Вакуоли

Структура вакуоли

Описание структуры вакуоли

Вакуоль – важная органелла, обнаруженная как в клетки животных и растений. Он играет решающую роль в различных клеточные процессы, включая клеточное хранение, удаление отходов, регулирование клеточной среды и внутриклеточное пищеварение. Вакуоль — это мембраносвязанная структура который содержит полость, заполненная жидкостью под названием просвет вакуоли. Этот просвет окружен вакуолярная мембранаТонопласт, отделяющий вакуоль от цитоплазмаIC компоненты клетки.

Вакуоль участвует в поддержании клеточного гомеостаза, регулируя водный баланс внутри клетки. Он выполняет роль отсека для хранения различные питательные вещества, ионы и другие клеточные компоненты. В растительных клетках вакуоль особенно важна для поддержания тургорного давления, которое обеспечивает структурную поддержку клетки и помогает в общий рост и развитие завод.

Вакуоль также играет решающую роль в деградации клеточные отходы и переработка клеточных компонентов. Он содержит лизосомальные ферменты, которые помогают расщеплять макромолекулы и клеточный мусор посредством таких процессов, как эндоцитоз и аутофагия. Это обеспечивает эффективное удаление отходов и переработка of необходимые питательные вещества внутри клетки.

Различия в структуре вакуолей животных и растений

Хотя оба клетки животных и растений есть вакуоли, есть некоторые заметные отличия in их структура. В животных клетках вакуоли относительно небольшие и менее заметные по сравнению с растительными клетками. Вакуоли животных в основном участвуют в хранении воды, ионов и отходов. Они также участвуют в поддержании водного баланса клеток и регулировании осмотического давления.

On с другой стороны, растительные вакуоли значительно крупнее и занимают значительную часть объема клетки. Они участвуют в различных функциях, включая хранение питательных веществ, поддержание тургорного давления и хранение пигментов и токсинов. Растительные вакуоли также играют решающую роль в рост и развитие завод регулируя расширение клеток и предоставление структурной поддержки.

Вкратце, вакуоль – это жизненно важная органелла в обоих клетки животных и растений. Он выполняет различные функции, включая клеточное хранение, удаление отходов и регулирование клеточной среды. Хотя существуют различия в структуре вакуолей между клетки животных и растенийони оба способствуют поддержанию клеточного гомеостаза и обеспечению что собой представляет правильное функционирование клетки.

Поглощающие ткани

Высшие растения поглощают воду с помощью специальных тканей. У мохообразных отсутствуют корни, и всасывание воды происходит всей поверхностью тела (например, с помощью гиалиновых клеток у сфагновых мхов) или с помощью ризоидов – длинных тонкостенных клеток. Сосудистые растения имеют корни, поверхность которых покрыта ризодермой (эпиблемой) – специализированной всасывающей тканью. Ризодерма гомологична эпидерме, то есть также формируется из одного внешнего слоя клеток, покрывающих орган. Однако ризодерма не является покровной тканью, поскольку практически не выполняет защитную функцию. Ее клетки тонкостенные и специализируются на поглощении воды и минеральных солей из почвы, поглощение при этом происходит избирательно и с затратой энергии. В ризодерме различают два типа клеток: трихобласты и атрихобласты. У трихобластов наружная часть клетки выпячивается и образует длинный вырост – корневой волосок, служащий для увеличения поверхности всасывания. Корневой волосок выделяет слизь, которая помогает растворять поглощать минеральные вещества из почвы. Атрихобласты не формируют корневых волосков, но также поглощают вещества своей поверхностью.

Рисунок: Ризодерма. А – Продольный разрез корня; Б – Клетки ризодермы. 1 – зона проведения; 2 – зона всасывания; 3 – зона роста; 4 – зона деления; 5 – корневые волоски; 6 – корневой чехлик.

У некоторых тропических эпифитных растений вместо ризодермы развивается веламен. Веламен гомологичен ризодерме, но в отличие от нее является многослойной тканью и состоит из отмерших клеток. Их клеточные стенки имеют спиральные утолщения, которые служат ребрами жесткости, сами клеточные стенки частично разрушаются, а внутреннее содержимое клеток отмирает. В результате получается структура наподобие губки, которая способна впитывать воду из влажного воздуха, тумана или осадков. Таким образом, веламен поглощает вещества пассивно и не избирательно. Направленный и избирательный транспорт воды дальше внутрь корня происходит при участии экзодермы, подстилающей веламен (как, впрочем, и любую ризодерму).

