§ 6. Жизнедеятельность клеток

Определения и обозначения

Обмен веществ — поступление в клетку веществ из окружающей среды, их преобразование и использование, а также удаление продуктов жизнедеятельности. Иными словами, клетка не просто получает вещества, а перерабатывает их и избавляется от ненужного. Благодаря этому в ней сохраняются условия для жизни.

Питание клетки — получение клеткой веществ, необходимых для построения её частей и обеспечения жизнедеятельности. Эти вещества нужны как строительный материал для клетки. Без их поступления она не смогла бы создавать и обновлять свои части.

Дыхание клетки — процесс, при котором вещества расщепляются и высвобождается энергия, необходимая клетке. Энергия помогает клетке выполнять жизненные процессы. Поэтому дыхание нельзя сводить только к поступлению веществ: оно связано с их превращением.

Деление клетки — образование из одной клетки двух дочерних клеток. Дочерними называют клетки, которые возникли в результате деления исходной клетки. Этот процесс увеличивает число клеток и помогает организму расти и обновляться.

Как это устроено

Клетка получает вещества из окружающей среды через оболочку, которая отделяет её внутреннее содержимое от внешней среды. Поступившие вещества нужны не все одинаково: одни клетка использует для построения своих частей, другие участвуют в поддержании её работы. Ненужные вещества выводятся наружу, потому что их накопление мешало бы нормальной жизнедеятельности. Поэтому поступление и удаление веществ — две необходимые стороны жизни клетки.

Питание и дыхание связаны тем, что оба процесса используют вещества, поступающие в клетку. Во время питания клетка получает материал, из которого может создавать свои части. При дыхании вещества расщепляются, и в результате высвобождается энергия. Она требуется для процессов, которые происходят в клетке, поэтому одного получения питательных веществ недостаточно: клетке нужно ещё использовать их и получать энергию.

Внутри клетки вещества постоянно превращаются: одни соединения используются для построения частей, другие изменяются или становятся ненужными. Обмен веществ включает эти превращения, поступление исходных веществ и удаление продуктов жизнедеятельности. Непрерывность обмена позволяет клетке поддерживать свою работу, а не оставаться неизменной. Если бы вещества только поступали, но не использовались и не выводились, жизнедеятельность клетки была бы невозможна.

Клетка растёт, когда увеличивается её размер. Для этого она накапливает вещества и создаёт новые части, поэтому рост требует поступления и использования материалов. Рост отдельной клетки не означает, что она уже разделилась: пока деление не произошло, это всё ещё одна клетка. Так клетка подготавливает условия для дальнейшей жизни и возможного образования дочерних клеток.

При делении из одной клетки образуются две дочерние. Благодаря этому число клеток в организме может увеличиваться, что обеспечивает его рост и развитие; деление также помогает обновлять части организма. Делению предшествует рост: клетке нужно накопить вещества и создать необходимые части, чтобы после разделения возникли две дочерние клетки. Таким образом, рост клетки и её деление связаны, но обозначают разные процессы.

Основные процессы жизнедеятельности клетки

Сравнивайте строки по трём вопросам: что поступает или меняется, что делает клетка и зачем ей нужен процесс. Так можно увидеть, что питание и дыхание связаны, но имеют разные результаты. Рост меняет размер клетки, а деление — количество клеток.

Разбор задач

Задача 1

Условие. Клетка поглотила из окружающей среды воду и растворённые вещества. Определите, к какому процессу это относится и зачем он нужен. Чтобы ответить, важно отличать само поступление веществ от их дальнейшего превращения. Рассмотрим признаки процесса по порядку.

1. В условии говорится, что вещества перешли из окружающей среды внутрь клетки. Это признак поступления, то есть получения клеткой необходимых веществ.
2. Получение таких веществ относится к питанию клетки. Вода и растворённые вещества могут использоваться клеткой для поддержания жизнедеятельности и построения её частей.
3. Не следует называть это дыханием: в задаче не сказано о расщеплении веществ и высвобождении энергии. Здесь описано именно поглощение.

