вакуоль

Содержание:

  • Что такое вакуоли и их роль
  • Образование и строение вакуоли
  • Функции вакуоли в клетке
  • Вакуоль в растительной клетке
  • Вакуоль, видео

    Что такое вакуоли и их роль

    Вакуоли представляют собой одномембранные клеточные органоиды, то есть другими словами являются одним из важных компонентов клетки, причем не любой клетки, а только клетки эукариотической, то есть такой, у которой в наличии ядро и мембрана (внешняя оболочка). Впрочем, не все эукариотические клетки имеют вакуоли среди своих органоидов, в основном они встречаются в клетках растений и грибов. О том, какое строение вакуоли, и какую роль она осуществляет для нормальной работы клетки наша статья.

    Образование и строение вакуоли


    Все вакуоли образуются от провакуолей, которые в свою очередь появляются при рождении клетки в виде мембранных пузырьков.

    вакуоли в растительной и животной клетке

    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

    Вакуоль амебы.

    Функции вакуоли в клетке

    Вакуоли обеспечивают нормальную работу клетки и осуществляют целый ряд полезных функций:


    • Именно благодаря вакуолям осуществляется рост клетки, они способствуют ее удлинению за счет особого тургорного давления на стенки клетки. Как мы писали выше, тургорное давление вакуоли на клеточную стенку происходит вследствие заполнения вакуоли водой.
    • Вакуоли хранят важные минералы, питательные вещества, воду, необходимые клетке ферменты и растительные пигменты.
    • Вакуоли удаляют из клетки потенциально токсичные вещества, такие как тяжелые металлы и гербициды. Также внутренняя кислая среда вакуолей осуществляют расщепление крупных молекул, которые мешают нормальной работе клеток.

    Вакуоль в растительной клетке

    Дополнительно в клетках растений вакуоли осуществляют такие функции как:

    • Защиту, у некоторых растений именно вакуоли выделяют особые химические вещества, которые являются ядовитыми либо попросту неприятными по запаху для некоторых животных. Таким образом, растения защищают себя.
    • Также у многих растений именно вакуоли ответственны за прорастание семян. В вакуолях хранятся важные белки, углеводы и жиры, необходимые для роста семян. По сути вакуоли являются источником питательных веществ для семян на время их прорастания.

    Источник: www.poznavayka.org

    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.

    1. Вода (например, в клетках кактуса).
    2. Минеральные соли: хлориды, нитраты, фосфаты (полифосфаты у фотосинтезирующих бактерий), нитраты.
    3. Углеводы: моносахариды, дисахариды, крахмал (в клетках клубней картофеля), гликоген (у животных).
    4. Жиры (например, белый жир подкожной жировой клетчатки у человека), поли-β-оксимасляная кислота (у некоторых бактерий).
    5. Красители: меланин (в коже человека), танин и антоцианы (у растений).
    6. Заживляющие вещества, заделывающие рану в случае повреждения (например, латекс в клеточной паренхиме коры гевеи).
    7. 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.

    Это интересно: энергетический и пластический обмен — процессы в клетке.

    Строение и функции

    iv>

    Функции ВакуолиВ 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 двух организмов

    Симбиоз в ВакуолиСимбиоз 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.


    Источник: obrazovanie.guru

    Эндоплазматическая сеть

    Эндоплазматическая сеть (ЭПС), или эндоплазматический ретикулум (ЭПР), — одномембранный органоид. Представляет собой систему мембран, формирующих «цистерны» и каналы, соединенных друг с другом и ограничивающих единое внутреннее пространство — полости ЭПС. Мембраны с одной стороны связаны с цитоплазматической мембраной, с другой — с наружной ядерной мембраной. Различают два вида ЭПС: 1) шероховатая (гранулярная), содержащая на своей поверхности рибосомы, и 2) гладкая (агранулярная), мембраны которой рибосом не несут.

    Функции: 1) транспорт веществ из одной части клетки в другую, 2) разделение цитоплазмы клетки на компартменты ( «отсеки»), 3) синтез углеводов и липидов (гладкая ЭПС), 4) синтез белка (шероховатая ЭПС), 5) место образования аппарата Гольджи.