(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({}); Клетка — основная структурная единица жизни

Для живого характерно клеточное строение: человек и растение, кролик и амеба. Амеба состоит из одной клетки, а лист груши — это 50 млн клеток. Если организм одноклеточный, то его процессы (питание, дыхание, выделение, рост, размножение и т. д.) выполняет одна клетка. В сложном многоклеточном организме каждая клетка является маленькой структурой и выполняет свои определенные функции. Как бы ни отличались клетки разных животных и растений друг от друга, в их строении много общего. Заглянуть в таинственный микромир, не видимый простым глазом, поможет даже школьный микроскоп. Рассматривая препарат под микроскопом, можно увидеть множество круглых, продолговатых и квадратных клеток, плотно прилегающих друг к другу (рис.1).

Рис.1 Разнообразие растительных клеток

История открытия клеточного строения растений связана с именем английского естествоиспытателя Роберта Гука, который в 1665 году с помощью собственноручно собранного микроскопа рассмотрел тонкий срез пробки дерева (рис.2). Обнаруженные мелкие ячейки он назвал «клетками». В последствии данный термин был введен в науку.

Рис.2 Рисунок Роберта Гука

Что такое вакуоль в биологии

Вакуоль в биологии — это мембранно-связанная клеточная одиночная органелла, которая встречается как у животных, так и у растений.

Это одна из самых больших органелл в клетке, особенно в растительных. Она присутствует в различных типах клеток — растительные, животные, грибковые, бактериальные, протисты. Структура ее зависит от индивидуальных потребностей организма. У животных они обычно небольшие и помогают откладывать отходы жизнедеятельности, у растений — помогают поддерживать водный баланс. Иногда одна вакуоль может занимать большую часть внутреннего пространства растительной клетки. Самая большая принадлежит гигантской амебе Chaos carolinense и может занимать до 90% объема.

Слово vacuole — английское слово 19 века, которое произошло от латинского слова «vacuus», означающего пустой. Термин был впервые использован в ботанике Шлейденом в 1842 году.

Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут

Особенности строение вакуолей растительной клетки

Строение вакуоли очень простое. Это «пузырек», окруженные однослойной мембраной. Эта мембрана называется тонопласт. Мембрана вакуоли не изолирует ее от внутреннего содержимого клетки полностью. Тонопласт содержит поры.  Через них внутрь вакуоли могут проникать вода и другие вещества. Кроме этого, тонопласт помогает создавать кислую среду внутри содержимого вакуоли. Происходит это путем переноса из цитоплазмы в вакуоль ионов водорода.

Вакуоли образуются из слившихся вместе везикул. Их образуют эндоплазматический ретикулум и комплекс Гольджи. В молодой растительной клетки вакуоли небольших размеров и обычно их несколько штук. Клетка растет и созревает, и мелкие вакуоли сливаются. Они образуют одну большую, так называемую, центральную вакуоль. Эта крупная вакуоль может занимать до 90% объема растительной клетки.

Пластиды

Пластиды – это полуавтономные органеллы.

Полуавтономные – потому что в них есть свой собственный небольшой генетический материал, своя ДНК. И некоторую часть своих функций пластиды регулируют с помощью нее.

В этом заключается их автономность. Но она не полная. Потому что пластиды все равно очень зависимы от ядра и ядерной ДНК.

Хлоропласт

В зависимости от того, в какой клетке находятся пластиды и какие функции выполняют, они различаются по цвету и строению и делятся на следующие группы:

• Лейкопласты (от греч. «лейкос» – белый и «пластос» – оформленный, вылепленный) – они бесцветные и служат для запасания жиров, белков или крахмала.
• Хлоропласты (от греч. «хлорос» – зеленый) – они зеленые. Их главная функция – фотосинтез. Благодаря хлоропластам многие органы растений имеют зеленый цвет.
• Хромопласты (от греч. «хрома» – цвет) – они окрашены в красный, желтый или оранжевый цвета. Именно из-за них помидор красный, морковь желтая или оранжевая, а осенние листья могут быть разных оттенков: от ярко-желтого, до темно-коричневого.

