– удобный орган, где переваривается пища, расщепляется на простые соединения, которые после усваиваются организмом и используются на его нужды. Однако у крошечных – простейших и губок - желудка, разумеется, нет. Его роль играет фагосома, также называемая пищеварительной вакуолью – пузырек, мембраной. Он образуется вокруг твердой частицы или клетки, которую организм решил в пищу. Возникает пищеварительная вакуоль и вокруг заглоченной капли жидкости. Фагосома сливается с лизосомой, активизируются ферменты и начинается процесс пищеварения, который длится около часа. В ходе переваривания среда внутри фагосомы меняется с кислой на щелочную. После того как все питательные вещества извлечены, непереваренные остатки пищи выводятся из тела через порошицу или клеточную мембрану.
Переваривание твердой пищи называется фагоцитоз, жидкой – пиноцитоз.
Сократительная вакуоль
У многих и некоторых представителей губок имеется сократительная вакуоль. Основная функция этого органоида – регуляция осмотического давления. Через клеточную мембрану вода поступает в клетку губки или простейших, и периодически с равным промежутком времени жидкость выводится наружу с использованием сократительной вакуоли, которая, разрастаясь до определенного момента, затем начинает сокращаться с помощью имеющихся в ней эластичных пучков.
Существует гипотеза, что сократительная вакуоль принимает участие и в клеточном дыхании.
Вакуоль в растительной клетке
У растений также имеются вакуоли. В молодой клетке, как правило, их присутствует несколько штук небольшого размера, однако по мере роста клетки они увеличиваются и сливаются в одну крупную вакуоль, которая способна занимать 70-80% всей клетки. Растительная вакуоль содержит в себе клеточный сок, в состав которого входят минералы, сахара и органические вещества. Основная функция этого органоида – поддержание тургора. Также растительные вакуоли участвуют в водно-солевом обмене, расщеплении и усвоении питательных веществ и утилизации соединений, которые могут оказать вред клетке. Зеленые части растений, не покрытые древесиной, сохраняют свою форму благодаря прочной клеточной стенке и вакуолям, которые поддерживают форму клеток неизменной и не допускают деформации.
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 - 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.
Это еще одна составляющая часть клетки, то есть органоид. Органоид, или органелла - это частички, из которых состоят клетки, последние, в свою очередь, являются основой всего, что нас окружает.
На самом деле, мир не такой, каким он кажется на первый взгляд. Стоит взять в руки микроскоп, и наше мировоззрение сильно изменится. Первое знакомство с данным прибором происходит еще в средней школе. Преподаватели должны обязательно прочитать лекцию по правилам пользования микроскопом, чтобы избежать неприятных инцидентов на столь увлекательном занятии. После небольшого отступления расскажем вам о том, Это и есть наш основной вопрос.
Вакуоль
Начнем раздел с определения. Вакуоль - это Его можно обнаружить в Сразу введем небольшое пояснение: эукариоты - это клетки, содержащие ядро. Последнее отделено от цитоплазмы двойной мембраной. Значение ядра велико, именно в нем содержатся ДНК молекулы.
Итак, вакуоль - это органоид, способный выполнять множество различных функций (о них мы скажем немного позже). Как же эти органеллы образуются? Они берут начало от провакуолей, а они предстают перед нами в виде мембранных пузырьков.
Важно знать и то, что можно все вакуоли разделить на две группы:
- пищеварительные;
- пульсирующие.
Иногда пульсирующие вакуоли называют сократительными. Они помогают выводить продукты распада. Какие еще имеет такая вакуоль функции, мы рассмотри немного позже.
В растительных клетках вакуоли занимают больше половины объема, иногда они сливаются в один большой органоид, который сильно превышает размеры обычных.
Все вакуоли ограничены мембраной, ее называют - тонопласт. Внутри мы можем обнаружить клеточный сок. Последний состоит из следующих компонентов:
- воды;
- моносахаридов;
- дисахаридов;
- танинов;
- углеводов;
- нитратов;
- фосфатов;
- хлоридов;
- органических кислот и других веществ.
Функции
Сейчас мы предлагаем выделить основные функции рассматриваемых нами органелл. Вакуоль, функции которой мы сейчас перечислим, может занимать пространство клетки от 5 до 90 процентов. Назначение ее напрямую зависит от того, где данная органелла находится.
Что касается видов клетки, то в растительных их гораздо больше, а животные имеют временные органоиды. Мы уже сказали о том, что в зависимости от места расположения вакуоль может выполнять различные функции. Но мы выделим две основные:
- взаимосвязь органоидов;
- транспортная функция.
Растительная клетка
Теперь переходим к более подробному изучению органелл в растительной вакуоль - это основной ее компонент. Давайте перечислим, почему:
- вакуоль поглощает воду;
- выводит вредные вещества;
- в некоторых случаях вакуоли вырабатывают млечный сок;
- участвуют в процессе расщепления старых органоидов;
- запасают
Как видите, роль данных органоидов действительно велика. Мы упомянули то, что они способны расщеплять старые органоиды, то есть выполняют Значит, вакуоли могут иметь ферменты, необходимые для гидролиза следующих веществ:
- белков;
- жиров;
- углеводов;
- нуклеиновых кислот;
- фитогормонов;
- фитонцидов и так далее.
Также они участвуют в процессе фотосинтеза, что крайне важно не только для растения, но и для других организмов.
Животная клетка
Вакуоли можно встретить у:
- пресноводных ;
- многоклеточных беспозвоночных.