    Аппарат Гольджи

    Аппарат Гольджи, или комплекс Гольджи, — одномембранный органоид. Представляет собой стопки уплощенных «цистерн» с расширенными краями. С ними связана система мелких одномембранных пузырьков (пузырьки Гольджи). Каждая стопка обычно состоит из 4-х–6-ти «цистерн», является структурно-функциональной единицей аппарата Гольджи и называется диктиосомой. Число диктиосом в клетке колеблется от одной до нескольких сотен. В растительных клетках диктиосомы обособлены.


    Аппарат Гольджи

    Аппарат Гольджи обычно расположен около клеточного ядра (в животных клетках часто вблизи клеточного центра).

    Функции аппарата Гольджи: 1) накопление белков, липидов, углеводов, 2) модификация поступивших органических веществ, 3) «упаковка» в мембранные пузырьки белков, липидов, углеводов, 4) секреция белков, липидов, углеводов, 5) синтез углеводов и липидов, 6) место образования лизосом. Секреторная функция является важнейшей, поэтому аппарат Гольджи хорошо развит в секреторных клетках.

    Лизосомы

    Лизосомы — одномембранные органоиды. Представляют собой мелкие пузырьки (диаметр от 0,2 до 0,8 мкм), содержащие набор гидролитических ферментов. Ферменты синтезируются на шероховатой ЭПС, перемещаются в аппарат Гольджи, где происходит их модификация и упаковка в мембранные пузырьки, которые после отделения от аппарата Гольджи становятся собственно лизосомами. Лизосома может содержать от 20 до 60 различных видов гидролитических ферментов. Расщепление веществ с помощью ферментов называют лизисом.


    Различают: 1) первичные лизосомы, 2) вторичные лизосомы. Первичными называются лизосомы, отшнуровавшиеся от аппарата Гольджи. Первичные лизосомы являются фактором, обеспечивающим экзоцитоз ферментов из клетки.

    Вторичными называются лизосомы, образовавшиеся в результате слияния первичных лизосом с эндоцитозными вакуолями. В этом случае в них происходит переваривание веществ, поступивших в клетку путем фагоцитоза или пиноцитоза, поэтому их можно назвать пищеварительными вакуолями.

    Автофагия — процесс уничтожения ненужных клетке структур. Сначала подлежащая уничтожению структура окружается одинарной мембраной, затем образовавшаяся мембранная капсула сливается с первичной лизосомой, в результате также образуется вторичная лизосома (автофагическая вакуоль), в которой эта структура переваривается. Продукты переваривания усваиваются цитоплазмой клетки, но часть материала так и остается непереваренной. Вторичная лизосома, содержащая этот непереваренный материал, называется остаточным тельцем. Путем экзоцитоза непереваренные частицы удаляются из клетки.

    Автолиз — саморазрушение клетки, наступающее вследствие высвобождения содержимого лизосом. В норме автолиз имеет место при метаморфозах (исчезновение хвоста у головастика лягушек), инволюции матки после родов, в очагах омертвления тканей.

    Функции лизосом: 1) внутриклеточное переваривание органических веществ, 2) уничтожение ненужных клеточных и неклеточных структур, 3) участие в процессах реорганизации клеток.

    Вакуоли


    Вакуоли — одномембранные органоиды, представляют собой «емкости», заполненные водными растворами органических и неорганических веществ. В образовании вакуолей принимают участие ЭПС и аппарат Гольджи. Молодые растительные клетки содержат много мелких вакуолей, которые затем по мере роста и дифференцировки клетки сливаются друг с другом и образуют одну большую центральную вакуоль. Центральная вакуоль может занимать до 95% объема зрелой клетки, ядро и органоиды оттесняются при этом к клеточной оболочке. Мембрана, ограничивающая растительную вакуоль, называется тонопластом. Жидкость, заполняющая растительную вакуоль, называется клеточным соком. В состав клеточного сока входят водорастворимые органические и неорганические соли, моносахариды, дисахариды, аминокислоты, конечные или токсические продукты обмена веществ (гликозиды, алкалоиды), некоторые пигменты (антоцианы).

