли получили названиелизосомных.
Тургорное давление в растительных клетках способствует поддержанию формынеодревесневших частей растений. Оно служит также одним из факторов роста|роста,обеспечивая рост клеток растяжением. Потеря тургора вызывает увяданиерастений. Тургорное давление связано с избирательной проницаемостьютонопласта для воды|воды и явлением осмоса. Осмос — это односторонняя диффузияводы|воды через полупроницаемую перегородку в сторону водного раствора солейбольшей концентрации. Поступающая в клеточный сок вода оказывает давлениенацитоплазму, а через неё — на стенку клетки, вызывая упругое её состояние, т.е.обеспечивая тургор. Недостаток воды|воды в растении и тем самым в отдельнойклетке ведёт кплазмолизу, т.е. к сокращению объёма вакуоли и отделениюпротопластов от оболочки. Плазмолиз может быть вызван искусственно при погруженииклетки в гипертонический раствор какой-либо соли|соли или сахара|сахара|сахара. Плазмолизобычно обратим и может служить показателем живого состоянияпротопласта.
Вакуоль строение и функции
Основные группы органелл. Органеллы — постоянные внутриклеточные структуры, имеющие определённое строение и выполняющие соответствующие функции. Органеллы делятся на две группы: мембранные и немембранные. Мембранные органеллы представлены двумя вариантами: двумембранным и одномем-бранным. Двумембранными компонентами являются пластиды, митохондрии и клеточное ядро. К одномембранным относятся органеллы вакуолярной системы — эндоплазматический ретикулум, комплекс Гольджи, лизосомы, вакуоли растительных и грибных клеток, пульсирующие вакуоли и др. К немембранным органеллам принадлежат рибосомы и клеточный центр, постоянно присутствующие в клетке. Выраженность элементов цитоскелета (постоянного компонента клетки) может значительно меняться в течение клеточного цикла — от полного исчезновения одного компонента (например, цитоплазматических трубочек во время деления клетки) до появления новых структур (веретена|веретёна деления).
Общим свойством мембранных органелл является то, что все они построены из липопротеидных плёнок (биологических мембран), замыкающихся сами на себя так, что образуются замкнутые полости, или отсеки|отсеки. Внутреннее содержимое этих отсеков всегда отличается от гиалоплазмы.
Двумембранные органеллы. К двумебранным органеллам относятся пластиды и митохондрии. Пластиды —характерные|характерные органеллы клеток автотрофных эукариотических организмов. Их окраска, форма и размеры весьма разнообразны. Различают хло-ропласты, хромопласты и лейкопласты.
Хлоропласты имеют зелёный цвет, обусловленный присутствием основного пигмента — хлорофилла. Хлоропласты содержат также вспомогательные пигменты — каротиноиды (оранжевого цвета|цвета). По форме хлоропласты — это овальные линзовидные тельца|тельца размером (5—10) х (2—4) мкм. В одной клетке листа может находиться 15—20 и более хлоропластов, а у некоторых водорослей — лишь 1 -2 гигантских хлоропласта (хроматофора) различной формы.
Хлоропласты ограничены двумя мембранами — наружной и внутренней .
Схема строения хлоропласта: I —наружная мембрана; 2 — рибосомы; 3 — пластоглобулы; 4 — граны; 5 — тилакоиды; 6 — матрице; 7 —ДНК; 8 — внутренняя мембрана; 9 —межмембранное пространство.
Наружная мембрана отграничивает жидкую внутреннюю гомогенную среду|среду хлоропласта — строму (матрикс). В строме содержатся белки|белки, липиды, ДНК (кольцевая молекула), РНК, рибосомы и запасные|запасные вещества (липиды, крахмальные и белковые зерна|зёрна) а также ферменты, участвующие в фиксации углекислого газа.
Внутренняя мембрана хлоропласта образует впячивания внутрь стромы —тилакоиды, или ламеллы, которые имеют форму уплощённых мешочков (цистерн). Несколько таких тилакои-дов, лежащих друг над другом|другом, образуют грану, и в этом случае они называются тилакоидами граны. Именно в мембранах тила-коидов локализованы светочувствительные пигменты, а также переносчики электронов и протонов, которые участвуют в поглощении и преобразовании энергии света.
Хлоропласты в клетке осуществляют процесс фотосинтеза.
Лейкопласты — мелкие бесцветные пластиды различной формы. Они бывают шаровидными, эллипсоидными, гантелевид-ными, чашевидными и т. д. По сравнению с хлоропластами у них слабо|слабо развита|развита внутренняя мембранная система.
Лейкопласты в основном встречаются в клетках органов|органов, скрытых от солнечного света (корней, корневищ, клубней, семян). Они осуществляют вторичный синтез и накопление запасных|запасных питательных веществ — крахмала, реже жиров и белков.
Хромопласты отличаются от других пластид своеобразной формой (дисковидной, зубчатой, серповидной, треугольной, ром-
бической и др.) и окраской (оранжевые, жёлтые, красные). Хромопласты лишены хлорофилла и поэтому не способны к фотосинтезу. Внутренняя мембранная структура их слабо|слабо выражена.
Хромопласты присутствуют в клетках лепестков многих растений (лютиков, калужниц, нарциссов, одуванчиков и др.), зрелых плодов (томаты, рябина, ландыш, шиповник) и корнеплодов (морковь, свёкла), а также листьев в осеннюю пору. Яркий цвет этих органов|органов обусловлен различными пигментами, относящимися к группе каргиноидов, которые сосредоточены в хромопластах.
Всё|Все типы пластид генетически родственны друг другу, и одни их виды могут превращаться в другие:
Таким образом, весь процесс взаимопревращений пластид можно представить в виде ряда изменений, идущих в одном направлении — от пропластид до хромопластов.
Митохондрии—неотъемлемые компоненты всех эукариоти-ческих клеток. Они представляют собой гранулярные или нитепо-добные структуры толщиной 0,5 мкм и длиной до 7—10 мкм.
Митохондрии ограничены двумя мембранами — наружной и внутренней . Между внешней и внутренней мембранами имеется так называемое перимитохондриалъное пространство, которое является местом скопления ионов водорода Н+Наружная митохондриальная мембрана отделяет её от гиало-плазмы. Внутренняя мембрана образует множество впячиваний внутрь митохондрий — так называемых крист. На мембране крист или внутри неё располагаются ферменты, в том числе переносчики электронов и ионов водорода Н+, которые участвуют в кислородном дыхании. Наружная мембрана отличается высокой проницаемостью.
Источник