1 基本簡介 編輯本段液泡(vacuole)植物細(xì)胞所特有的由膜包被的泡狀結(jié)構(gòu)。在根尖、莖尖等處的幼細(xì)胞中呈球形,數(shù)量較多。細(xì)胞成熟過程中,由多個(gè)小液泡融合成大液泡。故在成熟的植物細(xì)胞中具中央大液泡,其內(nèi)充滿細(xì)胞液。液泡的功能主要是調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透壓,維持細(xì)胞內(nèi)水分平衡,積累和貯存養(yǎng)料及多種代謝產(chǎn)物。液泡膜具有特殊的選擇透性,使液泡具有高滲性質(zhì),引起水分向液泡內(nèi)運(yùn)動(dòng),對(duì)調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透壓、維持膨壓有很大關(guān)系,并且能使多種物質(zhì)在液泡內(nèi)貯存和積累。貯存和積累在液泡中的物質(zhì)包括糖、蛋白質(zhì)、磷脂、單寧、有機(jī)酸、植物堿、色素和鹽類等。具體情況因植物種類、器官組織部位,成熟程度等的不同而異。例如,海帶中積累有大量的碘,柑桔中富含檸檬酸、茶葉有豐富的單寧、甘蔗和甜菜中含糖量高,幼果中通常含有較多的酸,成熟果實(shí)中糖分較高等。存在于液泡中的花色素,使花瓣、果實(shí)等呈現(xiàn)紅色、藍(lán)色、紫色等各種顏色。因液泡的推擠而貼近細(xì)胞壁的原生質(zhì)成一薄層,有利于細(xì)胞內(nèi)外物質(zhì)的交換。近代研究表明,液泡是一個(gè)很重要的細(xì)胞器,在植物細(xì)胞生命活動(dòng)中具多方面作用。胞質(zhì)中過剩的中間產(chǎn)物被液泡吸收和貯存,可保證胞質(zhì)pH值的穩(wěn)定,解除部分有毒物質(zhì)的毒害;當(dāng)胞質(zhì)中需要某些物質(zhì)時(shí),又能及時(shí)提供,對(duì)保持細(xì)胞生物合成原料的穩(wěn)定供應(yīng)有一定意義。液泡是匯集和輸出無機(jī)離子的場(chǎng)所,也是一個(gè)磷酸鹽庫。液泡膜上的ATP酶起著離子泵的作用。液泡中所含的酸性磷酸酶等水解酶,參與物質(zhì)貯存、分解以及細(xì)胞分化等重要生命活動(dòng)。在電鏡下觀察經(jīng)冰凍蝕刻處理的薄壁細(xì)胞,其液泡中有線粒體、質(zhì)體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的片段,認(rèn)為可能是被液泡吞噬進(jìn)去的衰老細(xì)胞器,經(jīng)水解酶分解后,可用作組建新細(xì)胞器的原料。由此表明,液泡也是一個(gè)具有溶酶體性質(zhì)的細(xì)胞器。 液泡是植物細(xì)胞質(zhì)中的泡狀結(jié)構(gòu)。成熟的植物細(xì)胞中的液泡很大,可占據(jù)整個(gè)細(xì)胞體積的90%。液泡的表面有液泡膜。液泡內(nèi)有細(xì)胞液,其中含有糖類、無機(jī)鹽、色素和蛋白質(zhì)等物質(zhì),可以達(dá)到很高的濃度。因此,它對(duì)細(xì)胞內(nèi)的環(huán)境起著調(diào)節(jié)作用,可以使細(xì)胞保持一定的滲透壓,保持膨脹的狀態(tài)。 2 內(nèi)部介紹 編輯本段低等動(dòng)物特別是單細(xì)胞動(dòng)物的食物泡、收縮泡等均屬于液泡。液泡是植物細(xì)胞中的單層膜結(jié)構(gòu)的細(xì)胞器,其內(nèi)有細(xì)胞液。花、葉、果實(shí)的顏色,除綠色之外,大多由液泡內(nèi)細(xì)胞液中的色素所產(chǎn)生,常見的是花青素。花瓣、果實(shí)和葉片上的一些紅色或藍(lán)色,常常是花青素所顯示的顏色。花青素的顏色隨著細(xì)胞液的酸堿性不同而不同,細(xì)胞液酸性時(shí)為紅色,堿性時(shí)為藍(lán)色。液泡中還常含有晶體,它是細(xì)胞液中含有鹽類所致,常見的是草酸鈣結(jié)晶。晶體的形狀有三種,單晶體、復(fù)晶體和針晶體。液泡內(nèi)的細(xì)胞液其中含有糖類、無機(jī)鹽、色素、蛋白質(zhì)等物質(zhì),可以達(dá)到很高的濃度。因此,它對(duì)細(xì)胞內(nèi)的環(huán)境起著調(diào)節(jié)作用,可以使細(xì)胞保持一定的滲透壓,保持膨脹狀態(tài)。 中央大的液泡對(duì)生活的植物細(xì)胞有著重要意義,它不僅儲(chǔ)存有機(jī)代謝產(chǎn)物;參與細(xì)胞中物質(zhì)的生化循環(huán)。而且由于它的細(xì)胞液是濃度較高的溶液,對(duì)于植物體對(duì)水分的吸收、運(yùn)輸以及維持細(xì)胞的緊張狀態(tài)都有著直接關(guān)系。 3 重要特性 編輯本段動(dòng)物細(xì)胞沒有液泡 液泡是存在細(xì)胞質(zhì)中由單層膜包圍的充滿水液的泡,是普遍存在于植物細(xì)胞中的一種細(xì)胞器。