Вакуоли растительных клеток

Вакуоли. Растительные клетки отличаются от животных хорошо развитой системой вакуолей, заполненных клеточным со- [c.128]

Рис. 2.1. Комбинированная схема строения эукариотической (растительной) клетки (по Зитте). Вак вакуоли Д-диктиосомы КСт-клеточная стенка Ли — липидные капельки Мыт-митохондрии Мтр-микротрубочки Я-поры с плазмодесмами ПМ-плазматическая мембрана СП-секреторные пузырьки (экзоцитоз) X/i-хлоропласты ДЯ г-цитоплазма Я-ядро.

Однако в модельных опытах невозможно учесть все многообразие условий, которые возникают в растительной клетке во время контакта с гифой гриба. В частности, неясно, как и когда гифа проникающего паразита вступает в контакт с фенольными соединениями клетки, находящимися в вакуоли, отделенной от оболочки слоем цитоплазмы. В некоторых, весьма немногочисленных исследованиях, например в работах Арциховской [2, 4], приводится анатомическая картина проникновения гриба и его распространения по тканям листа капусты и отмечается, что еще ни разу не удалось обнаружить проникновения гиф в живую клетку во всех случаях этому проникновению предшествует гибель клетки под влиянием токсина гриба. Факультативные паразиты образуют большое количество ферментов, расщепляющих пластические вещества растений и переводящих их в легко усвояемую для паразитов форму. В таких загнивших тканях содержание спирторастворимых фенолов значительно снижается (табл, 2).. [c.276]

На рис. 13.1. показаны полупроницаемые мембраны, имеющие важное значение для водного режима растительной клетки. Клеточная стенка обычно полностью проницаема для любых растворенных молекул, поэтому ее нельзя считать осмотическим барьером. В клетке часто имеется крупная центральная вакуоль, содер- [c.100]

Эта система участвует не только в синтезе ферментов, которые сек-ретируются клеткой, но и в образовании новых мембран. По-видимому, шероховатый ЭР поставляет мембранный материал гладкому ЭР и аппарату Гольджи, а компоненты мембран Гольджи включаются в состав наружной клеточной мембраны. В растительных клетках наружные мембраны митохондрий и мембраны, окружающие вакуоли, также образуются непосредственно из ЭР [19]. Компоненты наружных клеточных мембран, вероятно, могут использоваться повторно, включаясь в соответствующую структуру в ходе эндоцитоза [20]. [c.33]

Живая клетка имеет три части оболочку живое содержимое -протопласт вакуоли. У растительных клеток формирование оболочки (клеточной стенки) обусловлено деятельностью протопласта. Вакуоль -это полость с клеточным соком. Вакуоли в клетках образуются и увеличиваются в объеме по мере роста клеток. Протопласт (протоплазма) состоит из цитоплазмы и включенных в нее органоидов (органелл). [c.195]

В процессе роста растительной клетки происходит образование маленьких пузырьков, которые увеличиваются в объеме и, наконец, сливаются друг с другом, образуя вакуоли, так что в конце концов протоплазма оттесняется к клеточной оболочке, создавая здесь тонкий пристеночный слой. Вакуоль окружена типичной элементарной мембраной, известной под названием тонопласта, или вакуолярной мембраны. Вопрос о происхождении этой мембраны часто обсуждался в литературе по этому поводу существуют две распространенные точки зрения. Одни авторы утверждают, что вакуоль появляется в результате дальнейшего развития пузырьков эндоплазматического ретикулума. Такой механизм ставится, однако, под сомнение из-за очевидного отсутствия связи между мембраной вакуоли с одной стороны и эндоплазматическим ретикулумом или мембраной ядра — с другой. [c.53]

Типичная растительная клетка состоит из протопласта, окруженного полупроницаемой мембраной. Этот протопласт со своей мембраной напоминает соответствующие структуры клеток всех высших организмов, если пе считать того, что в растущей клетке он содержит большую вакуоль, наполненную водой с растворенными в ней веществами. Вакуоль представляет собой, [c.505]

