Выполнила учитель биологии
Тушева Вера Ивановна
Цель работы……………………………………………………………………..3
Образование вакуолей………………………………………………………….4
Строение вакуолей и химический состав клеточного сока……….................5
Функции вакуолей……………………………………………………………...7
Лейкопластомы хранят крахмал или, иногда, белки или масла. Лейкопластоны, как правило, многочисленны в органах хранения, таких как корни, репа или клубни, например, в картофеле. Хромопласты содержат пигменты и связаны с интенсивным оранжевым и желтым цветом фруктов, цветов, осенних листьев и моркови.
Хлоропласты - это пластиды, содержащие хлорофилл и в которых происходит фотосинтез. Лизосомы имеют очень простую структуру, похожую на вакуоли, окруженные только мембраной, они содержат большое количество пищеварительных ферментов, которые деградируют все непригодные молекулы для клетки.
Вывод………………………….……………………………………………………8
Список используемой литературы…….………………………………………….9
Вакуоль – это пространство клетки, заполненное клеточным соком.
Целями работы является:
знакомство с процессом образования вакуоли и с основными ее функциями;
Они функционируют как «желудки» клетки, и в дополнение к перевариванию любого вещества, поступающего извне, пищеварительные вакуоли поглощают старый клеточный мусор, чтобы переваривать их, называемые тогда аутофагическими вакуолями. Называется «суицидальные мешки», потому что, если его мембрана должна сломаться, ферменты, запертые внутри нее, в конечном итоге разрушат всю клетку.
Лизосомы образуются из грубого эндоплазматического ретикулума, а затем ферменты упаковываются комплексом Гольджи. Они представляют собой везикулы, охватываемые мембраной, которые образуются в аппарате Гольджи и содержат большое количество пищеварительных ферментов, способных разрушать большое количество молекул. Дефицит некоторых из этих ферментов может вызвать метаболические заболевания, такие как болезнь Тай-Сакса.
изучение строения вакуоли и химическим составом ее клеточного сока;
определение важности вакуоли в растительной и животной клетке;
создание теоретической базы для дальнейшего изучения предмета «Ботаника», необходимой на семинарских и лабораторных занятиях.
Образование вакуолей
Центральная вакуоль, характерна для большинства зрелых растительных клеток (рис 1), возникает в процессе роста и дифференциации клеток путем слияния многочисленных мелких вакуолей, которые обычно имеются в меристематических (эмбриональных) клетках. Происхождение этих цитоплазматических вакуолей до конца не выяснено. Одним из наиболее вероятных способов заложения вакуолей является образование цистернами гранулярного эндоплазматического ретикулума локальных расширений, мембраны которых теряют рибосомы. Эти расширения затем изолируются, округляются и превращаются в вакуоли, а ретикулярная мембрана становиться их тонопластом. Другой важный путь – отчленения ретикулярными цистернами агранулярных пузырьков., которые, сливаясь друг с другом, дают начало мелким вакуолям. Образование вакуолей может происходить и при участии элементов аппарата Гольджи (пузырьков и диктиосомных цистерн).
Вследствие этого лизосома имеет рН ниже, чем. Лизосомные ферменты способны переваривать бактерии и другие вещества, попадающие в клетку фагоцитозом или другими процессами эндоцитоза. В конце концов продукты пищеварения настолько малы, что они могут передавать лизосомальную мембрану обратно в цитозоль, где они перерабатываются.
Лизосомы используют свои ферменты для рециркуляции различных органелл клетки, охватывая их, переваривая их и высвобождая их компоненты в цитозоле. Процесс переваривания органелл называется аутофагией. Например, клетки печени восстанавливаются полностью раз в две недели. Другой функцией лизосом является внеклеточное переваривание в ранах и ожогах, подготовка и очистка почвы для ремонта тканей.
Рис. 1. Строение клетки:
1 – ядро с ядрышком; 2 – вакуоль; 3 – хлоропласт; 4 – эндоплазматическая сеть с рибосомами; 5 – аппарат Гольджи; 6 – лизосома; 7 - митохондрия
Строение вакуолей и химический состав клеточного сока.
