Сократительная вакуоль и ее фукция
Данная статья ознакомит читателя со строением простейших организмов, а именно — акцентирует внимание на строении сократительной вакуоли, выполняющей выделительную (и не только) функцию, расскажет о значении простейших и опишет способы их существования в окружающей среде.
Сократительная вакуоль. Понятие
Вакуоль (от франц. vacuole, от латинского слова vacuus – пустой), шаровидной формы небольшие полости в растительных и животных клетках или одноклеточных организмах. Сократительные вакуоли в первую очередь распространены среди простейших организмов, которые обитают в пресноводной воде, например, среди протистов, таких как амеба протей и инфузория туфелька, которая получила такое оригинальное название из-за формы тела, схожего с формой подошвы туфли. Помимо перечисленных простейших, идентичные структуры также были обнаружены и в клетках различных пресноводных губок, которые принадлежат к семейству Бадяговые.
Строение сократительной вакуоли. Ее особенности
Сократительная вакуоль является мембранным органоидом, который осуществляет выброс лишней жидкости из цитоплазмы. Локализация и строение этого аппарата варьируется у различных микроорганизмов. Из комплекса пузыревидных или трубчатых вакуолей, называемых спонгиями, жидкость попадает в сократительную вакуоль. Благодаря постоянной работе этой системы поддерживается стабильный объём клетки. У простейших имеются сократительные вакуоли, которые представляют собой аппарат, регулирующий осмотическое давление, а также служащий для выделения из организма продуктов распада. Тело простейших состоит всего лишь из одной клетки, которая, в свою очередь, осуществляет все необходимые жизненные функции. Представители этого подцарства, такие как инфузория туфелька, амеба обыкновенная, другие одноклеточные обладают всеми свойствами самостоятельного организма.
Роль простейших организмов
Клетка выполняет все жизненные функции: выделение, дыхание, раздражимость, движение, размножение, обмен веществ. Простейшие распространены повсеместно. Наибольшее количество видов обитает в морских и пресных водах, многие населяют влажную почву, могут поражать растения, жить в телах многоклеточных животных и человека. В природе простейшие выполняют санитарную роль, также они участвуют в круговороте веществ, являются пищей для многих животных.
Сократительная вакуоль у амебы обыкновенной
Амеба обыкновенная – представитель класса корненожки, не имеет в отличие от других представителей постоянной формы тела. Передвижение осуществляет с помощью ложноножек. Теперь разберемся с тем, какую функцию выполняет сократительная вакуоль у амебы. Это регуляция уровня осмотического давления внутри ее клетки. Она у амебы протей может образоваться в любом участке клетки. Через наружную мембрану вода из окружающей среды поступает внутрь осмотически. Концентрация растворенных веществ в клетке амебы выше, чем в окружающей среде. Таким образом, создается разность давления внутри клетки простейшего и за ее пределами. Функции сократительной вакуоли у амебы – это своеобразный откачивающий аппарат, который выводит избыток воды из клетки простейшего организма. Выбрасывать в окружающую среду накопившуюся жидкость амеба протей может в любом участке поверхности тела.
Такая функция сократительной вакуоли приемлема для простейших организмов, обитающих в пресноводной воде. У паразитических и морских форм, которые обитают в среде, где осмотическое давление более высокое, чем в пресной воде, эти примитивные аппараты сокращаются очень редко или обычно отсутствуют. Вокруг сократительной вакуоли у наиболее простейших организмов концентрируются митохондрии, доставляющие энергию для выполнения осмотической работы.
Помимо осморегуляторной, выполняет функцию дыхания в жизнедеятельности, так как в результате осмоса поступающая вода доставляет растворенный в ней кислород. Какую же еще функцию выполняет сократительная вакуоль? Так же выполняет выделительную функцию, а именно вместе с водой выводятся продукты обмена веществ в окружающую их среду.
Дыхание, выделение, осморегуляция у инфузории туфельки
Тело простейших покрыто плотной оболочкой, которое имеет постоянную форму. Питается как бактериями, так и водорослями, в том числе и некоторыми простейшими. Организм инфузории имеет более сложное, чем у амебы строение. В клетке туфельки спереди и сзади расположены две сократительные вакуоли. В этом аппарате различимы резервуар и несколько небольших канальцев. Сократительные вакуоли постоянно находятся, благодаря такому строению (из микротрубочек), на постоянном месте в клетке.
Главная функция сократительной вакуоли в жизнедеятельности данного представителя простейших — осморегуляция, также она выводит из клетки лишнюю воду, которое проникает в клетку за счет осмоса. Сначала происходит набухание приводящих каналов, потом вода из них перекачивается в специальный резервуар. Резервуар сокращается, отделяется от приводящих каналов, через поры вода выбрасывается наружу. В клетке инфузории находится две сократительные вакуоли, которые, в свою очередь, действуют в противофазе. За счет работы двух таких аппаратов обеспечивается непрерывный процесс. Помимо этого, вода непрерывно циркулирует благодаря деятельности сократительных вакуолей. Они сжимаются поочередно, и частота сокращений зависит от температуры окружающей среды.