При изменении нормального физико-химического состояния протоплазмы изменяется отношение ее,к красителям. Некоторые красители (нейтральный красный, метиленовый синий, тионин и др.), проникнув в нормальную клетку, оставляют цитоплазму и ядро неокрашенными. В животной клетке они откладываются в цитоплазме в виде мелких гранул или же связываются с некоторыми клеточными включениями. В растительной клетке эти красители гранул не образуют и обычно накапливаются в клеточной вакуоли. Цитоплазма и ядро и здесь остаются бесцветными. При повреждении любой клетки распределение в ней красителя нарушается. Прежде всего парализуется способность клетки откладывать краситель в цитоплазме в виде гранул. Одновременно цитоплазма и ядро приобретают сродство к красителю и начинают все более и более прокрашиваться. [c.17]

В растительных клетках роль лизосом могут играть крупные центральные вакуоли. Впрочем, в цитоплазме растительных клеток иногда видны тельца, напоминающие по своему виду лизосомы животных клеток. [c.199]

Вакуоль наполнена клеточным (вакуолярным) соком, в кото-ро.м содержатся различные метаболиты,— продукты жизнедеятельности протоплазмы, различные неорганические и органические соединения, в их числе органические кислоты, свободные аминокислоты, растворимые белки, алкалоиды и глюкозиды, воднорастворимые пигменты (антоцианы и др.), дубильные вещества и т. п. В последние годы установлено присутствие в клеточном соке ряда ферментов, что указывает на его физиологическую активность. С наличием вакуоли в большой степени связаны осмотические свойства растительной клетки, являющиеся одним из факторов, регулирующих процессы поступления и передвижения воды и минеральных солей. [c.34]

Рис. 13.2. Влияние растворов различной концентрации на растительные клетки. В растворе, водный потенциал которого выше, чем водный потенциал клетки (гипотоническая среда), вода за счет осмоса будет проникать в клетку и каетка набухает (становится тургесцентной). Если водный потенциал раствора ниже, чем водный потенциал клетки (гипертоническая среда), то вода покидает ее за счет осмоса, и живая часть клетки (протопласт) отстает от клеточной стенки и следует за сокращающейся вакуолью (плазмолиз). Если водные потенциалы клетки и раствора одинаковы (изотоническая среда), то никаких изменений не происходит.

Как уже отмечалось, осмотические явления наблюдаются лишь в системах, содержащих так называемые полупроницаемые перепонки, свободно пропускающие через себя растворители и лишь частично проницаемые для растворенных в последних веществ. В растительной клетке роль такой полупроницаемой мембраны выполняет вся протоплазма и, в первую очередь, ее пограничные слои — мембраны. Считают, что различия в проницаемости клеточной оболочки и пограничных слоев протоплазмы, а также имеющаяся в клетке вакуоль с клеточным соком являются факторами, от которых в значительной степени зависит скорость проникновения в клетку и выделения клеткой воды. [c.68]

Лизосомы также ограничены однослойной мембраной. Матрикс их оптически неоднороден и содержит ряд уплотнений. В лизосомах локализован набор гидролитических ферментов, участвующих в разрушении продуктов клеточного метаболизма, причем при помощи специального протонного насоса поддерживается низкое значение pH (не более 4,5), способствующее эффективному гидролизу. Внутриклеточные структуры, подлежащие разрушению, поступают в лизосомы, где и подвергаются гидролизу. Процесс селекции и поступления в лизосомы только отработанного материала обусловлен его специфическим мечением. Так, нативные белки в лизосомы не поступают. По истечении же времени функционирования происходит их инактивация цитоплазматическими протеиназами или присоединение убиквитина, что является сигналом для транспорта в лизосомы модифицирбванного белка. Кроме молекул, лизосомы могут разрушать органеллы или целые клетки (митохондрии, эритроциты). Процесс транспорта веществ в лизосомы является энергозависимым и требует затраты энергии. В растительных клетках гидролитические ферменты обычно локализованы в вакуолях — прообразе лизосом. [c.13]

Клетки высших растений содержат те же внутриклеточные компартменты, которые ранее были описаны для животных клеток, - это цитозоль, аппарат Гольджи, эндоплазматический ретикулум, ядро, митохондрии, пероксисомы и лизосомы. Кроме гого, растительные клетки обладают цитоскелетом, состоящим из актиновых филаментов, микротрубочек и промежуточных филаментов, сравнимых с теми, которые обнаруживаются в клетках животных. Тем не менее клетки растений легко отличить от клеток животных по присутствию в них двух особых типов компартментов, окруженных мембраной -вакуолей и пластид. Наличие данных [c.411]