Ответ. Это питание клетки: вещества поступают внутрь и нужны для построения её частей и поддержания жизнедеятельности.

Задача 2

Условие. Клетка использовала питательные вещества, а продукты их превращения вывела наружу. Объясните, какие стороны обмена веществ здесь проявились. В этой ситуации описаны не только вещества на входе, но и то, что с ними произошло. Проследим путь от поступления до удаления.

1. Питательные вещества поступили в клетку из окружающей среды. Это сторона обмена веществ, связанная с получением веществ.
2. Клетка использовала поступившие вещества и преобразовала их. Их применение для жизнедеятельности и построения частей показывает, что обмен включает не одно только поступление.
3. После превращений появились продукты, которые клетка вывела наружу. Их удаление — ещё одна сторона обмена веществ, необходимая для избавления от ненужных веществ.

Ответ. Проявились поступление, преобразование и использование веществ, а также удаление продуктов жизнедеятельности.

Задача 3

Условие. Из одной клетки образовались две дочерние клетки. Объясните, как это связано с ростом организма и почему клетке перед делением нужно вырасти. Здесь нужно различить увеличение числа клеток и увеличение размера одной клетки. Затем можно связать оба процесса в правильном порядке.

1. Образование двух клеток из одной — это деление. После него клеток становится больше, а увеличение числа клеток помогает организму расти и обновлять его части.
2. Перед делением исходная клетка растёт: увеличивается в размерах, накапливает вещества и создаёт новые части. Рост подготавливает клетку к тому, чтобы дать начало двум дочерним клеткам.
3. Рост и деление не следует путать. Рост меняет размер клетки, а деление приводит к образованию новых клеток и увеличению их числа.

Ответ. Деление увеличивает число клеток и поэтому способствует росту организма и обновлению его частей. Перед ним клетка растёт, чтобы подготовиться к образованию двух дочерних клеток.

Типичные ошибки

Ошибка: считать питание и дыхание одним процессом. Их легко спутать, потому что оба связаны с веществами, нужными клетке. Но питание обеспечивает получение веществ, а при дыхании вещества расщепляются и высвобождается энергия. Проверь себя: спроси, говорится ли о поступлении веществ или о получении энергии при их расщеплении.

Ошибка: думать, что клетка только поглощает вещества. Такое представление возникает, если замечать лишь то, что клетка получает из окружающей среды. Но продукты жизнедеятельности тоже выводятся наружу. Проверь себя: если в объяснении обмена есть только поступление, добавь преобразование и удаление ненужных продуктов.

Ошибка: путать рост клетки с её делением. Оба процесса связаны с изменениями клетки, поэтому их можно принять за одно и то же. Однако при росте увеличивается размер одной клетки, а при делении из неё образуются две дочерние. Для проверки спроси: клетка стала больше или клеток стало больше?

Ошибка: считать, что обмен веществ означает только поступление пищи. Так кажется, если слово «обмен» связывать только с получением чего-либо. На самом деле вещества ещё преобразуются и используются, а ненужные продукты удаляются. Проверь себя: перечисли все этапы — поступление, преобразование и удаление — и убедись, что ни один не пропущен.

Связь с другими темами

Чтобы понять, как клетка получает вещества, нужно знать её строение и роль оболочки, цитоплазмы и других частей. Оболочка отделяет клетку от окружающей среды, а знание её роли помогает разобраться в поступлении и выведении веществ. Деление клеток понадобится при изучении роста и развития организмов, а также размножения: во всех этих темах важно понимать, откуда появляются новые клетки. Представление об обмене веществ поможет объяснить, как органы и системы организма снабжают клетки необходимыми веществами.

Что запомнить

• Клетка получает вещества из окружающей среды и выводит продукты жизнедеятельности.
• Питательные вещества нужны клетке для построения её частей и поддержания жизнедеятельности.
• При дыхании клетки высвобождается энергия.
• Обмен веществ включает поступление, преобразование и удаление веществ.
• Клетка может расти и делиться.
• При делении одной клетки образуются две дочерние клетки.