    В животных клетках имеются мелкие пищеварительные и автофагические вакуоли, относящиеся к группе вторичных лизосом и содержащие гидролитические ферменты. У одноклеточных животных есть еще сократительные вакуоли, выполняющие функцию осморегуляции и выделения.

    Функции вакуоли: 1) накопление и хранение воды, 2) регуляция водно-солевого обмена, 3) поддержание тургорного давления, 4) накопление водорастворимых метаболитов, запасных питательных веществ, 5) окрашивание цветов и плодов и привлечение тем самым опылителей и распространителей семян, 6) см. функции лизосом.

    Эндоплазматическая сеть, аппарат Гольджи, лизосомы и вакуоли образуют единую вакуолярную сеть клетки, отдельные элементы которой могут переходить друг в друга.

    Митохондрии

    Форма, размеры и количество митохондрий чрезвычайно варьируют. По форме митохондрии могут быть палочковидными, округлыми, спиральными, чашевидными, разветвленными. Длина митохондрий колеблется в пределах от 1,5 до 10 мкм, диаметр — от 0,25 до 1,00 мкм. Количество митохондрий в клетке может достигать нескольких тысяч и зависит от метаболической активности клетки.

    Митохондрия ограничена двумя мембранами. Наружная мембрана митохондрий (1) гладкая, внутренняя (2) образует многочисленные складки — кристы (4). Кристы увеличивают площадь поверхности внутренней мембраны, на которой размещаются мультиферментные системы (5), участвующие в процессах синтеза молекул АТФ. Внутреннее пространство митохондрий заполнено матриксом (3). В матриксе содержатся кольцевая ДНК (6), специфические иРНК, рибосомы прокариотического типа (70S-типа), ферменты цикла Кребса.

    Митохондриальная ДНК не связана с белками («голая»), прикреплена к внутренней мембране митохондрии и несет информацию о строении примерно 30 белков. Для построения митохондрии требуется гораздо больше белков, поэтому информация о большинстве митохондриальных белков содержится в ядерной ДНК, и эти белки синтезируются в цитоплазме клетки. Митохондрии способны автономно размножаться путем деления надвое. Между наружной и внутренней мембранами находится протонный резервуар, где происходит накопление Н+.

    Функции митохондрий: 1) синтез АТФ, 2) кислородное расщепление органических веществ.

    Согласно одной из гипотез (теория симбиогенеза) митохондрии произошли от древних свободноживущих аэробных прокариотических организмов, которые, случайно проникнув в клетку-хозяина, затем образовали с ней взаимовыгодный симбиотический комплекс. В пользу этой гипотезы свидетельствуют следующие данные. Во-первых, митохондриальная ДНК имеет такие же особенности строения как и ДНК современных бактерий (замкнута в кольцо, не связана с белками). Во-вторых, митохондриальные рибосомы и рибосомы бактерий относятся к одному типу — 70S-типу. В-третьих, механизм деления митохондрий сходен с таковым бактерий. В-четвертых, синтез митохондриальных и бактериальных белков подавляется одинаковыми антибиотиками.

    Пластиды

    Пластиды характерны только для растительных клеток. Различают три основных типа пластид: лейкопласты — бесцветные пластиды в клетках неокрашенных частей растений, хромопласты — окрашенные пластиды обычно желтого, красного и оранжевого цветов, хлоропласты — зеленые пластиды.

    Хлоропласты. В клетках высших растений хлоропласты имеют форму двояковыпуклой линзы. Длина хлоропластов колеблется в пределах от 5 до 10 мкм, диаметр — от 2 до 4 мкм. Хлоропласты ограничены двумя мембранами. Наружная мембрана (1) гладкая, внутренняя (2) имеет сложную складчатую структуру. Наименьшая складка называется тилакоидом (4). Группа тилакоидов, уложенных наподобие стопки монет, называется граной (5). В хлоропласте содержится в среднем 40–60 гран, расположенных в шахматном порядке. Граны связываются друг с другом уплощенными каналами — ламеллами (6). В мембраны тилакоидов встроены фотосинтетические пигменты и ферменты, обеспечивающие синтез АТФ. Главным фотосинтетическим пигментом является хлорофилл, который и обусловливает зеленый цвет хлоропластов.