Среда должна обладать достаточной буферной емкостью это позволяет избежать сдвига pH цитоплазмы, обусловленного высвобождением из вакуоли растительной клетки органических кислот. Чаще всего используют тр с-(оксиметил)аминометановый буфер] (или просто трис-буфер) с pH 7—8 (именно таков pH цитоплазмы). Такой буфер в концентрации 0,05 М достаточен для поддержания pH для всех (за исключением особенно кислых) растительных тканей. [c.10]

Рассмотрим теперь поступление воды в вакуоль и из вакуоли растительной клетки in situ (т. е. в растении). Вакуоль и окружающий ее протопласт заключены внутри клеточной стенки, через которую вода диффундирует свободно. (Клеточная стенка в этом смысле напоминает фильтровальную бумагу, которая тоже состоит из целлюлозы.) Клеточная стенка насыщена водой до тех пор, пока влажность почвы достаточна, а транспирация не слишком интенсивна. В этих условиях в об- [c.173]

Два типа органелл-пластиды и вакуоли-свойственны только растительным клеткам. Пластиды составляют неоднородную группу органелл, из которых наиболее известны фотосинтезирующие хлоропласты, имеющиеся во всех зеленых тканях. Вакуоль представляет собой крупную внутриклеточную полость, заполненную водным раствором того или иного состава и ограниченную мембраной, назмваемой тонопластом. Растительные клетки используют вакуоли в самых разных целях-например, для экономного заполнения внутриклеточного пространства при росте, для хранения запасов питательных веществ или для накопления вредных продуктов обмена. Хотя сами растительные клетки не обладают способностью двигаться, их цитоплазма, особенно в клетках с большими вакуолями, постоянно перемешиваетя в результате поддерживаемых в ней направленных потоков. Показано, что по крайней мере в некоторых случаях движение цитоплазмы связано с функцией цитоплазматических актиновых филаментов. [c.196]

Растительные клетки имеют возможность откладывать в запас белки в основных своих компартментах. Величина такого накопления очень изменчива, неодинакова у разных растений, органов, тканей. Бесспорно, семена содержат самые большие количества этих запасных белков и поэтому служат важным источником питания для человека и животных. Запасаемые и хранимые в вакуолях, эти белки находятся в форме белковых телец, или алейроновых зерен, число, распределение, структура и состав которых характерны для определенного ботанического вида. Скопления белков, которые можно наблюдать в растительных клетках за пределами вакуолей, почти всегда имеют кристаллическую или псевдокристаллическую структуру и, как правило, менее обильны. Поскольку с помош,ью генетических методов пытаются повысить содержание белковых телец вакуольного происхождения, вероятно, можно предполагать получение таких видов растений, которые будут накапливать большое количество белков и в других отделах клетки. [c.141]

Поскольку мы упоминали (см. стр. 239) о том, как должна выглядеть дифференцированная растительная клетка, поговорим более подробно именно о ней. Кстати, рассмотрим еще раз рис. 107. Это нам поможет. Прежде всего нужно отметить значительное увеличение размеров вакуоли, которое происходит главным образом за счет поглощения воды. Клеточное ядро не увеличивается совсем или увеличивается очень незначительно, объем основного вещества цитоплазмы увеличивается, но ненамного. Пропластиды, превращаясь в хлоропласты, увеличиваются в числе то же самое происходит и с митохондриями (предшественников которых аналогично называют промитохондриями). [c.259]

Рис. 30. Цилиндрическая холестерическая упаковка фибрилл, появляюш,ихся в некоторых растительных клетках (включения, растущие в клеточных вакуолях корневых клубеньков растения из семейства бобовых Vi ia Х22 950).

