"Биология", Константинов В.М., Бабенко В.Г., Кучменко В.С. / Под ред. Бабенко В.Г.
Клетка — наименьшая часть организма, которая имеет строение и способна выполнять жизненные процессы: обмениваться веществами, получать энергию и создавать необходимые вещества. Поэтому организм состоит из клеток, а его органы и ткани образованы их объединениями. Клетки могут отличаться формой и размером, но у них есть общий план строения: мембрана, цитоплазма и, у многих клеток, ядро. Органоиды внутри клетки выполняют отдельные задачи и работают совместно.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Клетка — основная структурная и функциональная единица живого организма. Это значит, что организм состоит из одной или многих клеток, а в них происходят процессы, необходимые для жизни. У одноклеточного организма одна клетка выполняет все жизненные функции, а у многоклеточного клетки объединяются и специализируются. Поэтому клетку изучают как основу строения и работы организма.
Клеточная мембрана — наружная оболочка клетки, отделяющая её от окружающей среды и избирательно регулирующая обмен веществ. Она не просто закрывает клетку: одни вещества могут проходить через неё легче, а другие — хуже или только при определённых условиях. Благодаря этому клетка поддерживает свой состав и получает то, что ей нужно. Мембрана есть и у растительных, и у животных клеток.
Цитоплазма — внутреннее содержимое клетки, в котором расположены органоиды и протекают многие реакции. Её можно представить как среду, где находятся клеточные структуры и перемещаются вещества. Цитоплазма не является пустым пространством: без неё органоиды не могли бы взаимодействовать, а важные процессы клетки — происходить. Она вместе с мембраной и другими частями поддерживает работу клетки.
Органоиды — постоянные структуры клетки, выполняющие определённые функции. Например, митохондрии участвуют в получении энергии, а рибосомы собирают белки. Различия в строении органоидов связаны с их задачами: каждая структура приспособлена к отдельной работе. Вместе органоиды обеспечивают процессы, необходимые клетке.
Клетки имеют разную форму и размер, потому что выполняют разные задачи: форма помогает им лучше справляться со своей функцией. Например, вытянутая форма мышечной клетки подходит для сокращения, а форма нервной клетки помогает передавать сигналы на расстояние. При этом у клеток есть общий план строения, позволяющий выполнять основные жизненные процессы. Различия между клетками отражают их специализацию, а не отменяют общих признаков.
Мембрана отделяет клетку от внешней среды, поэтому её внутреннее содержимое не смешивается с окружающим пространством бесконтрольно. При этом клетке необходимо получать воду и питательные вещества и выводить ненужные продукты обмена. Мембрана избирательно пропускает вещества, благодаря чему обмен регулируется. Её целостность также помогает сохранять границы клетки и условия для работы её частей.
В цитоплазме расположены органоиды, и каждый выполняет свою часть общей работы. Например, рибосома создаёт белок, а митохондрия участвует в обеспечении клетки энергией; полученные вещества и энергия нужны другим процессам. В цитоплазме происходят реакции и перемещаются вещества, поэтому органоиды могут действовать согласованно. Если одна часть клетки выполняет свою задачу, это помогает работе клетки в целом.
Ядро содержит наследственную информацию — сведения о признаках и работе организма, записанные в клетке. Оно участвует в управлении процессами, потому что эта информация нужна клетке для создания веществ и выполнения её функций. Однако не у всех клеток организма есть ядро: например, зрелые эритроциты человека его утрачивают. Это не означает, что любая клетка обязательно должна иметь ядро для выполнения своей специальной роли.
Разные органоиды выполняют разные задачи, поэтому клетка может одновременно обеспечивать множество процессов. Митохондрии участвуют в получении энергии, необходимой для работы клетки, а рибосомы синтезируют белки, из которых строятся клеточные структуры и выполняются функции. Вакуоли могут хранить воду и растворённые вещества; у растительной клетки крупная вакуоль также помогает поддерживать водный баланс. Работа этих структур зависит от остальных частей клетки и происходит не изолированно.
| Часть клетки | Особенности строения | Основная функция |
|---|---|---|
| Клеточная мембрана | Тонкая наружная оболочка клетки | Отделяет клетку от среды и регулирует обмен веществ |
| Цитоплазма | Внутреннее содержимое клетки, в котором расположены органоиды | Служит средой для многих реакций и взаимодействия частей клетки |
| Ядро | Содержит наследственную информацию | Участвует в управлении клеточными процессами |
| Митохондрии | Органоиды с внутренними мембранами | Участвуют в получении энергии |
| Рибосомы | Мелкие структуры, расположенные в цитоплазме | Синтезируют белки |
| Вакуоли | Полости, заполненные клеточным содержимым | Хранят вещества и помогают поддерживать водный баланс |
Сначала найдите в таблице часть клетки, о которой идёт речь, а затем сопоставьте её строение с функцией. Так легче увидеть, что органоиды не заменяют друг друга: у каждого своя задача. Помните, что отдельная функция части клетки поддерживает работу клетки в целом.
