Что такое вакуоль в клетке

Что такое пищеварительная вакуоль: строение и основные функции

Все живые существа на планете Земля имеют клеточное строение. Этот факт не относится к внеклеточной форме жизни — вирусам. Одной из составных частей клетки является вакуоль. Она встречается как у животных и растений, так и у грибов, водорослей, бактерий. Что представляет собой вакуоль, ее строение и функции будут описаны ниже.

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:

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.
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.
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.
Газовая: встречается в клетках ряски, спирулины (плавучих микроводорослях), водных животных, способствует водородному и иному газовому обогащению, повышает степень плавучести / непотопляемости организма.
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.

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.

Название функции	Функциональное значение
Давление тургорного типа	Создает силу воздействия на клеточную стенку. Позволяет структурам растительного характера сохранять жесткость
Развитие и рост	Обеспечивает клеточное удлинение.

Достигается за счет поглощения воды и создания тургорного давления на клеточную стенку.

Усиливается высвобождением белков, необходимых для снижения степени жесткости стенки. Накопление Способствует хранению воды, минералов, питательных веществ, ферментов, ионов, молекул и пигментов. Молекулярная деградация Достигается за счет кислой среды внутри органеллы.

Способствует деградации и разрушению крупных молекул;

разрушительный процесс активируется ферментами посредством влияния среды с низким pH. Детоксикация Гарантирует выведение токсичных веществ (гербицидов и тяжелых металлов) из области цитозоля. Защита Обеспечивает первоначальное хранение и последующее выделение химических веществ, несущих потенциальный вред для организма. Транспорт Создается накопление и транспортировка ионов. Водно-солевой обмен Обеспечивает формирование внутренней водной среды.

Данная таблица наглядно и кратко представляет информацию о функциях вакуоли.

Это интересно! Из чего состоит нуклеотид и что это такое

Полезное видео: виды вакуолей и их функции

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.

Вакуоль, её особенности: строение, состав, функции

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.

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.

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

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 двух организмов

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.

Вакуоли

Строение вакуоль

Вакуоли – это большие пузырьки в цитоплазме клетки или полости, ограниченные мембранной (тонопластом), заполненные в основном водным содержимым.

Вакуоли образуются из пузыреобразных расширений эндоплазматической сети или из везикул комплекса Гольджи и присутствуют во всех растительных и грибных клетках, а также в клетках многих протистов.

В клетках меристемы растений образуется много небольших вакуоль из пузыреобразных расширений ЭПС. Постепенно они увеличиваются и сливаются, образуя одну центральную вакуоль, занимающую большую часть внутреннего содержимого клетки (до 70-90%). Её могут пронизывать тяжи цитоплазмы. Мембрана, окружающая её, – тонопласт – такой же толщины, что и мембрана эндоплазматической сети (4-6 нм) (плазмалемма же более толстая и плотная, имеет меньшую проницаемость).

Клеточный сок

Вакуоль заполнена клеточным соком. Это водный раствор органических и неорганических веществ. Большинство из них – это продукты метаболизма протопласта, которые могут образовываться и распадаться в течение жизни клетки.

Попробуй обратиться за помощью к преподавателям

Концентрация клеточного сока и его химический состав постоянно изменяются, и зависит это от вида растения, органа, ткани и состояния клетки. В клеточном соке растворены соли, сахара (прежде всего глюкозу, фруктозу и сахарозу), органические кислоты (лимонную, яблочную, щавелевую, уксусную и др.), белки, аминокислоты. Это промежуточные продукты метаболизма, временно выведенные из обмена и изолированные тонопластом – запасные вещества клеток.

Кроме запасных веществ, которые могут повторно использоваться в метаболизме, клеточный сок содержит фенолы, танины (дубильные вещества), алкалоиды, антоцианы, которые выведены из обмена в вакуоль и таким образом изолированы от цитоплазмы.

Клеточный сок достаточно часто содержит танины.

Танины могут содержаться также в оболочках и цитоплазме клеток незрелых плодов, оболочек семян, листьев, древесины, коры.

Вакуоли некоторых растений содержат алкалоиды:

Задай вопрос специалистам и получи
ответ уже через 15 минут!

кофеин – в семенах кофе,
морфин – в плодах мака,
атропин – в плодах белены,
и др.

Считается, что танины с их терпким вкусом, токсические полифенолы и алкалоиды выполняют защитную функцию, отпугивая травоядных животных и предотвращая поедание растений, содержащих эти соединения.

Вакуоли также часто накопляют отходы – конечные продукты жизнедеятельности клетки.

Таким образом в вакуолях клеток откладывается щавелевокислый кальций (в виде кристаллов различной формы).

