§4. Клетка - единица строения и жизнедеятельности животного организма

Определения и обозначения

Клетка — наименьшая часть организма, способная выполнять жизненные процессы. Из клеток состоят ткани и органы животных, поэтому клетку называют единицей строения организма. Она нужна не только как «кирпичик»: в ней происходят процессы, поддерживающие жизнь.

Клеточная мембрана — тонкая оболочка, которая отделяет содержимое клетки от внешней среды. Она не просто закрывает клетку, а избирательно пропускает вещества внутрь и наружу. Благодаря этому клетка получает необходимое и обменивается веществами с окружающей средой.

Цитоплазма — внутренняя среда клетки между мембраной и ядром. В ней находятся органоиды и происходят многие процессы. Цитоплазма нужна, чтобы внутренние структуры клетки располагались в общей среде и могли работать совместно.

Органоиды — постоянные структуры клетки, выполняющие определённые функции. Одни участвуют в получении энергии, другие — в создании веществ. Разделение работы между органоидами помогает клетке выполнять сразу несколько процессов.

Как это устроено

Животный организм состоит из множества клеток, потому что его ткани и органы образованы клетками, объединёнными общей работой. Клетку считают наименьшей структурной единицей: более крупные части организма складываются из клеток, а не наоборот. При этом она является и единицей жизнедеятельности, ведь в ней происходят процессы, необходимые для жизни. Обычно отдельные клетки животного не существуют самостоятельно, а работают как часть организма.

Мембрана ограничивает клетку и помогает сохранять её внутреннюю среду. Однако клетке нужно получать вещества и выводить то, что ей не требуется, поэтому мембрана обеспечивает избирательный обмен с окружающей средой. Она не пропускает всё без разбора и не запирает клетку наглухо. Такое устройство позволяет поддерживать условия, необходимые для работы её внутренних частей.

Внутри мембраны расположена цитоплазма, в которой находятся многие органоиды. Каждый органоид выполняет свою часть общей работы, поэтому клетка может одновременно обеспечивать разные процессы. Например, митохондрии участвуют в высвобождении энергии, а рибосомы — в образовании белков. Если один органоид работает неправильно, клетке может не хватать ресурсов для других процессов, ведь её части связаны между собой.

В ядре находится наследственная информация — сведения, связанные с признаками и работой клетки. Ядро участвует в управлении клеточными процессами, но не выполняет их все самостоятельно. Для этого необходимы цитоплазма и органоиды, у каждого из которых своя задача. Поэтому нормальная жизнедеятельность зависит и от ядра, и от согласованной работы других частей.

Строение клетки связано с тем, что ей нужно обмениваться веществами, использовать энергию и создавать необходимые вещества. Мембрана образует границу и регулирует обмен, цитоплазма служит внутренней средой, а органоиды выполняют разные задачи. У животной клетки нет жёсткой клеточной стенки и хлоропластов, характерных для растительной клетки. При этом у клеток животных и растений есть общие основные части, например мембрана, цитоплазма и ядро.

Строение животной клетки и функции её частей

Таблица помогает связать название части клетки с её расположением и работой. При изучении схемы сначала найдите часть, затем определите, где она находится, и только после этого вспомните её функцию. Так проще не путать саму структуру с процессом, в котором она участвует.

Разбор задач

Задача 1. Назовите три основные части животной клетки на схеме и укажите, что отделяет клетку от внешней среды. Сначала выделите самые крупные и заметные части, а затем определите, какая из них образует наружную границу. Так вы не перепутаете оболочку клетки с её внутренним содержимым.

1. Найдите ядро — часть, связанную с хранением наследственной информации.
2. Определите цитоплазму — внутреннюю среду, в которой расположены органоиды.
3. Найдите мембрану, окружающую клетку и отделяющую её от среды.

Ответ: три основные части — клеточная мембрана, цитоплазма и ядро. От внешней среды клетку отделяет мембрана.

Задача 2. На схеме отмечены ядро, цитоплазма и митохондрии. Укажите функцию каждой структуры. Чтобы ответить, соотнесите название каждой части с её ролью, а не пытайтесь приписать все процессы одной структуре. Затем проверьте, что для каждой части названо отдельное назначение.

1. Ядро связывают с наследственной информацией и управлением процессами клетки.
2. Цитоплазму называют внутренней средой, где находятся органоиды и происходят многие процессы.
3. Митохондрии участвуют в высвобождении энергии, необходимой клетке.

Ответ: ядро хранит наследственную информацию и участвует в управлении; цитоплазма служит внутренней средой; митохондрии участвуют в высвобождении энергии.

Задача 3. В клетке нарушилась работа митохондрий. Объясните, почему это может повлиять на работу других частей клетки. Для рассуждения вспомните, какую роль выполняют митохондрии и нужна ли клетке энергия для других процессов. Затем свяжите эту потребность с тем, что разные структуры действуют совместно.

1. Митохондрии участвуют в высвобождении энергии.
2. Клетке требуется энергия для выполнения процессов и работы её структур.
3. Если энергии становится недостаточно, процессы в других частях клетки тоже могут нарушиться.

Ответ: работа митохондрий связана с обеспечением клетки энергией, поэтому её нарушение может затруднить работу других частей и всей клетки.

Типичные ошибки

Ошибка — считать мембрану непроницаемой оболочкой. Такое представление возникает из-за того, что мембрана действительно образует границу клетки, но граница не означает полной изоляции. Через неё происходит избирательный обмен веществ. Проверьте себя: если вы описали мембрану как «закрытую стенку», вспомните, что клетке нужно получать и выводить вещества.

Ошибка — путать цитоплазму с органоидами. Цитоплазма — среда внутри клетки, а органоиды — структуры, расположенные в этой среде. Путаница появляется, если считать всё содержимое клетки одним и тем же. Для проверки назовите отдельно среду и находящиеся в ней части.

Ошибка — приписывать ядру все функции клетки. Ядро участвует в управлении и хранит наследственную информацию, но за разные процессы отвечают разные органоиды. Такую ошибку допускают, принимая управление за выполнение каждой работы. Проверьте ответ: можете ли вы назвать функции митохондрий и рибосом отдельно от роли ядра?

Ошибка — считать клетку самостоятельным организмом в любом случае. Клетки животных обычно входят в состав тканей и органов и работают вместе с другими клетками. Путаница возникает из-за того, что клетка сама выполняет жизненные процессы, но это не всегда означает самостоятельную жизнь. Проверьте себя: уточните, идёт ли речь о клетке животного организма или об организме, состоящем из одной клетки.

Связь с другими темами

Для изучения клетки полезно знать, что животные состоят из органов и тканей. Также нужно понимать, что живые организмы обмениваются веществами с окружающей средой: это помогает объяснить роль мембраны.

Знание строения клетки пригодится при изучении тканей, органов и систем органов животных. Клетки образуют ткани, а ткани участвуют в построении органов, поэтому понимание их устройства помогает увидеть связь между уровнями строения организма.

Представления о животной клетке помогают сравнивать её с растительной и клетками других организмов. При сравнении обращайте внимание как на общие части, так и на особенности строения, связанные с образом жизни и функциями организма.

Что запомнить

• Клетка — основная единица строения и жизнедеятельности животного организма.
• Клеточная мембрана отделяет клетку от внешней среды и участвует в обмене веществ.
• Цитоплазма заполняет внутреннее пространство клетки.
• В цитоплазме расположены органоиды, выполняющие разные функции.
• Ядро содержит наследственную информацию и участвует в управлении работой клетки.
• Части клетки работают совместно.