Зеленый цвет хлоропластам придает вещество хлорофилл (от греч. «хлорос» – зеленый и «филлон» – лист).

Это сложная крупная молекула. Она поглощает солнечную энергию, которая затем используется для синтеза органических веществ – (сахаров).

Хлоропласты в клетках

Похожи по некоторым признакам на пластиды, но к ним не относятся, митохондрии. Это органеллы, в которых тоже есть своя ДНК. Но их функция – производство энергии.

Митохондрии есть и в наших (человеческих) клетках. А вот пластид у нас нет.

{"questions":,"answer":}}}]}

Клеточный сок

Вакуоль содержит в себе клеточный сок — раствор воды, органических и неорганических веществ. Эти вещества – результаты жизнедеятельности простейших. Они формируются и подвергаются распаду за всё время жизни клетки.

Состав химических элементов, насыщенность клеточного сока находятся в постоянном изменении. Эти факторы зависят от ткани, органа, вида растения. В соке растений обнаружены соли, сахара. В частности – фруктоза, сахароза, глюкоза. В соке содержатся белки, аминокислоты, органические кислоты – уксусная, щавелевая, яблочная и др. Эти продукты, что в дальнейшем будут использованы и претерпят изменения, но пока выведены из обмена веществ и защищены тонопластом. Они являются запасами клетки.

Кроме этих питательных веществ, в клеточном соке имеются фенолы, танины, которые аналогичным образом изолированы от цитоплазмы и временно не участвуют в метаболизме. К танинам относят – антоцианы, алкалоиды, дубильные вещества.

Довольно часто в клеточном соке можно обнаружить танины. Эти вещества есть в оболочках семян, листьев, в коре, древесине, в цитоплазме клеток несозревших плодов и в их оболочках.

Существуют растения, в вакуолях которых имеются алкалоиды. Например:

• Атропин (белена – её плоды)
• Кофеин (кофе — его семена)
• Морфин (мак – его плоды)
• И т.д.

Танины имеют терпкий вкус, в них есть алкалоиды и токсические полифенолы. Эти вещества защищают растения, их содержащие, от поедания травоядными животными.

В вакуолях также накапливаются и отходы – результаты работы клетки.

Вывод: в вакуолях клеток собирается щавелевокислый кальций. Он бывает в форме разнообразных кристаллов.

В клеточном соке множества растений содержатся пигменты. Широко распространены антоцианы. Они сообщают растению красную, синюю, пурпурную, фиолетовую окраску. Родственными антоцианам являются флавонолы и флавоны. Именно благодаря им клеточный сок может иметь жёлтый и кремовый цвета. Пигменты являются ответственными за самую различную окраску растений. Например, она бывает красивой, разнообразной у лепестков розы, примулы, фиалки, георгина, у плодов свеклы, у листьев, плодов и почек растений. В зависимости от кислотности среды цвет антоцианов изменяется.

• Красный цвет обозначает кислую среду;
• Фиолетовый – нейтральную;
• Синий – щелочную;
• Могут наблюдаться оттенки разных цветов.

Клеточный сок в процессе жизни растения может превращаться из сильно кислого в слабокислый или щелочной. Этот процесс сопровождается изменением оттенка пигментов. Например, цветы медуницы во время своего развития меняют свою окраску от розовой до синей.

В некоторых растениях есть фитогормоны – это фитонциды, ферменты, физиологически активные вещества, регулирующие рост.

После того, как клетка гибнет, окружающая её мембрана теряет свою непроницаемость. Ферменты покидают вакуоль, и клетка претерпевает автолиз.

Клетки растений поглощают воду. Вакуоли служат проводниками воды в ткань растения.

Благодаря одностороннему диффузному движению воды, она через тонопласт попадает в вакуоль. В ней имеется концентрированный сок, который давит на цитоплазму и на клеточную оболочку тоже. Поэтому в клетке возникает упругое давление, и, таким образом, поддерживается некоторая жёсткость клеток растений. Из-за этого давления происходит растяжение клеток в период их развития. Клетки растений запасают питательные вещества. Иногда в них содержится не одна основная, а несколько вакуолей с накопленными питательными веществами.

