§ 3. Жизнедеятельность клетки

Определения и обозначения

Обмен веществ — совокупность процессов поступления веществ в клетку, их преобразования и выделения продуктов жизнедеятельности. Иными словами, клетка не только получает вещества, но и изменяет их, а ненужные соединения выводит. Этот процесс нужен для поддержания жизни и постоянного обновления клетки.

Питание клетки — поступление веществ, необходимых для построения клеточных структур и получения энергии. В клетку попадают соединения, из которых создаются её части и нужные вещества. Поэтому питание снабжает клетку материалами для роста и работы.

Дыхание клетки — процесс, при котором органические вещества расщепляются и высвобождается энергия, необходимая клетке. Полученная энергия используется для движения веществ, роста, деления и других процессов. Значит, дыхание помогает клетке выполнять работу, а не просто получать новые вещества.

Деление клетки — способ образования новых клеток из материнской клетки. В результате одна клетка даёт начало дочерним клеткам. Деление необходимо для роста организма, восстановления и обновления его клеток.

Как это устроено

Клетка получает вещества из окружающей среды через оболочку, потому что именно оболочка отделяет её внутреннее содержимое от внешней среды и регулирует обмен с ней. Внутрь проходят не любые вещества в одинаковом количестве: это зависит от условий и потребностей клетки. Например, активно работающей клетке требуется больше веществ для построения структур и получения энергии.

Из поступивших веществ клетка строит свои структуры и образует необходимые соединения, потому что готовые вещества среды не могут полностью заменить её собственные части. Одни соединения становятся материалом для клеточных структур, другие участвуют в химических реакциях. Ненужные продукты обмена выводятся наружу, иначе они накапливались бы и мешали работе клетки.

При дыхании органические вещества расщепляются, поэтому заключённая в них энергия становится доступной клетке. Эта энергия необходима для синтеза новых веществ, перемещения частиц и других жизненных процессов. Таким образом, поступление питательных веществ само по себе ещё не означает, что клетка получила пригодную для работы энергию.

Рост клетки происходит за счёт образования новых веществ и увеличения количества клеточных структур, потому что клетке нужно не только стать больше, но и сохранить способность нормально работать. При поступлении строительного материала создаются новые части клетки, а уже имеющиеся могут увеличиваться. Поэтому рост не сводится только к накоплению воды или механическому увеличению размеров.

При делении материнская клетка образует дочерние клетки, поскольку одной клетке недостаточно постоянно увеличиваться для роста всего организма. Перед делением клеточный материал распределяется между будущими дочерними клетками. Так увеличивается число клеток, организм растёт, а старые или повреждённые клетки могут заменяться новыми.

Основные процессы жизнедеятельности клетки

Сначала по таблице определите, какой процесс назван в условии, затем найдите описание происходящего. Последний столбец помогает объяснить, зачем этот процесс нужен клетке или организму.

Разбор задач

Задача 1

Клетка поглотила необходимые вещества из среды. Определите, к какому процессу жизнедеятельности относится это событие. Нужно обратить внимание не на дальнейшую судьбу веществ, а на сам факт их поступления. Именно он является главным признаком одного из процессов.

1. Найдём в условии действие: клетка поглотила вещества.
2. Сравним его с определениями процессов жизнедеятельности.
3. Поступление необходимых веществ относится к питанию клетки.

Ответ: это питание клетки. Поглощённые вещества затем могут использоваться для построения структур или получения энергии. Но в данной задаче назван именно этап поступления.

Задача 2

Объясните, почему клетке необходимо дыхание, даже если она получает питательные вещества. В условии сопоставлены два связанных, но разных процесса. Нужно выяснить, какую роль выполняет каждый из них.

1. Питание обеспечивает поступление веществ в клетку.
2. Органические вещества при дыхании расщепляются.
3. При расщеплении высвобождается энергия, необходимая для работы клетки.

Ответ: дыхание необходимо, потому что одних поступивших веществ недостаточно для выполнения клеточной работы. Энергия из расщеплённых органических веществ используется для роста, синтеза соединений и других процессов. Поэтому питание и дыхание дополняют друг друга, но не являются одним процессом.

Задача 3

У растения увеличилось число клеток, а некоторые старые клетки заменились новыми. Объясните, какие процессы обеспечили эти изменения. Здесь описаны сразу два результата: увеличение количества клеток и их обновление. Следует подобрать процесс, который создаёт новые клетки.

1. Увеличение числа клеток происходит при образовании дочерних клеток.
2. Образование дочерних клеток является результатом деления материнской клетки.
3. Тем же способом старые или повреждённые клетки заменяются новыми.

Ответ: изменения обеспечило деление клеток. Оно увеличивает число клеток при росте растения и участвует в обновлении тканей. Простого увеличения размеров отдельных клеток для этого недостаточно.

Типичные ошибки

Ошибка: считать питание и дыхание одним и тем же процессом. Их часто путают, потому что оба связаны с веществами, необходимыми клетке. Проверка простая: если говорится о поступлении веществ, это питание, а если о расщеплении и энергии — дыхание.

Ошибка: думать, что клетка только накапливает вещества. Такое представление возникает, если замечать лишь поступление веществ и не учитывать их дальнейшую судьбу. Проверьте себя вопросом: какие вещества клетка преобразует и какие продукты выводит?

Ошибка: считать, что клетка растёт только за счёт поглощения воды. Вода может влиять на размер клетки, но полноценный рост требует образования новых веществ и структур. Если в объяснении нет строительного материала и клеточных частей, оно неполное.

Ошибка: путать деление клетки с простым увеличением её размера. При росте одна клетка становится больше и создаёт новые структуры, а при делении появляются новые клетки. Проверить ответ можно по вопросу: увеличилось число клеток или только размер одной клетки?

Связь с другими темами

Для понимания темы нужно знать строение клетки, её оболочку и основные клеточные части. Оболочка важна потому, что через неё происходит обмен с окружающей средой, а клеточные части выполняют разные функции.

Знания о жизнедеятельности клетки пригодятся при изучении роста и развития организмов, размножения и обновления тканей. Эти процессы связаны с образованием веществ, получением энергии и делением клеток.

Что запомнить

• Клетка постоянно обменивается веществами с окружающей средой.
• Питание обеспечивает клетку необходимыми веществами.
• При дыхании высвобождается энергия, нужная клетке.
• В клетке вещества не только поступают, но и преобразуются.
• Рост клетки связан с образованием новых веществ и структур.
• Деление клетки приводит к появлению дочерних клеток.