    Внутреннее пространство хлоропластов заполнено стромой (3). В строме имеются кольцевая «голая» ДНК, рибосомы 70S-типа, ферменты цикла Кальвина, зерна крахмала (7). Внутри каждого тилакоида находится протонный резервуар, происходит накопление Н+. Хлоропласты, также как митохондрии, способны к автономному размножению путем деления надвое. Они содержатся в клетках зеленых частей высших растений, особенно много хлоропластов в листьях и зеленых плодах. Хлоропласты низших растений называют хроматофорами.

    Функция хлоропластов: фотосинтез. Полагают, что хлоропласты произошли от древних эндосимбиотических цианобактерий (теория симбиогенеза). Основанием для такого предположения является сходство хлоропластов и современных бактерий по ряду признаков (кольцевая, «голая» ДНК, рибосомы 70S-типа, способ размножения).

    Лейкопласты. Форма варьирует (шаровидные, округлые, чашевидные и др.). Лейкопласты ограничены двумя мембранами. Наружная мембрана гладкая, внутренняя образует малочисленные тилакоиды. В строме имеются кольцевая «голая» ДНК, рибосомы 70S-типа, ферменты синтеза и гидролиза запасных питательных веществ. Пигменты отсутствуют. Особенно много лейкопластов имеют клетки подземных органов растения (корни, клубни, корневища и др.). Функция лейкопластов: синтез, накопление и хранение запасных питательных веществ. Амилопласты — лейкопласты, которые синтезируют и накапливают крахмал, элайопласты — масла, протеинопласты — белки. В одном и том же лейкопласте могут накапливаться разные вещества.

    Хромопласты. Ограничены двумя мембранами. Наружная мембрана гладкая, внутренняя или также гладкая, или образует единичные тилакоиды. В строме имеются кольцевая ДНК и пигменты — каротиноиды, придающие хромопластам желтую, красную или оранжевую окраску. Форма накопления пигментов различная: в виде кристаллов, растворены в липидных каплях (8) и др. Содержатся в клетках зрелых плодов, лепестков, осенних листьев, редко — корнеплодов. Хромопласты считаются конечной стадией развития пластид.

    Функция хромопластов: окрашивание цветов и плодов и тем самым привлечение опылителей и распространителей семян.

    Все виды пластид могут образовываться из пропластид. Пропластиды — мелкие органоиды, содержащиеся в меристематических тканях. Поскольку пластиды имеют общее происхождение, между ними возможны взаимопревращения. Лейкопласты могут превращаться в хлоропласты (позеленение клубней картофеля на свету), хлоропласты — в хромопласты (пожелтение листьев и покраснение плодов). Превращение хромопластов в лейкопласты или хлоропласты считается невозможным.

    Рибосомы

    Рибосомы — немембранные органоиды, диаметр примерно 20 нм. Рибосомы состоят из двух субъединиц — большой и малой, на которые могут диссоциировать. Химический состав рибосом — белки и рРНК. Молекулы рРНК составляют 50–63% массы рибосомы и образуют ее структурный каркас. Различают два типа рибосом: 1) эукариотические (с константами седиментации целой рибосомы — 80S, малой субъединицы — 40S, большой — 60S) и 2) прокариотические (соответственно 70S, 30S, 50S).

    В составе рибосом эукариотического типа 4 молекулы рРНК и около 100 молекул белка, прокариотического типа — 3 молекулы рРНК и около 55 молекул белка. Во время биосинтеза белка рибосомы могут «работать» поодиночке или объединяться в комплексы — полирибосомы (полисомы). В таких комплексах они связаны друг с другом одной молекулой иРНК. Прокариотические клетки имеют рибосомы только 70S-типа. Эукариотические клетки имеют рибосомы как 80S-типа (шероховатые мембраны ЭПС, цитоплазма), так и 70S-типа (митохондрии, хлоропласты).

