§ 7. Знакомство со строением клетки

Определения и обозначения

Клетка — наименьшая структурная единица живого организма. Многие организмы состоят из множества клеток, потому что именно в них происходят процессы, необходимые для жизни. Клетки объединяются в ткани и могут выполнять разные задачи. Поэтому строение клетки помогает понять, как устроено всё растение.

Клеточная оболочка — наружная граница клетки, отделяющая её содержимое от окружающей среды. Она помогает сохранять внутреннее устройство клетки и отделяет её от соседних клеток или внешней среды. При этом оболочка не должна полностью отрезать клетку от мира вокруг. Через неё происходит обмен веществами, нужными клетке.

Цитоплазма — полужидкое внутреннее содержимое клетки, в котором расположены её части. Она заполняет пространство внутри оболочки и окружает находящиеся там структуры. Благодаря этому части клетки находятся в общей внутренней среде. Цитоплазму не следует принимать за оболочку: она расположена внутри неё.

Ядро — часть клетки, участвующая в управлении её жизнедеятельностью. Оно находится внутри клетки, в цитоплазме, и отличается от неё тем, что является отдельной структурой. Ядро связано с согласованной работой клетки. Его не нужно путать с вакуолью, которая содержит клеточный сок.

Как это устроено

Клетки очень малы, и без увеличения их части обычно невозможно хорошо рассмотреть. Поэтому учёные используют микроскоп — прибор, который увеличивает изображение объекта. Чем больше увеличение, тем заметнее мелкие детали, хотя для наблюдения клетку сначала нужно подготовить на специальном препарате. Так исследователи смогли изучать строение живых организмов на уровне клеток.

Клеточная оболочка нужна потому, что клетка должна сохранять своё содержимое и одновременно взаимодействовать с окружающей средой. Она образует наружную границу и помогает отделить одну клетку от другой. Но полная изоляция была бы вредна: клетке нужны вода и другие вещества, а также возможность обмениваться веществами со средой. Поэтому оболочка отделяет клетку, но не превращает её в полностью закрытый сосуд.

Внутреннее пространство клетки заполнено цитоплазмой, похожей на густую полужидкую среду. В ней располагаются ядро и другие части клетки, поэтому они не находятся внутри пустого пространства. Цитоплазма связывает внутренние части в единое целое. Это помогает клетке работать как одной системе, а не как набору никак не связанных элементов.

Ядро находится внутри клетки, но это не то же самое, что цитоплазма: цитоплазма окружает части клетки, а ядро является одной из этих частей. Оно участвует в управлении жизнедеятельностью клетки, поэтому его работа связана с согласованностью происходящих в ней процессов. Увидеть ядро можно при изучении клетки под микроскопом. Внешне оно обычно выделяется как отдельная область внутри цитоплазмы.

В растительной клетке, кроме оболочки, цитоплазмы и ядра, могут быть вакуоли и пластиды. Вакуоль — полость с клеточным соком; она помогает клетке хранить воду и растворённые вещества. Пластиды — части клетки, которые бывают разных видов и связаны с разными функциями растения; например, некоторые из них участвуют в образовании питательных веществ на свету. Набор и заметность этих частей зависят от того, какую работу выполняет клетка.

Основные части растительной клетки

Таблица помогает сравнить части клетки: сначала найдите их положение, затем сопоставьте особенности строения и значение. Помните, что в клетках разных тканей некоторые особенности могут различаться. Описания показывают общую картину строения растительной клетки.

Разбор задач

Задача 1. На рисунке растительной клетки обозначены оболочка, цитоплазма и ядро. Назовите каждую часть и укажите, как её найти на рисунке.

1. Сначала найдите наружную границу изображения клетки: это клеточная оболочка.
2. Затем определите область внутри оболочки, которая занимает основное внутреннее пространство. Это цитоплазма.
3. Найдите отдельную структуру внутри цитоплазмы. Она обозначает ядро.

