§ 3. Строение клеток

Определения и обозначения

Клетка — основная структурная единица живого организма. Многие организмы состоят из клеток, потому что именно в них происходят процессы, необходимые для жизни; одноклеточным организмам достаточно одной клетки, а у многоклеточных клеток много.

Клеточная мембрана — тонкая оболочка, которая отделяет клетку от окружающей среды и регулирует обмен веществ. Она нужна, чтобы клетка сохраняла свою внутреннюю среду, но могла получать необходимые вещества и отдавать ненужные.

Цитоплазма — внутреннее содержимое клетки, расположенное между мембраной и ядром. В ней находятся части клетки и протекают многие жизненные процессы, поэтому цитоплазма служит для них внутренней средой.

Органоиды — постоянные части клетки, выполняющие определённые функции. Благодаря разделению задач между органоидами клетка может одновременно поддерживать разные процессы, а не выполнять всё одним способом.

Как это устроено

Мембрана образует границу клетки, поэтому её содержимое не смешивается бесконтрольно с окружающей средой. При этом граница не является непроницаемой: через мембрану проходят вещества, нужные клетке, а продукты её жизнедеятельности могут выходить наружу. Такой обмен необходим, потому что клетке нужно получать сырьё для процессов внутри неё и избавляться от части образующихся веществ.

Цитоплазма заполняет пространство внутри мембраны и окружает расположенные там части клетки. В ней находятся органоиды, поэтому вещества могут перемещаться между разными участками клетки. Цитоплазма также служит средой, в которой происходят жизненные процессы: без внутренней среды органоиды не могли бы работать как части одной системы.

Ядро — отдельная часть клетки, в которой хранится наследственная информация, то есть сведения о признаках организма. Оно связано с управлением жизнедеятельностью клетки: информация помогает клетке согласовывать происходящие в ней процессы. Поэтому ядро нельзя считать просто ещё одним участком цитоплазмы: оно имеет особое строение и особую роль.

Органоиды выполняют разные задачи, потому что клетке нужно обеспечивать сразу несколько сторон жизни. Например, одни части клетки связаны с получением энергии, другие — с хранением веществ или выполнением специальных процессов. Если представить клетку как команду, каждый органоид отвечает за своё дело, но результат зависит от совместной работы. Благодаря этому клетка действует как целое.

Растительные и животные клетки имеют общие части: мембрану, цитоплазму, ядро и органоиды. У растительной клетки снаружи мембраны обычно есть клеточная стенка, которая придаёт ей прочность и помогает сохранять форму. Внутри часто расположена крупная вакуоль — полость с клеточным соком, а хлоропласты содержат зелёный пигмент и участвуют в фотосинтезе. У животных клеток стенки, крупных вакуолей и хлоропластов обычно нет, потому что их строение связано с другими условиями жизни.

Основные части клетки и их особенности

Сначала определите, какую часть клетки описывает каждый признак: граница, внутреннее содержимое или отдельная структура. Затем сравните последний столбец, чтобы отличить общие части от особенностей растительной клетки. Помните, что слова «обычно» и «часто» учитывают различия между клетками.

Разбор задач

Задача 1. На рисунке клетки обозначены мембрана, цитоплазма и ядро. Определите каждую часть и назовите её основную роль.

1. Сначала найдите наружную тонкую границу клетки: это мембрана. Она отделяет клетку от окружающей среды и регулирует обмен веществ.
2. Затем определите внутреннее содержимое вокруг отдельных частей клетки. Это цитоплазма, в которой расположены органоиды и происходят жизненные процессы.
3. Наконец, найдите ядро — отдельную часть внутри клетки. Оно хранит наследственную информацию и связано с управлением жизнедеятельностью.

Ответ: мембрана образует регулируемую границу клетки, цитоплазма заполняет её внутреннее пространство, а ядро хранит наследственную информацию и связано с управлением.

Задача 2. Сравните изображения растительной и животной клеток. Укажите общие части и найдите особенности растительной клетки.

1. Сначала отметьте части, которые есть в обоих изображениях: мембрану, цитоплазму, ядро и органоиды. Это общие признаки клеток.
2. Затем ищите структуры, характерные для растительной клетки: жёсткую клеточную стенку снаружи мембраны, крупную вакуоль и хлоропласты.
3. Проверьте расположение: стенка находится снаружи мембраны, вакуоль выглядит как крупная полость, а хлоропласты — как зелёные части внутри клетки.

Ответ: общими являются мембрана, цитоплазма, ядро и органоиды. К особенностям растительной клетки относятся клеточная стенка, крупная вакуоль и хлоропласты.

Задача 3. Ученик увидел под микроскопом клетки листа с зелёными частями и крупной полостью внутри. Определите структуры и объясните их значение.

1. Свяжите зелёный цвет с хлоропластами: их зелёный пигмент помогает распознать эти органоиды в клетках листа.
2. Крупная полость внутри клетки — вакуоль, содержащая клеточный сок. Её наличие помогает отличить растительную клетку от животной.
3. Объясните значение каждой находки отдельно: хлоропласты участвуют в фотосинтезе, а вакуоль является вместилищем клеточного сока.

Ответ: зелёные части — хлоропласты, участвующие в фотосинтезе; крупная полость — вакуоль с клеточным соком.

Типичные ошибки

Путать клеточную стенку с мембраной. Их могут считать одним и тем же, потому что обе структуры расположены на границе клетки. Но стенка находится снаружи мембраны и встречается не у всех клеток. Проверьте себя: если речь идёт о регулируемом обмене веществ, это мембрана, а если о прочности растительной клетки — стенка.

Считать ядро частью цитоплазмы. Такая ошибка возникает, когда всё внутреннее содержимое клетки называют одним словом. Цитоплазма и ядро — отдельные части, хотя обе находятся внутри клетки. Проверьте себя: ядро хранит наследственную информацию, а цитоплазма служит средой для органоидов и процессов.

Полагать, что все клетки устроены одинаково. На схемах часто показывают общий план строения, и из-за этого различия легко упустить. Набор и особенности частей зависят от типа клетки: у растительной, например, есть стенка, вакуоль и хлоропласты. Для проверки сравните признаки нескольких клеток, а не запоминайте одну схему как универсальную.

Думать, что органоиды работают каждый отдельно. Так кажется, если изучать функции частей по одной. На самом деле жизнедеятельность клетки требует согласованности: разные органоиды выполняют разные задачи, необходимые общей работе. Проверьте себя, объясняя не только функцию одной части, но и то, как она помогает клетке жить.

Связь с другими темами

Для изучения клеток нужно знать, что живые организмы имеют общие признаки и могут состоять из одной или многих клеток. Позже представление о клетках поможет понять, как устроены ткани и органы растений и животных: ткани образованы клетками, а органы состоят из тканей. Знание клеточного строения также объясняет, как организмы растут, питаются и размножаются, ведь эти процессы связаны с работой клеток.

Что запомнить

• Клетка — основная структурная единица живого организма.
• Мембрана отделяет клетку от окружающей среды и участвует в обмене веществ.
• Цитоплазма заполняет клетку, а в ней расположены органоиды.
• Ядро связано с управлением жизнедеятельностью клетки.
• Органоиды выполняют разные функции и работают совместно.
• У растительных клеток есть особенности, которых обычно нет у животных клеток.