Это сеть сплюснутых мешочков, соединительных канальцев и протоков, которые существуют в эукариотических клетках. Количество эндоплазматического ретикулума клетки не фиксировано, но уменьшается или увеличивается в зависимости от клеточной активности. Существует два типа эндоплазматического ретикулума, грубая и гладкая. Грубый эндоплазматический ретикулум преобладает в клетках, которые продуцируют большое количество белков для экспорта. Во многих случаях грубый эндоплазматический ретикулум включает большие сплющенные мешочки, называемые цистернами.
Вакуоли содержаться почти во всех растительных клетках. Они представляют собой полости в клетке, заполненные обычно водянистым содержанием – клеточным соком. От цитоплазмы клеточный сок изолирован избирательно проницаемой вакуолярной мембраной – тонопластом (лат. tonus – напряжение; пластос - оформленный). Для большинства зрелых клеток высших растений характерна центральная вакуоль (рис. 2). Она настолько крупна (занимает до 70-90% объема клетки), что протопласт со всеми органеллами располагается в виде очень тонкого постенного слоя, выстилающего клеточную оболочку.
Если клеткам, выделенным на синтез белка, разрешено захватывать радиоактивные аминокислоты, радиоактивные маркеры сначала обнаруживаются в мембране грубого эндоплазматического ретикулума и вскоре после этого в их цистернах. Исходная часть белков, синтезируемых в этом эндоплазматическом ретикулуме, состоит из «лидера» гидрофобных аминокислот, которые будут способствовать переносу белка через двойной слой липида в сторону ретикулума. Недавно синтезированная белковая молекула переходит из грубого эндоплазматического ретикулума в гладкую, а затем в тела Гольджи.
Рис. 2. Клетка палисадного мезофилла листа тополя под световым микроскопом (схемат.):
Г – гиалоплазма; Гр – граны хлоропласта; КЗ – крахмальное зерно; КО – клеточная оболочка; ЛК – липидная капля; Хл – хлоропласт; ЦВ – центральная вакуоль; Я – ядро; Яд – ядрышко.
В ходе этой прогулки от одной органеллы к другой молекула подвергается дополнительному процессу, включающему расщепление исходной последовательности гидрофобных аминокислот и часто добавление углеводных групп к белку. Клетки, участвующие в синтезе липидов, имеют большое количество гладкого эндоплазматического ретикулума. Он также встречается в клетках печени, где он вмешивается в различные процессы детоксикации. Например, у подопытных животных, которым в рот выделяется большое количество фенобарбитала, количество гладкого эндоплазматического ретикулума клеток печени увеличивается в несколько раз.
В этом слое тонопласт выступает как внутренняя пограничная мембрана протопласта. В местах протопласта часто располагается очень близко к плазмалемме, а на участках, где они есть, тонопласт отдаляется от плазмалеммы, но при этом общая толщина слоя гиалоплазмы, одевающего органеллы, не увеличиваются. В постенном протопласте обычно встречаются мелкие цитоплазматические вакуоли (рис. 3).
В гладком эндоплазматическом ретикулуме он также вмешивался бы в печеночную деградацию гликогена в глюкозу. Кроме того, как мы уже указывали, это будет служить каналом для материала, который переходит из грубого эндоплазматического ретикулума в тела Гольджи.
Они являются самыми многочисленными клеточными органеллами. Эти органеллы присутствуют во всех клетках и связаны с грубым эндоплазматическим ретикулумом, образуя вместе то, что называется эргатоплазмой. Они имеют слегка удлиненную форму эллипсоида, а их сухой размер составляет 170 × 170 × 200Å. Они состоят из двух субъединиц, легко диссоциируемых и изолируемых ультрацентрифугированием, которые характеризуются коэффициентами их седиментации. Часто рибосомы ассоциируют друг с другом с образованием комплексов, называемых полирибосомами или полисомами.
Иногда в центре клетки, в ядерном кармашке, располагается ядро. А кармашек связан с постенным слоем цитоплазмы тончайшими цитоплазматическими тяжами, пересекающими центральную вакуоль.
Вакуолярное содержимое – клеточный сок – представляет собой водный раствор различных веществ, являющихся продуктами жизнедеятельности протопласта (в основном запасными веществами и отбросами). Таким образом, основной компонент клеточного сока – вода. В ней накапливаются многочисленные соединения – минеральные и органические. – которые находятся в состоянии истинного или коллоидного раствора и реже в виде оформленных включений.