В первом случае мы встретим сократительные вакуоли, служащие регулятором. То есть они способны поглощать или выпускать излишек воды. Ко второй группе мы можем отнести множество организмов, среди которых:
- губки;
- кишечнополостные;
- ресничные черви;
- моллюски.
У данных организмов образуются пищеварительные вакуоли, которые способны к внутриклеточному пищеварению. Последние могут образовываться и у высших животных, но только в определенных клетках (фагоцитах).
Вакуоль - это ёмкость внутри клетки, относящаяся к органоидам и используемая живым организмом для различных нужд. Обычно она имеет вид мешочка. Отделена от клетки единственной мембраной, именуемой тонопластом. Образуются вакуоли из тонопластовых пузырьков. Бывают у растений и животных, водорослей, грибов, бактерий, у вирусов и фагов их нет.
Вконтакте
Состав вакуоли
Часто основной состав органоида - это раствор необходимых веществ, то есть клеточный сок.
Несмотря на различия животных и растительных организмов, их клеточный сок представлен схожими веществами .
- Вода (например, в клетках кактуса).
- Минеральные соли: хлориды, нитраты, фосфаты (полифосфаты у фотосинтезирующих бактерий), нитраты.
- Углеводы: моносахариды, дисахариды, крахмал (в клетках клубней картофеля), гликоген (у животных).
- Жиры (например, белый жир подкожной жировой клетчатки у человека), поли-β-оксимасляная кислота (у некоторых бактерий).
- Красители: меланин (в коже человека), танин и антоцианы (у растений).
- Заживляющие вещества, заделывающие рану в случае повреждения (например, латекс в клеточной паренхиме коры гевеи).
- Газы, накапливаемые для повышения плавучести и полезного использования. У эвглены зелёной, биология которой двойственна (животное в темноте и растение на свету), накапливается и расходуется переменно углекислый газ или кислород.
Строение и функции
В некоторых органах многоклеточных организмов этот органоид бурно разрастается
, вытесняя прочее содержимое клетки на самый её край. Например, в горбе верблюда после прихода в оазис постепенно накапливается смесь воды и жира - вакуоли увеличиваются, горб растёт, набухает, поднимается.
Заметны различия между растительными и животными органоидами. Вакуоль у растений часто единственная в клетке, но крупная и содержащая какие-либо запасы. В животной клетке их много, они мелкие и выполняют в основном выделительные и пищеварительные функции. Рассмотрим основные типы (таблица).
| Тип вакуоли | Строение, расположение | Функции |
| Запасающая | В клетках плодов, семян, корневищ многих растений, и некоторых тканей животных, разрастаясь, занимает почти весь объём | Запас воды, питательных веществ, минералов и витаминов |
| Пищеварительная | Расположена в клетках животных, губок, микроорганизмов. Быстро меняет объём и форму | Обволакивание и переваривание органики с помощью ферментов |
| Сократительная (пульсирующая, выделительная) | В клетках животных и одноклеточных организмов. Отличается формой (у инфузорий - напоминает звёздочку) | Сбор и удаление отходов жизнедеятельности клетки, поддержание в клетке необходимого уровня осмотического давления |
| Аэросома (газовая) | Обычна для клеток растений с плавающими на воде листьями, ряски, плавучих микроводорослей наподобие спирулины, некоторых водных животных | Накачка водородом и другими газами, с целью повышения плавучести (непотопляемости) |
| Токсическая | В клетках многих растений, насекомых, рыб (фугу), ядовитых животных. Содержит алкалоиды, полифенолы и прочее (пример: соланин зелёных картофельных клубней). | Накопление ядов, используемых растениями для защиты от поедания животными и насекомыми, а животными - для «внешнего пищеварения». |
Дополнительные сведения:
- Сократительная (пульсирующая, выделительная) - её биология у одноклеточных сходна с почками и мочевым пузырём у млекопитающих.
- Пищеварительная - этот органоид быстро эволюционирует, меняя размер и содержимое. Сначала он формируется вокруг захваченного пищевого комка, обычно имеющего кислый состав. Под воздействием впрыскиваемых ферментов он увеличивается, показатель кислотности меняется на щелочной. Во время переваривания часть веществ усваивается, всасываясь в клетку, размер уменьшается. Оставшиеся отходы удаляются через сократительную вакуоль или порошицу.
- Выделяют и более узкоспециализированные органоиды, например, лизосомы - характерны для многоклеточных животных, содержат гидролитические ферменты, путём фагоцитоза, пиноцитоза утилизируют чужие бактерии, собственные отмершие органы и ткани.
Симбиоз одного живого существа с другими организмами
, находящимися в его пищеварительной вакуоли, рассматривается как один из важных элементов эволюции. Особенность одноклеточных и мелких эукариот: для них обычны специализированные органоиды, по нескольку одновременно, с частой сменой, сочетанием, изменением функций.
Например, многие крупные бактерии, актинии, грибы, морские слизни практикуют пищеварительный захват микроводорослей. При этом переваривание водорослей может притормозиться со вступлением организма в симбиотическую связь с ними.
Устойчивый симбиоз гриба с водорослями внутри его органоидов привёл к появлению лишайников. Эвглена зелёная, как принято считать, имеет в качестве хлоропластов хламидомонад, эволюционировавших внутри её организма. Плавучий папоротник азолла образует заполненные слизью полости, и когда в них попадает сине-зелёная водоросль анабена (Anabaena azollae), полость закрывается, образуя вакуоль для проживания в ней этой водоросли.