Так, при комнатной температуре (+18 — +20 градусов по Цельсию) частота сокращений вакуолей составляет, по некоторым данным, 10-15 секунд. А учитывая, что естественной средой обитания туфельки являются любые пресные водоемы со стоячей водой и наличием в ней разлагающихся органических веществ, температура этой среды на несколько градусов меняется в зависимости от времени года и, следовательно, частота сокращений может достигать 20-25 секунд. За час сократительная вакуоль простейшего организма способна выбросить из клетки воду в количестве. соизмеримом с ее размерами. В них скапливаются питательные вещества, непереваренные остатки пищи, конечные продукты обмена веществ, также можно обнаружить кислород и азот.
Очистка сточных вод простейшими
Влияние простейших на круговорот веществ в природе имеет огромное значение. В водоемах, вследствие спуска сточных вод, размножаются в большом количестве бактерии. В результате появляются различные простейшие организмы, которые и используют в пищу эти бактерии и таким образом способствуют естественной очистке водоемов.
Заключение
Несмотря на простое строение этих одноклеточных организмов, тело которых состоит из одной клетки, но выполняет функции целого организма, удивительным образом приспособленного к окружающей среде. Это можно наблюдать даже на примере строения сократительной вакуоли. На сегодняшний день уже доказано огромное значение простейших в природе и участие их в круговороте веществ.
fb.ru
Питание, размножение, поведение, жизненный цикл простейших | Учеба-Легко.РФ
Питание простейших. Органеллы питания
У простейших встречаются следующие типы питания:
- автотрофное,
- гетеротрофное и
- миксотрофное.
Способ питания автотрофов — голофитный (происходит фотосинтез, зеленый пигмент локализован в хроматофорах,
резервные вещества – парамил, крахмал).
Гетеротрофные животные питаются готовыми органическими веществами.
Способы питания – голозойный (заглатывание оформленной твердой пищи путем фагоцитоза) и сапрофитный (питание растворенными органическими веществами путем пиноцитоза).
Миксотрофный тип питания – смешанный тип.
Органеллы питания: пищеварительные или пиноцитозные вакуоли, у некоторых представителей имеются клеточный рот (цитостом), клеточная глотка (цитофаринкс) и клеточное анальное отверстие – порошица (цитопиг, цитопрокт).
При отсутствии цитопрокта непереваренные остатки пищи выводятся в любом месте тела (амеба), либо в определенном
(эвглена), к которому подходит пищеварительная вакуоль. Способы захвата пищи разнообразны.
Сократительная вакуоль и ее функции
Комплекс сократительной вакуоли включает вакуоль и спонгиом.
Число вакуолей варьируется у разных представителей. У некоторых простейших имеется сократительная пора. Цикл пульсации вакуоли – чередование систолы и диастолы.
Сократительные вакуоли отсутствуют у большинства паразитических видов простейших и у обитателей соленых
водоемов.
У динофлагеллят их функцию выполняют пузулы.
Функции сократительной вакуоли: выведение избытка воды, выведение продуктов распада, поддержание осмотического давления, участие в дыхании.
Поведение простейших
Простейшие воспринимают раздражения и реагируют на них. Ответ на раздражение в форме перемещения в пространстве называется таксисом.
Таксисы подразделяются на положительные и отрицательные.
Размножение простейших, жизненные циклы
Простейшие размножаются бесполым и половым способом.
Формы бесполого размножения:
Монотомия
Палинтомия
Шизогония (синтомия)
Почкование (внешнее, внутреннее)
Формы полового размножения:
Копуляция (изогамная, анизогамная, оогамная)
Конъюгация
Жизненный цикл – отрезок жизни между двумя однозначными стадиями. Чаще цикл начинается стадией зиготы, далее следует однократное или многократное бесполое размножение. Затем образуются половые клетки (гаметы), они сливаются, и образуется зигота. На основании закономерностей чередования гаплоидной и диплоидной фазы
выделяют три типа ядерных циклов:
1. Зиготическая редукция
2. Гаметическая редукция
3. Промежуточная редукция
У некоторых видов в жизненном цикле происходит только периодическое изменение строения вегетативных частей клетки.
Встречаются представители, у которых отсутствует жизненный цикл.
uclg.ru
§16. Вакуоли
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).
Дашков М.Л.
