Особенности и функции вакуоли в растительных клетках

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.

Что такое вакуоли?

Похожие на мелкие пузырьки или крупные полости, вакуоли образуются на участках эндоплазматической сети и комплекса Гольджи. От цитоплазмы они отделены мембраной, которая сохраняет их внутреннее содержимое: жидкость с растворенными в ней веществами.

Животные клетки содержат небольшие по размеру вакуоли, похожие на маленькие пузырьки. В растительных клетках расположена одна большая, центральная вакуоль, которая занимает значительный объем.

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 выполняют разнообразные функции. Это зависит от конкретной клетки, в которой они находятся. Если это одноклеточный организм – роль одна, растительная клетка – роль другая. Если обобщить, то вакуоль выполняет следующие задачи:

• Отложение питательных веществ и их изоляция. Расход – по потребности клетки.
• Резервуар для «отходов» — ненужных продуктов метаболизма. За счет ферментов в составе вакуолярного сока, вредные соединения разрушаются. Если клетка отмирает, то вакуоль лопается внутри клетки, а находящиеся в ней ферменты разрушают клеточную цитоплазму и всю структуру. Такой процесс носит название автолиза.
• Поддержание тургора или упругого состояния. Некоторые клетки способны увеличиваться в размерах и расти за счет растяжения.
• Регуляция водного баланса, поддержание концентрации внутриклеточной жидкости на постоянном уровне.
• В растительных клетках – наличие пигментов – красящих веществ, придающих тканям определенный окрас.
• В клетках одноклеточных водных организмов (амебы, инфузории-туфельки) содержатся сократительные вакуоли. Они регулируют баланс жидкости (осмотическое давление), выводя излишки воды наружу.
• Простейшие содержат пищеварительные вакуоли, где благодаря ферментам переваривается пища. У высших животных также есть пищеварительные вакуоли, но они содержатся в клетках-фагоцитах.

На заметку: Вакуоли выводят из клетки токсичные соединения, такие, как тяжелые металлы и гербициды. За счет внутренней, кислой среды эти органоиды расщепляют крупные макромолекулы, которые засоряют цитоплазму.

Основные функции вакуолей представлены в таблице:

Тип вакуоли	Строение, расположение. Функции
Запасающая	В клетках плодов, семян, корневищ многих растений, и некоторых тканей животных, разрастаясь, занимает почти весь объём Функции: Запас воды, питательных веществ, минералов и витаминов.
Пищеварительная	Расположена в клетках животных, губок, микроорганизмов. Быстро меняет объём и форму. Функции: Обволакивание и переваривание органики с помощью ферментов.
Сократительная (пульсирующая, выделительная)	В клетках животных и одноклеточных организмов. Отличается формой (у инфузорий — напоминает звёздочку). Функции: 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. Функции: 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). Функции: Накопление ядов, используемых растениями для защиты от поедания животными и насекомыми, а животными — для «внешнего пищеварения».

Вакуоль, видео

Автор: Павел Чайка, главный редактор журнала Познавайка

Страница про автора

Эта статья доступна на английском языке – Vacuole.

• Биология

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.

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

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

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью: (Пока оценок нет) Загрузка...