§ 14. Клетки ядерных организмов устроены сложнее бактерий

Определения и обозначения

Клетка — основная структурная единица живого организма. Организм может состоять из одной клетки или из множества клеток. Они бывают разными по строению и выполняют разные функции, поэтому клетку можно представить как маленькую часть организма, приспособленную к своей работе.

Ядро — часть клетки ядерного организма, в которой находится основная часть наследственного материала. Оно отделено от цитоплазмы оболочкой. Такое отделение помогает организовать хранение наследственных сведений, по которым клетка развивается и работает.

Цитоплазма — внутреннее содержимое клетки, расположенное между мембраной и другими её частями. В ней находятся клеточные структуры и происходят важные процессы. Без цитоплазмы клетка не могла бы поддерживать свою работу и взаимодействовать со своими внутренними частями.

Органоиды — постоянные структуры клетки, выполняющие определённые функции. Одни участвуют в получении энергии, другие помогают создавать или перемещать вещества. Благодаря органоидам клетка разделяет задачи между разными внутренними структурами.

Как это устроено

Клетки бактерий называют безъядерными не потому, что у них нет наследственного материала. У бактерии есть ДНК, в которой записаны наследственные сведения. Но её не окружает оболочка, отделяющая от цитоплазмы, поэтому отдельной части клетки — оформленного ядра — у бактерии нет. Именно устройство клетки, а не наличие ДНК, определяет, есть ли у неё ядро.

У ядерных организмов наследственный материал в основном собран внутри ядра. Его оболочка отделяет содержимое ядра от цитоплазмы и помогает упорядочить работу клетки. У бактерий ДНК находится в цитоплазме, а ограничивающей её оболочки нет. Поэтому область с бактериальной ДНК не называют ядром: она не образует отдельную окружённую оболочкой часть клетки.

И у бактерий, и у ядерных организмов есть мембрана и цитоплазма. Мембрана отделяет клетку от внешней среды, а цитоплазма заполняет её изнутри и служит местом многих процессов. Эти общие части нужны любой клетке, но их наличие не означает, что клетки устроены одинаково. Для сравнения нужно учитывать также ядро, органоиды и расположение ДНК.

В клетке ядерного организма разные органоиды выполняют разные задачи. Такое разделение похоже на распределение дел между отделами: каждая структура участвует в определённых процессах, а вместе они помогают клетке работать. Например, одни органоиды связаны с получением энергии, другие — с созданием веществ или их перемещением. У бактерий тоже есть клеточные структуры, но оформленного ядра и такого набора органоидов, как у ядерных клеток, нет.

Клетки бактерий обычно меньше и устроены проще, чем клетки ядерных организмов, однако обе группы состоят из клеток с мембраной и цитоплазмой. К ядерным организмам относятся растения, животные и грибы: например, клетка листа растения, клетка животного и клетка гриба имеют ядро, но могут отличаться своими особенностями. У растений и грибов есть прочная клеточная оболочка, а у животных её нет. Значит, нельзя считать все клетки ядерных организмов одинаковыми или сравнивать их только по одному признаку.

Сравнение клеток бактерий и ядерных организмов

Чтобы сравнить клетки, пройди по строкам таблицы и проверь каждый признак отдельно. Особенно внимательно различай наличие ДНК и наличие оформленного ядра: это не одно и то же. Слова «обычно меньше» показывают общее сравнение, а не правило без исключений.

Разбор задач

Задача 1. Даны изображения двух клеток: у одной наследственный материал окружён оболочкой, у другой расположен в цитоплазме. Определи, какая клетка бактериальная. Нужно выяснить не просто, где есть ДНК, а заключена ли она внутри ядра. Для этого сопоставь положение наследственного материала с главным отличительным признаком бактериальной клетки.

1. Найди изображение, где наследственный материал окружён оболочкой. Такая оболочка отделяет его от цитоплазмы, значит, здесь показано оформленное ядро.
2. Посмотри на вторую клетку: её наследственный материал расположен в цитоплазме и не отделён от неё оболочкой. Это соответствует строению клетки бактерии.
3. Проверь вывод: у бактерии есть ДНК, но нет оформленного ядра. Поэтому определять клетку только по наличию наследственного материала нельзя.