Сайт: dashkov.by
Вернуться к оглавлению
| < Предыдущая | Следующая > |
|---|
dashkov.by
Простейшие. Общая характеристика и разнообразие простейших
Общая характеристика и разнообразие простейших — обитателей пресных водоемов, морей и почвы
В мировой фауне насчитывается около 70000 видов одноклеточных животных.
Почти все простые имеют микроскопические размеры (от 2 мкм до 0,2 мм), среди них встречаются и колониальные формы (вольвокс). Живут одноклеточные в пресных (амеба обыкновенная, эвглена зеленая, инфузория-туфелька, вольвокс) и морских водоемах (фораминиферы, променякы), в почве (некоторые виды амеб, жгутиковых, инфузорий).
Многие из них ведут паразитический образ жизни (лямблии, трипаносомы, малярийный плазмодий). В распространении простейших решающее значение имеет влага.
Самые простые — это представители животного мира, находящихся на клеточном уровне организации. Морфологически они составляют одну клетку, а функционально — целостный организм. Поэтому клетка простейших построена значительно сложнее, чем клетка многоклеточного организма.
Это объясняется тем, что клетки многоклеточных организмов выполняют лишь определенные функции, тогда как одна клетка простейших выполняет все жизненные функции, присущие целостному организму: питание, движение, выделение, дыхание, размножение и т.д.
Особенности строения и жизнедеятельности одноклеточных организмов (простейших)
Клетка простейшего, как и любая эукарио клетка, имеет общеклеточные органеллы. В цитоплазме простейших выделяют два слоя: внешний — эктоплазмы и внутренний — эндоплазму. Кроме того, у простейших имеются характерные только для них органеллы: движения (ложноножки, жгутики, реснички), пищеварения (пищеварительные вакуоли, у инфузории — клеточный рот, глотка), выделения и осморегуляции (сократительные вакуоли).
Клетка одноклеточных животных содержит одно (амеба, эвглена) или несколько (инфузория) ядер. Подавляющее большинство одноклеточных имеет способность двигаться. С помощью временных выпучин цитоплазмы — ложных ножек (псевдонижок) перемещаются простые, лишенные плотной клеточной оболочки (амебы). Быстрому перемещению одноклеточных способствуют жгутики (эвглена зеленая) и реснички (инфузория-туфелька).
Способы питания простейших разнообразны. Большинство из них питаются гетеротрофно. В амебы пища попадает в цитоплазму с помощью псевдоподий, что захватывают ее. В инфузории колебания ресничек вызывает попадание пищи в клеточный рот и глотку.
Переваривание пищи происходит в пищеварительных вакуолях. Непереваренные остатки пищи выводятся из клетки в любом месте, к которому подходит пищеварительная вакуоль (амеба) либо через особые отверстия (порошицу у инфузории-туфельки).
Среди одноклеточных животных есть виды, которые питаются как зеленые растения (вольвокс). В их цитоплазме имеются хроматофоры — органеллы с фотосинтезирующими пигментами. Для некоторых жгутиковых, имеющих хроматофоры (эвглена зеленая), характерный смешанный (миксотрофний) тип питания. На свете они способны к фотосинтезу, а в темноте питаются готовыми органическими веществами.
Дыхание осуществляется путем поступления кислорода через всю поверхность клетки. Он окисляет сложные органические вещества до СО2, Н2О и других соединений. При этом высвобождается энергия, которая используется для процессов жизнедеятельности животных.
Выделение продуктов жизнедеятельности происходит через сократительные вакуоли. С их помощью поддерживается постоянная осмотическое давление внутри клетки. Сократительная вакуоль выполняет функцию откачки воды, постоянно попадает в клетку с законами космоса. Такая осморегуляция характерна для пресноводных одноклеточных, в цитоплазме которых содержится больше солей, чем в окружающей среде. В морских и паразитических форм сократительных вакуолей нет, поскольку концентрация солей в среде не меньше, чем внутри организма.
Для простейших характерны неполовой и половой способы размножения. Неполовое размножение осуществляется путем деления и почкования. Чаще размножаются одноклеточные делением материнского организма на две дочерние клетки.
Для инфузории-туфельки, кроме раздела, характерный половой процесс, во время которого две инфузории временно соединяются между собой и обмениваются маленькими ядрами. Таким образом инфузории обмениваются генетической (наследственной) информации, содержащейся в их ядрах.
Одноклеточным присуща раздражимость — ответ-реакция организма на внешние воздействия. Неблагоприятные условия внешней среды одноклеточные переносят в состоянии цисты — клетка округляется, сжимается, втягивает органеллы движения и покрывается толстой оболочкой.
