Вакуоль — это центральный компонент, входящий в живую клетку и выполняющий некоторые жизненно необходимые функции.

Ее строение отличается от других структур клетки, внутри вакуоли имеется свободное пространство и ее мембрана имеет проницаемую структуру.

Внутри вакуоль заполнена определенным водным раствором (так называемый клеточный сок), содержащий необходимые питательные вещества или продукты жизнедеятельности, такие как пигменты, которые окрашивают в разные цвета ягоды, цветы и другие органы растений, минеральные соли, различные сахара или отходы жизнедеятельности.

Разновидности

Данные органоиды относятся к одномембранным структурам клеток. Некоторые структуры постоянны, а другие появляются для каких-либо функций.

Возникают они в следствие распространения пузырьков аппарата Гольджи и эндоплазматической сети.

Существует три вида органелл:

1. пищеварительные — это непостоянные компоненты, возникающие тогда, когда одноклеточные животные (или те организмы которые питаются с помощью фагоцитоза или пиноцитоза) захватывают пищу. Они заглатывают, переваривают пищу и усваивают питательные вещества. Этот органоид можно сравнить с желудком человека, он точно также переваривает захваченные микробы или водоросли;
2. сократительные представляет собой сеть каналов и выполняет функцию поглощения необходимой жидкости и выведения ненужной воды. Некоторые ученые предполагают, что эта органелла участвует в дыхании;
3. в клетке растений — это небольшие одномембранные структуры, заполненные клеточным соком. В молодых растительных клетках их может быть более трех штук. Основная роль вакуоли в растительной клетки — это запас питательных веществ и выведение ненужных и вредных компонентов наружу.

Смотря, на строение и устройство они могут запасать питательные вещества, растворять их или удалять из клетки.

Основные функции

Функции вакуоли разнообразны:

1. В некоторых растительных органоидах откладываются остатки жизнедеятельности, после из них образуются вещества, которые способны выделять фермент. Вот эти вещества отпугивают животных, которые питаются травой (они имеют горький или вяжущий привкус). Ярким примером служит растение одуванчик или молочай, если мы оторвем листик, то увидим белое молочко — это и есть содержимое вакуолей.
2. С помощью полупроницательной мембраны она может поглощать в себя воду, в результате этого повышается внутреннее давление в клетке. Это очень важно во время роста и для водного баланса растения.
3. В некоторых вакуолях находятся пигменты, которые собственно и окрашивают цветы, плоды и листья в разноцветные цвета. Яркая расцветка для цветов очень важна, так как насекомые в первую очередь опыляют яркие и большие цветы.
4. В растениях эти компоненты участвуют в аутолизе — это значит, что клетки занимаются самоперевариванием.
5. Некоторые из этих компонентов выполняют функцию определенных резервуаров, которые запасают необходимые питательные вещества. Такие, как сахароза, различные белки, органические кислоты, минеральные соли и многие другие вещества.

Итак, мы выяснили, что основные функции — это хранение необходимых питательных веществ, секреция, аутолиз и выделение. Они находятся не только в растительных, но и в животных клетках. Различают постоянные и непостоянные вакуоли.

Источник: GemoParazit.ru

Функции вакуолей растительных клеток

Вакуоль является одним из наиболее важных органоидов клетки и выполняет множество функций, среди которых: поглощение воды, придание окраски клетке, вывод из обмена токсичных веществ, запасание питательных веществ. Кроме того, вакуоли некоторых растений вырабатывают млечный сок и помогают расщеплять “старые” части клетки.

Вакуоль играет главную роль в поглощении клеткой воды. Путем осмотического давления вода поступает в вакуоль. В результате этого в клетке появляется тургорное давление, обусловливающее растяжение клеток во время роста. Осмотическое поглощение воды важно и для поддержания общего водного режима растения, а также для процесса фотосинтеза.

В вакуоле имеются красящие вещества, называемые антоцианами. От них зависит окраска цветов, плодов, листьев, почек, корнеплодов растений.

Вакуоль выводит из обмена токсичные вещества и некоторые вторичные метаболиты. Отходами служат кристаллы оксалата кальция. Они откладываются в вакуолях в виде кристаллов разной формы. Роль вторичных метаболитов не до конца изучена. Возможно алкалоиды, как вторичный продукт метаболизма, подобно танинам, с их вяжущим вкусом, отталкивают травоядных животных, что предотвращает поедание этих растений.

Вакуоли запасают питательные вещества: минеральные соли, сахарозу, различные органические кислоты (яблочную, уксусную, лимонную и др.), аминокислоты, белки. При необходимости цитоплазма клетки может использовать эти вещества.

В вакуолях клеток некоторых растений вырабатывается млечный сок. Так, в млечном соке бразильской гевеи содержатся ферменты и вещества, необходимые для синтеза каучука.

В вакуолях иногда содержатся гидролитические ферменты, и тогда вакуоли действуют как лизосомы. Так, они способны расщеплять белки, углеводы, жиры, нуклеиновые кислоты, фитогормоны, фитонциды, участвуют в расщеплении «старых» частей клетки.

Функции вакуолей животных клеток

Пульсирующие (сократительные) вакуоли у пресноводных простейших служат для осмотической регуляции клетки. Поскольку концентрация веществ в речной воде ниже, чем концентрация веществ в клетках простейших, сократительные вакуоли поглощают воду, и наоборот, излишек воды выводят наружу путем сокращений.

В клетках некоторых многоклеточных беспозвоночных (губки, кишечнополостные, ресничные черви, некоторые моллюски), способных к внутриклеточному пищеварению, и в теле некоторых одноклеточных организмов образуются пищеварительные вакуоли, содержащие пищеварительные ферменты. Пищеварительные вакуоли у высших животных образуются в особых клетках — фагоцитах.