Ответ: бактериальная клетка — та, у которой ДНК расположена в цитоплазме и не окружена оболочкой.

Задача 2. У клетки обнаружены мембрана, цитоплазма, ядро и органоиды. Объясни, почему её относят к клеткам ядерных организмов, а не бактерий. В условии есть несколько признаков, но решающим будет не просто наличие мембраны и цитоплазмы: они есть у обеих групп. Нужно проверить, какая часть клетки отделена оболочкой.

1. Отметь мембрану и цитоплазму. Эти признаки сами по себе не позволяют выбрать между бактериальной и ядерной клеткой.
2. Найди ядро: это отдельная часть клетки, окружённая оболочкой и содержащая основную часть наследственного материала. У бактерий такой структуры нет.
3. Учти, что наличие органоидов поддерживает вывод о более сложной организации клетки. Совокупность признаков указывает на клетку ядерного организма.

Ответ: клетка относится к ядерному организму, прежде всего потому, что у неё есть оформленное ядро.

Задача 3. Сравни клетки бактерии, растения и животного по наличию ядра, органоидов и клеточной оболочки. Укажи общие и различающиеся признаки. Здесь важно не смешивать клеточную оболочку с мембраной: в условии спрашивают именно об оболочке. Сравнение удобно вести по каждому признаку отдельно.

1. По наличию ядра: у бактерии оформленного ядра нет, а клетки растения и животного относятся к ядерному типу.
2. По органоидам: у растительной и животной клеток есть органоиды ядерной клетки; у бактерии нет такого набора органоидов. При этом у всех трёх есть мембрана и цитоплазма.
3. По клеточной оболочке: она есть у бактерии и растения, но у животного клетки её нет. Не называй оболочку мембраной: мембрана есть у всех трёх.

Ответ: общие признаки — мембрана и цитоплазма; ядро, характерный набор органоидов и клеточная оболочка различают клетки. У бактерии нет оформленного ядра, у растения есть оболочка, а у животного её нет.

Типичные ошибки

Ошибка: считать, что у бактерий совсем нет наследственного материала. Так можно подумать, если слово «безъядерные» понять как «без ДНК». На самом деле у бактерий есть ДНК, но она находится в цитоплазме, а не внутри ядра. Проверь себя вопросом: отсутствует ли ДНК или только оболочка вокруг неё?

Ошибка: называть ядром любое место, где находится ДНК. Так путают расположение наследственного материала с устройством клетки. У ядерных организмов ядро отделено оболочкой, а у бактерий такой части нет. Чтобы проверить ответ, уточни: окружена ли область с ДНК оболочкой?

Ошибка: думать, что все клетки ядерных организмов одинаковы. Их объединяет наличие клеток ядерного типа, но растения, животные и грибы отличаются особенностями строения. Например, оболочка есть у растений и грибов, но отсутствует у животных. Проверяй каждый организм отдельно, а не переноси признак одной группы на все клетки.

Ошибка: считать клеточную оболочку и мембрану одним и тем же. Названия похожи, поэтому обе структуры иногда представляют как одну границу. Мембрана есть у всех клеток, а оболочка — дополнительный прочный слой, которого нет у животных клеток. Проверь себя: если речь идёт о тонкой границе клетки, это мембрана; если о прочном наружном слое — оболочка.

Связь с другими темами

Чтобы сравнивать клетки, сначала нужно знать, что живые организмы состоят из клеток, а мембрана и цитоплазма — общие части клетки. Различия в строении помогают понять разнообразие бактерий, растений, животных и грибов. Представление о ядре и органоидах пригодится при изучении клеточного деления: важно знать, где хранится наследственный материал и какие части клетки выполняют разные задачи. Позже эти знания помогут разбираться в работе органов и систем организма.

Что запомнить

• Клетки бактерий не имеют оформленного ядра.
• У бактерий есть ДНК, расположенная в цитоплазме.
• Клетки ядерных организмов имеют ядро.
• В цитоплазме находятся клеточные структуры, в том числе органоиды.
• Клетки бактерий и ядерных организмов имеют мембрану и цитоплазму.
• Клетки растений, животных и грибов различаются строением.