На основании изложенных выше литературных и экспериментальных данных можно предложить следующую гипотетическую схему биохимических процессов, возникающих в простейшем случае лод действием ауксина в растительной клетке, находящейся в фазе растяжения. Молекула ИУК, являющаяся донором электрона, образует лабильный комплекс с гипотетическим рибонуклеопротеидом-переносчиком поверхностной мембраны. Образование такого комплекса приводит к увеличению количества фосфатных групп, освобождающихся от связи с белком. Активированный таким образом переносчик связывает кальций пектатов клеточных стенок свободными фосфатными группами и транспортирует его на внутреннюю сторону мембран. Эта реакция идет с использованием энергии АТФ, в результате чего усиливается окислительное фосфорилирование и дыхание. В реакции переноса кальция принимают участие сократительные белки, содержащие сульфгидрильные группы. Перемещение кальция сопровождается изменением мембранного потенциала и активности ферментов, локализованных в мембранах и клеточных стенках (аскорбатоксидазы, метилпектинэстеразы). Изменяется также поглощение и выделение ряда катионов и анионов, в частности, увеличивается поглощение калия. В результате удаления части кальция клеточная стенка становится более пластичной, вследствие чего возрастают сосущая сила и поступление воды в вакуоль. Начинается растяжение клеточной оболочки. Переносчик под действием РНК-азы распадается на внутренней стороне мембраны и затем ресинтезируется для переноса новых ионов кальция. Растяжение клеточной стенки индуцирует системы синтеза пектинов, целлюлозы и других компонентов оболочки. Эти процессы также сопровождаются затратой энергии и усилением интенсивности дыхания. Растяжение и увеличение гидратации цитоплазмы приводит к уменьшению ее вязкости и активизации гидролитических ферментов. Вслед за поглощением воды в вакуоль поступают осмотически активные вещества, поддерживающие сосущую силу клетки. [c.42]

Клеточный метаболизм требует того, чтобы субстраты, промежуточные продукты, кофакто1 л, сигнальные молекулы и ферменты могли перемещаться из -С одной части клетки в другую. В мелких клетках, таких как бактерии или даже большинство животных клеток, диффузия дает возможность низкомолекулярным растворенным веществам в доли секунды преодолевать расстояния, сравнимые с размерами самой клетки. Одиако растительные клетки благодаря наличию у них клеточной стенки, вакуолей и тургора могут достигать весьма крупных размеров обычно их длина превышает 100 мкм, а в отдельных случаях измеряется миллиметрами и даже сантиметрами. Диффузия здесь относительно неэффективна, так как время, необходимое для того, чтобы какая-то молекула достигла места своего назначения с помощью одной только диффузии, пропорционально квадрату расстояния до этого мес- [c.193]

Интересны результаты применения люминесцентной микроскопии к исследованию растительных тканей. В растительных клетках происходит более или менее значите гьное накопление флуорохромов в вакуолях оно протекает с разной интенсивностью в зависимости от pH и гН окружающей клетки водной среды, а также от состава веществ, растворенных в вакуолях. Флуорохромы образуют различного типа соедине- [c.315]

Растительные клетки содержат также пластиды других типов. В бесцветных лейкопластах запасаются крахмал и масла. Значительное место во многих растительных клетках занимают окруженные одиночной мембраной крупные пузьфь-ш-вакуоли (см. рис. 2-21). Они заполнены клеточным соком и различными продуктами, являющимися отходами метаболизма. Эти продукты часто агрегируют с образованием кристаллических отложений. В молодых клетках вакуоли имеют небольшую величину, но по мере старения клеток их размеры увеличиваются, и часто они заполняют весь объем клетки. Вакуоли встречаются также и в некоторых животных клетках, но здесь они, как правило, значительно мельче. У растительных клеток нет ни ресничек, ни жгутиков. [c.47]

В растительных клетках галогены накапливаются в вакуолях, главным образом в виде свободных ионов. Однако были идентифицированы и некоторые органические галогенсодержащие метаболиты. В основном это соединения микробного нроисхождения. Петти [122] в своей работе приводит список, насчитывающий 29 микробных галометаболитов. Галоген, входящий во все эти соединения, — хлор, причем во всех случаях, кроме одного, хлор присоединен к углеродному атому, входящему в пяти- или шестичленное кольцо. Упомянутое исключение — хлорамфеникол ( 11H12O5 I2), в молекуле которого присутствуют 2 атома хлора, соединенные с концевым атомом углерода. Ни один из этих хлорсодержащих метаболитов не имеет какой-либо существенной метаболической функции. У высших растений хлорметабо-литы не известны. [c.260]