原生動(dòng)物的伸縮泡也是一種液泡。植物細(xì)胞中的液泡有其發(fā)生發(fā)展過程。年幼的細(xì)胞只有很少的、分散的小液泡,而在成長的細(xì)胞中?這些小液泡就逐漸合并而發(fā)展成一個(gè)大液泡,占據(jù)細(xì)胞中央很大部分,而將細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核擠到細(xì)胞的周緣。 植物液泡中的液體稱為細(xì)胞液(cellsap),其中溶有無機(jī)鹽、氨基酸、糖類以及各種色素,特別是花青素(anthocyanin)等。細(xì)胞液是高滲的,所以植物細(xì)胞才能經(jīng)常處于吸漲飽滿的狀態(tài)。細(xì)胞液中的花青素與植物顏色有關(guān),花、果實(shí)和葉的紫色、深紅色都是決定于花青素的。此外,液泡還是植物代謝廢物屯集的場(chǎng)所,這些廢物以晶體的狀態(tài)沉積于液泡中。 4 功能介紹 編輯本段在植物細(xì)胞中有大小不同的液泡。成熟的植物細(xì)胞有一個(gè)很大的中央液泡,可能占細(xì)胞體積的90%,它是由許多小液泡合并成的。動(dòng)物細(xì)胞中的液泡較小,差別也不顯著。 液泡由一層單位膜圍成。其中主要成分是水。不同種類細(xì)胞的液泡中含有不同的物質(zhì),如無機(jī)鹽、糖類、脂類、蛋白質(zhì)、酶、樹膠、丹寧、生物堿等。 液泡的功能是多方面的,強(qiáng)維持細(xì)胞的緊張度是它所起的明顯作用。其次是貯藏各種物質(zhì),例如甜菜中的蔗糖就是貯藏在液泡中,而許多種花的顏色就是由于色素在花瓣細(xì)胞的液泡中濃縮的結(jié)果。第三,液泡中含有水解酶,它可以吞噬消化細(xì)胞內(nèi)破壞的成分。最后,液泡在植物細(xì)胞的自溶中也起一定的作用。植物有些衰老退化的細(xì)胞通過自溶被消化掉。這時(shí)液泡破壞,其中的水解酶被釋放出來,導(dǎo)致細(xì)胞成分的分解和細(xì)胞的死亡。例如蠶豆子葉中約80%的RNA是在種子萌發(fā)的最初30天內(nèi)逐漸被分解的。但如果把液泡破壞,其中的核糖核酸酶釋放出來的話,可在幾小時(shí)內(nèi)使核糖體RNA分解完。 功能特點(diǎn) 1、調(diào)節(jié)滲透,維持細(xì)胞滲透壓和膨壓 2、貯藏和消化細(xì)胞內(nèi)的一些代謝產(chǎn)物 3、利于原生質(zhì)體與外界發(fā)生氣體與營養(yǎng)的交換 5 內(nèi)容評(píng)價(jià) 編輯本段隨著植物細(xì)胞的生長,細(xì)胞質(zhì)內(nèi)出現(xiàn)了液泡,并逐漸增大,此外,液泡內(nèi)含細(xì)胞液葉綠體-光合作用的場(chǎng)所綠色植物的細(xì)胞質(zhì)內(nèi)還有葉綠體,這就是植物呈現(xiàn)綠色的物質(zhì)結(jié)構(gòu)。它是質(zhì)體的一種,除葉綠體外,質(zhì)體中還有白色體、雜色體等.在植物中,許多蛋白需要在液泡內(nèi)降解或激活。液泡是植物細(xì)胞中大型的、充滿營養(yǎng)物質(zhì)的囊泡結(jié)構(gòu),幫助維持植物細(xì)胞的形狀,儲(chǔ)存植物分子。但液泡是通過什么方式降解或激活蛋白的還是一個(gè)謎。在2008年6月10日期的美國《國家科學(xué)院院刊》(PNAS)上,加州大學(xué)Riverside分校的科學(xué)家在模式植物擬南芥中發(fā)現(xiàn),一種叫做液泡加工酶(vacuolarprocessingenzyme,VPEg)的關(guān)鍵蛋白是這個(gè)過程所必需的。 “不含VPEg的植物就無法累積一種重要液泡酶的活化形式,無法降解各種蛋白,這些蛋白不會(huì)在液泡內(nèi)正常積聚到高水平,尤其是在那些老化組織中?!毖芯康念I(lǐng)導(dǎo)人、加州大學(xué)Riverside分校的杰出植物細(xì)胞生物學(xué)教授NatashaRaikhel說。 研究植物細(xì)胞老化過程中的變化以及研究液泡在植物中的作用的研究人員對(duì)這些發(fā)現(xiàn)將會(huì)很感興趣,這些發(fā)現(xiàn)指明VPEg可能與從老化過程中的正常發(fā)育到壓力和防御應(yīng)答等多種生物過程都有關(guān)聯(lián)。這是一個(gè)重要的發(fā)現(xiàn),因?yàn)樗故玖艘粋€(gè)早先未知的植物控制液泡內(nèi)蛋白組成的機(jī)制?!爸参餂]有液泡就不能存活。”Raikhel解釋說。“由于液泡在多種生理過程中都扮演著這樣的核心角色,因而VPEg這個(gè)蛋白質(zhì)加工和降解通路可能對(duì)這些過程中的許多都有很大影響?!?/p> |
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