Зачем нужна сократительная вакуоль у простейших. Вакуоль, её особенности: строение, состав, функции. Вакуоль в растительной клетке

24.10.2019

Вакуоли - это одномембранные органоиды эукариотических клеток. При этом их содержат не все клетки эукариот.

Функции вакуолей разнообразны. В основном сводятся к секреции, хранение запасных веществ, аутофагия, автолиз, поддержанию тургорного давления.

Формируются путем слияния провакуолей, которые образуют ЭПС и комплекс Гольджи.

В животных клетках имеются небольшие вакуоли: фазоцитозные , пищеварительные и др. Сократительные вакуоли регулируют осмотическое давление, вывод продуктов распада. В растительных клетках обычно имеется одна большая центральная вакуоль .

Центральная вакуоль

Центральная вакуоль занимает более половины объема зрелых клеток, особенно в паренхиме и колленхиме. Основные функции – запас воды, накопление ионов, поддержание тургора.

Мембрана вакуоли называется тонопластом , а внутреннее содержимое - клеточным соком . Он представляет собой концентрированный раствор. Состав клеточного сока: вода, минеральные соли, сахара, танины, органические кислоты, кислород, диоксид углерода, пигменты антоцианы, продукты клеточного метаболизма и др.

Тонопласт избирательно проницаем. Через него в вакуоль поступает вода. Возникает тургорное давление, и цитоплазма прижимается к клеточной стенке. За счет такого осмотического поглощения воды клетка растягивается во время роста.

Центральная вакуоль может содержать гидролитические ферменты, что позволяет ей выполнять функцию лизосом. После гибели клетки ферменты попадают в цитоплазму, и происходит автолиз.

В вакуолях накапливаются такие отходы жизнедеятельности как кристаллы оксалата кальция. Среди вторичных продуктов метаболизма - алкалоиды, которые предположительно выполняют защитную функцию наряду с танинами, препятствуя поеданию животными.

У некоторых растений в клеточном соке накапливается млечный сок , представляющий собой беловатую эмульсию. У ряда растений есть клетки, которые его экскретируют.

В центральных вакуолях также запасаются питательные вещества (сахароза, инулин), которые используются при необходимости, как и содержащиеся здесь минеральные соли.

– удобный орган, где переваривается пища, расщепляется на простые соединения, которые после усваиваются организмом и используются на его нужды. Однако у крошечных – простейших и губок - желудка, разумеется, нет. Его роль играет фагосома, также называемая пищеварительной вакуолью – пузырек, мембраной. Он образуется вокруг твердой частицы или клетки, которую организм решил в пищу. Возникает пищеварительная вакуоль и вокруг заглоченной капли жидкости. Фагосома сливается с лизосомой, активизируются ферменты и начинается процесс пищеварения, который длится около часа. В ходе переваривания среда внутри фагосомы меняется с кислой на щелочную. После того как все питательные вещества извлечены, непереваренные остатки пищи выводятся из тела через порошицу или клеточную мембрану.

Переваривание твердой пищи называется фагоцитоз, жидкой – пиноцитоз.

Сократительная вакуоль

У многих и некоторых представителей губок имеется сократительная вакуоль. Основная функция этого органоида – регуляция осмотического давления. Через клеточную мембрану вода поступает в клетку губки или простейших, и периодически с равным промежутком времени жидкость выводится наружу с использованием сократительной вакуоли, которая, разрастаясь до определенного момента, затем начинает сокращаться с помощью имеющихся в ней эластичных пучков.

Существует гипотеза, что сократительная вакуоль принимает участие и в клеточном дыхании.

Вакуоль в растительной клетке

У растений также имеются вакуоли. В молодой клетке, как правило, их присутствует несколько штук небольшого размера, однако по мере роста клетки они увеличиваются и сливаются в одну крупную вакуоль, которая способна занимать 70-80% всей клетки. Растительная вакуоль содержит в себе клеточный сок, в состав которого входят минералы, сахара и органические вещества. Основная функция этого органоида – поддержание тургора. Также растительные вакуоли участвуют в водно-солевом обмене, расщеплении и усвоении питательных веществ и утилизации соединений, которые могут оказать вред клетке. Зеленые части растений, не покрытые древесиной, сохраняют свою форму благодаря прочной клеточной стенке и вакуолям, которые поддерживают форму клеток неизменной и не допускают деформации.

Кроме пищеварительных вакуолей в организме простейших и ряда других живых организмов существует сократительная (или пульсирующая) вакуоль. Подробно охарактеризуем ее, коснувшись описания органеллы, ее работы и функций.

Общее понятие вакуоли

В самом общем значении вакуоль - это полость или пузырек, ограниченный мембраной и заполненный водным содержимым. Образуется он из провакуолей, которые, в свой черед, берут начало от пузырьков клеточного комплекса Гольджи или из подобных расширений эндоплазматической сети. Их рассматривают как обособленный от цитоплазмы компонент клетки.

В природе два вида вакуолей - пищеварительные и сократительные.

