Vacuolas Функции и характеристики

Vacuolas Функции и характеристики

вакуоли являются многофункциональными органеллами, обнаруженными в клетках всех растений и грибов, а также в некоторых клетках протистов, животных и бактерий.

Термин «вакуоль» происходит от латинского «vacuus», что означает «пустой», так как они выглядят как пустой карман при просмотре под микроскопом.

Действительно, вакуоли представляют собой небольшие компартменты в цитоплазме клетки, однако, в отличие от того, что наблюдается человеческим глазом, они не пусты, но содержат химические вещества и ферменты, которые позволяют разлагать вещества (такие как пищевые и токсичные соединения). ).

Функция центральной вакуоли

Основная функция центральной вакуоли – поддерживать тургорное давление в клетке. Тургорское давление – это давление содержимого ячейки, толкающего клеточная стенка ; он встречается только в клетках, которые имеют клеточные стенки, такие как клетки растений, грибы, а также бактерии, Тургор изменения давления в клетке из-за осмос, какой диффузия воды в или из клетки. Когда растительная клетка находится в гипотоническое решение, существует более высокая концентрация молекул воды вне клетки, чем внутри, и вода будет течь в клетку. У растений это приводит к тому, что вакуоль заполняется водой, а клетка имеет высокую степень помутнения. Это оптимальное условие для растительных клеток. изотонический растворы имеют примерно одинаковую концентрацию молекул воды внутри и снаружи клеточной мембраны, поэтому количество воды, выходящей и входящей, одинаково. Растительные клетки становятся вялыми в изотонических растворах, и растение может начать опадать. В гипертонический В тех случаях, когда внутри клетки больше воды, чем снаружи, вода вытечет из клетки, и растение увядет и, возможно, умрет. Центральная вакуоль способна хранить много воды и набухать, так что растительные клетки могут поддерживать высокую вязкость, необходимую для оптимального функционирования растения. Центральная вакуоль также может временно хранить отходы и питательные вещества, и их концентрация также влияет на тургорное давление; наличие молекул, отличных от воды, в центральной вакуоли уменьшает тургутность, поэтому клетка всегда должна иметь гораздо более высокую концентрацию воды в центральной вакуоле, чем любая другая молекула.

Растительные клетки процветают в гипотонический решения, потому что их клеточные стенки предотвращают их разрыв из-за чрезмерного потребления воды. В отличие от животных клеток, которые не имеют клеточных стенок, лучше всего в изотонических решениях. Если клетки животных находятся в гипотонических растворах, слишком много воды попадет в клетку и клетка может взорваться.

Центральная вакуоль может занимать от 30 до 90 процентов пространства растительной клетки внутри клеточной мембраны, и одна из других функций центральной вакуоли заключается в том, чтобы подтолкнуть другое содержимое клетки ближе к клеточной мембране. Это позволяет органеллам внутри растительной клетки, называемым хлоропластами, получать больше света, что очень важно, потому что фотосинтез происходит в хлоропластах. Фотосинтез – это производство питательных веществ из световой энергии, углекислого газа и воды; это то, как растение готовит себе еду. Придавливая хлоропласты ближе к поверхности клетки, центральная вакуоль позволяет хлоропластам получать больше энергии от солнечного света.

Регулирует давление клеточной жидкости вакуоль

Ниже перечислены основные функции клеточных стенок растений.

1. Клеточные стенки обеспечивают отдельным клеткам и растению в целом механическую прочность и опору. В некоторых тканях прочность усиливается благодаря интенсивной лигнификации (небольшое количество лигнина присутствует во всех клеточных стенках). Особо важную роль играет лигнификация клеточных стенок у древесных и кустарниковых пород.

2. Относительная жесткость клеточных стенок и сопротивление растяжению обусловливают тургесцентность клеток, когда в них осмотическим путем поступает вода. Это усиливает опорную функцию во всех растениях и служит единственным источником опоры для травянистых растений и для таких органов, как листья, т. е. там, где отсутствует вторичный рост. Клеточные стенки также предохраняют клетки от разрыва в гипотонической среде.

3. Ориентация целлюлозных микрофибрилл ограничивает и в известной мере регулирует как рост, так и форму клеток, поскольку от расположения этих микрофибрилл зависит способность клеток к растяжению. Если, например, микрофибриллы располагаются поперек клетки, опоясывая ее как бы обручами, то клетка, в которую путем осмоса поступает вода, будет растягиваться в продольном направлении.

4. Система связанных друг с другом клеточных стенок (апопласт) служит главным путем, по которому передвигаются вода и растворенные в ней питательные вещества. Клеточные стенки скреплены между собой с помощью срединных пластинок. В стенках имеются небольшие поры, сквозь которые проходят цитоплазматические тяжи, называемые плазмодесмами. Плазмодесмы связывают живое содержимое отдельных клеток, т. е. объединяют все протопласты в единую систему, в так называемый симпласт.

5. Наружные клеточные стенки эпидермальных клеток покрываются особой пленкой — кутикулой, состоящей из воскообразного вещества кугина, что снижает потери воды и уменьшает риск проникновения в растение болезнетворных организмов. В пробковой ткани клеточные стенки по завершении вторичного роста пропитываются суберином, выполняющим сходную функцию.

