§ 8. Строение клетки

Определения и обозначения

Клетка — основная структурная единица живого организма. Многие организмы состоят из клеток: одни — из одной, другие — из множества. Это понятие помогает представить, из каких частей складывается живое тело и как оно устроено.

Клеточная мембрана — тонкая оболочка клетки, которая отделяет её от окружающей среды и регулирует поступление и выход веществ. Благодаря мембране клетка сохраняет свою внутреннюю среду, но при этом получает нужные вещества и избавляется от ненужных.

Цитоплазма — полужидкое содержимое клетки, в котором расположены её части и происходят жизненные процессы. Её можно представить как внутреннюю среду, где находятся клеточные структуры и где они работают. Без цитоплазмы части клетки не могли бы быть размещены внутри неё.

Ядро — часть клетки, содержащая наследственную информацию и участвующая в управлении её жизнедеятельностью. Эта информация связана с особенностями клетки и организма. Ядро помогает клетке согласовывать свою работу, но не выполняет все её функции самостоятельно.

Как это устроено

Мембрана окружает клетку и отделяет её содержимое от внешней среды. Но клетка не может быть полностью закрыта: ей нужны вода и другие вещества, а некоторые вещества необходимо выводить. Поэтому мембрана не просто служит оболочкой, а регулирует обмен, пропуская одни вещества и ограничивая движение других. Если бы такого регулирования не было, клетке было бы трудно поддерживать условия для нормальной работы.

Внутри мембраны находится цитоплазма — полужидкая среда, заполняющая клетку. В ней размещаются ядро и другие клеточные структуры, поэтому их части не находятся в пустоте. В цитоплазме протекают жизненные процессы, необходимые клетке. Она связывает внутренние части клетки в единое целое и помогает им выполнять работу в общей среде.

Ядро хранит наследственную информацию, в которой записаны сведения, важные для клетки и организма. Оно участвует в управлении клеткой, потому что работа клетки связана с использованием этой информации. При этом ядро не делает всё само: разные задачи выполняют и другие клеточные части. Так клетка действует как целое, а не как набор независимых элементов.

Органоидами называют клеточные структуры, которые выполняют определённые функции. Например, у растительных клеток хлоропласты участвуют в образовании питательных веществ с использованием света. Различия в строении органоидов связаны с их задачами: каждая структура подходит для своей работы. Совместная деятельность органоидов помогает клетке жить и выполнять необходимые процессы.

Растительную клетку можно узнать по трём характерным частям: клеточной стенке, хлоропластам и крупной вакуоли. Стенка окружает мембрану и придаёт клетке дополнительную прочность. Хлоропласты нужны растениям для использования света, а вакуоль — крупная полость с жидкостью — занимает значительную часть клетки. У животных клеток такого набора частей нет, поэтому эти признаки помогают различать клетки.

Части клетки и их функции

Сначала найдите часть клетки, а затем сравните её с описанием в таблице. Столбец «Где встречается» помогает отличить общие для клеток части от характерных для растений. Функцию лучше запоминать вместе с названием, чтобы понимать, почему эта часть нужна клетке.

Разбор задач

Задача 1. На рисунке клетки нужно подписать клеточную мембрану, цитоплазму и ядро. Для этого важно отличать оболочку, внутреннюю среду и отдельную часть внутри клетки. Не опирайтесь только на размер элементов: сравните их расположение и описание функций.

1. Найдите наружную тонкую границу клетки. Она отделяет клетку от среды, значит, это клеточная мембрана.
2. Определите внутреннее содержимое, заполняющее пространство между границей и клеточными структурами. Это цитоплазма.
3. Найдите отдельную часть, содержащую наследственную информацию и участвующую в управлении клеткой. Это ядро.

Ответ: наружная граница — мембрана, содержимое клетки — цитоплазма, часть с наследственной информацией — ядро. Такой способ подходит и для схемы без подписей: сначала ищите оболочку, потом внутреннюю среду и ядро.

Задача 2. В клетке обнаружены клеточная стенка, хлоропласты и крупная вакуоль. Нужно определить, растительная это клетка или животная. Сначала отметьте, что каждый из названных признаков входит в характерный набор частей растительной клетки. Затем проверьте, есть ли среди них признак, указывающий на животную клетку: такого признака в условии нет.

1. Сопоставьте перечисленные части с особенностями растительных клеток.
2. Убедитесь, что совпадают сразу три признака: стенка, хлоропласты и крупная вакуоль.

Ответ: клетка растительная. Вывод надёжнее, когда он основан не на одном, а на нескольких отличительных признаках.

Задача 3. Предположите, что произойдёт, если мембрана перестанет регулировать обмен веществ, а ядро — управлять работой клетки. Здесь нужно связать функции частей с последствиями нарушения: не просто назвать их, а представить, что изменится в клетке.

1. Мембрана не будет контролировать поступление и выход веществ, поэтому клетке станет трудно поддерживать нужную внутреннюю среду.
2. Если ядро перестанет участвовать в управлении, согласованная работа клетки нарушится.
3. Соедините выводы: клетке будет сложнее получать нужные вещества и правильно выполнять свои процессы.

Ответ: жизнедеятельность клетки будет нарушена, потому что пострадают и обмен веществ, и управление её работой.

Типичные ошибки

Не следует считать клеточную мембрану и клеточную стенку одним и тем же. Их путают, потому что обе связаны с наружной частью клетки, но мембрана отделяет каждую клетку от среды, а стенка есть не у всех клеток. Проверьте себя: если речь идёт о регулировании поступления и выхода веществ, это мембрана; стенка придаёт растительной клетке прочность.

Ошибочно называть цитоплазму пустым пространством. Такое впечатление может возникнуть, если представить её просто как место между оболочкой и ядром. На самом деле в цитоплазме находятся клеточные структуры и протекают жизненные процессы. Проверка простая: вспомните, что именно в цитоплазме размещены части клетки, а не пустота.

Ядру не нужно приписывать образование всех веществ клетки. Путаница возникает из-за того, что ядро управляет клеткой и содержит важную информацию. Но его роль — хранить наследственную информацию и участвовать в управлении, а не выполнять все процессы самостоятельно. Проверьте ответ вопросом: описываю ли я функцию ядра или приписываю ему работу всей клетки?

Неверно считать, что у растительных и животных клеток одинаковый набор частей. Часть клеточных структур у них общая, поэтому различия легко упустить. Однако клеточная стенка, хлоропласты и крупная вакуоль характерны для растительных клеток. Чтобы проверить себя, ищите именно эти признаки, а не делайте вывод только по наличию мембраны, цитоплазмы или ядра.

Связь с другими темами

Представление о том, что живые организмы состоят из клеток и клетка является их основной структурной единицей, помогает перейти к изучению её строения. Зная части клетки, легче понять различия между растениями, животными и другими организмами: сравнивать можно не только их внешний вид, но и клеточные особенности. Это знание пригодится и при изучении тканей и органов многоклеточных организмов. Ткани и органы состоят из клеток, поэтому понимание устройства клетки помогает представить, как устроено тело организма.

Что запомнить

• Клетка — основная структурная единица живого организма.
• Мембрана отделяет клетку от окружающей среды и регулирует обмен веществ.
• Цитоплазма — внутренняя среда клетки.
• Ядро содержит наследственную информацию и участвует в управлении клеткой.
• Органоиды выполняют в клетке разные функции.
• У растительных клеток есть клеточная стенка, хлоропласты и крупная вакуоль.