Функции и образование вакуолей.

Функции вакуолей:

1. Накопление запасных и изоляция эргастических веществ (отбросов, конечных продуктов обмена).

2. Поддержание тургора и регуляции водно-солевого обмена.

3. Участие в биохимическом кругообороте веществ в клетке.

Тонопласт, окружающий вакуоль, обладает избирательной проницаемостью и поэтому участвует в регуляции осмотических процессов, связанных с вакуолью, особенно в поддержании тургора в клетке.

5. Продукты первичного обмена веществ – запасные питательные вещества.

Растения в процессе жизнедеятельности накапливают продукты обмена веществ, что связано с необходимостью создание резерва питательных веществ, средств защиты от поедания животными и внедрения паразитов и, наконец, необходимостью концентрации шлаков, подлежащих удалению.

Запасные питательные вещества являются продуктами первичного обмена веществ, остальные группы – вторичного.

Крахмал

Крахмал, встречается в виде зерен в пластидах – лейкопластах – амилопластах.

Следует различать крахмал ассимиляционный (или первичный), запасной (или вторичный) и транзиторный. Ассимиляционный крахмал образуется в хлоропластах во время фотосинтеза. Позже он разрушается и синтезируется вновь в амилопластах (лейкопластах) как запасной крахмал.

Крахмальные зерна имеют разную форму, слоистость вокруг образовательного центра, который может располагаться в центре зерна или сбоку. Амилопласт может содержать один или более центров крахмалообразования. Запасной крахмал находится в паренхиме чешуй луковиц, корневищ, клубней, плодов, семядолей и в эндосперме семян.

Белки

Запасные белки встречаются в плодах и семенах растений в виде твердых белковых телец, или алейроновых зерен. В такой форме белки находятся в семядолях у Fabaceae и в наружном (алейроновом) слое эндосперма зерновок у Роасеае. Алейроновые зерна окруженные элементарной мембраной и имеющие аморфный матрикс называются простыми. Алейроновые зерна называются сложными если матрикс содержит включения в виде белкового кристаллоида и аморфного небелкового (состоящего из фитина) глобоида.

Запасные белки накапливаются в вакуолях. В процессе их накопления крупные вакуоли распадаются на более мелкие; при созревании запасающей ткани каждая мелкая вакуоль превращается в белковое тельце с тонопластом, сохраняющимся в виде ограничивающей мембраны. При прорастании семян белок подвергается ферментативному расщеплению, и многочисленные вакуоли опять сливаются в одну крупную вакуоль.

Жиры, масла и воска

Масла и жиры различаются в основном по физическим свойствам; жиры при обычной температуре представляют собой твердые вещества, а масла — жидкие. Жиры и масла являются запасными формами липидов.

Жиры и масла встречаются во всех группах растений и, хотя бы в малом количестве, присутствуют, вероятно, в каждой клетке. Они находятся в твердом или, что бывает чаще, в жидком состоянии в форме липидных капель. Жиры образуются, в цитоплазме или пластидах — элайопластах. Воска находятся в виде защитного слоя на эпидерме, но могут откладываться и внутри клеток (перикарпий Rhus vernicifera – сумах). Масла и жиры можно идентифицировать по красноватой окраске после их обработки суданом III или IV.

6. Продукты вторичного обмена веществ.

Часть конечных продуктов обмена веществ выделяется наружу, часть изолируется в самом растении. Одни вещества накапливаются в клеточном соке, другие — в специализированных клетках или особых вместилищах. Некоторые представляют собой отбросы, возникающие как побочные продукты в обмене веществ. Однако многие из них в процессе приспособительной эволюции приобрели и другие функции. Некоторые смолы и эфирные масла делают растения несъедобными для человека и отпугивают травоядных животных. Смолы препятствуют гниению и могут вовлекаться вновь в основной обмен (реутилизироваться). Изредка вторичные метаболиты оказываются в роли шлаков и удаляются либо путем опада тех частей растения, где они накапливаются, либо выделяются при разрушении тех структур, где они скопились. Наиболее распространенный шлак — оксалат кальция.

Кристаллы

Кристаллы, содержащиеся в растениях, чаще всего состоят из оксалата кальция. Образование кристаллов является одним из многих путей накопления кальция в растительных тканях.

Кристаллы оксалата кальция имеют несколько различных форм:

рафиды — кристаллы в виде пучков игл (листья винограда, Impatiens - бальзамин, Arum - аронник, стебель Tradescantia),

стилоиды — удлиненные колонновидные кристаллы (лист Eichhornia crassipes – водный гиацинт),

призмы – прямоугольные или пирамидальные (флоэма Acer, Tilia, Ficus, Quercus, листья Begonia, Hyoscyamus niger, Vicia sativa),

друзы — шаровидные скопления призматических кристаллов (корневище ревеня, корень Ipomoea batatas, листья Datura stramonium, Ruta graveolens),

кристаллический песок — очень мелкие кристаллы, встречающиеся обычно в виде больших скоплений (стебель Aucuba japonica, Sambucus nigra, листья Atropa belladonna).

Эфирные масла.

Эфирные масла скапливаются в цветках, листьях, семенах и плодах растений и не принимают участия в обмене веществ. Известно около 3000 видов растений, накапливающих эфирные масла. Эфирные масла используют в производстве мыла, в парфюмерной и косметической промышленности, а также в медицине. Их получают:

- из цветков: розы, лаванды, мяты, базилика, гвоздики;

- из листьев: герани, тимьяна,можжевельника, туи, кипариса, лавра, майорана, мелиссы, эстрагона;

- из плодов: лимона, апельсина,кориандра;

- из корней: ириса.

А также и многих других растений.

Смолы.

Смолы могут находиться в виде капель в цитоплазме и клеточном соке или выделяются наружу. Смолы нерастворимы в воде и, находясь на поверхности органа, не пропускают влагу. Они непроницаемы для микроорганизмов и повышают сопротивляемость растений болезням благодаря своим антисептическим свойствам. Смолы применяют при изготовлении лаков, типографской краски, смазочных масел, используют в медицине. Ископаемая смола вымерших хвойных растений называется янтарем.