§ 9. Жизнедеятельность клетки, её рост и развитие

Определения и обозначения

Обмен веществ — поступление веществ в клетку, их использование и образование новых веществ. Клетка не просто получает готовые материалы: она преобразует их и удаляет то, что ей не нужно. Обмен веществ необходим, чтобы клетка могла жить, обновлять свои части и расти.

Питание клетки — получение из окружающей среды веществ, необходимых для роста и жизнедеятельности. Вода и растворённые в ней вещества проходят через клеточную оболочку внутрь. Питание обеспечивает клетку материалами, из которых она строит и обновляет свои части.

Рост клетки — увеличение её размеров за счёт образования и накопления веществ. По мере роста внутри клетки становится больше содержимого, а сама клетка занимает больше места. Рост помогает клеткам организма становиться крупнее.

Развитие клетки — изменения, которые происходят в ней в течение жизни, в том числе подготовка к делению и само деление. Клетка проходит такие изменения не мгновенно: ей нужно подготовиться к образованию новых клеток. В результате деления из одной клетки возникают две дочерние.

Как это устроено

Вещества из окружающей среды попадают внутрь клетки через её оболочку. Оболочка отделяет клетку от среды, но через неё могут поступать необходимые вещества. Клетка использует их как материал для построения своих частей, потому что без такого материала нельзя поддерживать её строение и увеличивать содержимое.

Клетка дышит: при использовании некоторых веществ в ней высвобождается энергия. Энергия нужна для жизнедеятельности, например для образования новых веществ и других процессов внутри клетки. Поэтому одного поступления питательных веществ недостаточно: клетке важно получить из них доступную для работы энергию.

После поступления вещества включаются в обмен веществ. Одни из них клетка расходует, другие превращает в вещества, нужные для её частей. При таких превращениях возникают и ненужные продукты, поэтому клетка их удаляет. Это позволяет не только получать материалы для жизни, но и избавляться от лишнего.

Когда клетка образует новые вещества и накапливает содержимое, она растёт. Её размер увеличивается не только потому, что внутрь попала вода: важны также образование и накопление веществ. Благодаря этому клетка становится крупнее и может подготовиться к следующему этапу своей жизни.

Достигнув определённых размеров, клетка может разделиться на две дочерние клетки. Перед делением она подготавливается к нему, а затем из одной клетки образуются две. Так увеличивается число клеток в организме, что помогает ему расти и образовывать ткани.

Процессы жизнедеятельности клетки

Сравнивайте в таблице не только названия процессов, но и то, что именно происходит в клетке. Например, поступление веществ относится к питанию, а высвобождение энергии — к дыханию. По последнему столбцу можно понять, какую роль каждый процесс играет для клетки.

Разбор задач

Задача 1. Клетка поглощает из окружающей среды воду и растворённые вещества. Как она может их использовать? Чтобы ответить, нужно вспомнить, что поступление веществ связано с питанием. Затем следует подумать, для чего клетке нужны полученные материалы.

1. Вода и растворённые вещества поступают внутрь клетки через её оболочку.
2. Клетка использует вещества для построения и обновления своих частей.
3. Часть веществ может участвовать в других процессах, в том числе в получении энергии.

Ответ: клетка использует поступившие вещества как материалы для своих частей и для жизнедеятельности. Значит, питание не сводится к простому поглощению: вещества должны быть использованы клеткой.

Задача 2. Почему клетке необходимо дыхание, если она уже получает питательные вещества? Здесь важно не смешать два процесса. Питание отвечает на вопрос, откуда клетка получает вещества, а дыхание — что происходит с энергией.

1. При питании в клетку поступают необходимые вещества.
2. При дыхании при использовании некоторых веществ высвобождается энергия.
3. Клетке нужна эта энергия, чтобы в ней могли происходить процессы жизнедеятельности.

Ответ: клетке нужно дыхание, потому что оно связано с высвобождением энергии. Питательные вещества дают материалы, а дыхание помогает получить энергию для работы клетки.

Задача 3. Клетка увеличилась в размерах, а затем разделилась на две. Какие процессы произошли и как они связаны? Чтобы разобраться, нужно по очереди назвать изменение размера и появление новых клеток. Это разные процессы, хотя один может следовать за другим.

1. Увеличение размера клетки — это рост.
2. Образование из одной клетки двух дочерних — это деление.
3. После деления клеток в организме становится больше, поэтому оно способствует росту организма.

Ответ: сначала произошёл рост клетки, затем — её деление. При росте увеличивается сама клетка, а при делении увеличивается число клеток организма.

Типичные ошибки

Ошибка: считать, что клетка только поглощает вещества. Такое представление возникает, если заметить лишь поступление веществ, но не проследить, что происходит дальше. Клетка использует и преобразует их, а ненужные продукты удаляет. Проверьте себя вопросом: куда вещества попадают и что клетка с ними делает?

Ошибка: путать питание и дыхание. Оба процесса связаны с веществами, поэтому их легко смешать. Но питание обеспечивает поступление веществ, а при дыхании высвобождается энергия. Чтобы проверить ответ, спросите себя: речь идёт о получении материалов или об энергии?

Ошибка: считать рост клетки тем же, что деление. Их могут воспринимать как одно изменение, потому что оба процесса связаны с увеличением организма. Однако при росте становится крупнее одна клетка, а при делении из неё образуются две дочерние. Проверьте себя: изменился размер клетки или появилось больше клеток?

Ошибка: полагать, что клетка увеличивается только за счёт поглощения воды. Вода действительно поступает в клетку, но её рост связан также с образованием и накоплением веществ. Если в объяснении упоминается только вода, оно неполное. Проверьте себя: назвали ли вы, за счёт чего в клетке становится больше содержимого?

Связь с другими темами

Для понимания процессов жизнедеятельности нужно знать части клетки и их основные функции, а также роль клеточной оболочки. Клеточное строение растений помогает объяснить, почему рост органов связан с увеличением числа и размеров клеток. Позднее эти знания пригодятся при изучении размножения организмов, роста растений и образования тканей.

Что запомнить

• Клетка получает вещества из окружающей среды.
• Питание обеспечивает клетку необходимыми веществами.
• При дыхании высвобождается энергия.
• В клетке постоянно происходит обмен веществ.
• Рост клетки — это увеличение её размеров.
• При делении одной клетки образуются две дочерние клетки.