§ 9. Жизнедеятельность клетки, её деление и рост

Определения и обозначения

Обмен веществ — поступление веществ в клетку, их превращение и удаление ненужных продуктов. Это не разовое событие: клетке нужно получать материалы для жизни и избавляться от того, что ей больше не требуется. Без обмена веществ клетка не смогла бы поддерживать свою жизнедеятельность.

Дыхание клетки — использование кислорода для получения энергии из питательных веществ. Энергия нужна клетке, чтобы выполнять необходимые процессы, например использовать поступившие вещества и расти. Поэтому дыхание помогает клетке оставаться живой и деятельной.

Деление клетки — образование из одной клетки двух дочерних клеток. Дочерние клетки могут затем расти и делиться снова. Так организм получает новые клетки, необходимые для размножения и увеличения его размеров.

Рост клетки — увеличение её размеров и массы. Растёт при этом одна клетка, а не число клеток. Число клеток увеличивается при делении, поэтому рост клетки и деление — разные процессы.

Как это устроено

Клетка получает воду и другие вещества из окружающей среды через свою оболочку. Это необходимо, потому что клетка постоянно использует вещества и не может бесконечно обходиться уже имеющимися запасами. Полученное становится материалом для жизненных процессов, поэтому поступление веществ должно продолжаться.

Внутри клетки вещества превращаются и используются по-разному. Часть питательных веществ при дыхании с участием кислорода помогает получить энергию, необходимую клетке для работы. В ходе жизненных процессов образуются и ненужные продукты, поэтому клетка выводит их; иначе они оставались бы внутри и мешали её нормальной работе.

Перед делением наследственная информация должна оказаться в обеих дочерних клетках. В её передаче участвует ядро — часть клетки, связанная с управлением её работой и хранением наследственной информации. Если информация не распределится между дочерними клетками, они не получат нужных сведений о строении и работе.

Когда клетка делится, из одной материнской клетки образуются две дочерние. Они сходны с материнской, потому что получают наследственную информацию от неё. Материнская клетка не просто исчезает: её место занимают две новые клетки, которые могут продолжать жизнедеятельность.

Клетка растёт, когда увеличиваются её размеры и масса; для этого она использует поступившие вещества. Но организм становится больше не только потому, что отдельные клетки растут. Деление создаёт новые клетки, поэтому число клеток увеличивается, а рост клеток и их деление вместе обеспечивают рост всего организма.

Основные процессы жизнедеятельности клетки

Сначала найдите в таблице процесс, о котором идёт речь в задании, а затем посмотрите, что с клеткой при нём происходит. Последний столбец помогает объяснить, зачем этот процесс нужен клетке или организму. Особенно полезно сравнивать рост клетки и её деление: первый меняет размеры клетки, второе — число клеток.

Разбор задач

Задача 1. Клетка получает из окружающей среды воду и питательные вещества, а часть веществ выводит. Назовите процесс и объясните, почему он необходим.

1. Отмечаем, что вещества поступают в клетку и некоторые из них удаляются.
2. Вспоминаем: обмен веществ включает поступление веществ, их превращение и удаление ненужных продуктов.
3. Связываем процесс с жизнью клетки: полученные вещества нужны ей, а продукты, которые больше не нужны, следует вывести.

Ответ: это обмен веществ. Он необходим, потому что клетка получает нужные вещества и удаляет ненужные продукты.

Задача 2. Одна клетка разделилась на две. Сколько клеток стало и какую роль в этом процессе играет ядро?

1. Считаем результат деления: одна материнская клетка образовала две дочерние.
2. Уточняем роль ядра: оно участвует в делении и передаче наследственной информации.
3. Проверяем, почему эта информация важна: она должна распределиться между дочерними клетками, чтобы те были похожи на материнскую.

Ответ: стало две клетки. Ядро участвует в передаче наследственной информации обеим дочерним клеткам.

Задача 3. Растение стало больше. Объясните, как в этом могут участвовать рост клеток и их деление, и чем эти процессы отличаются.

1. Разделяем два возможных изменения: отдельные клетки могут увеличиваться в размерах, а число клеток — возрастать.
2. Связываем увеличение размеров с ростом клеток, а увеличение числа — с их делением.
3. Делаем общий вывод: оба процесса могут участвовать в увеличении организма, но происходят по-разному.

Ответ: клетки растения могут становиться крупнее и делиться, образуя новые клетки. Рост увеличивает размер отдельной клетки, а деление увеличивает число клеток.

Типичные ошибки

Ошибка: считать, что организм растёт только за счёт увеличения клеток. Так думают, потому что легко представить, как одна клетка становится крупнее, но забывают о появлении новых клеток. Проверьте себя: спросите, изменились ли размеры клеток или стало больше самих клеток. Рост организма связан с обоими изменениями.

Ошибка: путать рост клетки с её делением. Оба процесса связаны с увеличением организма, поэтому их можно смешать. Чтобы проверить себя, назовите результат: при росте одна клетка становится крупнее, а при делении из одной возникают две дочерние.

Ошибка: считать, что материнская клетка просто исчезает. Это представление возникает, если думать только о том, что клетка перестала быть одной целой. Проверьте, сколько клеток образуется в результате: не ноль, а две дочерние клетки.

Ошибка: полагать, что клетка только получает вещества. Поступление заметнее, чем удаление, поэтому о второй стороне обмена легко забыть. Проверьте себя, вспомнив все части определения: вещества поступают, превращаются, а ненужные продукты выводятся из клетки.

Связь с другими темами

Чтобы понять, как клетка получает вещества и делится, нужно знать её основные части: оболочку, цитоплазму и ядро. Клетка является единицей строения живых организмов, поэтому процессы внутри неё связаны с жизнью всего организма. Обмен веществ помогает объяснить, как клетка взаимодействует с окружающей средой, а роль ядра связывает деление с передачей наследственной информации.

Знание о делении и росте пригодится при изучении размножения организмов и роста растений. Оно также помогает понять, откуда в организме берутся новые клетки и как обновляются ткани. При этом рост организма следует связывать и с появлением новых клеток, и с увеличением размеров уже существующих.

Что запомнить

• Клетка постоянно обменивается веществами с окружающей средой.
• При дыхании клетка получает энергию, необходимую для её жизнедеятельности.
• Ненужные продукты обмена удаляются из клетки.
• При делении из одной клетки образуются две дочерние.
• Ядро участвует в управлении делением клетки и передаче наследственной информации.
• Рост клетки — это увеличение её размеров, а рост организма связан также с делением клеток.