Они играют очень важную биологическую функцию, поскольку они являются активной поддержкой синтеза клеточного белка. С точки зрения композиции мы можем выделить два типа компонентов. В дополнение к органеллам и цитоскелету цитоплазма многих клеток, особенно растительных клеток, содержит вакуоли. Вакуола представляет собой пространство цитоплазмы, занятой водой и растворенными веществами, окруженное простой мембраной.
Характерно, что незрелые растительные клетки имеют много вакуолей, но по мере их созревания многочисленные небольшие вакуоли начинают образовывать большую центральную вакуоль, заполненную жидкостью, которая затем становится важным средством поддержки клетки. Кроме того, вакуоль расширяет ячейку, включая поверхность, подверженную воздействию окружающей среды, с минимальным вложением конструкционных материалов из ячейки.
Рис. 3. клетка мезофилла листа липы при небольшом (5000) увеличении электронного микроскопа (схемат.):
В – цитоплазматическая вакуоль; Г – гиалоплазма; Гр – грана; ГЭР – цистерна гранулярного эндоплазматического ретикулума; Д – диктиосома; КЗ – крахмальное зерно; КО – клеточная оболочка; ЛК – липидная капля; М – митохондрия; Мж – межклетник; Мк – микротельце; Пд – плазмодесма; Пг – пластоглобула; Пл – плазмолемма; По – полисома; ПЯ – пора в ядерной оболочке; СП – срединная пластинка; Т – тонопласт; Ти – межгранный тилакоид; Хл – хлоропласт; Хм – хроматин; ЦВ – центральная вакуоль; Я – ядро; Яд – ядрышко; ЯО – ядерная оболочка.
Везикулы, более распространенные у животных, имеют одинаковую общую структуру с вакуолями и отличаются их размером, поскольку они обычно измеряют диаметр менее 100 нанометров, а вакуоли больше. Другим типом везикул, который содержит деструктивные, являются перихосомы. Перихосомы являются везикулами, в которых клетки разрушают пурины. Ряд реакций под солнечным светом также возникает в перихосомах растений, когда клетка содержит относительно большие концентрации кислорода. Эти реакции и деградация пуринов производят перекись водорода, которая очень токсична для живых клеток, но в перксосомах содержится другой фермент, который немедленно разворачивает перекись водорода в воде и кислороде, предотвращая повреждение клетки.
Реакция клеточного сока обычно слабокислая или нейтральная, реже щелочная. По химическому составу и консистенции веществ клеточный сок отличается от протопласта. Это различие обусловлено активностью вакуолярной мембраной, обладающей свойствами избирательной проницаемости и, следовательно, не пропускающей одни вещества и транспортирующие другие вещества в вакуоль против градиента концентрации. Поэтому основные функции тонопласта, как и плазмалеммы, не синтетические, а барьерные и транспортные.
В эукариотических клетках ядро представляет собой большое, часто сферическое тело, которое обычно является наиболее заметной структурой внутри клетки. Он окружен двумя липопротеидными мембранами, которые вместе образуют ядерную оболочку. Между этими двумя мембранами имеется пространство от двадцати до сорока нанометров, но с частыми интервалами они сливаются, создавая поры, через которые проходят материалы между ядром и цитоплазмой. Поры, которые окружены крупными гранулами, которые содержат белок и расположены в восьмиугольной форме, образуют узкий проход, который проходит через слитый липидный двойной слой.
В живой клетке клеточный сок обычно не имеет никакой внутренней структуры, т.е. является оптически пустым, чем и обусловлено название вакуоли. Однако ряд веществ клеточного сока реагирует с фиксаторами и красителями, поэтому на фиксированных препаратах в нем может выявляться определенная структура.
Вещества, входящие в состав клеточного сока, чрезвычайно разнообразные – это углеводы (сахара и полисахариды), белки, органические кислоты и их соли, аминокислоты, минеральные ионы, алкалоиды, гликозиды, пигменты, танины и другие растворимые и воде соединения. Большинство из них относятся к группе эргастических веществ – продуктов метаболизма протопласта, которые могут появляться и исчезать в различные периоды жизни клетки. Многие вещества клеточного сока образуются только в растительных клетках.
Хромосомы находятся внутри ядра. Когда клетка не делятся, хромосомы видны только как клубок тонких нитей, называемых хроматином. Наиболее заметным телом внутри ядра является ядро. В общем, на ядро имеется два ядрышка, хотя много раз вы видите только один на микрофотографии. Ядрышко является сайтом, где построены рибосомные субъединицы.