Источник: www.kakprosto.ru

Суть понятия

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. Органелла 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.

Существует разделение вакуолей на следующие категории:

1. 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.
2. Пульсирующая: встречается под названием сократительной или выделительной, присутствует в составе одноклеточных организмов и животных клеток, имеет форму звезды, способствует аккумулированию и выводу результатов распада, отвечает за поддержание стабильного уровня осмотического давления, необходима для регуляции осмотического давления.
3. 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.
4. Газовая: встречается в клетках ряски, спирулины (плавучих микроводорослях), водных животных, способствует водородному и иному газовому обогащению, повышает степень плавучести / непотопляемости организма.
5. 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

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.

Это интересно! Биология: какие органические вещества и соединения входят в состав клетки

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.

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.

Данная таблица наглядно и кратко представляет информацию о функциях вакуоли.

Это интересно! Из чего состоит нуклеотид и что это такое

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.

Источник: znaniya.guru

В клетках растений, грибов и многих протистов содержатся вакуоли — крупные мембранные пузырьки или полости, заполненные преимущественно водным содержимым. Вакуоли образуются из пузыревидных расширений эндоплазматической сети или из пузырьков комплекса Гольджи.

Вакуоли растительных клеток. В молодых клетках растений возникает много небольших вакуолей. Увеличиваясь, они сливаются в одну центральную вакуоль, которая может занимать до 90 % объема клетки (рис. 40).

Содержимое вакуолей — клеточный сок. Он 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 могут содержаться соли, углеводы (прежде всего сахароза, глюкоза, фруктоза), карбоновые кислоты (яблочная, лимонная, щавелевая, уксусная), аминокислоты, белки. Это запасные вещества, которые временно выведены из обмена веществ и могут использоваться клеткой снова.

Помимо запасных веществ, клеточный сок содержит конечные продукты обмена, которые выводятся в вакуоль и таким образом изолируются. Это, например, танины (дубильные вещества), алкалоиды, некоторые пигменты. Считается, что танины с их вяжущим вкусом и алкалоиды выполняют защитную функцию: их неприятный (чаще горький) вкус и специфический запах отталкивают травоядных животных, что предотвращает поедание этих растений.

В вакуолях часто обнаруживаются разнообразные по форме кристаллы оксалата кальция, который также является конечным продуктом обмена веществ (рис. 41).

В клеточном соке многих растений содержатся пигменты. Самыми распространенными из них являются антоцианы, придающие клеточному соку пурпурный, красный, синий или фиолетовый цвет. Близкие к антоцианам флаво-ноиды окрашивают клеточный сок в желтые и кремовые оттенки. Именно эти пигменты определяют окраску лепестков, плодов, почек, листьев и корнеплодов многих растений. Например, цвет корнеплодов свеклы обусловлен антоцианами.

Цвет антоцианов может меняться в зависимости от кислотности среды: в кислой среде он красный, в нейтральной — фиолетовый, в щелочной — синий. Кроме того, могут наблюдаться все переходные оттенки. Реакция клеточного сока в процессе жизнедеятельности растений может меняться от сильнокислой до слабокислой или даже слабощелочной, что вызывает соответствующие изменения цвета пигментов. Поэтому цветки некоторых растений (например, медуницы неясной) во время цветения могут изменять свою окраску от розовой до синей.

Клеточный сок некоторых растений содержит биологически активные вещества, например фи то гормоны (регуляторы и координаторы роста растений), фитонциды (вещества, убивающие или подавляющие рост микроорганизмов), ферменты. В последнем случае вакуоли действуют подобно лизосомам. После гибели клетки мембрана, ограничивающая вакуоль, теряет свою избирательную проницаемость, и ферменты, высвобождаясь из вакуолей, вызывают самопереваривание клетки (автолиз).

Вакуоли играют главную роль в поглощении воды растительными клетками. Вода поступает в вакуоль путем осмоса (так как клеточный сок является более концентрированным раствором, чем гиалоплазма) и оказывает давление на цитоплазму, а тем самым и на оболочку клетки. В результате в клетке развивается тургорное давление, которое обусловливает напряженное состояние клеточной оболочки, а также ее растяжение во время роста клетки.

В запасающих тканях растений вместо одной центральной вакуоли часто бывает несколько. В них накапливаются запасные питательные вещества. Углеводы могут находиться в вакуолях в растворенном виде (моно- и олигосахариды) или в виде гранул (полисахариды). Белки откладываются в виде твердых зернистых образований. Их особенно много в клетках семян злаков и бобовых.

Сократительные (пульсирующие) вакуоли характерны для одноклеточных пресноводных протистов, например инфузории туфельки (рис. 42). Концентрация солей в речной или озерной воде значительно ниже, чем в клетках протистов, поэтому вода непрерывно поступает в их клетки путем осмоса. Избыток воды накапливается в сократительных вакуолях, которые периодически сокращаются благодаря взаимодействию расположенных вокруг них микротрубочек и микрофиламентов. Вода выводится наружу через специальную выделительную пору, и клетка сохраняет более или менее постоянный объем. Следовательно, сократительные вакуоли выполняют в клетках функцию осморегуляции — поддерживают на определенном уровне содержание воды и концентрацию солей.

Таким образом, вакуоли выполняют в клетках важные функции, связанные с регуляцией водного режима и поддержанием тургора клетки, а также с хранением запасных питательных веществ, биологически активных веществ и конечных продуктов жизнедеятельности клетки.

Источник: botana.biz