Все живые существа на планете Земля имеют клеточное строение. Этот факт не относится к внеклеточной форме жизни — вирусам. Одной из составных частей клетки является вакуоль. Она встречается как у животных и растений, так и у грибов, водорослей, бактерий. Что представляет собой вакуоль, ее строение и функции будут описаны ниже.
Изучение, что такое вакуоль, следует начать с понятия эукариотов - это одна из разновидностей клеток, в которых присутствует ядро, отделенное от цитоплазмы двойной перегородкой — мембраной или тонопластом.
Обратите внимание! Для ядра характерен существенный числовой параметр. Это связано с содержанием в нем молекулы ДНК.
В клетке присутствует емкость, которая относится к категории органоидов (или органелл) и необходима живому организму для конкретных нужд. По внешнему виду органелла напоминает мешочек. В целом считается закрытой структурой. Вакуоль отделяется от прочих клеточных составляющих одной мембраной.
Что такое вакуоль, каково ее происхождение. образуется из провакуолей - это такие новообразования в виде тонопластовых пузырьков. Категория провакуолей относится к комплексу Гольджи и эндоплазматическому ретикулуму. Их слияние обуславливает появление органелл.
Перечислим основные характеристики вакуолей:
- органелла растительной клетки превалирует в количественном выражении над органоидом животной клетки;
- для животной органеллы присущ временный характер существования, для растительной клетки – постоянный;
- в составе растений присутствует единственная органелла с крупным размером и значительными запасами;
- животная клетка характеризуется множеством мелких органоидов для выполнения пищеварительной и выделительной функций.
Вакуоль растительной и животной клетки
Существует разделение вакуолей на следующие категории:
- Пищеварительная вакуоль: встречается у губок, простейших и животных, представлена в виде мембранных пузырьков в составе клеточной цитоплазмы; Образуется как результат заглатывания капелек жидкости (или пиноцитоза), оформленных клеток или частиц (или фагоцитоза). Отмечается моментальным изменением формы и объема. Получила свое название за счет процесса пищеварения в ее составе. Пищеварительный процесс внутри органоида по отношению к пищевым частицам именуется циклозом, в ходе которого в состав органеллы попадают ферменты, отвечающие за процесс переваривания. В итоге происходит изменение среды с кислой на щелочную. Остатки, не прошедшие этап переваривания, выводятся через порошицу.
- Пульсирующая: встречается под названием сократительной или выделительной, присутствует в составе одноклеточных организмов и , имеет форму звезды, способствует аккумулированию и выводу результатов распада, отвечает за поддержание стабильного уровня осмотического давления, необходима для регуляции осмотического давления.
- Запасающая: присутствует в семенах, плодах, растительных корневищах, животных тканях, для нее характерно разрастание с поглощением клеточного пространства, гарантирует водный запас, накопление витаминов, минералов и питательных веществ.
- Газовая: встречается в клетках ряски, спирулины (плавучих микроводорослях), водных животных, способствует водородному и иному газовому обогащению, повышает степень плавучести / непотопляемости организма.
- Токсическая: отмечается в клеточной структуре рыб, насекомых, растений, ядовитых животных, включает в состав полифенолы, алкалоиды, способствует аккумуляции ядов, которые применяются растениями для защиты от насекомых и животных.
Строение и функции
Строение
Такие понятия, как строение и функции вакуоли, считаются взаимозависимыми.
Структура органеллы:
- внешний слой представлен мембраной, одно из названий – тонопласт (от латин. – напряжение и греч. – оформленный). Функции – транспортная и барьерная;
- внутренняя часть является клеточным соком, представлена раствором жизненно важных веществ, которые являются результатом деятельности протопласта, включает воду, углеводы (дисахариды, моносахариды, гликоген, крахмал), красящие пигменты (танин, меланин, антоцианы), минеральные соли (фосфаты, нитраты, хлориды, полифосфаты), жиры, поли- оксимасляную кислоту, заживляющие вещества, газы для улучшения плавучести, алкалоиды, органические кислоты и прочие вещества.
Данная клеточная органелла встречается в составе многих клеток, преимущественно грибов и растений. Ученые диагностируют ее присутствие также в составе бактерий и животных. Это обусловлено многоплановостью функций органеллы и ее важностью для живого организма.
Клеточная органелла
Функции
Органоид занимает от 0,05 до 0,9 клеточного пространства . Это обусловлено значением и расположением вакуоли в составе определенного организма.
