"Биология. Учебник для учреждений общего среднего образования с русским языком обучения", Под редакцией Н. Д. Лисова
Эукариотическая клетка — клетка с оформленным ядром, где хранится большая часть наследственной информации. Такие клетки есть у животных, растений, грибов и многих одноклеточных организмов. Их внутреннее содержимое организовано: органоиды выполняют разные задачи, а мембраны разделяют процессы и создают для них подходящие условия. Общими для эукариот являются ядро, цитоплазма и ряд органоидов, но клеточная стенка, пластиды и крупные вакуоли встречаются не у всех. Понимание устройства клетки помогает объяснить, как она получает энергию, создаёт вещества и поддерживает свою жизнедеятельность.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Эукариотическая клетка — клетка, наследственный материал которой заключён в оформленное ядро. Такие клетки есть у животных, растений, грибов и многих одноклеточных организмов. Наличие ядра помогает отличать эукариот от прокариот, у которых оформленного ядра нет.
Ядро — органоид, отделённый от цитоплазмы ядерной оболочкой. В нём хранится основная часть наследственной информации, а также регулируется работа клетки. Благодаря этому клетка может согласовывать процессы с содержащимися в ДНК инструкциями.
Органоид — постоянная структура клетки, имеющая определённое строение и выполняющая определённые функции. Одни органоиды синтезируют вещества, другие преобразуют энергию или участвуют в перемещении веществ. Такое разделение позволяет клетке выполнять разные процессы одновременно и упорядоченно.
Цитоплазма — внутреннее содержимое клетки между плазматической мембраной и ядром. Её жидкую основу называют гиалоплазмой; в ней расположены органоиды. Цитоплазма служит средой, в которой находятся клеточные структуры и протекает множество реакций.
Плазматическая мембрана отделяет клетку от внешней среды и избирательно регулирует обмен веществ. Внутри клетки мембранные структуры образуют дополнительные границы, поэтому разные процессы могут идти в отдельных пространствах. Такое устройство помогает поддерживать для каждой реакции подходящие условия и не смешивать несовместимые процессы.
Ядро окружено оболочкой из двух мембран, в которой есть поры. Через поры между ядром и цитоплазмой проходят определённые вещества, например молекулы, необходимые для работы с наследственной информацией. В ядерном соке находятся хроматин — ДНК с белками — и ядрышко, где образуются части рибосом. Хроматин хранит инструкции, а возможность обмена через поры связывает их использование с работой всей клетки.
Рибосомы собирают белки из аминокислот, следуя информации, поступающей из ядра. На мембранах эндоплазматической сети могут синтезироваться белки, а сама сеть помогает перемещать вещества внутри клетки. Далее аппарат Гольджи изменяет и сортирует некоторые молекулы, упаковывает их в пузырьки и направляет к нужному месту. Поэтому синтез, обработка и доставка веществ связаны, но выполняются разными структурами.
Митохондрии участвуют в клеточном дыхании: в них энергия питательных веществ преобразуется в форму, доступную клетке. Их внутренняя мембрана образует складки, увеличивающие площадь для процессов энергетического обмена. Пластиды встречаются у растений и некоторых других групп: хлоропласты содержат пигменты, улавливающие свет, а другие пластиды могут запасать вещества. Внутренние мембраны пластид и митохондрий создают условия для их специализированной работы.
У растений клеточная стенка придаёт клетке прочность, пластиды могут обеспечивать фотосинтез, а крупная вакуоль участвует в запасании веществ и поддержании формы. У грибов есть клеточная стенка, но нет пластид; вакуоли могут встречаться. У животных клеточная стенка и пластиды отсутствуют. При этом у всех этих групп есть общие для эукариот структуры, включая цитоплазму, ядро и рибосомы.
| Структура | Особенности строения | Основная функция | В каких клетках встречается |
|---|---|---|---|
| Ядро | Оболочка с порами, внутри хроматин и ядрышко | Хранение наследственной информации и регуляция процессов | У большинства эукариотических клеток |
| Рибосомы | Немембранные структуры из двух субъединиц | Синтез белка | У всех клеток |
| Эндоплазматическая сеть | Система мембранных канальцев и полостей | Синтез и перемещение веществ | У эукариот |
| Аппарат Гольджи | Стопки уплощённых мембранных цистерн | Изменение, сортировка и упаковка веществ | У эукариот |
| Митохондрии | Две мембраны, внутренняя образует складки | Клеточное дыхание и преобразование энергии | У большинства эукариот |
| Пластиды | Органоиды с двумя мембранами; бывают разных типов | Фотосинтез, запасание или окраска | У растений и некоторых других групп |
| Вакуоль | Полость с раствором веществ, ограниченная мембраной | Запасание веществ и поддержание водного баланса | Особенно характерна для растений; есть у ряда других эукариот |
| Клеточная стенка | Прочный наружный слой за плазматической мембраной | Опора, защита и поддержание формы | У растений и грибов, но не у животных |
Сначала сравните строение, чтобы понять, почему органоид выполняет именно такую работу. Затем проследите, какие структуры общие для эукариот, а какие встречаются только у отдельных групп. Последний столбец помогает не переносить особенности растений на клетки животных или грибов.
