Глеб Швецов - Биология. Введение в общую биологию. 9 класс

4. Кто разработал клеточную теорию?

5. Почему клетку назвали клеткой?

6. Какие свойства объединяют все клетки живых организмов?

Задания

Используя знания, полученные на уроках физики, объясните, почему электронные микроскопы дают большее увеличение, чем световые.

1. Чем различаются оболочки животной и растительной клеток?

2. Чем покрыта клетка гриба?

Клетки, несмотря на свои малые размеры, устроены очень сложно. Они содержат структуры для потребления питательных веществ и энергии, выделения ненужных продуктов обмена, размножения. Все эти стороны жизнедеятельности клетки должны быть тесно связаны друг с другом.

Исследования, проводившиеся в течение многих десятилетий и не прекращающиеся до сих пор, позволяют нарисовать достаточно полную картину строения клетки. Мы можем связать отдельные функции клетки с множеством различных мельчайших образований, обнаруженных в ней.

Внутреннее полужидкое содержимое клетки получило название цитоплазмы . В цитоплазме большинства клеток находится ядро , координирующее жизнедеятельность клетки, и многочисленные органоиды , выполняющие разнообразные функции.

Клеточная мембрана отделяет внутреннее содержание клетки от внешней среды. Она защищает цитоплазму и ядро от повреждений, обеспечивает связь клеток между собой, избирательно пропускает внутрь клетки необходимые вещества и выводит из клетки продукты обмена.

Строение мембраны у всех клеток одинаково. Её толщина составляет приблизительно 8 нм (1 нм = 10 −9м), и поэтому увидеть мембрану в световой микроскоп невозможно. Данные, полученные при помощи электронного микроскопа, позволили заключить, что основу мембраны составляет двойной слой молекул липидов (рис. 22), в котором расположены многочисленные молекулы белков. Некоторые белки находятся на поверхности липидного слоя, другие пронизывают оба слоя липидов насквозь. Специальные белки образуют тончайшие каналы, по которым внутрь клетки или из неё могут проходить ионы калия, натрия, кальция и некоторые другие ионы, имеющие маленький диаметр. Однако более крупные частицы через мембранные каналы пройти не могут. Молекулы пищевых веществ – белки, углеводы, липиды – попадают в клетку при помощи фагоцитоза или пиноцитоза.

В том месте, где пищевая частица прикасается к наружной мембране клетки, образуется впячивание, и частица попадает внутрь клетки, окружённая мембраной. Этот процесс называется фагоцитозом (рис. 23, А ). Внутрь образовавшегося пузырька проникают пищеварительные ферменты, и возникает пищеварительная вакуоль . Путём фагоцитоза питаются простейшие. У многоклеточных организмов некоторые лейкоциты крови – довольно крупные амёбовидные клетки, передвигаясь в крови и лимфе, также способны активно захватывать и переваривать чужеродные бактерии. Их называют фагоцитами .

Рис. 22. Строение клеточной мембраны

Рис. 23. Схемы фагоцитоза (А) и пиноцитоза (Б)

Так как клетки растений поверх наружной клеточной мембраны покрыты плотным слоем клетчатки, они не могут захватывать вещества при помощи фагоцитоза.

Пиноцитоз отличается от фагоцитоза лишь тем, что в этом случае впячивание наружной мембраны захватывает не твёрдые частицы, а капельки жидкости с растворёнными в ней веществами (рис. 23, Б ). Это один из основных механизмов проникновения веществ в клетку.

Цитоплазма. Ядро. Органоиды. Мембрана. Фагоцитоз. Пиноцитоз

Вопросы

1. Каковы функции наружной мембраны клетки?

2. Какими способами различные вещества могут проникать внутрь клетки?

3. Чем пиноцитоз отличается от фагоцитоза?

4. Почему у растительных клеток нет фагоцитоза?

Задания

1. Составьте план параграфа.

2. Проанализировав текст параграфа и рисунки 22 и 23, установите взаимосвязь между строением и функциями клеточной мембраны.

1. Какова роль ядра в клетке?

2. Приведите примеры безъядерных, одноядерных и многоядерных клеток.

Клеточное ядро – это важнейшая часть клетки. Оно есть почти во всех клетках многоклеточных организмов. Исключение составляют красные кровяные тельца человека – эритроциты, которые лишены ядра. Не имеют ядра и древнейшие одноклеточные существа на Земле – бактерии, поэтому их и называют прокариотами (от лат. pro – перед, раньше и греч. karyon – ядро). Клетки всех остальных организмов – грибов, растений, животных – содержат хорошо оформленное ядро, поэтому их называют эукариотами (от греч. еu – хорошо, полностью).

Почему же наличие ядра так важно для жизнедеятельности клетки? Клеточное ядро содержит ДНК – вещество наследственности, в котором зашифрованы все свойства клетки. Ядро осуществляет регуляцию важнейших функций клетки. Во-первых, это деление, при котором образуются новые клетки. Во-вторых, ядро регулирует все процессы белкового синтеза, обмена веществ и энергии, идущие в клетке.

Ядро чаще всего имеет шаровидную или овальную форму. Обычно в клетках находится одно ядро, хотя есть и исключения. Например, у инфузории туфельки два ядра, а в волокнах поперечно-полосатых мышц их множество.

От цитоплазмы ядро отделено ядерной оболочкой , состоящей из двух мембран (рис. 24). Внутренняя мембрана гладкая, а наружная имеет многочисленные выступы. В оболочке ядра имеются многочисленные поры для того, чтобы различные вещества могли попадать из цитоплазмы в ядро, и наоборот.

Рис. 24. Схема строения ядра и его связь с эндоплазматической сетью

Внутреннее содержимое ядра получило название кариоплазмы или ядерного сока. В ядерном соке расположены хроматин и ядрышки.

Хроматин представляет собой нити ДНК. Если клетка начинает делиться, то нити хроматина плотно накручиваются спиралью на особые белки, как нитки на катушку. Такие плотные образования хорошо видны в микроскоп и называются хромосомами. Если же посмотреть в микроскоп на клетку между делениями, то окажется, что хромосомы раскручены до тончайших нитей ДНК. Дело в том, что гены – участки ДНК, в которых зашифрована структура какого-либо белка, – могут функционировать только в деспирализованном виде. Таким образом, в зависимости от того, в каком состоянии находится клетка, которую мы рассматриваем в микроскоп, хроматин будет иметь вид или хромосом, или тончайших деспирализованных нитей.