6. Клеточные стенки сосудов ксилемы и ситовидных трубок флоэмы приспособлены для дальнего транспорта веществ по растению. Этот вопрос рассматривается в нашей статье.

7. Стенки клеток эндодермы корня пропитаны суберином и поэтому служат барьером на пути движения воды.

8. У некоторых клеток их видоизмененные стенки хранят запасы питательных веществ; таким способом, например, запасаются гемицеллюлозы в некоторых семенах.

9. У передаточных клеток площадь поверхности клеточных стенок увеличена и соответственно увеличена площадь поверхности плазматической мембраны, что повышает эффективность переноса веществ путем активного транспорта.

Плазмодесмы

Плазмодесмы — это живые связи, соединяющие соседние клетки растения через очень мелкие поры в смежных клеточных стенках. Плазматические мембраны соседних клеток переходят непосредственно одна в другую, выстилая поры. Через просвет каждой поры переходит из клетки в клетку и агранулярный эндоплазма-тический ретикулум. Такая система упрощает связи и координацию между отдельными растительными клетками, поскольку ионам и молекулам не приходится преодолевать на своем пути плазматическую мембрану. Их передвижение, однако, регулируется. Вирусы способны использовать поры в клеточных стенках и могут переходить из клетки в клетку по плазмодесмам.

Плазмодесмы играют также роль при формировании пор в ситовидных пластинках флоэмы.

Вакуоли

Вакуоль представляет собой наполненный жидкостью мембранный мешок, стенка которого состоит из одинарной мембраны. В животных клетках содержатся относительно небольшие вакуоли: фагоцитозные, пищеварительные, авто-фагические и сократительные. Иная картина наблюдается в растительных клетках, особенно в зрелой паренхиме. Здесь клетки содержат одну большую центральную вакуоль, окруженную мембраной, которая носит название тонопласта. Жидкость, заполняющая центральную вакуоль, называется клеточным соком. Это концентрированный раствор, содержащий минеральные соли, сахара, органические кислоты, кислород, диоксид углерода, пигменты и некоторые отходы жизнедеятельности или «вторичные» продукты метаболизма. Ниже перечислены функции, выполняемые вакуолями.

1. Вода обычно поступает в концентрированный клеточный сок путем осмоса, через избирательно проницаемый тонопласт. В результате в клетке развивается тургорное давление и цитоплазма прижимается к клеточной стенке. Осмотическое поглощение воды играет важную роль при растяжении клеток во время роста, а также в общем водном режиме растения.

2. Иногда в вакуолях содержатся растворимые пигменты. В эту группу входят анто-цианины, имеющие красную, синюю или пурпурную окраску, и некоторые родственные соединения, окрашенные в желтый или кремовый цвет. Именно эти пигменты главным образом и определяют окраску цветков (например, у роз, фиалок и георгин), а также окраску плодов, почек и листьев. У листьев они обусловливают различные оттенки осенней окраски, которая зависит также от фотосинтетических пигментов, содержащихся в хлоропластах. Окраска играет роль в привлечении насекомых, птиц и некоторых других животных, участвующих в опылении растений и в распространении семян.

3. У растений в вакуолях иногда содержатся гидролитические ферменты и тогда вакуоли функционируют как лизосомы. После гибели клетки тонопласт, как и все другие мембраны, теряет свою избирательную проницаемость, и ферменты высвобождаются из вакуолей, вызывая автолиз.

4. В вакуолях растения могут накапливаться конечные и некоторые вторичные продукты метаболизма. Из конечных продуктов иногда обнаруживаются, например, кристаллы оксалата кальция. Вторичные продукты, в частности алкалоиды и тан-нины, выполняют, возможно, защитную функцию, предотвращая поедание таких растений травоядными животными. Может накапливаться в вакуолях и латекс — млечный сок растений, такой, например, как у одуванчика. В млечном соке бразильской гевеи содержатся соединения, из которых синтезируют каучук, а в млечном соке мака снотворного — такие алкалоиды, как морфин, из которого получают героин.

5. Некоторые растворимые компоненты клеточного сока, например сахароза и минеральные соли, играют роль запасных питательных веществ, при необходимости используемых цитоплазмой.

Хлоропласты

Хлоропласта — это пластиды, содержащие хлорофилл и каротиноиды и осуществляющие фотосинтез. Они находятся главным образом в листьях. Описание их дано в нашей статье.