Определение вакуоли

Вакуоль is мембраносвязанная органелла найти в клетки растений, грибов и некоторые протисты. Это большой, заполненный жидкостью мешок который играет решающую роль в различных клеточные процессы. Вакуоль — это важный компонент клетки и участвует в таких функциях, как клеточное хранение, удаление отходов, регулирование клеточной среды и внутриклеточное пищеварение.

Происхождение и значение вакуоли

Термин «вакуоль»происходит от латинское слово «vacuus» означает «пустой». Однако вакуоли далеко не пусты; они заполнены жидкостью, называемой клеточный сок, который содержит различные вещества, такие как вода, ионы, сахара, ферменты и другие клеточные компоненты. Вакуоли присутствуют в обоих клетки растений и животных, но они различаются по размеру, структуре и функциям.

В растительных клетках вакуоли обычно крупнее и более заметны. Они могут занимать значительную часть объема клетки, иногда даже до 90%. Эти большие вакуоли способствовать жесткость и форму растительных клеток, обеспечивая структурную поддержку. Кроме того, они играют решающую роль в поддержании водного баланса клеток и регулировании осмотического давления.

В клетках животных также имеются вакуоли, хотя они обычно меньше и менее заметны по сравнению с растительными клетками. В животных клетках вакуоли участвуют в различных функциях, таких как хранение питательных веществ, регулирование концентрации ионови облегчение удаления отходов. Они также участвуют в таких процессах, как эндоцитоз, где помогают усваивать вещества из внешняя средаи аутофагия, которая включает расщепление клеточных компонентов.

Вакуоли окружены мембраной, называемой тонопластом, которая отделяет содержимое вакуоли от цитоплазма. Эта мембрана отвечает за поддержание целостность вакуоли и контролирующий Движение веществ, поступающих и выходящих из органелла. Тонопласт содержит транспортные белки которые облегчают обмен ионов, питательных веществ и отходов.

Одной из основные функции Вакуоли являются хранилищем питательных веществ. Они служат резервуарами для различные молекулы, включая сахар, аминокислотыи липиды. Эти сохраненные питательные вещества могут быть использованы клеткой при необходимости, обеспечивая постоянная поставка энергии и строительные блоки для клеточные процессы.

Вакуоли также способствуют клеточному гомеостазу, регулируя внутренняя среда клетки. Они помогают поддерживать баланс pH, контроль концентрации ионови участвовать в детоксикация of вредные вещества. Кроме того, вакуоли содержат лизосомальные ферменты, которые способствуют расщеплению макромолекул и клеточные отходы материалы.

В заключение отметим, что вакуоли универсальные органеллы нашел в обоих клетки растений и животных, Они играют решающие роли в клеточном хранении, удалении отходов, регулировании клеточной среды и внутриклеточном пищеварении. Поддерживая клеточный гомеостаз и способствуя различные процессы, вакуоли способствуют общее функционирование и выживание клетки.

Строение

Зависит от типа организма, в которой они обнаружены. Однако в целом представляют собой мембраносвязанные органеллы, которые обычно имеют большой объем и занимают значительную часть.

Основным компонентом вакуолярной системы является вода, поскольку вакуоли в основном полностью заполнены водой. Они составляют довольно большую часть объема клетки. Существует множество органических и неорганических молекул, которые вместе с водой становятся частью вакуолярного раствора. Из-за различных функций, которые выполняют вакуоли, они являются местом обитания не только для растворов, но и для отходов, лишней воды, мелких молекул, дополнительных запасов, белков и т.д.

Животные клетки обычно имеют много маленьких вакуолей, а не одну большую. Не все животные клетки имеют вакуоли, в отличие от всех растительных. У животных они функционируют за счет оказания помощи в процессах эндоцитоза и экзоцитоза. Это два процесса, которые связаны с переносом материалов через клеточную мембрану. Эндоцитоз — материалы попадают в клетку, экзоцитоз — они выводятся из клетки.

