§ 8. Жизнедеятельность растительной клетки

Определения и обозначения

Обмен веществ — поступление в клетку веществ, их преобразование и использование для жизнедеятельности. Например, клетка получает воду и растворённые вещества, а затем включает их в свои процессы. Обмен нужен, чтобы клетка могла поддерживать работу, образовывать новые вещества, расти и делиться.

Дыхание клетки — процесс, при котором органические вещества расщепляются и высвобождается энергия, необходимая клетке. Органические вещества — это вещества, которые клетка использует как источник энергии и материал для своей работы. Дыхание позволяет получать энергию для жизненных процессов, даже когда клетка не увеличивается в размерах.

Рост клетки — увеличение её размеров и массы за счёт образования и накопления веществ. Клетка не просто набирает воду: она создаёт новые вещества и накапливает их внутри. Рост нужен, чтобы отдельные клетки становились крупнее и могли выполнять свои функции в растении.

Деление клетки — образование из одной материнской клетки двух дочерних. Перед завершением деления содержимое клетки распределяется между ними. Так растение получает новые клетки, из которых формируются и увеличиваются его ткани.

Как это устроено

Клетка получает вещества из окружающей среды и преобразует их, потому что ей нужны и строительный материал, и ресурсы для работы. Поступившие вещества могут участвовать в образовании новых частей клетки или использоваться в других процессах. Поэтому обмен веществ связывает питание, дыхание, рост и деление, а не является отдельным событием. Если нужные вещества не поступают, клетке нечего преобразовывать и использовать.

Растворённые вещества поступают в клетку через клеточную оболочку, а вода перемещается через неё. Растворённые вещества важны как сырьё: из них клетка получает материалы для построения своих частей и для работы. Вода нужна как часть клеточного содержимого и помогает поддерживать его объём; без неё клетка не сможет нормально сохранять внутреннюю среду. Поэтому для жизнедеятельности важны и вода, и вещества, растворённые в ней.

При дыхании органические вещества расщепляются, и клетка получает энергию. Энергия требуется не только для роста: клетка использует её и тогда, когда поддерживает свою работу или выполняет другие процессы. Значит, дыхание необходимо даже клетке, размеры которой временно не меняются. Оно идёт и в темноте, поскольку его источник — органические вещества, а не свет.

Рост происходит, когда в клетке образуются и накапливаются новые вещества, а её содержимое увеличивается. Вакуоль — полость, заполненная клеточным соком, — может становиться больше и занимать значительную часть клетки. Поступающая вода увеличивает объём клеточного содержимого и способствует увеличению вакуоли. Но одной воды недостаточно для объяснения роста: клетке также нужно образовывать и накапливать вещества.

При делении одна материнская клетка образует две дочерние, и её содержимое распределяется между ними. В результате становится больше клеток, из которых могут складываться ткани растения. Это важно для роста всего растения: новые клетки создают основу для увеличения его частей. После деления клетки могут расти, поэтому увеличение числа клеток сочетается с увеличением размеров отдельных клеток.

Основные процессы жизнедеятельности растительной клетки

Пользуйся таблицей, чтобы сравнить, что именно меняется при каждом процессе. Если увеличиваются размеры одной клетки, речь идёт о росте; если образуются две клетки вместо одной — о делении. Поступление веществ и обмен обеспечивают клетку материалами для этих процессов.

Разбор задач

Задача 1. Клетки растения поместили в воду. Объясните, какое изменение может произойти с их объёмом и почему.

1. Сначала определим, что вода может перемещаться через клеточную оболочку. Значит, часть воды способна поступить внутрь клетки из окружающей среды.
2. Затем свяжем поступление воды с содержимым клетки. Воды внутри становится больше, а вакуоль может увеличиться, поэтому возрастает объём клеточного содержимого.
3. Сделаем вывод, не приравнивая поступление воды к полному объяснению роста. Для роста также важно образование и накопление веществ.