Функция и значение вакуолей сильно различаются в зависимости от типа клетки, в которой они присутствуют, и имеют гораздо большее значение в клетках растений, грибов и некоторых протистов, чем клетки животных и бактерий. В общем, к функциям вакуоли относятся:

• Изоляция материалов, которые могут быть вредными или представлять угрозу для клетки
• Содержит отходы
• Содержит воду в клетках растений
• Поддержание внутреннего гидростатическое давление или же тургор внутри клетки
• Поддержание кислый внутренний pH
• Содержит небольшие молекулы
• Экспорт нежелательных веществ из клетки
• Позволяет растениям поддерживать структуры, такие как листья и цветы, за счет давления центральной вакуоли
• Увеличивая размер, позволяет прорастающим растениям или его органам (например, листьям) расти очень быстро и расходовать в основном только воду. [9]
• В семенах хранящиеся белки, необходимые для прорастания, хранятся в «белковых телах», которые представляют собой модифицированные вакуоли. [10]

Вакуоли также играют важную роль в аутофагия, поддерживая баланс между биогенез (производство) и деградация (или оборот) многих веществ и клеточных структур в определенных организмах. Они также помогают в лизис и рециркуляция неправильно свернутых белков, которые начали накапливаться в клетке. Томас Боллер [11] и другие предположили, что вакуоль участвует в разрушении вторжения бактерии и Роберт Б. Меллор Предлагаемые органоспецифические формы играют роль в «жилье» симбиотических бактерий. У протистов, [12] вакуоли имеют дополнительную функцию хранения пищи, которая была поглощена организмом, и помогают клетке в процессе пищеварения и утилизации отходов. [13]

В клетках животных вакуоли выполняют в основном подчиненные роли, помогая более крупным процессам экзоцитоз и эндоцитоз.

Вакуоли животных меньше, чем их аналоги в растениях, но обычно их больше. [14] Есть также животные клетки, не имеющие вакуолей. [15]

Экзоцитоз — это процесс вытеснения белков и липидов из клетки. Эти материалы абсорбируются секреторными гранулами внутри аппарат Гольджи перед транспортировкой к клеточной мембране и секреции во внеклеточную среду. В этом качестве вакуоли представляют собой просто накопительные везикулы, которые позволяют удерживать, транспортировать и удалять выбранные белки и липиды во внеклеточную среду клетки.

Эндоцитоз является противоположностью экзоцитозу и может проявляться в различных формах. Фагоцитоз («поедание клеток») — это процесс, при котором бактерии, мертвая ткань или другие частицы материала, видимые под микроскопом, поглощаются клетками. Материал контактирует с клеточной мембраной, которая затем инвагинирует. В инвагинация отщипывается, оставляя поглощенный материал в мембранной вакуоли и клеточной мембране нетронутыми. Пиноцитоз («питье клеток») — это, по сути, тот же процесс, с той лишь разницей, что проглоченные вещества находятся в растворе и не видны под микроскопом. [16] И фагоцитоз, и пиноцитоз осуществляются в сочетании с лизосомы которые завершают распад материала, который был поглощен. [17]

Сальмонелла способен выжить и размножаться в вакуолях нескольких млекопитающее вид после поглощения. [18]

Вакуоль, вероятно, развивалась несколько раз независимо, даже в пределах Viridiplantae. [14]

Крахмал как запасное вещество накапливает в.

На этой странице находится вопрос Накапливает вещества регулирует давление клеточной жидкости?, относящийся к категории Биология. По уровню сложности данный вопрос соответствует знаниям учащихся 5 — 9 классов. Здесь вы найдете правильный ответ, сможете обсудить и сверить свой вариант ответа с мнениями пользователями сайта. С помощью автоматического поиска на этой же странице можно найти похожие вопросы и ответы на них в категории Биология. Если ответы вызывают сомнение, сформулируйте вопрос иначе. Для этого нажмите кнопку вверху.

Ерьезное промысловое значение у нас имеют только куриные и гусиные. Куриные птицы обладают превосходным мясом ; кроме того, их огромное преимущество в промысловом отношении заключается в оседлости (исключая перепела и местами серую куропатку), и, сл..

Сарудить шлюз. Из материалов дерева.

На рисунке изображена средняя часть кости.

Средняя часть трубчастой кости.

А — листовидный гребень а — розовидный гребень Посмотрим на соотношение фенотипов потомства. 83 с листовидным гребнем и 27 с розовидным. То есть 3 : 1, такое соотношение характерно для второго закона Менделя, отсюда делаем вывод, что оба родителя б..

Наружные половые органы Половой член (пенис, фаллос) — наружный половой орган мужчины, служащий для полового акта, доставки спермы (эякулята) во влагалище женщины, а также выведения мочи из мочевого пузыря. Различают корень (основание), тело (ствол)..

Литература [ править | править код ]

, Катков Б. Б., Р. К. Саляев Общие принципы выделения вакуолей и вакуолярных мембран // Структура и функции биологических мембран растений / Под ред. Саляева Р. К., Войникова В. К. — Новосибирск: Наука, 1985. — С. 93—107. [1]
• Билич Г. Л., Крыжановский В. А. Биология. Полный курс: В 4 т. — издание 5-е, дополненное и переработанное. — М.: Издательство Оникс, 2009. — Т. 1. — 864 с. — ISBN 978-5-488-02311-6

• Васильев А. Е., Воронин Н. С., Еленевский А. Г. Серебрякова Т. И., Шорина Н. И. Ботаника. Морфология и анатомия растений. 2-е издание, переработанное. МОСКВА « ПРОСВЕЩЕНИЕ» 1988 год. — 480 с. ISBN 5-09-000652-0
• Введение в биологию, Кемп П., Армс К., 1988

• Медиафайлы по теме вакуоль на Викискладе