Ответ: оболочка находится снаружи, цитоплазма заполняет внутреннюю часть клетки, а ядро расположено внутри цитоплазмы.

Задача 2. Ученик рассматривает препарат кожицы лука под микроскопом. Какие части клетки он может увидеть и почему клетки выглядят расположенными рядами?

1. Препарат рассматривают с увеличением, поэтому можно различить границы клеток и их внутренние части.
2. В зависимости от качества препарата и наблюдения могут быть заметны оболочка, цитоплазма и ядро. Не все детали обязательно выглядят одинаково чётко.
3. Кожица лука — ткань, то есть группа клеток, расположенных рядом. Поэтому на препарате клетки часто видны рядами, как соседние участки общей ткани.

Ответ: можно увидеть оболочку, цитоплазму и ядро, если они достаточно хорошо различимы. Ряды возникают потому, что клетки кожицы образуют ткань и плотно соседствуют.

Задача 3. Сравните клетки кожицы лука и листа растения: какие части у них общие, а какие могут различаться?

1. Сначала назовите основные части, характерные для растительных клеток: оболочку, цитоплазму и ядро.
2. Затем вспомните, что клетки разных тканей выполняют неодинаковую работу. Поэтому набор и заметность дополнительных частей, например пластид, могут различаться.
3. Сопоставьте строение с задачами ткани, не предполагая, что все клетки растения полностью одинаковы.

Ответ: у обеих клеток есть основные части растительной клетки. Некоторые особенности и дополнительные структуры могут отличаться в связи с тем, что клетки кожицы и листа выполняют разные задачи.

Типичные ошибки

Клеточную оболочку иногда принимают за цитоплазму, потому что обе части находятся рядом и их можно увидеть на изображении клетки. Но оболочка — это наружная граница, а цитоплазма находится внутри неё. Чтобы проверить себя, найдите внешний контур клетки и отдельно внутреннее содержимое. Если часть заполняет клетку, это не оболочка.

Ядро можно перепутать с вакуолью, поскольку обе структуры находятся внутри клетки. Ошибка возникает, если судить только по тому, что они выглядят как отдельные участки. Ядро участвует в управлении жизнедеятельностью, а вакуоль содержит клеточный сок. Проверьте, какую функцию выполняет названная часть, и не называйте вакуоль ядром.

Неверно думать, что все клетки растения одинаковы по форме и размеру. Их внешний вид зависит от работы, которую они выполняют в составе ткани. Это сходство с разными инструментами: форма помогает справляться с определённой задачей. Проверяйте себя вопросом, относятся ли клетки к одной ткани и выполняют ли они одну и ту же работу.

Ещё одна ошибка — ожидать, что клетку можно подробно рассмотреть невооружённым глазом. Отдельные клетки обычно слишком малы, а их внутренние части ещё мельче. Для наблюдения используют микроскоп, который увеличивает изображение. Если деталей не видно, это не обязательно означает, что их нет: возможно, не хватает увеличения или качества препарата.

Связь с другими темами

Перед изучением клетки полезно вспомнить, что у растения есть органы, например корень, стебель и лист. Органы состоят из тканей, а ткани образованы клетками. Значит, клетка — один из уровней организации растения: от неё можно перейти к тканям и органам.

Знание частей клетки пригодится при изучении жизнедеятельности растений и фотосинтеза. Оно также поможет сравнивать растительные и животные клетки: у них есть общие части, но имеются и различия. Понимая, где находятся структуры и какова их роль, легче объяснить, почему клетки разных организмов устроены не одинаково.

Что запомнить

• Клетка — основная структурная единица живого организма.
• Клеточную оболочку, цитоплазму и ядро можно различить при изучении клетки.
• Оболочка отделяет клетку от окружающей среды.
• В цитоплазме расположены части клетки.
• Ядро участвует в управлении жизнедеятельностью клетки.
• В растительных клетках могут быть вакуоли и пластиды.
• Для подробного изучения строения клетки используют микроскоп.