     

    Субъединицы рибосомы эукариот образуются в ядрышке. Объединение субъединиц в целую рибосому происходит в цитоплазме, как правило, во время биосинтеза белка.

    Функция рибосом: сборка полипептидной цепочки (синтез белка).

    Цитоскелет

    Цитоскелет образован микротрубочками и микрофиламентами. Микротрубочки — цилиндрические неразветвленные структуры. Длина микротрубочек колеблется от 100 мкм до 1 мм, диаметр составляет примерно 24 нм, толщина стенки — 5 нм. Основной химический компонент — белок тубулин. Микротрубочки разрушаются под воздействием колхицина. Микрофиламенты — нити диаметром 5–7 нм, состоят из белка актина. Микротрубочки и микрофиламенты образуют в цитоплазме сложные переплетения. Функции цитоскелета: 1) определение формы клетки, 2) опора для органоидов, 3) образование веретена деления, 4) участие в движениях клетки, 5) организация тока цитоплазмы.

    Клеточный центр

    Клеточный центр

    Клеточный центр включает в себя две центриоли и центросферу. Центриоль представляет собой цилиндр, стенка которого образована девятью группами из трех слившихся микротрубочек (9 триплетов), соединенных между собой через определенные интервалы поперечными сшивками. Центриоли объединены в пары, где они расположены под прямым углом друг к другу. Перед делением клетки центриоли расходятся к противоположным полюсам, и возле каждой из них возникает дочерняя центриоль. Они формируют веретено деления, способствующее равномерному распределению генетического материала между дочерними клетками. В клетках высших растений (голосеменные, покрытосеменные) клеточный центр центриолей не имеет. Центриоли относятся к самовоспроизводящимся органоидам цитоплазмы, они возникают в результате дупликации уже имеющихся центриолей. Функции: 1) обеспечение расхождения хромосом к полюсам клетки во время митоза или мейоза, 2) центр организации цитоскелета.

    Органоиды движения

    Присутствуют не во всех клетках. К органоидам движения относятся реснички (инфузории, эпителий дыхательных путей), жгутики (жгутиконосцы, сперматозоиды), ложноножки (корненожки, лейкоциты), миофибриллы (мышечные клетки) и др.

    Жгутики и реснички — органоиды нитевидной формы, представляют собой аксонему, ограниченную мембраной. Аксонема — цилиндрическая структура; стенка цилиндра образована девятью парами микротрубочек, в его центре находятся две одиночные микротрубочки. В основании аксонемы находятся базальные тельца, представленные двумя взаимно перпендикулярными центриолями (каждое базальное тельце состоит из девяти триплетов микротрубочек, в его центре микротрубочек нет). Длина жгутика достигает 150 мкм, реснички в несколько раз короче.

    Миофибриллы состоят из актиновых и миозиновых миофиламентов, обеспечивающих сокращение мышечных клеток.

     

    Источник: licey.net

    Вакуоль строение и функции

    Вакуоль особенности строения и функцииВакуо́ли расти́тельной кле́тки

    Вакуо́ли — по́лости впротопла́стеэукариотических кле́ток. У расте́ний вакуо́ли — произво́дныеэндоплазматической се́ти, ограни́ченные мембра́ной — тонопластом и запо́лненные водяни́стым содержи́мым- кле́точным со́ком. По- ви́димому, суще́ственную роль в образова́нии вакуо́лейиме́ет де́ятельностьаппара́та Гольджи.

    В молоды́х деля́щихся расти́тельных кле́тках вакуо́ли представля́ют систе́мукана́льцев и пузырько́в (провакуоли), по ме́ре ро́ста|роста́ кле́ток они́ увели́чиваются,а зате́м слива́ются в одну́ бо́льшую|большу́ю центра́льную вакуо́ль. Она́ занима́ет от 70 до90% объёма кле́тки, в то вре́мя какпротопла́ст располага́ется в ви́де то́нкого постенного сло́я. В основно́м увеличе́ниеразме́ров кле́тки происхо́дит за счёт ро́ста|роста́ вакуо́ли. В результа́те э́тоговозника́ет тургорное давле́ние и подде́рживается упру́гость кле́ток и тка́ней.

