§ 5. Строение животной клетки

Определения и обозначения

Клеточная мембрана — наружная оболочка животной клетки, отделяющая её от окружающей среды и регулирующая поступление и удаление веществ. Она образует границу клетки и помогает сохранять условия, необходимые для её жизни. Благодаря мембране внутрь попадают нужные вещества, а наружу выводятся ненужные.

Цитоплазма — внутреннее содержимое клетки, в котором находятся органоиды и происходят основные химические реакции. Она заполняет пространство внутри мембраны и связывает клеточные части в единое целое. В цитоплазме вещества могут перемещаться к тем участкам клетки, где они нужны.

Ядро — органоид, содержащий наследственную информацию и управляющий жизнедеятельностью клетки. Наследственная информация помогает клетке сохранять свои особенности и передавать их при делении. Ядро нужно для согласованной работы клетки, а не для выполнения всех её функций в одиночку.

Органоиды — постоянные структуры клетки, каждая из которых выполняет определённые функции. Их можно сравнить с рабочими частями единой системы: одни создают вещества, другие участвуют в их перемещении или переработке. Такое разделение помогает клетке выполнять сразу несколько жизненно важных процессов.

Как это устроено

Клеточная мембрана окружает клетку, поэтому её содержимое не смешивается бесконтрольно с окружающей средой. Мембрана избирательно пропускает вещества: клетке необходимы вода и питательные вещества, а продукты жизнедеятельности нужно удалять. Если бы обмен проходил без контроля, клетка не могла бы поддерживать подходящие для работы условия. Поэтому мембрана одновременно служит границей и участником обмена веществ.

Цитоплазма занимает внутреннее пространство клетки, потому что именно в ней находятся органоиды и проходит множество реакций. Она связывает эти части, а перемещение веществ помогает доставлять их из одного участка клетки в другой. Например, созданные внутри клетки вещества должны попасть туда, где они будут использованы или обработаны. Без внутренней среды органоиды не могли бы действовать согласованно.

Ядро управляет работой клетки благодаря наследственной информации, которая содержится в нём. Эта информация связана с тем, какие вещества клетка создаёт и как выполняет свои функции. При делении клетки наследственная информация должна быть передана новым клеткам, поэтому ядро участвует и в этом процессе. Однако ядро не заменяет мембрану, цитоплазму и другие органоиды: работа клетки зависит от всех её частей.

Органоиды различаются строением, потому что каждый приспособлен к определённой работе. Митохондрии участвуют в получении энергии, необходимой для процессов в клетке, а рибосомы создают белки. Эндоплазматическая сеть помогает создавать и перемещать вещества, а аппарат Гольджи — изменять, сортировать и упаковывать их. Лизосомы расщепляют некоторые вещества, поэтому клетка может их перерабатывать.

Ни одна часть клетки не обеспечивает её жизнь самостоятельно: мембрана контролирует обмен снаружи, цитоплазма объединяет внутренние процессы, а ядро содержит наследственную информацию. Органоиды выполняют отдельные задачи, и результаты их работы нужны другим частям клетки. Например, вещества должны попасть внутрь через мембрану, переместиться в цитоплазме и быть использованы органоидами. Поэтому сбой в одной важной части может нарушить работу всей клетки.

Основные части и органоиды животной клетки

Чтобы пользоваться таблицей, сначала найди название части или органоида, а затем сравни его строение и функцию. Если в задании описана работа, например получение энергии, ищи органоид с такой функцией. Так легче не путать структуры, которые находятся внутри одной клетки, но выполняют разные задачи.

Разбор задач

Задача 1. Назовите часть клетки, которая отделяет её от внешней среды и регулирует поступление веществ внутрь. Нужно определить структуру по её основной функции. Сначала отметим, что речь идёт о границе клетки, а затем проверим, какая часть контролирует обмен с окружающей средой.

1. Ищем оболочку, которая находится снаружи клетки.
2. Уточняем, какая оболочка не только отделяет клетку, но и избирательно пропускает вещества.
3. Сопоставляем эти признаки с функцией клеточной мембраны.

Ответ: клеточная мембрана. Именно она образует наружную границу животной клетки и регулирует поступление веществ.