Задача 1. Назовите три общие части, которые можно обнаружить в типичной клетке растения и животного. Чтобы ответить, нужно выделить основные части общего плана строения и не включать структуры, характерные только для некоторых клеток. Сравниваем растительную и животную клетку, а затем называем то, что есть у обеих. Не следует подменять мембрану клеточной стенкой: стенка есть не у животных клеток.
Ответ: клеточная мембрана, цитоплазма и ядро.
Задача 2. В клетке активно синтезируются белки. Какие структуры особенно важны для этого процесса? Нужно связать наблюдаемый процесс с местом, где он происходит, и информацией, необходимой для его выполнения. Само слово «синтез» здесь означает создание вещества из составляющих частей. Белок собирается на рибосомах, а сведения о том, какой белок нужен, связаны с наследственной информацией в ядре.
Ответ: особенно важны рибосомы, синтезирующие белки, и ядро, содержащее наследственную информацию для этого процесса.
Задача 3. Клетка поглощает много веществ и активно использует энергию. Объясните, какие части клетки обеспечивают эти процессы. В условии названы два процесса, поэтому нельзя искать один органоид, который отвечает за всё. Сначала связываем поступление веществ с мембраной, затем использование энергии — с митохондриями. Также учитываем, что реакции происходят в цитоплазме, где расположены органоиды.
Ответ: обмен веществ обеспечивает мембрана, с получением энергии связаны митохондрии, а процессы происходят в цитоплазме.
Ошибка: считать, что ядро есть у каждой клетки. Так думают, потому что ядро обычно показывают как важную часть клетки, но некоторые клетки его не имеют или утрачивают при созревании. Проверка: не переносите особенности типичной клетки на все клетки организма; вспомните пример зрелого эритроцита. Ядро важно, но не является обязательной частью абсолютно каждой клетки.
Ошибка: называть мембрану и клеточную стенку одним и тем же. Их путают, потому что обе структуры находятся снаружи клетки, однако мембрана регулирует обмен веществ, а стенка является дополнительной жёсткой оболочкой и имеется не у всех клеток. Проверка: спросите себя, есть ли эта структура у животной клетки: мембрана есть, клеточной стенки нет. Значит, термины обозначают разные части.
Ошибка: представлять цитоплазму пустым пространством. Такое впечатление может возникнуть, если думать о ней только как о веществе между оболочкой и ядром. На самом деле в цитоплазме находятся органоиды и протекают реакции. Проверка: назовите хотя бы две структуры, расположенные в цитоплазме, например рибосомы и митохондрии.
Ошибка: приписывать одному органоиду работу всей клетки. Её допускают, когда запоминают связь «митохондрии — энергия», но забывают о других процессах. Митохондрии участвуют в получении энергии, однако не регулируют весь обмен веществ и не синтезируют все необходимые клетке вещества. Проверка: сформулируйте функцию органоида точно и отдельно назовите другие части, которые участвуют в работе клетки.
Перед изучением клетки полезно помнить, что живые организмы состоят из клеток и обладают общими признаками жизни. Это знание помогает понять, почему клетку считают основой организма, а не просто одной из его частей. Далее строение клетки связывают с тканями: ткани образуются клетками, сходными по строению и выполняемой работе. Из тканей складываются органы и системы органов.
Знание частей клетки пригодится при изучении обмена веществ: мембрана регулирует обмен с окружающей средой, а органоиды участвуют в клеточных процессах. Ядро и содержащаяся в нём наследственная информация помогут перейти к теме наследственности. Работа клетки также связана с её размножением, поскольку образование новых клеток обеспечивает рост и обновление организма. Таким образом, строение клетки объясняет многие процессы на уровнях организма.
Почему клетку называют основной единицей живого организма?
Организмы состоят из клеток, а у одноклеточных организмов одна клетка выполняет все необходимые для жизни процессы. В многоклеточном организме клетки образуют ткани и органы, а внутри них происходят обмен веществ и другие жизненные процессы.
Чем клеточная мембрана отличается от клеточной стенки?
Мембрана есть у клеток растений и животных: она отделяет клетку от среды и регулирует обмен веществ. Клеточная стенка — более жёсткая наружная оболочка, которая есть у растений, но отсутствует у животных клеток.
Все ли клетки имеют ядро?
Нет. Например, зрелые эритроциты человека утрачивают ядро, а у бактерий оформленного ядра нет. Поэтому наличие ядра — распространённая, но не обязательная черта каждой клетки.
Где в клетке находятся органоиды?
Большинство органоидов расположено в цитоплазме — внутренней среде клетки. Они находятся в ней среди других веществ клетки и участвуют в разных процессах.
Как связаны строение органоида и его функция?
Строение помогает органоиду выполнять определённую задачу. Например, внутренняя система мембран митохондрии связана с получением энергии, а рибосомы устроены так, чтобы собирать белки.
§ 6. Клетка