У растений

1. У растений имеется большая центральная вакуоль: она занимает много места (30-55%, иногда даже 90-95%). Она обеспечивает поддержку, содержит различные молекулы — вторичные метаболиты, пигментные молекулы и т.д. Состав растительных клеток меняется в зависимости от времени года, поскольку растения неподвижны. Например, клетки сосудистого камбия имеют тенденцию обладать большим количеством мелких вакуолей в зимний период, в то время как с наступлением летнего сезона все они сливаются в одну большую центральную органеллу. Заполнена водой, ионами, сахарами, пигментами и другими молекулами. Тонопластная мембрана центральной вакуоли выстлана белками и транспортерами, которые регулируют транспорт ионов и других молекул в вакуоль и из нее.
2. Жидкость внутри центральной вакуоли называется вакуолярным соком. Он содержит различные молекулы, включая воду, сахара, аминокислоты, ферменты и пигменты. Вакуолярный сок поддерживает тургорное давление. Оно обеспечивает структурную поддержку клетки растения.
3. Тонопласт окружает центральную вакуоль, является специализированной мембраной. Она имеет транспортеры и насосы, которые регулируют транспорт молекул в вакуоль и из нее. Тонопласт еще поддерживает pH и ионный баланс вакуолярного сока.
4. Мембрана тонопласта содержит множество белков и транспортеров, которые участвуют в переносе ионов и других молекул в вакуоль и из нее. Например, насос H+ -АТФазы в мембране тонопласта закачивает протоны в вакуоль, создавая электрохимический градиент, который стимулирует транспорт других молекул в вакуоль.

У животных

Обычно меньше и менее заметны, чем у растений и грибов. Животные клетки могут содержать множество мелких органелл, а не одну большую центральную вакуоль.

1. Размер: обычно небольшие — от нескольких нанометров до нескольких микрометров.
2. Мембранно-связанные.
3. Функция: хранение питательных веществ, удаление отходов и поддержание внутриклеточного гомеостаза.
4. Пресноводные простейшие содержат сократительные вакуоли. Эти органеллы регулируют водный баланс, выкачивая избыток воды.
5. Они содержат воду, ионы, отходы и другие молекулы.

У грибов

Вакуолярная структура клеток грибов обычно более похожа на структуру клеток животных. Но функции, которые выполняют вакуоли грибковых клеток, сходны с функциями растительных клеток, поскольку и в грибковых, и в растительных клетках отсутствуют лизосомы. Некоторые из основных функций, выполняемых вакуолями дрожжевых клеток (вид грибов), следующие:

1. Гомеостаз клеточного pH.
2. Обогащение и концентрация ионов.
3. Осморегуляция.
4. Хранение аминокислот и полифосфатов.
5. Процессы деградации.
6. Хранение токсичных ионов, таких как стронций (Sr2+), свинец(II) (Pb2+).

Свойства структуры:

1. Мембранно-связанные.
2. Размер зависит от вида и стадии развития организма.
3. Тонопластная мембрана грибов также содержит белки и транспортеры. Например, насос H+ -АТФазы в мембране тонопласта закачивает протоны в вакуоль, создавая электрохимический градиент, который стимулирует транспорт других молекул в вакуоль.
4. Они имеют в составе ионы, аминокислоты, сахара, пигменты и другие молекулы.

Ядро

Ядро – это «мозг» клетки, ее важнейшая часть. Под микроскопом оно выглядит как округлое плотное (темное) тельце.

Оно часто расположено в центре клетки, но может находиться и на периферии (возле цитоплазматической мембраны).

В ядре содержатся молекулы ДНК – генетический материал, носители наследственной информации.

Так как эти молекулы очень длинные (очень-очень длинные), чтобы поместиться в ядре, ДНК скручивается и очень плотно сворачивается, упаковывается.

Такую плотно упакованную ДНК называют хромосомой. Она видна в микроскоп. Особенно хорошо перед делением клетки, когда хромосомы приобретают известную многим форму «крестиков».

С помощью ДНК ядро регулирует и контролирует процессы жизнедеятельности, происходящие в клетке. Оно также отвечает за передачу наследственной информации дочерним клеткам.

Особенности и функции вакуоли в растительных клетках

Вакуоль это клеточная органелла, встречающаяся в ряде различных типов клеток. Она представляют собой заполненные жидкостью закрытые структуры, отделенную от цитоплазмы одной мембраной.