Современные знания о роли ядра в жизни клеток начались с некоторых из первых микроскопических наблюдений. Один из самых важных был сделан более века назад немецким эмбриологом Оскаром Хертвигом с яйцеклеток и спермой от морского ежа. Морские ежи производят большое количество яиц и спермы. Капусты относительно велики и, следовательно, легко наблюдаются. Они оплодотворяются во внешней воде, а не во внутренней среде, как в случае с наземными позвоночными. Глядя с микроскопом, как яйцеклетки оплодотворялись, Хертвиг заметил, что кроме спермы, проникающей в яйцеклетку, требуется только сперма, ее ядро освобождается и сливается с овулярным ядром.
Химический состав и концентрация клеточного ока изменчивы и зависят от вида растения, органа, типа и состояния клетки. Некоторые из перечисленных выше классов соединений могут в определенных клетках вообще отсутствовать. Другие накапливаются в больших количествах.
Наиболее обычными веществами клеточного сока являются сахара, прежде всего сахароза, также глюкоза и фруктоза. Они играют роль запасных энергетических веществ и служат важнейшим питательным материалом клетки. Сахароза, накапливающаяся в большом количестве в клеточном соке корнеплодов сахарной свеклы и сердцевины стеблей сахарного тростника. Имеет большое народнохозяйственное значение. Так как служит источником получения сахара. Глюкоза (или виноградный сахар) и фруктоза. Как показывают их названия. Накапливаются в больших количествах главным образом в сочных плодах и также широко используются человеком. Для ряда групп растений (кактусовые, толстянковые, орхидные) характерно накопление в клеточном соке полисахаридов в виде слизей.
Это наблюдение, подтвержденное другими учеными и другими типами организма, важно было установить, что ядро является носителем наследственной информации, единственной связью между отцом и детьми является ядро спермы. Еще одно указание на важность ядра возникло из наблюдений Вальтера Флемминга, также около ста лет назад он наблюдал «танец хромосом», который возникает, когда эукариотические клетки делятся и кропотливо реконструируют последовательность событий. Со времени Флемминга были проведены различные эксперименты, чтобы исследовать роль ячеистого ядра.
Клетки созревающих семян накапливают в вакуолях в виде коллоидного раствора большое количество белков, поэтому их называют белковыми вакуолями. Синтез этих белков происходит на прикрепленных рибосомах гранулярного эндоплазматического ретикулума, с которым тесно связано развитие белковых вакуолей. При обезвоживании семян на поздних этапах их развития из вакуолей удаляется вода. Концентрация белка в клеточном соке повышается и он переходит в состояние твердого геля. Дегидратированные вакуоли зрелых семян называют белковыми тельцами или алейроновыми зернами. Белковые вакуоли встречаются не только в клетках семян, но и в ряде других клеток растений.
В простом эксперименте ядро амебы удалялось микрохирургом. Амеба прекратила делиться и умерла через несколько дней, но если через 24 часа после удаления исходного ядра зарождалось ядро другой амебы, клетка выжила и была разделена нормально. Цитоплазма до трансплантации, были исчерпаны, и форма шляпы полностью находилась под контролем нового ядра.
Эти эксперименты показывают, что ядро выполняет две важные функции для ячейки. Во-первых, это носитель наследственной информации, которая определяет характеристики дочерних клеток. Во-вторых, как показывает работа Хеммерлинга, ядро оказывает непрерывную активность на активность клетки, гарантируя, что сложные молекулы, которые требуется клетке, синтезируются в необходимых количествах и типах.
Из органических кислот в клеточном соке наиболее часто встречаются лимонная, яблочная, янтарная и щавелевая. Эти кислоты находятся в большом количестве, например, в клеточном соке незрелых плодов, придавая им кислый вкус. При созревании плодов органические кислоты могут использоваться как субстраты дыхания, поэтому кислый вкус плодов обычно исчезает. Соли органических кислот вместе с минеральными ионами играют наибольшую роль в осмотических процессах в клетке.
Ядерный сок или кариолинфа: он заключен в ядерную мембрану, это жидкость, в которой приостановлены основные компоненты ядра. Нуклеолус: на самом деле ядрышко не является структурной единицей, а агломерацией хроматиновых петель разных хромосом. Например, 10 из 46 человеческих хромосом обеспечивают такие петли хроматина в ядрышко.
