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.
1. Что представляют собой вакуоли? Как они образуются?
Вакуоли – крупные пузырьки или полости, ограниченные мембраной от гиалоплазмы и заполненные преимущественно водным содержимым. Вакуоли характерны для клеток растений, грибов и многих протистов, они образуются из пузыревидных расширений ЭПС или из пузырьков комплекса Гольджи.
2. Какие вещества содержатся в клеточном соке вакуолей растительных клеток?
Клеточный сок представляет собой водный раствор различных неорганических и органических веществ. Химический состав и концентрация клеточного сока очень изменчивы и зависят от вида растения, органа, ткани и возраста клетки.
В клеточном соке вакуолей растительных клеток могут содержаться:
● Запасные вещества, которые временно выведены из обмена веществ и могут использоваться клеткой снова. Например, соли, углеводы (сахароза, глюкоза, фруктоза), карбоновые кислоты (яблочная, лимонная, щавелевая, уксусная), аминокислоты, белки.
● Конечные продукты обмена, которые выводятся в вакуоль и таким путём изолируются. Например, танины (дубильные вещества), алкалоиды, некоторые пигменты, оксалат кальция.
● Пигменты, самыми распространёнными из которых являются антоцианы, придающие клеточному соку пурпурный, красный, синий или фиолетовый цвета. Близкие к антоцианам флавоноиды окрашивают клеточный сок в жёлтые и кремовые оттенки.
● Биологически активные вещества, например, фитогормоны (регуляторы роста растений), фитонциды (вещества, убивающие или подавляющие рост микроорганизмов), ферменты...
3. Какие функции выполняют вакуоли в растительных клетках?
Основные функции вакуолей в клетках растений:
● Хранение и изоляция различных веществ (запасных, биологически активных, конечных продуктов обмена и др.).
● Обеспечение окраски лепестков, плодов, почек, листьев, корнеплодов.
● Регуляция водного баланса клетки, поддержание тургорного давления.
4. У каких организмов имеются сократительные вакуоли? Какова их функция?
Сократительные (пульсирующие) вакуоли характерны для одноклеточных пресноводных протистов. В их клетки путём осмоса непрерывно поступает вода, избыток которой накапливается в сократительных вакуолях. Пульсирующие вакуоли периодически сокращаются благодаря взаимодействию расположенных вокруг них микротрубочек и микрофиламентов. Вода выводится наружу через специальную выделительную пору и клетка сохраняет более или менее постоянный объём.
Таким образом, сократительные вакуоли выполняют в клетках функцию осморегуляции – поддерживают на определённом уровне содержание воды и концентрацию солей.
5. Чем пищеварительные вакуоли отличаются от других вакуолей клетки?
Пищеварительными вакуолями называют вторичные лизосомы в клетках гетеротрофных протистов. Они образуются путём слияния лизосом с фагоцитарными пузырьками, содержащими пищевые частицы. После переваривания пищи и поступления питательных веществ в гиалоплазму, непереваренные остатки выводятся из клетки путём экзоцитоза, а мембрана пищеварительной вакуоли сливается с плазмалеммой.
Таким образом, в отличие от других вакуолей, пищеварительные вакуоли являются не постоянными, а временными органоидами, служат для переваривания пищевых частиц и образуются путём слияния лизосом с фагоцитарными пузырьками.
6. Амёбу и эритроцит поместили в дистиллированную воду. Что произойдёт с каждой клеткой? Почему?
В отличие от дистиллированной воды цитоплазма амёбы и эритроцита содержит определённое количество солей и других растворённых веществ. Поэтому вода будет путём осмоса поступать в клетку амёбы и в эритроцит. Объём эритроцита увеличится, а затем он лопнет. Клетка амёбы будет сохранять более или менее постоянный объём благодаря интенсивной работе сократительной вакуоли.
7. Докажите справедливость утверждения: «Одномембранные органоиды клетки взаимосвязаны и образуют единую мембранную систему, каждый компонент которой специализирован на выполнении определенных функций».
Одномембранными органоидами являются эндоплазматическая сеть, комплекс Гольджи, лизосомы и вакуоли. Каждый из этих органоидов представляет собой отсек (компартмент) или систему отсеков, обособленных от других компартментов и гиалоплазмы. В каждом органоиде содержатся или синтезируются определённые вещества, протекают специфические биохимические процессы.
Вместе с тем одномембранные органоиды взаимосвязаны транспортом веществ и способностью перехода мембран одних органоидов в мембраны других. Например, пузырьки, которые отделяются от ЭПС, сливаются с мембранами комплекса Гольджи. При этом вещества, синтезированные на мембранах ЭПС, поступают в комплекс Гольджи для накопления, модификации и последующего выведения из клетки. Лизосомы, содержащие пищеварительные ферменты, отшнуровываются от цистерн комплекса Гольджи. Вакуоли формируются из пузырьков комплекса Гольджи или пузыревидных расширений ЭПС. Всё это свидетельствует о специализации одномембранных органоидов по выполняемым функциям, а также об их тесной взаимосвязи.
8. У морских протистов сократительные вакуоли пульсируют очень редко или вообще отсутствуют. С чем это связано?
Основная функция сократительных вакуолей – выведение из клеток избытка воды. В морской воде содержание солей такое же, как в клетках протистов, либо выше. Поэтому вода не поступает в клетки морских протистов, а наоборот, может выходить из них путём осмоса (если содержание солей в клетке протиста ниже, чем в морской воде).
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.
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…
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