Ответ: объём клетки может увеличиться, потому что вода поступает через оболочку и увеличивает объём её содержимого и вакуоли.

Задача 2. Растение несколько дней находилось в темноте. Объясните, продолжается ли дыхание его клеток и зачем оно нужно.

1. Различим два процесса: фотосинтез связан со светом, а дыхание — с расщеплением органических веществ. Поэтому нельзя считать, что отсутствие света автоматически останавливает дыхание.
2. Вспомним, что при дыхании высвобождается энергия. Клетки используют её для жизнедеятельности, даже если растение не растёт заметно.
3. Сформулируем вывод: дыхание не зависит от наступления темноты так, как фотосинтез зависит от света. Оно продолжается, пока клетке нужны энергия и работающие процессы.

Ответ: да, дыхание клеток продолжается в темноте; оно высвобождает энергию из органических веществ, необходимую клеткам.

Задача 3. В молодой части растения образовались новые клетки. Объясните, какие процессы обеспечили увеличение числа клеток и последующее увеличение их размеров.

1. Сначала определим, какой процесс увеличивает число клеток. Это деление: из одной материнской клетки образуются две дочерние.
2. Затем выясним, за счёт чего растут сами новые клетки. Они образуют и накапливают вещества, а вода и увеличение вакуоли могут способствовать увеличению объёма.
3. Разделим вклад процессов: деление создаёт дополнительные клетки, а рост увеличивает размеры каждой из них. Оба процесса вместе помогают молодой части растения увеличиваться.

Ответ: число клеток увеличивается благодаря делению, а размеры образовавшихся клеток — благодаря их росту.

Типичные ошибки

Считать, что дыхание бывает только у животных, — ошибка: растительные клетки тоже дышат и получают энергию. Её допускают, потому что дыхание часто связывают только с животными. Проверь себя вопросом: нужны ли клетке растения энергия и процессы, которые её высвобождают? Если да, дыхание необходимо и ей.

Путать дыхание с фотосинтезом — значит считать эти разные процессы одним и тем же. Их легко смешать, потому что оба связаны с обменом веществ в растении. Проверь себя: дыхание расщепляет органические вещества и высвобождает энергию, а фотосинтез на свету образует органические вещества. Поэтому дыхание происходит и в темноте.

Считать, что рост клетки — это только поступление воды, недостаточно. Такой вывод возникает потому, что вода может заметно увеличивать объём клеточного содержимого. Но рост связан также с образованием и накоплением веществ. Проверь себя: назвал ли ты помимо воды новые вещества, которые появляются и остаются в клетке?

Смешивать деление и рост — значит не замечать, что меняется в каждом случае. Оба процесса участвуют в увеличении растения, поэтому их можно принять за одно. Проверь себя: если стало больше отдельных клеток, произошло деление; если увеличилась одна клетка — её рост. У растения могут происходить оба процесса, но они дают разные результаты.

Связь с другими темами

Чтобы понять процессы жизнедеятельности, нужно знать строение растительной клетки и функции её частей. Оболочка связана с поступлением воды и растворённых веществ, а цитоплазма и ядро входят в состав клетки и участвуют в её работе. Вакуоль помогает объяснить изменение объёма, а хлоропласты важны при изучении фотосинтеза. Эти знания позволяют не смешивать процессы и понимать, где они происходят.

Тема пригодится при изучении роста и развития растений: станет понятнее, откуда берутся новые клетки и почему они увеличиваются. Она связана с фотосинтезом и дыханием, которые важно различать по результату и условиям. Знание деления клеток также поможет разобраться в размножении растений. Так процессы внутри клетки объясняют изменения всего организма.

Что запомнить

• Клетка получает вещества из окружающей среды и преобразует их.
• Обмен веществ необходим для всех процессов жизнедеятельности клетки.
• Дыхание обеспечивает клетку энергией.
• Растительные клетки дышат и на свету, и в темноте.
• Рост увеличивает размеры клетки, а деление — число клеток.
• Рост и деление клеток обеспечивают увеличение размеров растения.