В ядрышке образуются рибосомы. Затем субъединицы рибосом экспортируются в цитоплазму. Ядрышко не имеет мембраны. Может быть один или несколько ядрышек на ядро, эти структуры сильно варьируются, поскольку они часто меняют форму и размер. Когда ячейка делятся, ядрышки обычно исчезают, а затем снова появляются быстро, как только деление клеток закончено.
В состав клеточного сока часто входят дубильные вещества-танины. Это безазотистые циклические соединение (производный фенолов) вяжущего вкуса. Для некоторых клеток высших растений накопление танинов становиться одной из основных функций. Содержимое центральной вакуоли таких клеток в прижизненном состоянии имеет зеленовато-желтый цвет, а после фиксации с применением осмия или окраски хлоридом железа оно выглядит темным. Таниноносные клетки могут быть рассеяны в беспорядке поодиночке среди других клеток данной ткани или собраны в группы. Особенно богаты танинами клетки коры стеблей и корней (дуб, ива, ель, бадан), незрелых плодов (грецкий орех), листьев (чай), и некоторых патологических выростов (например, клетки так называемых чернильных орешков на листьях дуба). При отмирании клетки танины окисляются, пропитывают клеточную оболочку и придают ей темно-коричневый цвет. Эти вещества обладают антисептическими свойствами и поэтому защищают растение от инфекции. Техническое значение танинов состоит в том, что с их помощью дубят кожу. При этом составляющие кожу белки переводятся в нерастворимое состояние и перестают набухать; кожа становится мягкой, не ослизняющейся в воде.
Алкалоиды – разнообразные в химическом отношении азотсодержащие вещества гетероциклической природы, имеющие горький вкус. Они обладают щелочными свойствами и содержатся в клеточном соке, как правило. В виде солей. Они обычно бесцветны, редко окрашены (оранжевый цвет млечного сока чистотела). Алкалоиды характерны для клеток высших растений и у других организмов встречаются редко. В настоящее время описано свыше 2000 алкалоидов. Состав их часто характерен для определенных групп растений (вида, рода). К алкалоидам принадлежат многие растительные яды. Некоторые из них, такие, как кофеин (в семенах кофе), атропин (во всех органах белладонны), хинин (в коре хинного дерева), морфин, кодеин (в плодах мака) и др., широко используются в медицине как лекарственные средства. Млечный сок, вытекающий при ранении ряда растений, представляет собой содержимое вакуолей, часто богатое алкалоидами (мак, чистотел) или каучуком (гевея, одуванчик).
Гликозиды – обширная группа природных веществ, соединения сахаров со спиртами, альдегидами, фенолами и другими веществами. Ряд гликозидов растений используется в медицине (например, сердечные гликозиды, добываемые из наперстки и ландыша). К гликозидам принадлежат также пигменты клеточного сока – флавоноиды. Одни из них – антоцианы (греч. антос – цветок; кианос - синий) – придают клеточному соку красный, синий или фиолетовый цвет; другие – флавоны – желтый. Цветовая гамма (от фиолетового до красного) окрашенных частей цветков многих растений обусловлена присутствием в их клеточном соке антоцианов. Различие в оттенках цвета связано с различной реакцией клеточного сока: если она кислая, то господствуют красные тона, нейтральная – фиолетовые, а при слабощелочной реакции – синие. На возникновение оттенков оказывает влияние также образование антоцианами комплексов с различными металлами. Флавоны обусловливают желтый цвет лепестков ряда растений (льнянка, коровяка, примулы, многих бобовых и сложноцветных). Яркая окраска цветков, вызываемая флавоноидами клеточного сока или каротиноидами пластоглобул хромопластов, выполняет функцию привлечения насекомых-опылителей.
Значение органических кислот, танинов, алкалоидов и гликозидов клеточного сока в обмене веществ клетки выяснено еще недостаточно. Раньше их обычно рассматривали как конечные продукты обмена. В настоящее время показано, что многие из них могут вновь вовлекаться в процессы метаболизма и поэтому их можно рассматривать и как запасающие вещества.
Функции вакуолей.
