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液泡
鎖定
液泡簡介
液泡是細胞質中的泡狀結構。外有液泡膜與細胞質分開,內含水狀細胞液。幼年的植物細胞中液泡小,成熟的植物細胞中液泡很大;花、葉、果實的顏色,除綠色之外,大多由液泡內細胞液中的色素所產生。高等動物細胞中的液泡不明顯;某些單細胞動物的食物泡和伸縮泡,分別具有攝取營養和排泄廢物的功能,亦可説是液泡的一種形式。
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液泡發現歷史
Naegeli(1844)早就認為,液泡是植物細胞原生質中正常的形態上的組成部分。從19世紀初到三十年代,法國經典的細胞學家Guililermond、Dagneard和Parat等採用活體染色的方法,研究了液泡,並提出了液泡系這個名詞。當時他們認為:凡是能染上中性紅的小泡都屬於液泡系。但是如果按此標準,則一些具有典型液泡特徵的特化液泡,如糊粉液泡、圓球體,由於與中性紅缺乏親和力就被排除於液泡之外。直至一些學者用電子顯微鏡觀察和研究後,才認為細胞內凡是由膜所包圍的小泡除線粒體和質體外,都屬於液泡系。嚴格地説,液泡是由半透性膜與糊狀的膠體細胞質相隔開的充滿水的區域。這種半透性膜稱為液泡膜,液泡膜所包圍的液體,常稱為細胞汁。
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液泡種類
高爾基液泡
溶酶體
圓球體
微體
消化泡
自體吞噬泡或自噬小體
殘體
胞飲液泡
吞噬泡或吞噬小體
糊粉粒或糊粉泡
中央液泡
出現於植物細胞的中央,由許多小泡在生長過程中增大和合並而成為巨大的中央液泡,為植物細胞所特有的結構,如成熟西瓜細胞的中央大液泡中儲存有大量的糖分和水分,使西瓜甜而多汁。中央液泡亦起源於內質網,由內質網池膨脹而成。
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收縮泡
液泡性質結構
液泡中所含的物質很多,植物細胞的液泡含有無機鹽、有機酸、糖類、脂類、蛋白質、酶、樹膠、粘液、鞣酸類、生物鹼和花色素苷等。在動物分泌細胞中則含有以酶原形式製造和輸出的大量糖原顆粒;在動、植物的溶酶體中則含有高濃度的各種酶,如蛋白酶、核酸酶、酯酶和核苷酶等。
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植物液泡中的液體稱為細胞液(cellsap),其中溶有無機鹽、氨基酸、糖類以及各種色素,特別是花青素(anthocyanin)等。細胞液是高滲的,所以植物細胞才能經常處於吸漲飽滿的狀態。細胞液中的花青素與植物顏色有關,花、果實和葉的紫色、深紅色都是決定於花青素的。此外,液泡還是植物代謝廢物屯集的場所,這些廢物以晶體的狀態沉積於液泡中。
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真菌細胞中液泡與植物細胞中的液泡相似,起源於光滑型內質網或高爾基體的大型囊泡,或由質膜形成,是質膜的胞飲作用或吞噬作用的結果。液泡的形態變化很大,其大小和數目隨菌齡或菌絲老化而增加,小的液泡可以相互融合而增大,大的液泡也可分成許多小液泡。液泡是由單層膜圍成的,其組分尚不清楚,但液泡的內含物則比較特殊,主要是鹼性氨基酸,如精氨酸、鳥氨酸、瓜氨酸和谷氨醯胺等,液泡中的氫基酸常遊離到液泡外。所用的多磷酸鹽分子也都儲58藏在液泡內。同時液泡內還有許多酶,如蛋白酶、酸性磷酸酶、鹼性磷酸酶、核酸酶、纖維素酶等。其主要功能是儲存各種氨基酸和酶類等營養物質,以及調節菌絲的滲透壓,還有溶酶體的功能。
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液泡功能
中央大的液泡對生活的植物細胞有着重要意義,它不僅儲存有機代謝產物,參與細胞中物質的生化循環。而且由於它的細胞液是濃度較高的溶液,對於植物體對水分的吸收、運輸以及維持細胞的緊張狀態都有着直接關係。