Оптимальным вариантом для изучения вакуоли, ее строения и функций является таблица.
| Название функции | Функциональное значение |
| Давление тургорного типа | Создает силу воздействия на клеточную стенку. Позволяет структурам растительного характера сохранять жесткость |
| Развитие и рост | Обеспечивает клеточное удлинение. Достигается за счет поглощения воды и создания тургорного давления на клеточную стенку. Усиливается высвобождением белков, необходимых для снижения степени жесткости стенки. |
| Накопление | Способствует хранению воды, минералов, питательных веществ, ферментов, ионов, молекул и пигментов. |
| Молекулярная деградация | Достигается за счет кислой среды внутри органеллы. Способствует деградации и разрушению крупных молекул; разрушительный процесс активируется ферментами посредством влияния среды с низким pH. |
| Детоксикация | Гарантирует выведение токсичных веществ (гербицидов и тяжелых металлов) из области цитозоля. |
| Защита | Обеспечивает первоначальное хранение и последующее выделение химических веществ, несущих потенциальный вред для организма. |
| Транспорт | Создается накопление и транспортировка ионов. |
| Водно-солевой обмен | Обеспечивает формирование внутренней водной среды. |
Данная таблица наглядно и кратко представляет информацию о функциях вакуоли.
Полезное видео: виды вакуолей и их функции
Вывод
Вакуоль встречается как у животных и растений. Ее присутствие отмечается в составе бактерий, грибов. В зависимости от места расположения видоизменяется состав органеллы и перечень ее функций.
Вконтакте
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.
Вакуоли - это одномембранные органоиды эукариотических клеток. При этом их содержат не все клетки эукариот.
Функции вакуолей разнообразны. В основном сводятся к секреции, хранение запасных веществ, аутофагия, автолиз, поддержанию тургорного давления.
Формируются путем слияния провакуолей, которые образуют ЭПС и комплекс Гольджи.
В животных клетках имеются небольшие вакуоли: фазоцитозные , пищеварительные и др. Сократительные вакуоли регулируют осмотическое давление, вывод продуктов распада. В растительных клетках обычно имеется одна большая центральная вакуоль .
Центральная вакуоль
Центральная вакуоль занимает более половины объема зрелых клеток, особенно в паренхиме и колленхиме. Основные функции – запас воды, накопление ионов, поддержание тургора.
Мембрана вакуоли называется тонопластом , а внутреннее содержимое - клеточным соком . Он представляет собой концентрированный раствор. Состав клеточного сока: вода, минеральные соли, сахара, танины, органические кислоты, кислород, диоксид углерода, пигменты антоцианы, продукты клеточного метаболизма и др.
Тонопласт избирательно проницаем. Через него в вакуоль поступает вода. Возникает тургорное давление, и цитоплазма прижимается к клеточной стенке. За счет такого осмотического поглощения воды клетка растягивается во время роста.
Центральная вакуоль может содержать гидролитические ферменты, что позволяет ей выполнять функцию лизосом. После гибели клетки ферменты попадают в цитоплазму, и происходит автолиз.
В вакуолях накапливаются такие отходы жизнедеятельности как кристаллы оксалата кальция. Среди вторичных продуктов метаболизма - алкалоиды, которые предположительно выполняют защитную функцию наряду с танинами, препятствуя поеданию животными.
У некоторых растений в клеточном соке накапливается млечный сок , представляющий собой беловатую эмульсию. У ряда растений есть клетки, которые его экскретируют.
В центральных вакуолях также запасаются питательные вещества (сахароза, инулин), которые используются при необходимости, как и содержащиеся здесь минеральные соли.
Вакуолями называют крупные округлые полости в цитоплазме, образующиеся при слиянии провакуолей (мембранных пузырьков). Могут выполнять различные функции от хранения веществ до аутофагии и секреции. Важнейшими функциями вакуоли являются поддержание внутриклеточного давления и накопление ионов. Вода - основная часть состава вакуоли.
Виды
Среди вакуолей выделяют:
- Пищеварительные — хранят ферменты, способствующие расщеплению органических веществ. Характерны для простейших животных. Пищевая вакуоль является временным органоидом, что значительно отличает ее от других типов вакуолей.
- Сократительные или пульсирующие — регулируют давление и выводят из клетки продукты распада. Характерны для амеб, инфузорий, эвглен и других пресноводных протистов. В их организмах вакуоль вбирает в себя максимальный объем воды, после чего сокращается, резко выбрасывая ее наружу.
В клетках растений вакуоли в процессе роста сливаются в одну гигантскую вакуоль, занимающую центральную часть клетки и составляющую большую ее часть. Содержит растворенные органические и неорганические соединения: соли, сахара, аминокислоты, пигменты и другие. Выводит из клетки токсины.
