§23. Ткани. Взаимосвязь их строения с выполняемой функцией

Определения и обозначения

Ткань — это совокупность клеток и межклеточного вещества, сходных по строению, происхождению и выполняемым функциям. Клетки одной ткани могут иметь разную степень специализации, но работают согласованно. Понятие ткани помогает объяснить, как из отдельных клеток складываются органы и почему разные участки организма выполняют неодинаковые задачи.

Межклеточное вещество — материал, расположенный между клетками ткани. Оно может быть жидким, плотным, упругим или почти отсутствовать и определяет прочность, гибкость и способность ткани проводить вещества. Особенно много межклеточного вещества в соединительной ткани, поэтому она может поддерживать органы, связывать их и участвовать в обмене веществ.

Дифференцировка клеток — процесс приобретения клетками особенностей строения и функций. В результате клетки становятся специализированными: например, мышечные сокращаются, а нервные проводят возбуждение. Это понятие нужно, чтобы понять, почему клетки многоклеточного организма не одинаковы и как возникает разделение труда между ними.

Как это устроено

Связь строения и функции проявляется уже на уровне формы клеток. Клетки покровной ткани обычно плотно прилегают друг к другу, образуя защитный слой без больших промежутков. У нервных клеток есть длинные отростки: по ним сигналы передаются на значительное расстояние. В мышечной ткани клетки вытянуты и содержат структуры, способные сокращаться, поэтому ткань создаёт движение.

Количество и свойства межклеточного вещества также связаны с работой ткани. В костной ткани оно плотное и содержит минеральные соли, поэтому кость выдерживает нагрузку. В крови межклеточное вещество жидкое — плазма, благодаря чему клетки крови переносятся по сосудам. В хрящевой ткани оно упругое и позволяет суставным поверхностям смягчать давление.

У растений ткань формируется так, чтобы обеспечить рост и существование неподвижного организма. Образовательная ткань состоит из мелких делящихся клеток с крупными ядрами и тонкими оболочками. Покровная ткань образует наружный слой и уменьшает потерю воды, а её клетки могут иметь устьица для газообмена. Проводящая ткань состоит из элементов, вытянутых в трубки, поэтому вода и растворённые вещества перемещаются по растению.

Строение ткани зависит и от того, где она находится. На поверхности органов нужна защита, внутри листа — клетки, содержащие хлоропласты и участвующие в фотосинтезе, а в стебле — прочные и проводящие элементы. В одном органе разные ткани объединяются и дополняют друг друга. Например, лист одновременно защищён снаружи, получает воду по проводящим элементам и образует органические вещества в основной ткани.

Основные ткани и их функции

Таблица помогает сопоставить признаки ткани с её работой. При определении неизвестной ткани сначала рассмотрите форму и расположение клеток, затем оцените межклеточное вещество и только после этого назовите функцию. Один признак не всегда достаточен: вывод делают по совокупности особенностей.

Разбор задач

Задача. На микропрепарате видны клетки, расположенные очень плотно в один или несколько слоёв. Межклеточного вещества почти нет, а свободная поверхность обращена наружу или в полость органа. Определите ткань и объясните, почему она выполняет защитную функцию.

Решение:

1. Сначала выделяем главный признак — плотное расположение клеток. Между ними почти нет промежутков, поэтому ткань образует непрерывный слой.
2. Сопоставляем признак с видами тканей. Такое строение характерно для эпителиальной ткани, а не для соединительной, в которой межклеточного вещества обычно много.
3. Определяем функцию по строению. Плотный слой перекрывает путь микроорганизмам, уменьшает потерю воды и отделяет внутреннюю среду от внешней. Если клетки образуют железу, эпителий может также выделять вещества.
4. Проверяем вывод по расположению. Кожа и слизистые оболочки действительно покрыты эпителием, поэтому найденные признаки согласуются с предполагаемой функцией.

Ответ: это эпителиальная ткань. Плотно прилегающие клетки и небольшое количество межклеточного вещества позволяют ей образовывать защитный барьер; в отдельных органах эпителий также участвует в выделении и всасывании.

Как рассуждать в похожих заданиях. Не начинайте с запоминания названия. Сначала выпишите наблюдаемые признаки: форму клеток, их плотность, наличие отростков, количество межклеточного вещества и способность к сокращению. Затем свяжите каждый признак с возможной функцией и выберите вариант, которому соответствует большинство признаков.

Типичные ошибки

Ошибка 1. Считать тканью любую группу клеток. Клетки должны иметь общее происхождение, сходные признаки и выполнять согласованную работу. Проверить себя можно вопросом: есть ли у этой группы общая функция и характерное строение, а не просто соседство в одном органе?

Ошибка 2. Путать ткань и орган. Орган состоит из нескольких тканей, а ткань является его частью. Например, сердце — орган, в котором есть мышечная, соединительная, нервная и эпителиальная ткани. Если объект выполняет сложный набор функций и включает разные виды тканей, это орган.

Ошибка 3. Определять функцию по одному признаку. Плотные клетки могут встречаться в разных покровных структурах, а вытянутая форма бывает не только у мышечных клеток. Нужно учитывать одновременно форму, расположение, межклеточное вещество и место нахождения ткани.

Связь с другими темами

Ткани связывают клеточный и организменный уровни: специализированные клетки объединяются в ткани, ткани образуют органы, а органы работают в составе систем органов. Поэтому знание строения клетки помогает объяснить особенности ткани, а знание тканей — понять работу кожи, мышц, нервной системы и органов растений.

Тема связана с обменом веществ и транспортом. Кровь переносит газы и питательные вещества, проводящая ткань растений перемещает воду и органические соединения, а покровные ткани регулируют поступление веществ и испарение воды.

Что запомнить

• Ткань состоит из клеток и межклеточного вещества, сходных по происхождению, строению и функциям.
• Форма клеток, их расположение и свойства межклеточного вещества связаны с выполняемой работой.
• Главные ткани животных: эпителиальная, соединительная, мышечная и нервная.
• Эпителий защищает, выделяет и всасывает; соединительная ткань соединяет, поддерживает, питает и защищает.
• Мышечная ткань сокращается и обеспечивает движение, а нервная воспринимает и передаёт сигналы.
• У растений важны образовательная, покровная, проводящая, основная и механическая ткани.
• Для определения ткани нужно учитывать не один признак, а их совокупность.