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液泡的功能是多方面的,維持細胞的緊張度是它所起的明顯作用。其次是貯藏各種物質,例如甜菜中的蔗糖就是貯藏在液泡中,而許多花的顏色就是由於色素在花瓣細胞的液泡中濃縮的結果。第三,液泡中含有水解酶,它可以吞噬消化細胞內破壞的成分。最後,液泡在植物細胞的自溶中也起一定的作用。植物有些衰老退化的細胞通過自溶被消化掉。這時液泡遭到破壞,其中的水解酶被釋放出來,導致細胞成分的分解和細胞的死亡。例如蠶豆子葉中約80%的RNA是在種子◎液泡萌發的最初30天內逐漸被分解的。但如果把液泡破壞,其中的核糖核酸酶釋放出來的話,可在幾小時內使核糖體RNA分解完。這説明一旦液泡破壞,水解酶釋放出來,可以很快使細胞自溶。
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在植物細胞中有大小不同的液泡。成熟的植物細胞有一個很大的中央液泡,可能佔細胞體積的90%,它是由許多小液泡合併成的。動物細胞中的液泡較小,差別也不顯著。液泡由一層單位膜圍成,其中主要成分是水。不同種類細胞的液泡中含有不同曲物質,如無機鹽、糖類、脂類、蛋白質、酶、樹膠、丹寧、生物鹼等。
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液泡特殊作用
植物細胞中,大部分液泡蛋白質都是在內質網上以大分子的前體形式合成,隨後被運送到液泡中,在其 C-末端 1 個天冬醯胺殘基處通過蛋白水解酶的剪切轉變成各自的成熟形式。液泡加工酶( VPE) 是一種半胱氨酸蛋白酶,對天冬醯胺和天門冬氨酸殘基有底物特異性,在液泡蛋白質加工以及激活過程中發揮重要作用。VPE 最初是在南瓜成熟過程中的種子中發現的,隨後,從蓖麻子種子裏也提取出了 VPE,其對種子儲藏蛋白質的成熟具有重要作用。研究表明,在衰老組織和某些脅迫條件下的營養組織也存在 VPE,這種營養型 VPE 在植物細胞程序性死亡中發揮重要作用。
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- 參考資料
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- 1. 袁宏斌主編. 中國少年兒童百科全書 科學技術 精裝版 最新修訂 圖文天下 暢銷五年最新珍藏版[M]. 2010:142-143頁
- 2. 凌茂平. 液泡是植物細胞的特有結構嗎?[J]. 生物學通報, 2000(11):19. .中國知網[引用日期2020-05-28]
- 3. 汪良駒, 劉友良. 植物細胞中的液泡及其生理功能[J]. 植物生理學通訊, 1998, 034(005):394-400. .中國知網[引用日期2020-05-28]
- 4. 上海辭書出版社編. 辭海 生物分冊[M]. 1981:40頁
- 5. 謝盛強. 液泡的生物化學[J]. 海南大學學報:自然科學版, 1987(04):63-68. .中國知網[引用日期2020-05-28]
- 6. 寧正祥主編;趙謀明,寧博,戰宇副主編;李娜,董華強,向智強參編. 食品生物化學 漢英版雙語教材 第3版[M]. 2013:206-207頁
- 7. Grape Berry Vacuole: A Complex and Heterogeneous Membrane System Specialized in the Accumulation of Solutes .www.ajevonline.org[引用日期2020-11-30]
- 8. Vesicles Transport Information .jonlieffmd.com[引用日期2020-11-29]
- 9. 廖萬清等. 現代真菌病學[M]. 2017:58頁
- 10. 王墨洋, 韓寶達, 趙翔,等. 液泡加工酶VPE如何調控液泡功能[J]. 安徽農業科學, 2011(36):13-17+25. .中國知網[引用日期2020-06-01]