Простейшие распространены по всему земному шару. К ним относятся свободноживущие и паразитические виды. По особенностям строения одноклеточные делятся на несколько типов: Cаркоджгутикови, Споровики, Инфузории. Питаясь преимущественно микроорганизмами и органическими остатками, простые включают их в общий процесс круговорота веществ в биосфере. Сами же они являются кормом для некоторых ракообразных, моллюсков, мальков рыб. Заметна их роль в самоочищении водоемов.
Процессы почвообразования также осуществляются с помощью простейших. Жгутиковые одноклеточные служат для биологической оценки степени чистоты водоемов (биодиагностики). Фораминиферы и променякы играют значительную роль в образовании отложений мела и известняка, которые являются ценными строительными материалами.
Паразитические виды (амеба дизентерийная, малярийный плазмодий, трипаносомы, лямблии, лейшмании) вызывают опасные заболевания человека и домашних животных, однако некоторые из них являются перспективными для создания биологических методов борьбы с вредителями.
xn—-7sbfhivhrke5c.xn--p1ai
Какая функция у пищеварительной вакуоли??????
Вакуолями называют крупные пузырьки с преимущественно водным содержимым.Они образуются из пузыревидных расширений ЭР или из пузырьков Гольджи.
Сократительные
(пульсирующие) вакуоли служат для осмотической регуляции (прежде всего —
у пресноводных простейших), так как в их клетки путем осмоса непрерывно
проникает вода из окружающего гипотонического раствора. Эту воду, а
также воду, поглощенную путем пиноцитоза, вакуоли осмотически всасывают и
затем выводят наружу, периодически сокращаясь с помощью пучков
эластических волокон, имеющихся в их мембране. У сложных форм происходят
волнообразные сокращения центрального резервуара с выделительной порой,
ведущей наружу, и лучеобразно расположенных радиальных каналов.
Окружающая
ее мембрана — тонопласт — имеет толщину мембраны ЭР (6 нм) в отличие от
более толстой, более плотной и менее проницаемой плазмолеммы.
Содержимое вакуоли — клеточный сок.
В эмбриональных клетках растений
возникает много небольших вакуолей из пузыревидных расширений ЭР.
Увеличиваясь, они сливаются в центральную вакуоль, которая занимает
большую часть объема клетки и может быть пронизана тяжами протоплазмы.
Однако такая вакуоль отсутствует во многих железистых клетках.
Кроме
пищеварительных вакуолей в теле амеб находится еще одна так называемая
сократительная, или пульсирующая, вакуоль. Это пузырек водянистой
жидкости, который периодически нарастает, а затем, достигнув
определенного объема, лопается, опорожняя свое содержимое наружу. Вскоре
на том же месте снова появляется маленькая капелька, проделывающая тот
же цикл. Промежуток между двумя пульсациями вакуоли у разных амеб равен
1-5 мин.
Основная функция сократительной вакуоли — регуляция
осмотического давления внутри тела простейшего. Вода из окружающей среды
проникает в тело амебы через наружную мембрану осмотически.
Концентрация различных растворенных веществ в теле амебы выше, чем в
пресной воде, благодаря чему создается разность осмотического давления
внутри и вне тела простейшего. Однако в организме простейшего есть
своего рода откачивающий аппарат, периодически выводящий избыток воды из
тела, — сократительная вакуоль. Подтверждением этой функции вакуоли
служит распространение их преимущественно у пресноводных простейших. У
морских и паразитических форм, окруженных жидкостью с более высоким, чем
в пресной воде, осмотическим давлением, сократительные вакуоли обычно
отсутствуют или же сокращаются очень редко.
Сократительная вакуоль
кроме осморегуляторной функции частично выполняет и выделительную
функцию, выводя вместе с водой в окружающую среду продукты обмена
веществ. Однако основная функция выделения осуществляется
непосредственно через наружную мембрану.
Известную роль играет,
вероятно, сократительная вакуоль и в процессе дыхания, ибо проникающая в
результате осмоса в цитоплазму вода несет растворенный кислород.
СОКРАТИТЕЛЬНАЯ
ВАКУОЛЬ, постоянный или временный органоид, участвующий в выделении
воды и растворённых веществ, а также в регуляции осмотич. давления у
одноклеточных (пресноводные, нек-рые мор. и эндопаразитич. простейщие). У
разл. инфузорий число С. в.- от 1 до 100. С. в.- заполненная жидкостью
полость в цитоплазме, окружённая мембраной; у амёб на внеш. поверхности
мембраны находятся много-числ. митохондрии. У инфузорий по радиальным
направлениям к центр, резервуару С. в. подходят пульсирующие канальцы
(5-7), по к-рым поступает жидкость. С. в. работают , ритмически,
попеременно то расширяясь и медленно наполняясь жидкостью, то сокращаясь
и выталкивая содержимое наружу через выводной канал. Частота сокращений
С. в. находится в обратной зависимости от темп-ры и солёности
окружающей среды.
dastip.com
