§ 4. Клетка — основа жизни. Деление клеток

Определения и обозначения

Клетка — наименьшая структурная единица живого организма, способная к жизненным процессам. Это значит, что клетка не просто занимает место в теле: она может участвовать в его работе. Без клеток не было бы тканей и органов, из которых состоят многие организмы.

Клеточная мембрана — оболочка, которая отделяет клетку от окружающей среды и участвует в обмене веществ. Она помогает клетке поддерживать внутренние условия и обмениваться снаружи необходимыми веществами. Благодаря мембране содержимое клетки не смешивается бесконтрольно с окружающей средой.

Цитоплазма — внутреннее содержимое клетки, в котором расположены её структуры и происходят жизненные процессы. Она заполняет пространство внутри мембраны и служит средой для работы клеточных частей. Поэтому цитоплазма нужна не только для заполнения клетки, но и для её жизнедеятельности.

Деление клетки — процесс, при котором одна клетка образует новые клетки. Перед завершением деления содержимое клетки распределяется так, чтобы возникли две дочерние клетки. Деление необходимо, когда организму нужно увеличить число клеток или заменить повреждённые.

Как это устроено

Тела растений, животных и других организмов состоят из клеток, поэтому клетку считают основой строения организма. Клетки могут соединяться и работать вместе, образуя ткани и органы. При этом каждая клетка выполняет собственные жизненные процессы, благодаря которым живой организм может существовать.

Мембрана, цитоплазма и ядро выполняют разные, но связанные задачи. Мембрана отделяет клетку от среды и помогает регулировать обмен веществ, а цитоплазма заполняет внутреннее пространство и служит местом многих процессов. Ядро участвует в управлении работой клетки, поэтому согласованная деятельность этих частей поддерживает её жизнь.

Клетки одного организма могут быть разными по форме и размеру, потому что они приспособлены к различной работе. Например, вытянутая форма может помогать клетке выполнять свою задачу, а небольшие размеры удобны для других функций. Различия не отменяют общего: клеткам нужно поддерживать жизнедеятельность и взаимодействовать с другими клетками организма.

При делении одна клетка разделяется и образует две дочерние клетки. Если клеток становится больше, организм может расти; если часть клеток повреждается или изнашивается, новые клетки помогают обновлять ткани. Поэтому деление важно не только для увеличения тела, но и для восстановления его частей.

До деления клетке необходимо передать дочерним клеткам наследственный материал — сведения, связанные с особенностями организма. Если бы эти сведения не распределились между новыми клетками, дочерние клетки не получили бы нужную информацию для своей работы. Поэтому перед разделением клетки наследственный материал копируется и затем передаётся каждой дочерней клетке.

Основные части клетки и их функции

Чтобы прочитать таблицу, сначала найдите часть клетки, затем посмотрите, где она расположена и какую задачу выполняет. Ядро и наследственный материал связаны, но это не одно и то же: ядро — часть клетки, а наследственный материал — содержащиеся в клетке сведения. У разных клеток расположение наследственного материала может различаться.

Разбор задач

Задача 1. Назовите основные части клетки на схеме и укажите, какая из них отделяет клетку от внешней среды. Нужно сопоставить части с их расположением, а не выбирать по размеру или значимости. Наружную границу клетки образует мембрана.

1. Найдите оболочку, которая проходит по внешнему краю клетки.
2. Определите, что внутри оболочки находится цитоплазма, а ядро расположено в клетке, если оно имеется.
3. Соотнесите найденные части с их названиями: наружная оболочка — мембрана.

Ответ: основные части — мембрана, цитоплазма и, если оно есть, ядро; от внешней среды клетку отделяет клеточная мембрана.

Задача 2. Объясните, почему одноклеточный организм может жить, хотя состоит всего из одной клетки. Кажется, что для жизни обязательно нужно много клеток, но число клеток само по себе не определяет, способно ли живое существо существовать. Важно, может ли клетка выполнять необходимые процессы.

1. Вспомните, что клетка — живая единица, а не только часть большого организма.
2. Учитывайте, что одна клетка одноклеточного организма выполняет необходимые для жизни процессы.
3. Сделайте вывод: отдельная клетка может обеспечивать существование всего такого организма.

Ответ: одноклеточный организм живёт, потому что его единственная клетка выполняет необходимые жизненные функции.

Задача 3. В организме было 8 клеток. Каждая клетка разделилась один раз. Сколько клеток образовалось, если все деления завершились? Важно считать результат деления каждой исходной клетки, а не прибавлять к исходному числу одну клетку. Одно деление превращает одну клетку в две.

1. Определите, сколько клеток даёт деление одной исходной клетки: 2.
2. Умножьте число исходных клеток на число клеток после одного деления: 8 × 2 = 16.
3. Проверьте смысл результата: у каждой из восьми клеток появились две дочерние клетки.

Ответ: образовалось 16 клеток.

Типичные ошибки

Ошибка: считать клетку просто «кирпичиком» тела. Так думают, потому что клетка действительно входит в состав организма. Но она ещё и выполняет жизненные функции, поэтому это не пассивная деталь. Проверьте себя вопросом: что клетка делает, кроме того что занимает место в теле?

Ошибка: путать мембрану и клеточную стенку. Их можно перепутать, потому что обе связаны с наружной границей клетки. Однако мембрана есть у клеток всех организмов, а клеточная стенка — не у всех; кроме того, мембрана участвует в обмене веществ. Чтобы проверить себя, уточните, о какой именно оболочке идёт речь.

Ошибка: считать, что в работе клетки участвует только ядро. Ядро важно, но клетка работает благодаря взаимодействию разных частей. Цитоплазма служит средой для процессов, а мембрана отделяет клетку от среды и участвует в обмене. Проверьте себя: можете ли вы назвать функцию каждой из этих частей?

Ошибка: думать, что при делении одна клетка превращается в одну новую. Такое представление возникает, если не учитывать, что исходная клетка разделяется на две части. Результатом завершённого деления становятся две дочерние клетки. Проверка простая: для каждой исходной клетки при одном делении посчитайте две клетки, а не одну.

Связь с другими темами

Чтобы разобраться в теме, нужно знать, что живые организмы состоят из клеток и отличаются от неживых объектов жизненными процессами. Представление о клетке пригодится при изучении тканей, органов и систем органов растений и животных: клеточное строение помогает понять, из чего они образованы. Знание о делении клеток объясняет рост организма, обновление тканей и восстановление повреждённых частей, а также помогает изучать размножение.

Что запомнить

• Клетка — основная структурная и функциональная единица живого.
• Клеточная мембрана отделяет клетку от окружающей среды.
• Цитоплазма заполняет клетку и служит средой для жизненных процессов.
• Ядро участвует в управлении работой клетки.
• При делении из одной клетки образуются две дочерние клетки.
• Деление клеток необходимо для роста и восстановления организма.