17. Строение клеток растений, животных и грибов. Вирусы

Определения и обозначения

Клеточная мембрана — тонкая оболочка, отделяющая содержимое клетки от внешней среды и участвующая в обмене веществ. Она не просто окружает клетку: через неё проходят необходимые вещества и удаляются ненужные. Благодаря мембране содержимое клетки не смешивается бесконтрольно с окружающей средой.

Цитоплазма — внутреннее полужидкое содержимое клетки, в котором расположены её структуры. В ней находятся части клетки, выполняющие разные задачи. Цитоплазма создаёт среду, в которой эти структуры могут работать вместе и поддерживать жизнь клетки.

Ядро — часть клетки, которая содержит наследственную информацию и участвует в управлении её жизнедеятельностью. Наследственная информация помогает клетке сохранять и передавать особенности организма. Ядро можно представить как место хранения инструкций, необходимых для работы клетки.

Вирус — неклеточная форма жизни, способная размножаться только внутри клетки хозяина. У вируса нет обычных клеточных частей, поэтому он не может самостоятельно выполнять все процессы, нужные для размножения. Клетка хозяина предоставляет ему необходимые для этого условия.

Как это устроено

Клетка должна одновременно сохранять своё внутреннее содержимое и получать вещества из окружающей среды. Эту задачу выполняет мембрана: она отделяет клетку, но не превращает её в полностью закрытый мешок. Благодаря обмену через мембрану клетка получает то, что ей необходимо, и избавляется от части ненужных веществ. Если бы обмена не было, клетка не смогла бы поддерживать свою жизнедеятельность.

Внутри мембраны находится цитоплазма, в которой размещены клеточные структуры. Каждая структура выполняет свою работу, но жизнь клетки зависит не от одной части, а от их согласованного действия. Цитоплазма служит общей внутренней средой, в которой эти части расположены и взаимодействуют. Поэтому нарушение работы одной структуры может повлиять на работу всей клетки.

Клетки растений, животных и грибов имеют общие основные части, но некоторые их признаки различаются. У растений есть пластиды, а также обычно крупная вакуоль — полость с клеточным содержимым; она помогает клетке сохранять форму и запасать вещества. У грибов, как и у растений, есть клеточная стенка, а у животных клеток её нет. Пластид у грибов и животных нет, поэтому по одной только стенке нельзя решить, что перед нами растительная клетка.

Клеточная стенка располагается снаружи мембраны и придаёт клетке опору, помогает сохранять форму и защищает её. Мембрана находится под стенкой и отвечает за отделение содержимого клетки и обмен веществ. Эти оболочки не заменяют друг друга: стенка прочная и поддерживающая, а мембрана отделяет внутреннюю среду и участвует в её обмене с внешней. Поэтому, сравнивая клетки, важно учитывать расположение и функции обеих оболочек.

Вирусы не имеют клеточного строения: у них нет цитоплазмы и ядра, которые есть у клеток организмов. Сам вирус не может обеспечить своё размножение, поэтому попадает внутрь клетки хозяина и использует её возможности. В результате внутри клетки образуются новые вирусы. Именно зависимость от клетки отличает вирус от самостоятельной клетки живого организма.

Сравнение клеток растений, животных и грибов и вирусов

Сравнивайте сразу несколько признаков: клеточная стенка есть и у растений, и у грибов, поэтому сама по себе она не определяет тип клетки. Пластиды помогают узнать растительную клетку, а отсутствие ядра и цитоплазмы отличает вирус от клеток организмов.

Разбор задач

Задача 1. Ученик рассматривает клетку с ядром, цитоплазмой, мембраной и клеточной стенкой. Нужно отличить растительную клетку от клетки гриба. Наличие стенки не решает задачу, потому что она есть у обоих типов клеток. Проверим признаки, которые помогают сделать выбор.

1. Отметим, что перед нами клетка: у неё есть ядро и цитоплазма.
2. Проверим, есть ли пластиды. Их наличие указывает на растительную клетку, а отсутствие согласуется с клеткой гриба.
3. Посмотрим на вакуоль: для растительной клетки обычно характерна крупная вакуоль, но вывод лучше делать по сочетанию признаков.

Ответ: нужно проверить наличие пластид и особенности вакуоли; одной клеточной стенки недостаточно, чтобы отличить растение от гриба.

Задача 2. На рисунке показана клетка с ядром, крупной вакуолью и пластидами. Определим, к какой группе организмов она относится. Для ответа сопоставим сразу несколько признаков, а не будем опираться только на один из них. Затем назовём признаки, которые подтверждают вывод.

1. Ядро показывает, что перед нами клетка организма, а не вирус.
2. Крупная вакуоль и пластиды характерны для растительной клетки.
3. Проверим признаки вместе: сочетание пластид и крупной вакуоли подтверждает растительное происхождение клетки.

Ответ: это растительная клетка; на неё указывают пластиды и крупная вакуоль, а ядро подтверждает клеточное строение.

Задача 3. Объект не имеет ядра и цитоплазмы, но содержит наследственный материал и размножается только внутри клетки организма. Нужно объяснить, почему это вирус, а не клетка. Для этого сравним его строение и способ размножения с признаками клетки. Важно учесть оба условия из задачи.

1. У клеток организмов есть клеточное строение, в том числе цитоплазма; у описанного объекта её нет.
2. Отсутствие ядра также показывает, что объект не устроен как обычная клетка.
3. Зависимость размножения от клетки другого организма соответствует признаку вируса.

Ответ: это вирус, потому что он не имеет клеточного строения и размножается только внутри клетки хозяина.

Типичные ошибки

Ошибка: считать клеточную стенку и мембрану одним и тем же. Их путают, потому что обе оболочки находятся вокруг клетки. Проверьте расположение: стенка лежит снаружи мембраны и поддерживает форму, а мембрана отделяет содержимое и участвует в обмене веществ.

Ошибка: думать, что пластиды есть у всех клеток растений, животных и грибов. Так можно решить, если запомнить пластиды как просто «часть клетки», не учитывая различия организмов. Проверьте себя: пластиды характерны для растительных клеток, у животных и грибов их нет.

Ошибка: называть грибную клетку растительной, потому что у обеих есть клеточная стенка. Такое заключение основано на одном общем признаке и не учитывает различия. Сравните наличие пластид: у растительной клетки они есть, а у грибной — нет.

Ошибка: называть вирус клеткой. Его наследственный материал может создать такое впечатление, но одного этого признака недостаточно для клеточного строения. Проверьте, есть ли у объекта цитоплазма и способность размножаться самостоятельно: у вируса их нет.

Связь с другими темами

Перед изучением строения клеток нужно знать, что живые организмы состоят из клеток и что клетка является основной единицей их строения. Это помогает понять, почему у клетки есть общие части и чем различаются клетки разных организмов. Знание мембраны, цитоплазмы и ядра пригодится при изучении жизнедеятельности клетки. Оно также поможет разобраться в размножении организмов и передаче наследственных признаков.

Что запомнить

• Клетка отделена от внешней среды клеточной мембраной.
• Цитоплазма заполняет клетку и содержит её структуры.
• Ядро содержит наследственную информацию.
• У растительных клеток есть пластиды и обычно крупная вакуоль.
• У клеток растений и грибов есть клеточная стенка, у животных клеток её нет.
• Вирусы не имеют клеточного строения и размножаются только внутри клеток хозяина.