Вакуоли встречаются в основном в растительных клетках и грибах. Однако некоторые протисты, клетки животных и бактерии также содержат эти органеллы. Вакуоль отвечают за широкий спектр важных функций в клетке, включая хранение питательных веществ, детоксикацию и экспорт отходов.

Вакуоль в клетках растений

Вакуоль в растительной клетке окружена одной мембраной, называемой тонопластом. Она образуется, когда везикулы, высвобождаемые эндоплазматическим ретикулумом и комплексом Гольджи, сливаются вместе.

Недавно развившиеся растительные клетки обычно содержат несколько небольших вакуолей. По мере созревания клетки крупная центральная вакуоль образуется из слияния меньших вакуолей. Центральная вакуоль может занимать до 90% объема клетки.

Функция вакуоли

Вакуоли в клетках растений выполняют ряд важных функций, включая:

• Тургорное давление сила, воздействующая на клеточную стенку, так как содержимое клетки подталкивает плазматическую мембрану к стенке клетки. Вода, заполняющая центральную вакуолью, оказывает давление на клеточную стенку, чтобы помочь растительным структурам оставаться жесткими и прямыми.
• Рост центральные вакуоли помогают в удлинении клеток, поглощая воду и оказывают давление тургора на клеточную стенку. Росту способствует высвобождение определенных белков, которые снижают жесткость клеточной стенки.
• Хранение вакуоли хранят важные минералы, воду, питательные вещества, ионы, отходы, небольшие молекулы, ферменты и растительные пигменты.
• Деградация молекул внутренняя кислая среда вакуолей способствует деградации более крупных молекул, направляемых в вакуоль для разрушения. Тонопласт помогает создать эту кислую среду путем переноса ионов водорода из цитоплазмы в вакуоль. Среда с низким рН активирует ферменты, которые разрушают биологические полимеры.
• Детоксикация вакуоли удаляют потенциально токсичные вещества из цитозоля, такие как избыточные тяжелые металлы и гербициды.
• Защита некоторые вакуоли хранят и выделяют химические вещества, которые являются ядовитыми или неприятными для защиты растений от животных.
• Прорастание семян вакуоли являются источником питательных веществ для семян во время прорастания. Они хранят важные углеводы, белки и жиры, необходимые для роста.

Вакуоли клеток растений функционируют аналогично лизосомам в клетках животных. Лизосомы являются мембранными мешочками ферментов, которые переваривают клеточные макромолекулы.

Вакуоли и лизосомы также участвуют в запрограммированной гибели клеток, которая в растениях происходит посредством процесса, называемого автолизом. Автолиз растений это естественный процесс, при котором растительная клетка разрушается своими ферментами.

В упорядоченной серии событий вакуумирующий тонопласт разрывается, высвобождая свое содержимого в цитоплазму клетки. Пищеварительные ферменты из вакуоли затем разрушают всю клетку.

Функции

Основная роль – отложение и изоляция питательных веществ. Также эта структура является резервуаром для веществ, которые нужно вывести из организма, либо таковых для поддержания тургора тканей, а также растворов, способствующих росту клеток за счет растяжения. В вакуолях могут содержаться растворы для регуляции водного баланса клеток, с включением красящих элементов, создающих различные оттенки в окраске цветов, плодов, семян растений.

Наличие вакуолей – характерная деталь растений и грибов, однако и в клетках ряда видов простейших, бактерий и животных также содержатся эти органеллы. Интересно, что у ряда живых организмов – пресноводных простейших (амебы, инфузории-туфельки и т.д.) — имеются сократительные вакуоли. В них поступает пресная вода из-за разницы концентрации солей в водоеме и в клетке. По мере растяжения вакуоли в определенный момент происходит выталкивание воды наружу при сокращении ее стенок. Без таких вакуолей организмы не выживут, так как просто лопнут из-за переизбытка жидкости.