Клеточный сок многих растений содержит пигменты. Наиболее распространёнными из них являются антоцианы, придающие ему пурпурную, красную, синюю и фиолетовую окраску. Близкие к антоцианам флавоны и флавонолы окрашивают клеточный сок в жёлтый или кремовый цвет. Именно эти пигменты в основном и определяют окраску лепестков цветов (розы, георгины, фиалки, примулы и т.д.), плодов, почек и листья, а также корнеплодов (свеклы). Цвет антоцианов может изменяться в зависимости от кислотности среды:

в кислой среде он красный,
в нейтральной – фиолетовый,
в щелочном – синий;
могут наблюдаться также все переходящие оттенки.

Реакция клеточного сока в процессе жизнедеятельности может изменяться от сильнокислой до слабокислой или даже слабощелочной, что вызывает соответствующие изменения цвета пигментов. Потому цветы ряда растений (медуницы) во время цветения могут изменять свою окраску от розовой до синей.

В клеточном соке некоторых растений содержатся фитогормоны (регуляторы роста) – физиологически активные вещества, ферменты, фитонциды.

Когда клетка гибнет, тонопласт, как и другие мембраны, теряет свою выборочную проницаемость, и ферменты, освобождаясь из вакуоль, вызывают автолиз клетки.

Вакуоли играют проводящую роль в поглощении воды клетками растений.

Путём осмоса вода через тонопласт способна поступать в вакуоль, в которой клеточный сок более концентрированный, чем цитоплазма, и давит на цитоплазму, а тем самим и на клеточную оболочку. Как результат в клетке образуется тургорное давление, поддерживается относительная жесткость растительных клеток, это давление также обуславливает растягивание клеток во время роста. Клетки запасающих тканей растений часто вместо одной центральной вакуоли содержат несколько вакуоль, в которых накопляются запасные питательные вещества:

жировые вакуоли (содержат растительные масла),
белковые (алейроновые).

Так и не нашли ответ
на свой вопрос?

Просто напиши с чем тебе
нужна помощь

Вакуоль – это. Функции клеточной вакуоли

Сегодня мы поговорим о том, что такое вакуоль. 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, что такое вакуоль. Это и есть наш основной вопрос.

Вакуоль

Начнем раздел с определения. Вакуоль – это органоид (одномембранный). Его можно обнаружить в эукариотических клетках. 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:

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 клетке. Клеточная 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 питательные вещества.

Как видите, роль данных органоидов действительно велика. Мы упомянули то, что они способны расщеплять старые органоиды, то есть выполняют функцию лизосом. 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:

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).

Что такое пищеварительная вакуоль: строение и основные функции

Все живые существа на планете Земля имеют клеточное строение. Этот факт не относится к внеклеточной форме жизни вирусам. Одной из составных частей клетки является вакуоль. Она встречается как у животных и растений, так и у грибов, водорослей, бактерий. Что представляет собой вакуоль, ее строение и функции будут описаны ниже.

Суть понятия

Обратите внимание! Для ядра характерен существенный числовой параметр. Это связано с содержанием в нем молекулы ДНК.

Вакуоль

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.

Вакуоль растительной и животной клетки

Существует разделение вакуолей на следующие категории:

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.
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.
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.
Газовая: встречается в клетках ряски, спирулины (плавучих микроводорослях), водных животных, способствует водородному и иному газовому обогащению, повышает степень плавучести / непотопляемости организма.
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 и функции

Строение

Такие понятия, как строение и функции вакуоли, считаются взаимозависимыми.

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

Клеточная органелла

Функции

Оптимальным вариантом для изучения вакуоли, ее строения и функций является таблица.

Название функции	Функциональное значение
Давление тургорного типа	Создает силу воздействия на клеточную стенку. Позволяет структурам растительного характера сохранять жесткость
Развитие и рост	Обеспечивает клеточное удлинение. Достигается за счет поглощения воды и создания тургорного давления на клеточную стенку. Усиливается высвобождением белков, необходимых для снижения степени жесткости стенки.
Накопление	Способствует хранению воды, минералов, питательных веществ, ферментов, ионов, молекул и пигментов.
Молекулярная деградация	Достигается за счет кислой среды внутри органеллы. Способствует деградации и разрушению крупных молекул, разрушительный процесс активируется ферментами посредством влияния среды с низким pH.
Детоксикация	Гарантирует выведение токсичных веществ (гербицидов и тяжелых металлов) из области цитозоля.
Защита	Обеспечивает первоначальное хранение и последующее выделение химических веществ, несущих потенциальный вред для организма.
Транспорт	Создается накопление и транспортировка ионов.
Водно-солевой обмен	Обеспечивает формирование внутренней водной среды.

Данная таблица наглядно и кратко представляет информацию о функциях вакуоли.

Это интересно! Из чего состоит нуклеотид и что это такое

Полезное видео: виды вакуолей и их функции

Вывод

Читать еще: Передний парктроник как работает