✅Вакуолі: функції та властивості

Вакуолі – це великі мембранні пухирці або порожнини, які заповнені переважно водним вмістом в клітинах:

Вакуолі утворюються з бульбашковидних розширень ендоплазматичної мережі або з бульбашок комплексу Гольджі.

Які речовини містяться в клітинному соку вакуолей рослинних клітин?

У клітинному соку можуть міститися солі, вуглеводи (насамперед сахароза, глюкоза, фруктоза), карбонові кислоти (яблучна, лимонна, щавлева, оцтова), білки. Це запасні речовини, які тимчасово виведені з обміну речовин і можуть використовуватися клітиною знову.

Крім запасних речовин, клітинний сік містить кінцеві продукти обміну, що виводяться у вакуоль і таким чином ізолюються. У клітинному соку багатьох рослин містяться пігменти. Клітинний сік деяких рослин містить біологічно активні речовини, наприклад:

• фітогормони (регулятори і координатори росту рослин);
• фітонциди (речовини, що вбивають або пригнічують ріст мікроорганізмів);
• ферменти.

Які функції виконують вакуолі в рослинних клітинах?

Вакуолі в клітинах рослин виконують запасаючу функцію (містять в собі воду, вуглеводи, солі), захисну (алкалоїди, що містяться в вакуолях деяких рослин, надають їм гіркий смак, тим самим захищаючи їх від хижаків), надають колір органам рослин (містять пігменти).

У яких організмів є скоротливі вакуолі? Яка їхня функція?

Скоротливі (пульсуючі) вакуолі характерні для одноклітинних прісноводних протистів, наприклад інфузорії туфельки. Скоротливі вакуолі виконують в клітинах функцію осморегуляції – підтримують на певному рівні вміст води і концентрацію солей.

Чим травні вакуолі відрізняються від інших вакуолей клітини?

Травні вакуолі – це бульбашки в цитоплазмі клітин, де відбувається внутрішньоклітинне травлення у найпростіших і губок. Вони утворюються при ковтанні твердих часток або клітин, а також часток рідини. У них не відбувається накопичення запасающих речовин.

Амебу і еритроцит помістили в дистильовану воду. Що станеться з кожною клітиною? Чому?

Еритроцит загине, тому що в ньому, на відміну від амеби, немає скорочувальних вакуолей, які б накопичували в собі надлишок, що надходить в клітину води, а потім виводили б її назад в навколишнє середовище.

Доведіть справедливість твердження: «одномембранні органели клітини взаємопов’язані і утворюють єдину мембранну систему, кожен компонент якої спеціалізований на виконанні певних функцій»

До одномембранних органоїдів відноситься:

Так ЕРС і комплекс Гольджі тісно взаємопов’язані між собою процесами що відбуваються в клітині. Лізосоми і вакуолі є похідними комплексу Гольджі. Всі це органели беруть участь у синтезі, переміщенні та зберіганні поживних речовин в клітині.

У морських протистів скоротливі вакуолі пульсують дуже рідко або взагалі відсутні. З чим це пов’язано?

Скоротливі вакуолі виконують в клітинах функцію осморегуляції – підтримують на певному рівні вміст води і концентрацію солей. Так концентрація солей в прісній воді нижче, ніж в клітинах протистів, тому вода безперервно надходить в їх клітини шляхом осмосу і для її виведення скоротливі вакуолі пульсують частіше.

У морській воді концентрація солі вище або приблизно дорівнює концентрації солі в організмі протистів, тому в їх організм надходить менше води із зовні і її рідше треба виводити з організму шляхом пульсації скорочувальних вакуолей.

Вступ до вакуольних органел

Вакуоля – це клітинна органела , яка міститься в ряді різних типів клітин. Вакуолі — це заповнені рідиною закриті структури, відокремлені від цитоплазми однією мембраною. Вони знаходяться в основному в клітинах рослин і грибів . Однак деякі протисти , клітини тварин і бактерії також містять вакуолі. Вакуолі відповідають за широкий спектр важливих функцій у клітині, включаючи зберігання поживних речовин, детоксикацію та експорт відходів.

Вакуоль рослинної клітини

Маріана Руїс LadyofHats / Wikimedia Commons

Вакуоль рослинної клітини оточена єдиною мембраною, яка називається тонопластом. Вакуолі утворюються, коли везикули, вивільнені ендоплазматичним ретикулумом і комплексом Гольджі , зливаються разом. Рослинні клітини, що нещодавно розвиваються, зазвичай містять кілька менших вакуолей. Коли клітина дозріває, із злиття менших вакуолей утворюється велика центральна вакуоль. Центральна вакуоль може займати до 90% об’єму клітини.