    Содержи́мое вакуо́ли — кле́точный сок — представля́ет собо́й слабоки́слый (рН2-5) во́дный раство́р разли́чных органи́ческих и неоргани́ческих веще́ств (внезре́лых плода́х и́ли в зре́лых плода́х лимо́на кле́точный сок име́ет сильнокислуюреа́кцию). По хими́ческому соста́ву и консисте́нции кле́точный сок суще́ственноотлича́ется отпротопла́ста. Э́ти разли́чия свя́заны с избира́тельной проница́емостью тонопласта,выполня́ющего барье́рную фу́нкцию. Большинство́ органи́ческих веще́ств,содержа́щихся в кле́точном со́ке, отно́сится к гру́ппеэргастических проду́ктов метаболи́зма протопла́ста. В зави́симости от потре́бностей кле́ткиони́ мо́гут нака́пливаться в вакуо́ли в значи́тельных коли́чествах ли́бо по́лностьюисчеза́ть. Наибо́лее обы́чны разли́чные углево́ды, игра́ющие роль запа́сных|запасны́хэнергети́ческих веще́ств, а та́кже органи́ческие кисло́ты|кислоты́. Вакуо́ли семя́н нере́дкосоде́ржат и бе́лки|белки́-протеи́ны. Расти́тельные вакуо́ли ча́сто слу́жат ме́стомконцентра́ции разнообра́зных втори́чных метаболи́тов — полифенольныхсоедине́ний:флавоноидов,антоцианов,таннидов и азотсодержа́щих веще́ств -алкало́идов. В кле́точном со́ке раство́рены|растворены́ та́кже мно́гие неоргани́ческие соедине́ния.

    Фу́нкции вакуо́лей многообра́зны. Они́ формиру́ют вну́треннюю во́дную сре́ду|среду́кле́тки, и с их по́мощью осуществля́ется регуля́ция во́дно-солево́го обме́на. Вэ́том пла́не о́чень важна́ рольтонопласта, уча́ствующего в акти́вном тра́нспорте и накопле́нии в вакуо́лях не́которыхио́нов.

    Друга́я важне́йшая роль вакуо́лей состои́т в поддержа́нии тургорногогидростати́ческого давле́ния внутрикле́точной жи́дкости в кле́тке.

    Наконе́ц, тре́тья их фу́нкция — накопле́ние запа́сных|запасны́х веще́ств и»захороне́ние» отбро́сов, т.е. коне́чных проду́ктов метаболи́змакле́тки. Иногда́ вакуо́ли разруша́ют токси́чные и́ли нену́жные кле́тке вещества́.Обы́чно э́то выполня́ется специа́льными небольши́ми вакуо́лями, содержа́щимисоотве́тствующие ферме́нты. Таки́е вакуо́ли получи́ли назва́ниелизосомных.

    Тургорное давле́ние в расти́тельных кле́тках спосо́бствует поддержа́нию фо́рмынеодревесневших часте́й расте́ний. Оно́ слу́жит та́кже одни́м из фа́кторов ро́ста|роста́,обеспе́чивая рост кле́ток растяже́нием. Поте́ря тургора вызыва́ет увяда́ниерасте́ний. Тургорное давле́ние свя́зано с избира́тельной проница́емостьютонопласта для во́ды|воды́ и явле́нием о́смоса. О́смос — э́то односторо́нняя диффу́зияво́ды|воды́ че́рез полупроница́емую перегоро́дку в сто́рону во́дного раство́ра соле́йбо́льшей концентра́ции. Поступа́ющая в кле́точный сок вода́ ока́зывает давле́ниенацитопла́зму, а че́рез неё — на сте́нку кле́тки, вызыва́я упру́гое её состоя́ние, т.е.обеспе́чивая тургор. Недоста́ток во́ды|воды́ в расте́нии и тем са́мым в отде́льнойкле́тке ведёт кплазмо́лизу, т.е. к сокраще́нию объёма вакуо́ли и отделе́ниюпротопла́стов от оболо́чки. Плазмо́лиз мо́жет быть вы́зван иску́сственно при погруже́ниикле́тки в гипертони́ческий раство́р како́й-ли́бо со́ли|соли́ и́ли са́хара|саха́ра|сахара́. Плазмо́лизобы́чно обрати́м и мо́жет служи́ть показа́телем живо́го состоя́нияпротопла́ста.