Задача 2. Установите соответствие между ядром, митохондриями, рибосомами, лизосомами и их функциями. Чтобы не перепутать органоиды, нужно связывать каждое название с его характерной работой. Сначала вспомним функции, а потом проверим, что каждый вариант использован один раз.

1. Ядро сопоставляем с хранением наследственной информации и управлением работой клетки.
2. Митохондрии связываем с получением энергии, необходимой клетке.
3. Рибосомы выбираем для создания белков.
4. Лизосомы соотносим с расщеплением и переработкой веществ.

Ответ: ядро — хранение наследственной информации и управление; митохондрии — получение энергии; рибосомы — создание белков; лизосомы — расщепление веществ.

Задача 3. Объясните, почему повреждение клеточной мембраны может привести к гибели всей клетки. Здесь недостаточно сказать, что мембрана находится снаружи: нужно проследить, что произойдёт с обменом веществ и внутренними условиями клетки. Рассуждаем от повреждения к его последствиям.

1. Вспоминаем, что мембрана контролирует поступление нужных веществ и удаление продуктов жизнедеятельности.
2. При серьёзном повреждении этот контроль нарушается, а содержимое клетки может теряться или смешиваться с внешней средой.
3. Из-за нарушения обмена клетка не сможет поддерживать условия, необходимые для работы цитоплазмы и органоидов.

Ответ: повреждённая мембрана перестаёт надёжно сохранять внутреннюю среду и регулировать обмен веществ. Это нарушает работу клеточных частей и при сильном повреждении может привести к гибели клетки.

Типичные ошибки

Ошибка — считать клеточную мембрану и клеточную стенку одинаковыми структурами. Их путают, потому что обе расположены снаружи клетки и могут выглядеть как её оболочка. Но у животной клетки есть мембрана, а клеточной стенки нет. Проверка простая: вспомни, что мембрана регулирует обмен веществ, и не добавляй животной клетке стенку.

Ошибка — называть ядро единственным органоидом клетки. Оно часто хорошо заметно на схеме, поэтому может показаться, что только оно относится к важным внутренним частям. Однако в клетке есть и другие органоиды с отдельными функциями. Проверь себя: если вспомнил ядро, назови также хотя бы митохондрии, рибосомы и лизосомы.

Ошибка — путать цитоплазму с клеточной мембраной. Это происходит потому, что обе части связаны с внутренним устройством клетки. Мембрана окружает клетку, а цитоплазма заполняет пространство внутри неё и содержит органоиды. Чтобы проверить себя, используй слова «снаружи» для мембраны и «внутри» для цитоплазмы.

Ошибка — приписывать всем органоидам одну и ту же функцию. Так бывает, если запоминать только, что органоиды нужны для работы клетки, не различая их задачи. На деле митохондрии участвуют в получении энергии, рибосомы создают белки, а лизосомы расщепляют вещества. Для самопроверки назови функцию каждого органоида отдельно.

Связь с другими темами

Перед изучением строения клетки нужно знать, что клетка является структурной и функциональной единицей живого организма. Это означает, что организм состоит из клеток, а в них происходят необходимые для жизни процессы. Понимание этой идеи помогает увидеть, почему строение отдельной клетки важно для всего организма.

Знание животной клетки пригодится при изучении растительной клетки и сравнении клеток растений и животных. Сравнивая их, можно выяснить, какие части у них общие, а какие связаны с особенностями растений. Например, у животной клетки нет клеточной стенки, хлоропластов и крупной центральной вакуоли.

Дальше представление о клетке поможет перейти к тканям, органам и процессам жизнедеятельности многоклеточного организма. Клетки с похожим строением и работой образуют ткани, а ткани участвуют в работе органов. Так становится понятнее, как процессы на уровне маленькой клетки связаны с жизнью целого организма.

Что запомнить

• Животная клетка состоит из мембраны, цитоплазмы, ядра и органоидов.
• Мембрана отделяет клетку от внешней среды и регулирует обмен веществ.
• В цитоплазме расположены органоиды и протекают жизненно важные реакции.
• Ядро хранит наследственную информацию и управляет жизнедеятельностью клетки.
• Каждый органоид выполняет определённую функцию.
• Органоиды работают не изолированно, а во взаимосвязи.
• У животной клетки нет клеточной стенки, хлоропластов и крупной центральной вакуоли.