Функція вакуолі

Вакуолі рослинної клітини виконують ряд функцій у клітині, зокрема:

• Контроль тургорного тиску: тургорний тиск — це сила, яка діє на клітинну стінку , коли вміст клітини штовхає плазматичну мембрану на клітинну стінку. Заповнена водою центральна вакуоля чинить тиск на клітинну стінку, допомагаючи структурам рослини залишатися твердими та вертикальними.​
• Ріст: центральна вакуоля сприяє подовженню клітини, поглинаючи воду та надаючи тургорний тиск на клітинну стінку. Цьому росту сприяє вивільнення певних білків , які зменшують жорсткість клітинної стінки
• Зберігання: Вакуолі зберігають важливі мінерали, воду, поживні речовини, іони, відходи, малі молекули, ферменти та рослинні пігменти.
• Деградація молекул: внутрішнє кисле середовище вакуолі сприяє деградації більших молекул, які надсилаються у вакуоль для знищення. Тонопласт допомагає створити це кисле середовище, транспортуючи іони водню з цитоплазми у вакуоль. Середовище з низьким рН активує ферменти, які розкладають біологічні полімери .
• Детоксикація: вакуолі видаляють з цитозолю потенційно токсичні речовини, такі як надлишок важких металів і гербіциди.
• Захист: деякі вакуолі зберігають і виділяють хімічні речовини, які є отруйними або неприємними на смак, щоб стримати хижаків від споживання рослини.
• Проростання насіння: вакуолі є джерелом поживних речовин для насіння під час проростання. Вони зберігають необхідні для росту вуглеводи , білки та жири.

Вакуолі рослин функціонують так само, як лізосоми в клітинах тварин. Лізосоми – це мембранні мішечки з ферментами, які перетравлюють клітинні макромолекули. Вакуолі та лізосоми також беруть участь у запрограмованій смерті клітини . Запрограмована смерть клітин у рослин відбувається в результаті процесу, який називається автолізом (автоліз). Автоліз рослин – це природний процес, під час якого рослинна клітина руйнується її власними ферментами. У впорядкованій серії подій тонопласт вакуолі розривається, вивільняючи його вміст у цитоплазму клітини. Потім травні ферменти з вакуолі розкладають всю клітину.

Рослинна клітина: структура та органели

МАГДА ТУРЗАНСЬКА / НАУКОВА ФОТОБІБЛІОТЕКА / Getty Images

Щоб дізнатися більше про органели, які можна знайти в типових клітинах рослин, див.

• Клітинна (плазматична) мембрана: оточує цитоплазму клітини, охоплюючи її вміст.
• Клітинна стінка: зовнішнє покриття клітини, яке захищає рослинну клітину та надає їй форму
• Центріолі : організовують складання мікротрубочок під час поділу клітини
• Хлоропласти : місця фотосинтезу в рослинній клітині
• Цитоплазма: гелеподібна речовина, що складається з клітинної мембрани
• Цитоскелет : мережа волокон по всій цитоплазмі.
• Ендоплазматичний ретикулум : розгалужена мережа мембран, що складається як з областей з рибосомами (груба ER), так і з областей без рибосом (гладка ER).
• Комплекс Гольджі: відповідає за виробництво, зберігання та транспортування певних клітинних продуктів.
• Лізосоми: мішечки з ферментами, які перетравлюють клітинні макромолекули
• Мікротрубочки : порожнисті палички, які функціонують головним чином для підтримки та формування клітини
• Мітохондрії : генерують енергію для клітини через дихання
• Ядро: структура, пов’язана з мембраною, яка містить спадкову інформацію клітини
• Ядерце: структура всередині ядра, яка допомагає в синтезі рибосом.
• Нуклеопор: крихітний отвір у ядерній мембрані, який дозволяє нуклеїновим кислотам і білкам рухатися в ядро ​​та з нього.
• Пероксисоми : крихітні структури, пов’язані однією мембраною, яка містить ферменти, які виробляють перекис водню як побічний продукт.
• Плазмодесми: пори або канали між клітинними стінками рослин, які дозволяють молекулам і комунікаційним сигналам проходити між окремими рослинними клітинами.
• Рибосоми : Рибосоми , що складаються з РНК і білків, відповідають за збирання білка.
• Вакуоля: зазвичай велика структура в рослинній клітині, яка забезпечує підтримку та бере участь у різноманітних клітинних функціях, включаючи зберігання, детоксикацію, захист і ріст.