Кристаллы оксалатов, разумеется, встречаются далеко не во всех растительных клетках, и эта микрофотография, собственно говоря, приведена здесь не ради них самих, а потому, что на ней превосходно видна граница между вакуолью и цитоплазмой.. Это опять-таки элементарная мембрана, точно такая же, как и плазмалемма. Первоначально вся вакуоль, т. е. пространство, заполненное клеточным соком, совместно с огра-ничиваюш,ей его мембраной, была названа тонопластом (Гуго де Фриз, 1885). Однако в результате известной небрежности большинство исследователей сейчас называют тонопластом только оболочку вакуоли. Тонопласт и плазмалемму можно считать братьями плазмалемма отграничивает цитоплазму от окружающей среды, а тонопласт — ее же от центральной вакуоли. [c.241]

Закончившая рост взрослая типичная живая растительная клетка имеет следующие части оболочку, протопласт и вакуоль с клеточным соком. Протопласт — живое содержимое клетки. Оболочка и клеточный сок — продукты жизнедеятельности протопласта. Протопласт состоит из протоплазмы (цитоплазмы) и включенных в нее органоидов ядра, пластид, митохондрий (хондриозом). В молодой клетке, образовавшейся в результате деления, цитоплазма заполняет ее сплошь или почти сплошь. Вакуолизация, т. е. появление полостей, заполненных клеточным соком, происходит постепенно, по мере роста клетки. Во взрослой клетке цитоплазма тонким слоем выстилает внутреннюю поверхность оболочки образовавшаяся внутри клетки полость наполнена клеточным соком. [c.13]

Экзоцитоз — процесс обратный эндоцитозу. Таким способом различные материалы выводятся из клеток из пищеварительных вакуолей удаляются оставшиеся непереваренными плотные частицы, а из секретарных клеток путем пиноцитоза наоборот выводится их секрет. Именно так секретируются в частности ферменты поджелудочной железы (рис. 5.29). В растительных клетках путем экзоцитоза экспортируются материалы, необходимые для построения клеточных стенок (рис. 5.30). [c.192]

Если растительная клетка контактирует с раствором, водный потенциал которого ниже, чем у ее содержимого (например, с концентрированным сахарным сиропом см. опыт 13.1), то вода будет выходить из нее за счет осмоса через плазмалемму (рис. 13.2). Сначала воды станет меньше в цитоплазме, а затем и в вакуоле, откуда она выйдет сквозь тонотшаст. Протопласт, т. е. живое содержимое растительной клетки, окруженное клеточной стенкой, спадется и отойдет от этой стенки, как бы сжавшись внутри нее. Этот процесс называется плазмолизом, а клетка в таком состоянии — плазмолизироваппой. Момент, когда протопласт еще прилегает к клеточной стенке, но уже перестал оказывать на нее давление, называется начальным плазмолизом. В этот момент клетка теряет тургор, т. е. становится вялой. Вода будет покидать протопласт до тех пор, пока его содержимое по водному потенциалу не сравняется с окружающим раствором. Тогда установится равновесное состояние, и спадение протопласта прекратится. [c.101]

Интересно, почему же чеснок не пахнет, пока его не начнут резать или толочь Оказывается, запах чеснока появляется в результате распада содержащегося в нем вещества аллиина под действием фермента аллиинлиазы. В целой дольке чеснока они находятся в разных местах растительной клетки аллиин — в цитоплазме (части протоплазмы, не входящей в ядро клетки), а фермент — в полостях клетки (вакуолях). Когда целостность дольки чеснока нарушена, эти два вещества вступают в химическое взаимодействие, и выделяется очень неустойчивая аминокислота аллицин, которая тут же распадается с выделением диаллилсульфида. Он и придает чесноку характерный заг1ах. [c.140]