У растений вакуоли выполняют важную функцию - это резервуары-хранители воды. Также они поддерживают тургорное давление (внутреннее давление, напряжение внешних стенок растения) и накапливают в себе ионы. И именно вакуоли отвечают за окраску почек, плодов, листьев, лепестков и корнеплодов.

В зрелых растительных клетках вакуоли особенно заметны - они могут занимать до половины всего объема. Не исключено, что эти органеллы могут слиться в одну гигантскую.

Растительные вакуоли содержат в себе клеточный сок. В его составе следующие вещества:

органические кислоты;
танины;
дисахариды, моносахариды;
углеводы;
неорганические соединения - хлориды, фосфаты, нитраты и т. д.

Характеристика сократительной разновидности

Сократительная вакуоль - это органоид, располагающийся в мембране клетки, ответственный за удаление излишков жидкости из цитоплазмы. Иными словами, это периодически опорожняющийся клеточный резервуар.

Работа комплекса, частью которого является сократительная вакуоль, поддерживает стабильный объем клетки. Если сократительная вакуоль выводит "отработанную" жидкость из клетки, то за приток воды в нее отвечает плазматическая мембрана. Вызывается он высоким цитоплазменным осмотическим давлением.

Другие определения термина

Сократительную вакуоль амебы, инфузории и иных организмов можно также определить следующими толкованиями:

временная или постоянная органелла, которая выводит из организма воду и растворенные в ней вещества, а также участвует в регуляции осмотического давления;
окруженная мембраной полость в цитоплазме, заполненная жидкостью;
вид вакуоли, характерный для некоторых протистов, который при сокращении выводит из организма последних воду и растворы, а при расширении поглощает влагу из окружающей среды, выступая в роли регулятора осмотического давления.

Для кого характерна пульсирующая вакуоль

Сократительная вакуоль характерна для следующих групп живых организмов:

пресноводные протисты (существа, не относящиеся к царствам животных, растений и грибов) - амебы (протей), инфузории (туфелька, трубач);
некоторые морские формы протистов;
пресноводные губки, относящиеся к семейству бадяговых.

Особенности функционирования органеллы

Жизненный цикл органоида несложен. Сократительная вакуоль инфузории, амебы и других протистов - пузырек, наполненный жидкостью. По мере заполнения водой и растворами он нарастает, а в конце цикла лопается - все его содержимое выплескивается наружу. Затем на его месте образуется новый пузырек-капелька, повторяющий участь предыдущего. Другой вариант - жидкость выходит из органеллы через специальный выделительный канал. В зависимости от разновидности животного, данный жизненный цикл-пульсация занимает от 1 до 5 минут.

Количество сократительных вакуолей у простейших варьируется в пределах 1-100. К органеллам влага поступает через пульсирующие канальцы (5-7 "артерий"). Работают данные вакуоли ритмично, попеременно расширяясь и сокращаясь (или же лопаясь), создавая видимость пульсации. Сокращение органоида происходит трудами окружающих его микрофиламентов и микротрубочек. Ритм обратно зависим от температуры и солености поступающей жидкости - чем больше в воде солей, тем медленнее будут пульсировать органеллы.

Источник, откуда в сократительную вакуоль поступает жидкость, - это спонгиом (ударение на последний слог). Так именуется система трубчатых или пузыревидных вакуолей организма. Выводится же жидкость с помощью диффузии через пелликулу. Надо сказать, что пульсирующие вакуоли выполняют громадную работу - например, у инфузории-туфельки (имеющей два таких органоида) через них за 40-50 минут выделяется объем жидкости, равный всей массе этого простейшего.

Функции сократительной вакуоли

Рассмотрим основные задачи данной органеллы:

Поддержание должного осмотического давления внутри тела простейшего (осморегуляция) - это основная задача органоида. Так как концентрация разнообразных растворенных элементов внутри тела протиста или губки отличается от концентрации тех же веществ в окружающей его воде, то наблюдается разность осмотического давления внутри и вовне организма этого живого существа. Сократительная вакуоль устраняет дисбаланс, выполняя роль своеобразного насоса, откачивающего лишнюю жидкость из клетки. Доказательством наличия этой функции служит то, что более всего пульсирующие вакуоли развиты у пресноводных обитателей. У морских протистов они встречаются крайне редко, а также отличаются существенно замедленным циклом сокращений. Ведь, как известно, морская вода характеризуется более повышенным осмотическим давлением, чем пресная.
Выделительная функция - второстепенная задача сократительной вакуоли. Вместе с водой она выводит из клетки и ряд продуктов обмена веществ организма. Напомним, что основной эта функция считается у наружной клеточной мембраны.
Участие в процессе дыхания - водный раствор, поступающий в сократительную вакуоль, в какой-то мере обогащен растворенным кислородом, используемым простейшим, губкой.

Подводя итог, еще раз отметим, что пульсирующая (сократительная) вакуоль - это один из важных органоидов простейших, пресноводных и морских, а также ряда других живых существ. Она активно участвует в процессе их жизнедеятельности, выполняя осморегулирующую, выделительную и отчасти дыхательную функцию, проделывая гигантскую для размеров такого микроорганизма деятельность.