Функция вакуоли

Вакуоли в клетках растений выполняют ряд важных функций, включая:

• Тургорное давление — сила, воздействующая на клеточную стенку, так как содержимое клетки подталкивает плазматическую мембрану к стенке клетки. Вода, заполняющая центральную вакуолью, оказывает давление на клеточную стенку, чтобы помочь растительным структурам оставаться жесткими и прямыми.
• Рост — центральные вакуоли помогают в удлинении клеток, поглощая воду и оказывают давление тургора на клеточную стенку. Росту способствует высвобождение определенных белков, которые снижают жесткость клеточной стенки.
• Хранение — вакуоли хранят важные минералы, воду, питательные вещества, ионы, отходы, небольшие молекулы, ферменты и растительные пигменты.
• Деградация молекул — внутренняя кислая среда вакуолей способствует деградации более крупных молекул, направляемых в вакуоль для разрушения. Тонопласт помогает создать эту кислую среду путем переноса ионов водорода из цитоплазмы в вакуоль. Среда с низким рН активирует ферменты, которые разрушают биологические полимеры.
• Детоксикация — вакуоли удаляют потенциально токсичные вещества из цитозоля, такие как избыточные тяжелые металлы и гербициды.
• Защита — некоторые вакуоли хранят и выделяют химические вещества, которые являются ядовитыми или неприятными для защиты растений от животных.
• Прорастание семян — вакуоли являются источником питательных веществ для семян во время прорастания. Они хранят важные углеводы, белки и жиры, необходимые для роста.

Вакуоли клеток растений функционируют аналогично лизосомам в клетках животных. Лизосомы являются мембранными мешочками ферментов, которые переваривают клеточные макромолекулы. Вакуоли и лизосомы также участвуют в запрограммированной гибели клеток, которая в растениях происходит посредством процесса, называемого автолизом. Автолиз растений — это естественный процесс, при котором растительная клетка разрушается своими ферментами. В упорядоченной серии событий вакуумирующий тонопласт разрывается, высвобождая свое содержимого в цитоплазму клетки. Пищеварительные ферменты из вакуоли затем разрушают всю клетку.

Общие сведения и функции

Функции и значение вакуолей значительно варьируются в зависимости от типа клетки, в которой они присутствуют, и имеют гораздо большее значение в клетках растений, грибов и некоторых протистов, чем у животных и бактерий. В целом, список функций вакуолей включает в себя:

• накопление и хранение воды
• регуляция водно-солевого обмена
• поддержание тургорного давления
• накопление запасных водорастворимых веществ
• откладывание растворимых пигментов, определяющих окраску цветов и плодов (антоцианины)

• содержат гидролитические ферменты (как лизосомы)
• участвуют в «захоронении» отбросов (конечных продуктов метаболизма)
• Иногда вакуоли разрушают токсичные или ненужные в клетке вещества. Обычно это выполняется специальными небольшими вакуолями, содержащими соответствующие ферменты. Такие вакуоли получили название лизосомных.
• активный транспорт и накопление некоторых ионов

Вакуоли имеются не только в растительных, но и в животных клетках, однако в растительных клетках они особенно заметны благодаря своим крупным размерам. Такие вакуоли обычно занимают большую часть растительной клетки, а ядро, хлоропласты, митохондрии и прочие находящиеся в цитоплазме органеллы оттеснены к периферии. В центральной вакуоли растительной клетки могут накапливаться красные, синие и пурпурные пигменты, молекулы питательных веществ, соли и другие соединения. Вакуоль-подходящее место и для хранения ядовитых веществ; находясь здесь, они не могут нанести вред цитоплазме или каким-либо органеллам. Например, у некоторых акаций в вакуолях содержатся цианиды. До тех пор пока они остаются в интактных вакуолях, эти цианиды растению не вредят. Если, однако, какое-нибудь животное начнет щипать его листья, то клетки разрушатся, цианид выделится из разорванных вакуолей и животное отравится. (Самому растению урон от этого выделившегося цианида невелик, так как клетки его все равно уже будут разрушены.)

Основные выводы

Функция	Описание
Поддерживает тургорное давление	Обеспечивает структурную поддержку клетки и предотвращает ее разрушение.
Хранение питательных веществ	Сохраняет необходимые питательные вещества, такие как аминокислоты, сахара и ионы.
Хранение отходов	Накапливает и изолирует отходы, защищая клетку от токсичности.
Хранение пигмента	Хранит пигменты, ответственные за окраску, в определенных клетках животных.
Защитный механизм	Хранит токсичные вещества для отпугивания хищников и защиты клетки.
регулирование pH	Помогает поддерживать оптимальный баланс pH внутри клетки.
Контроль осмотического давления	Регулирует содержание воды и осмотическое давление внутри клетки.