         Вакуо́ль строе́ние и фу́нкции

    Вакуоль особенности строения и функции

    Основны́е гру́ппы органе́лл. Органе́ллы — постоя́нные внутрикле́точные структу́ры, име́ющие определённое строе́ние и выполня́ющие соотве́тствующие фу́нкции. Органе́ллы де́лятся на две гру́ппы: мембра́нные и немембранные. Мембра́нные органе́ллы предста́влены двумя́ вариа́нтами: двумембранным и одномем-бра́нным. Двумембранными компоне́нтами явля́ются пласти́ды, митохондрии и кле́точное ядро́. К одномембранным отно́сятся органе́ллы вакуолярной систе́мы — эндоплазматический ретикулум, ко́мплекс Гольджи, лизосомы, вакуо́ли расти́тельных и грибны́х кле́ток, пульси́рующие вакуо́ли и др. К немембранным органе́ллам принадлежа́т рибосомы и кле́точный центр, постоя́нно прису́тствующие в кле́тке. Вы́раженность элеме́нтов цитоскелета (постоя́нного компоне́нта кле́тки) мо́жет значи́тельно меня́ться в тече́ние кле́точного ци́кла — от по́лного исчезнове́ния одного́ компоне́нта (наприме́р, цитоплазматических тру́бочек во вре́мя деле́ния кле́тки) до появле́ния но́вых структу́р (веретена́|веретёна деле́ния).

    О́бщим сво́йством мембра́нных органе́лл явля́ется то, что все они постро́ены из липопротеидных плёнок (биологи́ческих мембра́н), замыка́ющихся са́ми на себя́ так, что образу́ются за́мкнутые по́лости, и́ли отсе́ки|отсеки́. Вну́треннее содержи́мое э́тих отсе́ков всегда́ отлича́ется от гиалоплазмы.

    Двумембранные органе́ллы. К двумебранным органе́ллам отно́сятся пласти́ды и митохондрии. Пласти́ды —хара́ктерные|характе́рные органе́ллы кле́ток автотрофных эукариотических органи́змов. Их окра́ска, фо́рма и разме́ры весьма́ разнообра́зны. Различа́ют хло-ропласты, хромопла́сты и лейкопла́сты.

    Хлоропла́сты име́ют зелёный цвет, обусло́вленный прису́тствием основно́го пигме́нта — хлорофи́лла. Хлоропла́сты соде́ржат та́кже вспомога́тельные пигме́нты — каротино́иды (ора́нжевого цве́та|цвета́). По фо́рме хлоропла́сты — э́то ова́льные линзовидные те́льца|тельца́ разме́ром (5—10) х (2—4) мкм. В одно́й кле́тке листа́ мо́жет находи́ться 15—20 и бо́лее хлоропла́стов, а у не́которых во́дорослей — лишь 1 -2 гига́нтских хлоропла́ста (хроматофора) разли́чной фо́рмы.

    Хлоропла́сты ограни́чены двумя́ мембра́нами — нару́жной и вну́тренней .

     Схе́ма строе́ния хлоропла́ста: Iнару́жная мембра́на; 2рибосомы; 3пластоглобулы; 4 — гра́ны; 5 — тилакоиды; 6ма́трице; 7ДНК; 8 — вну́тренняя мембра́на; 9межмембранное простра́нство.

    Нару́жная мембра́на отграни́чивает жи́дкую вну́треннюю гомоге́нную сре́ду|среду́ хлоропла́ста — строму (матрикс). В строме соде́ржатся бе́лки|белки́, липи́ды, ДНК (кольцева́я моле́кула), РНК, рибосомы и запа́сные|запасны́е вещества́ (липи́ды, крахма́льные и белко́вые зерна́|зёрна) а та́кже ферме́нты, уча́ствующие в фикса́ции углеки́слого га́за.

