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.
И др.). Вакуоли и их содержимое рассматриваются как обособленный от цитоплазмы компартмент . Различают пищеварительные и сократительные (пульсирующие) вакуоли, регулирующие осмотическое давление и служащие для выведения из организма продуктов распада. Вакуоли особенно хорошо заметны в клетках растений : во многих зрелых клетках растений они составляют более половины объёма клетки. Одна из важных функций растительных вакуолей - накопление ионов и поддержание тургора (тургорного давления). Вакуоль - это место запаса воды. Вакуоли развиваются из цистерн эндоплазматической сети.
Мембрана, в которую заключена вакуоль, называется тонопласт .
В вакуолях содержатся органические кислоты, углеводы, дубильные вещества, неорганические вещества (нитраты, фосфаты, хлориды и др.), белки и др.
Литература
| Органоиды эукариотической клетки | ||
|---|---|---|
Wikimedia Foundation . 2010 .
Синонимы :Смотреть что такое "Вакуоль" в других словарях:
ВАКУОЛЬ - (от лат. vacuus пустой, полый), сферические пространства в плазме растительных и животных клеток, наполненные жидкостью различного хим. состава. Размеры и число В. сильно варьируют и в разных клетках и в одной и той же клетке в разных ее… … Большая медицинская энциклопедия
ВАКУОЛЬ, полость внутри клеточной ЦИТОПЛАЗМЫ,отделенная мембраной. В зависимости от организма содержат воду, газ, либо частицы пищи. Вакуоли выполняют различные функции. В одноклеточных организмах, таких как амеба, находятся пульсирующие вакуоли … Научно-технический энциклопедический словарь
Сущ., кол во синонимов: 2 полость (27) фагосома (1) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов
вакуоль - и ВАКУОЛЯ и, ж. vacuole, лат. vacuola. Небольшие, обычно шаровидные полости в клетках животных, растительных и одноклеточных организмов. БАС 2. В протоплазме возникали вакуоли, окрашенные подобными же пленками. Природа 1929 7 8 686. Вакуолизация… … Исторический словарь галлицизмов русского языка
вакуоль - Полость в цитоплазме клетки, ограниченная мембраной, заполненная жидкостью, включающей ферменты; у простейших имеются пищеварительные и сократительные В., у многоклеточных организмов аутофагирующие (вторичные лизосомы) и пищеварительные В.; В.… … Справочник технического переводчика
Vacuole вакуоль. Полость в цитоплазме клетки, ограниченная мембраной, заполненная жидкостью, включающей ферменты; у простейших имеются пищеварительные и сократительные В., у многоклеточных организмов аутофагирующие (вторичные лизосомы) и… … Молекулярная биология и генетика. Толковый словарь.
Вакуоль - (от лат. vacuus пустой) полость в протоплазме клетки, заполненная клеточным соком, в котором растворены соли, сахара и органические кислоты, а также содержит ряд пигментов, окрашивающих лепестки цветов в красный, синий и пурпурный цвета,… … Начала современного естествознания
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.
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).