Вакуоли в растительных клетках выполняют две основные функции – накопление запасных веществ и отбросов и поддержание тургора. Первая функция ясна из приведенного выше описания химического состава клеточного сока. Вторая функция вакуолей требует пояснения. Концентрация ионов и сахаров в клеточном соке центральной вакуоли. Как правило. Выше, чем в оболочке клетки; тонопласт значительно замедляет диффузию из вакуоли этих веществ и в то же время легко проницаем для воды. Поэтому при достаточном насыщении оболочки водой последняя будет поступать в вакуоль путем диффузии. Такой однонаправленный процесс диффузии воды через избирательно проницаемую для растворенных веществ мембрану носит название осмоса. Поступающая в клеточный сок вода оказывает давление на постенный протопласт, а через него и на оболочку, вызывая напряженное, упругое ее состояние или тургор (от латинского - набухать) клетки.
Тургор обеспечивает сохранение сочными органами (например, листьями, неодревесневшими стеблями) формы и положения в пространстве, а также сопротивление их к действию механических факторов. Если клетку погрузить в гипертонический раствор какой-нибудь соли или сахара (т.е. в раствор большей концентрации, чем концентрация клеточного сока). То начинается осмотический выход воды из вакуоли. В результате этого объем ее сокращается, эластичный постенный протопласт отходит от оболочки по направлению к центру клетки. Тургор исчезает, наступает плазмолиз клетки.
Плазмолиз обычно обратим, и при доступе воды или переносе клеток в гипотонический раствор вода снова энергично поглощается центральной вакуолью, протопласт опять прижимается к оболочке. Тургор восстанавливается.
Плазмолиз может служить показателем живого состояния вакуолизированной клетки, ибо отмершая клетка не плазмолизируется, так как не содержит избирательно проницаемых мембран, а в живой, как уже говорилось, слой постенной цитоплазмы может быть так тонок, что его невозможно увидеть в световой микроскоп; при отхождении от оболочки он становиться различимым.
Потеря тургора при плазмолизе вызывает завядание растения. При завядании на воздухе в условиях недостаточного водоснабжения тонкие оболочки клеток сморщиваются одновременно с протопластом и делаются складчатыми.
Тургорное давление не только поддерживает форму неодревесневших частей растений, оно является также одним из факторов роста клетки, обеспечивая рост клеток растяжением. У животных клеток центральная вакуоль отсутствует, из-за чего они растяжением не растут, увеличение их размера происходит главным образом за счет увеличения количества цитоплазмы, поэтому размер животных клеток обычно меньше, чем растительных.
Выводы
Вакуоль характерна для большинства растительных клеток.
Центральная вакуоль возникает в процессе роста и дифференциации клеток путем слияния многочисленных мелких вакуолей.
Образование вакуолей может происходить при участии аппарата Гольджи.
Клеточный сок - водный раствор различных веществ, являющихся продуктами жизнедеятельности протопласта (в основном запасными веществами и отбросами).
Тургорное давление не только поддерживает форму неодревесневших частей растений, оно является также одним из факторов роста клетки, обеспечивая рост клеток растяжением.
Список используемой литературы.
: Васильев А.Е, Воронин Н.С, Еленевский и др. Ботаника: морфология и анатомия растений – М.: Просвещение, 1988. 480 с.
Биология. Живой организм (учебник для общеобразовательных школ) – Алматы: Кi тап, 2006. – 208 с.
1. Что представляют собой вакуоли? Как они образуются?
Вакуоли – крупные пузырьки или полости, ограниченные мембраной от гиалоплазмы и заполненные преимущественно водным содержимым. Вакуоли характерны для клеток растений, грибов и многих протистов, они образуются из пузыревидных расширений ЭПС или из пузырьков комплекса Гольджи.
2. Какие вещества содержатся в клеточном соке вакуолей растительных клеток?
Клеточный сок представляет собой водный раствор различных неорганических и органических веществ. Химический состав и концентрация клеточного сока очень изменчивы и зависят от вида растения, органа, ткани и возраста клетки.
В клеточном соке вакуолей растительных клеток могут содержаться:
● Запасные вещества, которые временно выведены из обмена веществ и могут использоваться клеткой снова. Например, соли, углеводы (сахароза, глюкоза, фруктоза), карбоновые кислоты (яблочная, лимонная, щавелевая, уксусная), аминокислоты, белки.
● Конечные продукты обмена, которые выводятся в вакуоль и таким путём изолируются. Например, танины (дубильные вещества), алкалоиды, некоторые пигменты, оксалат кальция.