    Вну́тренняя мембра́на хлоропла́ста образу́ет впячивания внутрь стромы —тилакоиды, и́ли ламеллы, кото́рые име́ют фо́рму уплощённых мешо́чков (цисте́рн). Не́сколько таки́х тилакои-дов, лежа́щих друг над дру́гом|друго́м, образу́ют гра́ну, и в э́том слу́чае они́ называ́ются тилакоидами гра́ны. И́менно в мембра́нах тила-коидов локализо́ваны светочувстви́тельные пигме́нты, а та́кже перено́счики электро́нов и прото́нов, кото́рые уча́ствуют в поглоще́нии и преобразова́нии эне́ргии све́та.

    Хлоропла́сты в кле́тке осуществля́ют проце́сс фотоси́нтеза.

    Лейкопла́сты — ме́лкие бесцве́тные пласти́ды разли́чной фо́рмы. Они́ быва́ют шарови́дными, эллипсо́идными, гантелевид-ными, чашеви́дными и т. д. По сравне́нию с хлоропла́стами у них сла́бо|слабо́ ра́звита|развита́ вну́тренняя мембра́нная систе́ма.

    Лейкопла́сты в основно́м встреча́ются в кле́тках о́рганов|орга́нов, скры́тых от со́лнечного све́та (корне́й, корневи́щ, клу́бней, семя́н). Они́ осуществля́ют втори́чный си́нтез и накопле́ние запа́сных|запасны́х пита́тельных веще́ств — крахма́ла, ре́же жиро́в и белко́в.

    Хромопла́сты отлича́ются от други́х пласти́д своеобра́зной фо́рмой (дисковидной, зубча́той, серпови́дной, треуго́льной, ром-

    бической и др.) и окра́ской (ора́нжевые, жёлтые, кра́сные). Хромопла́сты лишены́ хлорофи́лла и поэ́тому не спосо́бны к фотоси́нтезу. Вну́тренняя мембра́нная структу́ра их сла́бо|слабо́ вы́ражена.

    Хромопла́сты прису́тствуют в кле́тках лепестко́в мно́гих расте́ний (лю́тиков, калужниц, нарци́ссов, одува́нчиков и др.), зре́лых плодо́в (тома́ты, ряби́на, ла́ндыш, шипо́вник) и корнепло́дов (морко́вь, свёкла), а та́кже листьев в осе́ннюю по́ру. Я́ркий цвет э́тих о́рганов|орга́нов обусло́влен разли́чными пигме́нтами, относя́щимися к гру́ппе каргиноидов, кото́рые сосредото́чены в хромопла́стах.

    Всё|Все ти́пы пласти́д генети́чески ро́дственны друг дру́гу, и одни́ их ви́ды мо́гут превраща́ться в други́е:

    Таки́м о́бразом, весь проце́сс взаимопревраще́ний пласти́д мо́жно предста́вить в ви́де ря́да измене́ний, иду́щих в одно́м направле́нии — от пропластид до хромопла́стов.

    Митохондрии—неотъе́млемые компоне́нты всех эукариоти-ческих кле́ток. Они́ представля́ют собо́й грануля́рные и́ли нитепо-добные структу́ры толщино́й 0,5 мкм и длино́й до 7—10 мкм.

    Митохондрии ограни́чены двумя́ мембра́нами — нару́жной и вну́тренней . Ме́жду вне́шней и вну́тренней мембра́нами име́ется так называ́емое перимитохондриалъное простра́нство, кото́рое явля́ется ме́стом скопле́ния ио́нов водоро́да Н+Нару́жная митохондриа́льная мембра́на отделя́ет её от гиало-пла́змы. Вну́тренняя мембра́на образу́ет мно́жество впячиваний внутрь митохондрий — так называ́емых крист. На мембра́не крист и́ли внутри́ неё располага́ются ферме́нты, в том числе́ перено́счики электро́нов и ио́нов водоро́да Н+, кото́рые уча́ствуют в кислоро́дном дыха́нии. Нару́жная мембра́на отлича́ется высо́кой проница́емостью.

    Источник: biologyinfo.ru