ВАКУОЛИ ВАКУОЛИ
(франц. vacuole, от лат. vacuus - пустой), полости в цитоплазме животных и растит, клеток, ограниченные мембраной и заполненные жидкостью. В цитоплазме простейших находятся содержащие ферменты пищеварительные В. и выполняющие функции осморегуляции и выделения сократительные В. Для многоклеточных животных характерны пищеварительные и аутофагирующие В., входящие в группу вторичных лизосом и содержащие гидролитические ферменты. У растений В.- производные эндоплазматич. сети, окружены полупроницаемой мембраной - тонопластом. Вся система В. растит, клетки наз. вакуомом, к-рый в молодой клетке представлен системой канальцев и пузырьков; по мере роста и дифференцировки клетки они увеличиваются и сливаются в одну большую центральную В., занимающую 70-95% объёма зрелой клетки. Клеточный сок В.- водянистая жидкость с рН 2-5, содержит растворённые в воде органич. и неорганич. соли (фосфаты, оксалаты и т. п.), сахара, аминокислоты, белки, конечные или токсичные продукты обмена веществ (таннины, гликозиды, алкалоиды), нек-рые пигменты (напр., антоцианы). Функции В.: регуляция водно-солевого обмена, поддержание тургорного давления в клетке, накопление низкомолекулярных водорастворимых метаболитов, запасных веществ и выведение из обмена токсичных веществ. (см. ЛИЗОСОМА) рис. при ст.
.(Источник: «Биологический энциклопедический словарь.» Гл. ред. М. С. Гиляров; Редкол.: А. А. Бабаев, Г. Г. Винберг, Г. А. Заварзин и др. - 2-е изд., исправл. - М.: Сов. Энциклопедия, 1986.)
вакуо́лиПолости в цитоплазме животных и растительных клеток; ограничены мембраной и заполнены жидкостью. У одноклеточных животных (простейших ) пищеварительные вакуоли содержат ферменты, расщепляющие органические вещества; сократительные вакуоли регулируют осмотическое давление и служат органами выделения. У многоклеточных животных пищеварительные вакуоли – одна из форм лизосом . У растений вакуоли представлены системой канальцев и пузырьков, которые в зрелой клетке сливаются в одну большую центральную вакуоль, занимающую почти весь объём клетки. Она содержит растворённые в воде органические и неорганические соли, сахара, аминокислоты, некоторые пигменты и др., поддерживает тургорное давление, накапливает запасные вещества и промежуточные продукты обмена, выводит из обмена токсичные вещества. Ил. при ст. Клетка .
.(Источник: «Биология. Современная иллюстрированная энциклопедия.» Гл. ред. А. П. Горкин; М.: Росмэн, 2006.)
Смотреть что такое "ВАКУОЛИ" в других словарях:
- (франц. vacuole от лат. vacuus пустой), полости в животных и растительных клетках или одноклеточных организмах. Различают пищеварительные и сократительные (пульсирующие) вакуоли, регулирующие осмотическое давление и служащие для выведения из… … Большой Энциклопедический словарь
Один из типов клеточных органелл. Представляют собой сферические полости, заполненные жидкостью или газом. Контрактильные В. содержат жидкость, находятся в области клеточной мембраны, выполняют функцию регуляции осмотического давления,… … Словарь микробиологии
вакуоли - Мембранные органоиды эукариотической клетки Тематики биотехнологии EN vacuoles … Справочник технического переводчика
- (франц. vacuole, от лат. vacuus пустой) небольшие, большей частью шаровидные, полости в животных и растительных клетках или одноклеточных организмах. В клетках ряда многоклеточных беспозвоночных (губки, кишечнополостные, ресничные черви,… … Большая советская энциклопедия
Ей; мн. (ед. вакуоля, и; ж.). [от лат. vakuola полость] Физиол. Небольшие (обычно шаровидные) полости в животных и растительных клетках или одноклеточных организмах, служащие для пищеварения, выведения продуктов распада и т.п. * * * вакуоли… … Энциклопедический словарь
Клетка. Вакуоль указана под номером 10 Вакуоль ограниченный мембраной органоид, содержащийся в некоторых эукариотических клетках и выполняющий различные функции (секреция, экскреция и хранение запасных веществ, аутофагия, автолиз и др.). Вакуоли… … Википедия
- (лат. vacuus пустой) полости в цитоплазме клеток в животных и растительных организмах, заполненные клеточным соком с теми или иными включениями; выполняет пищеварительную, выделительную и др. функции. Новый словарь иностранных слов. by EdwART,… … Словарь иностранных слов русского языка
Мн. Небольшие, обычно шаровидные полости в клетках животных, растительных и одноклеточных организмов. Толковый словарь Ефремовой. Т. Ф. Ефремова. 2000 … Современный толковый словарь русского языка Ефремовой
- (франц. vacuole, от лат. vacuus пустой), полости в животных и растит. клетках или одноклеточных организмах. Различают пи щеварит. и сократит. (пульсирующие) В., регулирующие осмотич. давление и служащие для выведения из организма продуктов… … Естествознание. Энциклопедический словарь
вакуоли - ваку оли, ей, ед. ч. оль, и … Русский орфографический словарь
Книги
- Большая книга аналогий. Антиучебник, который поможет влюбиться в науку , Леви Джоэль. О книге Авторы книги используют прием аналогии, чтобы объяснить базовые научные теории и принципы с помощью явлений и предметов из нашей повседневной жизни. Иллюстрации, диаграммы и…