● Пигменты, самыми распространёнными из которых являются антоцианы, придающие клеточному соку пурпурный, красный, синий или фиолетовый цвета. Близкие к антоцианам флавоноиды окрашивают клеточный сок в жёлтые и кремовые оттенки.
● Биологически активные вещества, например, фитогормоны (регуляторы роста растений), фитонциды (вещества, убивающие или подавляющие рост микроорганизмов), ферменты...
3. Какие функции выполняют вакуоли в растительных клетках?
Основные функции вакуолей в клетках растений:
● Хранение и изоляция различных веществ (запасных, биологически активных, конечных продуктов обмена и др.).
● Обеспечение окраски лепестков, плодов, почек, листьев, корнеплодов.
● Регуляция водного баланса клетки, поддержание тургорного давления.
4. У каких организмов имеются сократительные вакуоли? Какова их функция?
Сократительные (пульсирующие) вакуоли характерны для одноклеточных пресноводных протистов. В их клетки путём осмоса непрерывно поступает вода, избыток которой накапливается в сократительных вакуолях. Пульсирующие вакуоли периодически сокращаются благодаря взаимодействию расположенных вокруг них микротрубочек и микрофиламентов. Вода выводится наружу через специальную выделительную пору и клетка сохраняет более или менее постоянный объём.
Таким образом, сократительные вакуоли выполняют в клетках функцию осморегуляции – поддерживают на определённом уровне содержание воды и концентрацию солей.
5. Чем пищеварительные вакуоли отличаются от других вакуолей клетки?
Пищеварительными вакуолями называют вторичные лизосомы в клетках гетеротрофных протистов. Они образуются путём слияния лизосом с фагоцитарными пузырьками, содержащими пищевые частицы. После переваривания пищи и поступления питательных веществ в гиалоплазму, непереваренные остатки выводятся из клетки путём экзоцитоза, а мембрана пищеварительной вакуоли сливается с плазмалеммой.
Таким образом, в отличие от других вакуолей, пищеварительные вакуоли являются не постоянными, а временными органоидами, служат для переваривания пищевых частиц и образуются путём слияния лизосом с фагоцитарными пузырьками.
6. Амёбу и эритроцит поместили в дистиллированную воду. Что произойдёт с каждой клеткой? Почему?
В отличие от дистиллированной воды цитоплазма амёбы и эритроцита содержит определённое количество солей и других растворённых веществ. Поэтому вода будет путём осмоса поступать в клетку амёбы и в эритроцит. Объём эритроцита увеличится, а затем он лопнет. Клетка амёбы будет сохранять более или менее постоянный объём благодаря интенсивной работе сократительной вакуоли.
7. Докажите справедливость утверждения: «Одномембранные органоиды клетки взаимосвязаны и образуют единую мембранную систему, каждый компонент которой специализирован на выполнении определенных функций».
Одномембранными органоидами являются эндоплазматическая сеть, комплекс Гольджи, лизосомы и вакуоли. Каждый из этих органоидов представляет собой отсек (компартмент) или систему отсеков, обособленных от других компартментов и гиалоплазмы. В каждом органоиде содержатся или синтезируются определённые вещества, протекают специфические биохимические процессы.
Вместе с тем одномембранные органоиды взаимосвязаны транспортом веществ и способностью перехода мембран одних органоидов в мембраны других. Например, пузырьки, которые отделяются от ЭПС, сливаются с мембранами комплекса Гольджи. При этом вещества, синтезированные на мембранах ЭПС, поступают в комплекс Гольджи для накопления, модификации и последующего выведения из клетки. Лизосомы, содержащие пищеварительные ферменты, отшнуровываются от цистерн комплекса Гольджи. Вакуоли формируются из пузырьков комплекса Гольджи или пузыревидных расширений ЭПС. Всё это свидетельствует о специализации одномембранных органоидов по выполняемым функциям, а также об их тесной взаимосвязи.
8. У морских протистов сократительные вакуоли пульсируют очень редко или вообще отсутствуют. С чем это связано?
Основная функция сократительных вакуолей – выведение из клеток избытка воды. В морской воде содержание солей такое же, как в клетках протистов, либо выше. Поэтому вода не поступает в клетки морских протистов, а наоборот, может выходить из них путём осмоса (если содержание солей в клетке протиста ниже, чем в морской воде).