Представляет собой наиболее заметную часть согласованно работающего комплекса, в котором выступает в роли периодически опорожняющегося резервуара . Жидкость поступает в сократительную вакуоль из системы пузыревидных или трубчатых вакуолей, называемой спонгио́м . Работа комплекса позволяет поддерживать более или менее постоянный объём клетки, компенсируя постоянный приток воды через плазматическую мембрану , вызываемый высоким осмотическим давлением цитоплазмы.

Сократительные вакуоли распространены в первую очередь среди пресноводных протистов , однако отмечены также и у морских форм. Сходные структуры обнаружены в клетках пресноводных губок из семейства бадяговых .

Примечания

Источники

Hausmann K., Hülsmann N, Radek R. Protistology. - Berlin, Stuttgart, E. Schweizerbert’sche Verlagbuchhandlung, 2003.
Карпов С. А. Строение клетки протистов: Учебное пособие. - СПб.: ТЕССА, 2001. - 384 с. - ил.

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Сократительная вакуоль" в других словарях:

СОКРАТИТЕЛЬНАЯ ВАКУОЛЬ, см. ВАКУОЛЬ … Научно-технический энциклопедический словарь

Contractile vacuole сократительная вакуоль. Tип вакуоли у некоторых групп протистов, участвующей в выведении воды (растворов) из клетки при сокращении и в поглощении воды клеткой при расширении, что служит для регуляции осмотического давления.… … Молекулярная биология и генетика. Толковый словарь.

Структура эукариотической клетки. Вакуоль указана под номером 10 Вакуоль одномембранный органоид, содержащийся в некоторых эукариотических клетках и … Википедия

Или Heliozoa отряд класса саркодиковых (см.) типа простейших (см.) животных. Морфологические свойства. Отличаются шаровидным протоплазматическим телом, от которого по всем направлениям, наподобие лучей, отходят тонкие, нитевидные, не… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

Или Ciliata отряд класса наливочных, или инфузорий (см.), типа простейших (см.). РЕСНИЧНЫЕ ИНФУЗОРИИ. I (Aspirotricha). Значение букв: а порошица; al альвеолярный слой эктоплазмы; ad.Z адоральный ряд ресничек; b осязательная щетинка; cl реснички; … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

- (Lobosea), класс наиболее просто организованных простейших над класса корненожек. Лишены внутр. скелета и наруж. раковины. Форма тела непостоянна, размеры обычно от 20 до 700 мкм, реже несколько более. Форма и размеры псевдоподий характерны для… … Биологический энциклопедический словарь

- (Flagellata s. Mastigophora, см. табл. Биченосцы, Flagellata) класс простейших животных (Protozoa). Как и все прочие представители этого типа, они имеют тело, состоящее только из одной клеточки, представляющей протоплазму и ядро с ядрышком.… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

Или Protozoa. Содержание статьи: Характеристика и классификация. Исторический очерк. Морфология; протоплазма с включениями (трихоцисты, ядро, сократительные вакуоли, хроматофоры и др.). Покровы и скелет. Движение П.; псевдоподии, жгутики и… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

Напишите отзыв о статье "Сократительная вакуоль"

Примечания

Источники

Hausmann K., Hülsmann N, Radek R. Protistology. - Berlin, Stuttgart, E. Schweizerbert’sche Verlagbuchhandlung, 2003.
Карпов С. А. Строение клетки протистов: Учебное пособие. - СПб.: ТЕССА, 2001. - 384 с. - ил.



Эндомембранная система

Цитоскелет

Эндосимбионты

Другие внутренние органеллы

Внешние органеллы

Отрывок, характеризующий Сократительная вакуоль

– Ежели его обвиняют в том, что он распространял прокламации Наполеона, то ведь это не доказано, – сказал Пьер (не глядя на Растопчина), – и Верещагина…
– Nous y voila, [Так и есть,] – вдруг нахмурившись, перебивая Пьера, еще громче прежнего вскрикнул Растопчин. – Верещагин изменник и предатель, который получит заслуженную казнь, – сказал Растопчин с тем жаром злобы, с которым говорят люди при воспоминании об оскорблении. – Но я не призвал вас для того, чтобы обсуждать мои дела, а для того, чтобы дать вам совет или приказание, ежели вы этого хотите. Прошу вас прекратить сношения с такими господами, как Ключарев, и ехать отсюда. А я дурь выбью, в ком бы она ни была. – И, вероятно, спохватившись, что он как будто кричал на Безухова, который еще ни в чем не был виноват, он прибавил, дружески взяв за руку Пьера: – Nous sommes a la veille d"un desastre publique, et je n"ai pas le temps de dire des gentillesses a tous ceux qui ont affaire a moi. Голова иногда кругом идет! Eh! bien, mon cher, qu"est ce que vous faites, vous personnellement? [Мы накануне общего бедствия, и мне некогда быть любезным со всеми, с кем у меня есть дело. Итак, любезнейший, что вы предпринимаете, вы лично?]
– Mais rien, [Да ничего,] – отвечал Пьер, все не поднимая глаз и не изменяя выражения задумчивого лица.