Вопрос 14

Вакуоль — полость, заполненная клеточным соком и окруженная мембраной (тонопластом). В молодой клетке обычно имеется несколько мелких вакуолей (провакуолей). В процессе роста клетки образуется одна центральная вакуоль, которая может занимать до 90% объема клетки. В образовании вакуоли могут участвовать пузырьки, отделяющиеся от аппарата Гольджи. Возможно образование «вторичных» вакуолей из участков цитоплазмы, изолированных мембраной эндоплазматического ретикулума, в которых с помощью гидролитических ферментов произошло переваривание веществ. Из мембран эндоплазматической сети и возникает, по-видимому, тонопласт. Тонопласт обладает избирательной проницаемостью, в нем локализована система активного транспорта веществ. Во многих случаях вещества, проникающие через плазмалемму, не проникают через тонопласт и не попадают в вакуоль. Вакуоль содержит клеточный сок, в котором растворены соли, органические кислоты, сахара, ферменты, метаболиты (алкалоиды, фенолы) и другие соединения. В связи с этим она определяет осмотическое поглощение воды, что особенно важно при росте растяжением и для поддержания тургора клетки. В вакуолях ряда клеток содержится пигмент (антоциан), который обусловливает окраску цветков, плодов, а также частично осеннюю окраску листьев.

Вакуоли — это место, где могут аккумулироваться и сохраняться запасные питательные вещества (сахароза, минеральные соли и др.), если в данный момент клетка в них не нуждается. В вакуолях содержится много протеолитических ферментов, таких как протеазы, рибонуклеазы, гликозидазы и др. Предполагают участие этих ферментов в образовании веществ клеточных стенок. Показано, что богатые белками-ферментами вакуоли прорастающих семян (т. н. содержащие белок вакуоли) обеспечивают гидролиз белков до аминокислот и синтез новых белков, необходимых для формирования проростка. В вакуоль также экскретируются различные клеточные отбросы, которые затем могут там перерабатываться и обезвреживаться. Тонопласт может образовывать инвагинации. При этом часть цитоплазмы включается в вакуоль и там подвергается действию различных ферментов (переваривается).

Вопрос 15

Клеточный сок  играет чрезвычайно важную роль в жизни растительных организмов. К. соком называют водянистую жидкость, включенную в виде более или менее крупных капель внутрь протоплазмы клеточек. В самых молодых растительных клеточках, напр. в клеточках точки роста корня или стебля, К. сока нет. Затем он появляется в виде отдельных капелек, "вакуолей клеточного сока", которые постепенно растут, сливаются друг с другом и дают в конце концов сплошную "соковую полость", одетую лишь тонким слоем протоплазмы, образующей род мешка или пузыря. Накопление К. сока внутри протоплазмы есть чисто физический процесс, могущий быть воспроизведенным искусственно. Состав К. сока в различных случаях очень различен. По большей части реакция его оказывается кислой; это зависит от присутствии свободных органических кислот, каковы щавелевая, виннокаменная, яблочная, лимонная и проч. Кроме кислот в состав К. сока входят в большинстве случаев углеводы. Из них чаще всего встречаются глюкозы, далее, тростниковый сахар, а в некоторых случаях инулин и другие более редкие углеводы. К сахарам примыкают различные глюкозиды, дубильные вещества, эпидермины и проч. Далее следуют алкалоиды, а также аспарагин, глютамин, тирозин, лейцин; изредка в растворе в К. соке находятся белковые вещества; всегда встречаются различные минеральные соли. К. сок часто бывает окрашен в красный, синий или фиолетовый, а также в желтый цвет. Желтая окраска зависит от антохлора ; остальные оттенки обусловлены присутствием способного изменять свой цвет антоциана . Значение К. сока в жизни растительных организмов многообразно. Прежде всего он является вместилищем питательных веществ как органических, так и неорганических; в К. соке, далее, растворены многие продукты отброса, растворены и различные защитные вещества, которыми растение защищается от животных. Наиболее важную роль играют, однако, осмотические свойства К. сока. Благодаря им растение всасывает воду из окружающей среды. Значительное осмотическое давление, наблюдающееся внутри клеток (от 3 до 20 атмосфер) утилизируется растением, как механическая сила. Придавая клеточкам напряженное состояние (тургор) , К. сок обусловливает прочность и упругость растительных тканей. К. же сок своим давлением растягивает оболочки клеточек, делая возможным рост их. Обыкновенно клеточки благодаря такому растягиванию раздуваются до сравнительно громадных размеров, во много раз превышающих исходную величину зародышевых клеточек. Увеличение объема, а следовательно, и рост происходит таким образом почти исключительно на счет воды, и драгоценный строительный материал — протоплазма — тратится в сравнительно ничтожном количестве. Проявление большинства этих свойств К. сока связано с присутствием прочной клеточной оболочки. К. сок и оболочка представляют собой в совокупности своеобразное приспособление, наличность которого обусловливает целый ряд характерных особенностей растительной клетки.