Задача 1. По описанию клетки определите, является ли она эукариотической: наследственный материал находится внутри структуры, окружённой оболочкой. Нужно выяснить, указывает ли описание на ядро. Для этого сопоставим признак клетки с определением эукариотической клетки.
Ответ: клетка эукариотическая, поскольку её наследственный материал заключён в оформленное ядро.
Задача 2. Соотнесите рибосомы, митохондрии и аппарат Гольджи с функциями: синтез белка, преобразование энергии, изменение и упаковка веществ. Чтобы не угадывать, найдём для каждой структуры её характерную роль. Затем проверим, что каждой функции соответствует отдельный органоид.
Ответ: рибосомы — синтез белка; митохондрии — преобразование энергии; аппарат Гольджи — изменение и упаковка веществ.
Задача 3. Сравните клетки растения и животного: назовите общие структуры и признаки, позволяющие отличить растительную клетку. Сначала отделим общие признаки эукариот от особенностей групп. Затем перечислим отличия, не забывая, что наличие некоторых структур зависит от типа клетки.
Ответ: общие структуры подтверждают эукариотическое строение обеих клеток, а стенка, пластиды и крупная вакуоль помогают распознать растительную.
Ошибка — считать, что клеточная стенка есть у всех эукариот. Её наличие связывают с прочной формой клеток растений и забывают, что группы организмов различаются. Проверьте себя вопросом, о какой клетке идёт речь: стенка есть у растений и грибов, но отсутствует у животных.
Ошибка — называть ядро единственным местом хранения наследственного материала. Так думают, потому что именно ядро содержит основную часть ДНК. Однако собственная ДНК есть у митохондрий и пластид; при проверке ответа уточняйте, говорится ли об основной или всей наследственной информации клетки.
Ошибка — путать эндоплазматическую сеть с аппаратом Гольджи. Обе структуры участвуют в работе с веществами, но выполняют разные этапы: сеть связана с синтезом и перемещением, а аппарат Гольджи — с изменением, сортировкой и упаковкой. Чтобы проверить себя, проследите путь вещества и определите, какая операция ему нужна.
Ошибка — полагать, что пластиды есть во всех эукариотических клетках. Их часто связывают с фотосинтезом растений и затем переносят этот признак на все клетки. Сверьте принадлежность клетки: пластиды есть у растений и некоторых других групп, но не у животных.
Для изучения строения эукариотической клетки нужно знать, как устроена плазматическая мембрана и какую роль играет наследственный материал. Сравнение с прокариотами помогает увидеть значение оформленного ядра и мембранных органоидов. Позже эти знания пригодятся при разборе обмена веществ: клеточного дыхания в митохондриях и фотосинтеза в пластидах. Строение ядра и органоидов также важно для понимания деления клетки.
Чем эукариотическая клетка отличается от прокариотической?
У эукариот наследственный материал находится в оформленном ядре, отделённом от цитоплазмы оболочкой. У прокариот такого ядра нет, а мембранных органоидов, характерных для эукариот, обычно тоже нет.
Есть ли ядро у каждой эукариотической клетки?
Не всегда: некоторые зрелые клетки утрачивают ядро, например эритроциты млекопитающих. Поэтому принадлежность организма к эукариотам не означает, что в каждой его клетке обязательно есть ядро.
Чем эндоплазматическая сеть отличается от аппарата Гольджи?
Эндоплазматическая сеть участвует в синтезе некоторых веществ и их перемещении внутри клетки. Аппарат Гольджи изменяет, сортирует и упаковывает вещества, подготавливая их к использованию или выведению.
Почему митохондрии и пластиды считают органоидами?
Это постоянные клеточные структуры с характерным строением и определёнными функциями. Митохондрии участвуют в клеточном дыхании, а пластиды, если они есть, связаны, например, с фотосинтезом или запасанием веществ.
Какие структуры отличают растительную клетку от животной?
У типичной растительной клетки есть клеточная стенка, пластиды и крупная вакуоль, которых нет у животной клетки. При этом обе клетки имеют ядро, цитоплазму, плазматическую мембрану, рибосомы, эндоплазматическую сеть, аппарат Гольджи и митохондрии.
§ 20. Особенности строения клеток эукариот