Вакуоли. Протоплазма растительной клетки характеризуется высокой оводненностью, значительно превышающей таковую клеток животных. В связи с этим у зеленых растений сильно развит вакуолярный аппарат. Цитоплазма молодых клеток лишена единой вакуоли, в ней имеются лишь мельчайшие цистерны, расположенные в каналах эндоплазматической сети. В результате процессов, осуществляющихся в элементах эндоплаз-ыатической сети, в них накапливаются различные низкомолекулярные соединения (сахара, азотистые вещества, пектины и др.). В ходе дальнейшей гидратации протоплазмы размеры этих зачатков будущей вакуоли увеличиваются. Это ведет к их частичному слиянию и превращению в обособленную вакуоль, которая у взрослой клетки занимает большую часть ее объема (рис. 7). [c.34]

Рис. 13-73. Организация актиновых филаментов в растительной клетке во время цитокинеза. Актиновые филаменты (выделенные темнокрасным цветом) формируют радиальную сеть, которая нростирается от концов фрагмопласта до клеточного кортекса, образуя вокруг клетки кольцо. Эта сеть, по-вилимому. определяет плоскость образования клеточной пластинки. Другая группа актиновых филаментов расположена параллельно мнкротрубочкам, участвующим в образовании новой клеточной пластинки в фрагмопласте Еще одна группа актиновых филаментов (на рисунке не показана) подходит к кортексу из области двух дочерних ядер через большую центральную вакуоль, свойственную растительным

Клеточный метаболизм требует того, чтобы субстраты, промежуточные продукты, кофакторы, сигнальные молекулы и ферменты могли перемещаться из одной части клетки в другую. В мелких клетках, таких как бактерии или даже большинство животных клеток, диффузия дает возможность низкомолекулярным растворенным веществам в доли секунды преодолевать расстояния, сравнимые с размерами самой клетки. Однако растительные клетки благодаря наличию у них клеточной стенки, вакуолей и тургора могут достигать весьма крупных размеров обычно их длина превышает 100 мкм, а в отдельных случаях измеряется миллиметрами и даже сантиметрами. Диффузия здесь относительно неэффективна, так как время, необходимое какой-либо молекуле для достижения пункта своего назначения с помощью лишь диффузии, пропорционально квадрату расстояния до этого места (см. разд. 3.1.3). Между тем некоторые клетки взрослого растения могут быть значительно удалены от источника кислорода и питательных веществ. Поэтому неудивительно, что в крупных растительных клетках существуют интенсивные токи цитоилазмы, перемешивающие ее компоненты и обеспечивающие их быструю циркуляцию. [c.423]

Если растительная клетка выращивается изолированно, то форма ее обычно приближается к сферической (рис. 2.2), но если она растет в окружении других клеток, то они сдавливают ее, и тогда она принимает форму многогранника. Клетка из зоны растяжения стебля или корня по форме напоминает коро бочку длиной около 50 мкм, шириной 20 мкм и высотой 10 мкм. Объем ее равен приблизительно 10 000 мкм . В одном кубическом сантиметре (1 см ) при плотной упаковке помещается до 100-10 таких клеток. Структура растительной клетки сложна и высокодифференцированна, но в первом приближении мы можем вычленить в ней три главные зоны 1) клеточную стенку — сравнительно жесткое образование, по всей вероятности неживое, представляющее собой высокоструктурированную и в химическом отношении сложную смесь веществ, выделяемых протопластом 2) протопласт — живую часть клетки, в которой заключены все клеточные органеллы, суспендированные здесь в сложном растворе, и 3) вакуоли — неживые образования, как бы мембранные мешки, служащие резервуарами или хранилищами клетки они заполнены водным раствором поглощенных клеткой неорганических солей и органических веществ, представляющих собой продукты метаболической активности клетки. Клеточные стенки у растения играют роль скелета, т. е. обеспе [c.24]

Благодаря своей жесткости клеточные стенки обеспечивают растительным клеткам определенную форму и некий минимальный размер, т. е. служат для растения своего рода скелетом. В клетках с сильно лигнифицированными вторичными клеточными стенками, например в древесине, этот скелет может обеспечить сохранение размера и формы даже при отсутствии всех других поддерживающих сил. В тонкостенных клетках, например в тканях листа, стенки слишком податливы и неспособны сохранять свою форму без поддержки со стороны клеточного содержимого. Поддержку эту создает главным образом давление, развиваемое вакуолью, о чем мы еще будем говорить в тл. 6. [c.72]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология