ГДЗ биология 5 класс Пасечник С бабочкой Дрофа 2020 Линейный курс Задание: 9 Организм – единое целое
Стр. 61. Вопросы в начале параграфа
№ 1. Что такое клетка?
Клеткой называют структурно-функциональную элементарную единицу строения и жизнедеятельности всех живых организмов на нашей планете, которая способна к обмену веществ, саморегуляции, самовоспроизведению и несет в себе гены.
№ 2. Каковы общие черты строения клетки?
Каждая клетка состоит из клеточной мембраны, ядра, цитоплазмы, органелл. Только при наличии этих компонентов и при условии их тесного взаимодействия друг с другом и с окружающей средой клетки могут нормально жить и функционировать.
№ 3. От чего зависят особенности строения клетки?
Особенности строения клетки зависят от органелл, из которых она состоит, а также от условий и функций, которые она выполняет. Форма клетки зависит от ее функционального приспособления, вязкости и поверхностного натяжения протоплазмы, механического воздействия прилегающих клеток.
Стр. 66. Вопросы после параграфа
№ 1. Что представляют собой организмы? Какие они бывают по клеточному строению?
Организмы представляют собой живые тела, которые обладают совокупностью свойств (обмен веществ, способность к самовоспроизведению, сохранение наследственных признаков, самоподдерживание своего строения и организации), отличающих их от неживой материи.
По клеточному строению разделяют одноклеточные и многоклеточные организмы. Одноклеточные организмы состоят из одной клетки, а потому невидимы для нас. Чтобы их рассмотреть, нужно использовать специальный увеличительный прибор – микроскоп. К таким организмам относятся бактерии, а также некоторые виды растений, грибов и даже животных. Многоклеточные организмы состоят из двух и более клеток. Это все остальные живые организмы.
Также существуют организмы, которые имеют неклеточное строение. Представитель такого вида – вирусы. Их особенность в том, что все свойства живого организма (рост, питание, размножение и т.д.) они начинают проявлять только тогда, когда проникают в клетки другого живого организма.
№ 2. Назовите основные уровни организации многоклеточного организма.
В строении многоклеточного организма выделяют несколько уровней организации:
Системный (уровень систем органов);
№ 3. Что такое ткань?
Ткань – это совокупность клеток и межклеточного пространства, которые объединены между собой общим происхождением, строением и выполняемыми функциями.
№ 4. От чего зависит наличие различных органов у растений и животных?
Наличие различных органов у растений и животных зависит от того, в какой среде они обитают, чем питаются, какие способы для размножения используют.
Стр. 67. Подумайте
Какова причина разнообразия формы и размеров различных клеток, тканей, органов и систем органов в многоклеточном организме?
Основная причина разнообразия форм (округлая, цилиндрическая, дисковидная, призматическая, звездчатая и т.д.) и размеров (маленькие, большие) различных клеток заключается в функциях, которые они выполняют. Сами функции в клетке распределены между разными органоидами в ее составе – клеточным ядром, митохондриями и т.д.
Например, мышечная ткань состоит из клеток, которые могут менять свой размер, то есть, сокращаться. Соединительная ткань образована не только разными по форме клетками, но и большим количеством плотного или жидкого межклеточного вещества. Нервная ткань образована глиальными и нервными клетками. Эпителиальная ткань образована большим количеством плотно прилегающих друг к другу клеток и небольшого количества межклеточного вещества.
Отличия прокариотической клетки от эукариотической
Прокариотические клетки являются более древними, чем эукариотические. Название говорит само за себя: «карио» —
Гамета — половая, или репродуктивная, клетка с гаплоидным набором хромосом.
Исходя из того, что
В случае неблагоприятных условий прокариотическая
По отношению к кислороду прокариоты тоже отличаются от эукариот: большинство прокариот – аэробы, то есть нуждаются в кислороде для процессов жизнедеятельности, а бактерии наоборот – анаэробы, то есть живут в средах без кислорода. Однако, это не означает, что не существует эукариот анаэробов и прокариот аэробов.
Строение прокариотической и эукариотической клеток
Сходства и различия животной клетки и клетки растений
И растительная клетка, и животная клетка относятся к эукариотическим.
У животных клеток нет
У растений есть пластиды. Хлоропласты синтезируют органические вещества из неорганических (воды и углекислого газа) с поглощением солнечной энергии. Этот процесс называется фотосинтезом и является автотрофным типом питания. Животные поглощают готовые органические вещества, они гетеротрофы. Если обратиться к экологии, то растения – продуценты, а животные –
Чем старше растительная клетка – тем большего размера в ней
В качестве запасного вещества животные клетки используют гранулы
У животных клеток есть центриоли, а у растительных их нет. При делении у животной клетки образуется перетяжка, и она разделяется на две, а у растительной появляется перегородка.
Строение животной и растительной клеток
Сходства и различия животной клетки и клетки грибов
И животные клетки, и клетки гриба – эукариотические. У клетки гриба имеется
Клетки грибов имеют пищеварительные вакуоли, которые, как было сказано выше, у животных отсутствуют.
У грибов, как и у растений, нет центриолей, а у животных они есть, запасное вещество
В остальном клетки имеют одинаковое строение.
Соматические клетки позвоночных имеют диплоидный набор хромосом, поэтому вариант 3) выпадает.
Все представители царства Животные состоят из _________ (А) клеток. Наследственная информация в этих клетках заключена в _________ (Б), которые находятся в ядре. Постоянные клеточные структуры, выполняющие особые функции, называют _________ (В). Одни из них, например _________ (Г), участвуют в биологическом окислении и называются «энергетическими станциями» клетки.
Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:
Все представители царства Животные состоят из эукариотических клеток. 3)
Наследственная информация в эукариотических клетках заключена в хромосомах, которые находятся в ядре. 5)
Вставьте в текст «Отличие растительной клетки от животной» пропущенные термины из предложенного перечня, используя для этого цифровые обозначения. Запишите в текст цифры выбранных ответов, а затем получившуюся последовательность цифр (по тексту) впишите в приведённую ниже таблицу.
ОТЛИЧИЕ РАСТИТЕЛЬНОЙ КЛЕТКИ ОТ ЖИВОТНОЙ
Растительная клетка, в отличие от животной, имеет крупные ___________ (А), которые у старых клеток ___________(Б) и вытесняют ядро клетки из центра к её оболочке. В клеточном соке могут находиться ___________ (В), которые придают ей синюю, фиолетовую, малиновую окраску и др. Оболочка растительной клетки преимущественно состоит из ___________ (Г).
Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:
Растительная клетка имеет крупные вакуоли с клеточным соком, которых нет в животных клетках. 2)
У старых клеток маленькие вакуоли сливаются в большую вакуоль. 5)
Какую-либо окраску могут придавать пигменты. 3)
Оболочка растительной клетки состоит из целлюлозы. 7)
В растительных клетках содержатся овальные тельца зелёного цвета — ___________ (А). Молекулы ___________ (Б) способны поглощать световую энергию. Растения, в отличие от организмов других царств, синтезируют ___________ (В) из неорганических соединений. Клеточная стенка растительной клетки преимущественно состоит из ___________ (Г). Она выполняет важные функции.
Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:
Тельца зеленого цвета — хлоропласты. Это не хромопласты, потому что их цвет в диапазоне от желтого красного. Хлорофилл — вещество, а не органоид. 3)
Зато во второй пропуск подходит именно хлорофилл. 4)
Люди относятся к Царству Животные, поэтому будем «примерять на себя». Автотрофы — производят органические вещества из неорганических. Гетеротрофы — питаются готовыми органическими веществами. Мы питаемся готовой органикой, значит, Животные — гетеротрофы. Вы видели бегающее дерево? А человека? Большинство Животных активно передвигаются. Раз мы не зеленые, то хлорофилла у нас нет, и хлоропластов тоже.
Задание EB16141 Установите соответствие между видом клеток и его способностью к фагоцитозу.
ВИД КЛЕТОК
СПОСОБНОСТЬ К ФАГОЦИТОЗУ
Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:
А
Б
В
Г
Д
Е
Порассуждаем: кто способен к фагоцитозу. У растений и грибной клеточная стенка жесткая, она просто не способна образовывать впячивания, как мембрана животной клетки.
Амеба – одноклеточное животное, способное к фагоцитозу.
Лейкоциты – форменные элементы крови, которые борются за иммунитет путем фагоцитоза.
Хлорелла – одноклеточная водоросль. Растения не способны к фагоцитозу.
Инфузория – одноклеточное животное, к фагоцитозу способна.
Хламидомонада – одноклеточная водоросль. К фагоцитозу не способна.
Задание EB22749 Установите соответствие между особенностями клеток их типами: к каждой позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца.
ОСОБЕННОСТЬ
ТИП
А) клеточная стенка состоит из хитина
Б) может содержать хлоропласты
В) запасает углеводы в виде крахмала
Г) не способна к самостоятельному активному передвижению
Д) гетеротрофный тип питания
Е) синтезирует органические вещества из углекислого газа и воды
Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:
А
Б
В
Г
Д
Е
Задание на сравнение растительной и грибной клетки — достаточно популярное, так что его полезно знать.
Итак, хитин. Хитиновый покров есть у членистоногих ракообразных, но есть ли он у растений? Клеточная стенка растения состоит из целлюлозы, уж слово «целлюлоза» встречается постоянно. Хитин входит в клеточную стенку грибов.
Хлоропласты. Про них все знают с начальной школы. Зеленый цвет дают именно они. Относится к растениям.
Углеводы в виде крахмала. Должен быть известен картофельный крахмал. Его добывают из клубней картофеля, они являются частью подземного побега или, грубо говоря, корня. Клубни — видоизмененное корневище. Относится к растениям.
Активное передвижение клетки, что-то странное, казалось бы. Не стоит забывать об одноклеточных водорослях, которые как раз-таки способны к активному передвижению, для чего у них есть различные жгутики и реснички.
Про фотосинтез как раз-таки и говорится в последнем пункте.
Первое, на что следует обратить внимание — наличие крупной центральной вакуоли — ее нет. Целлюлозной оболочки тоже. Перед нами животная клетка. Значит, второй вариант нам подходит, он характерен для растительной клетки. Животная клетка — эукариот, то есть имеет четко оформленное ядро, значит, 4 вариант — лишний.
Однозначно — хлоропласты, необходимые для фотосинтеза.
Далее по списку клеточная стенка, которая так же характерна только для растений, состоит она из целлюлозы.
Митохондрии, аппарат Гольджи, рибосомы — органоиды, необходимые для жизнедеятельности и растительной, и животной клетки.
А вот большая вакуоль с клеточным соком, в котором растворены ферменты для внутриклеточного пищеварения, есть только у растений. У животных для пищеварения в клетках есть лизосомы.
1.Что такое живая природа? Живой природой называется все то, что нас окружает и не сделано руками человека, обладающее признаками живого.
2. Чем живая природа отличается от неживой? Объекты неживой природы не обладают признаками живого, такими как рост, размножение, обмен веществ и др.
3.Перечислите основные признаки живого. Рост, размножение, обмен веществ, раздражимость.
4.Какие вещества относятся к органическим? Белки, жиры, углеводы.
5.Что общего в строении тел всех живых организмов? Все живые организмы состоят из клеток.
6.Как размножается клетка? Путем деления.
7.Сравните роль ядра и цитоплазмы в жизнедеятельности клетки. В ядре хранится наследственная информация о строении и функциях данной клетки и всего организма в целом. Цитоплазма содержит в себе все клеточные тельца и связывает внутреннее содержимое клетки, в ней происходят процессы жизнедеятельности.
8.Какие методы изучения живой природы вы знаете? Наблюдение, описание, эксперимент, сравнение, моделирование.
9.Что является основной частью микроскопа? Тубус, в котором заключены линзы.
10.Назовите главные части клетки. Ядро, цитоплазма, клеточная мембрана, тельца.
11.Почему клетку считают живой системой? Потому что все живые части клетки активно взаимодействуют друг с другом, участвуют во всех процессах, каждый выполняет свою функцию. От работы одной части клетки зависит работа остальных ее частей.
12.По каким признакам различают ткани у организмов? Ткани выполняют сходные функции, имеют сходное строение и происхождение.
Выполните задания
А. Задания на сравнение и объяснение.
1. Сравните строение растительных и животных тканей. У растений тканей больше, есть образовательная, покровная, проводящая, основная, механическая. У животных:эпителиальная, мышечная, нервная и соединительная. Основное отличите в том, что ткани растений и животных выполняют разные функции, поэтому строение различается. Ткани животных состоят из животных клеток, а растительные – из растительных. Растения и животные отличаются образом жизни, растения неподвижные и им нужна опора, например, поэтому и растений есть механическая ткань – «скелет». У животных такой ткани нет, но есть костная ткань – вид соединительной.
2. Объясните, почему клетку считают основной единицей строения живых организмов. Потому что все живые организмы состоят из клеток, а клетка – наименьшая единица организма, имеющая признаки живого: обмен веществ, рост, размножение и раздражимость.
3. Объясните, почему знания о живых организмах важны каждому человеку. Биология объясняет процессы, которые происходят в живых организмах, и помогает понять, как устроена жизнь на планете. Также биология необходима, для того чтобы изучать другие науки, которая с ней связаны.
Б. Выберите правильный ответ.
1. Клетку окружает и отделяет от внешней среды. А. клеточная мембрана
2. Гемоглобин- это В. белок крови
3. Наука о живой природе носит название В. биология
В. Составьте слово, которое содержит предложенные гласные буквы в указанном порядке. 1. Деление 2. Цитоплазма 3. Ядро
Г. Найдите лишнее слово среди предложенных. 1. лупа 2. ткань
Вы можете почитать про клеточную теорию, которую мы изучили на предыдущем занятии, сегодня мы рассмотрим строение клетки. Строение клетки — это продолжение биологии в рамках понятий клеточной теории.
В этом уроке мы поговорим об обязательной структуре всего живого – клетке. Клетка — структурно-функциональная элементарная единица строения и жизнедеятельности всех организмов (кроме вирусов, о которых нередко говорят, как о неклеточных формах жизни), обладающая собственным обменом веществ, способная к самостоятельному существованию, самовоспроизведению (животные, растения и грибы), либо является одноклеточным организмом (многие простейшие и бактерии). Раздел биологии, занимающийся изучением строения и жизнедеятельности клеток, получил название цитологии. В последнее время принято также говорить о биологии клетки, или клеточной биологии.
Строение клеток
Все клеточные формы жизни на Земле можно разделить на два надцарства на основании строения составляющих их клеток:
Несмотря на многообразие форм, организация клеток всех живых организмов подчинена единым структурным принципам.
Содержимое клетки отделено от окружающей среды плазматической мембраной, или плазмалеммой. Внутри клетка заполнена цитоплазмой, в которой расположены различные органоиды и клеточные включения, а также генетический материал в виде молекулы ДНК. Каждый из органоидов клетки выполняет свою особую функцию, а в совокупности все они определяют жизнедеятельность клетки в целом.
Прокариоты (от лат. Pro — перед, до и греч. Κάρῠον — ядро, орех) — организмы, не обладающие, в отличие от эукариот, оформленным клеточным ядром и другими внутренними мембранными органоидами (за исключением плоских цистерн у фотосинтезирующих видов, например, у цианобактерий). Единственная крупная кольцевая (у некоторых видов — линейная) двухцепочечная молекула ДНК, в которой содержится основная часть генетического материала клетки (так называемый нуклеоид) не образует комплекса с белками-гистонами (так называемого хроматина). К прокариотам относятся бактерии, в том числе цианобактерии (сине-зелёные водоросли), и археи. Потомками прокариотических клеток являются органеллы эукариотических клеток — митохондрии и пластиды. Основное содержимое клетки, заполняющее весь её объём, — вязкая зернистая цитоплазма.
Эукариоты (эвкариоты) (от греч. Ευ — хорошо, полностью и κάρῠον — ядро, орех) — организмы, обладающие, в отличие от прокариот, оформленным клеточным ядром, отграниченным от цитоплазмы ядерной оболочкой. Генетический материал заключён в нескольких линейных двухцепочных молекулах ДНК (в зависимости от вида организмов их число на ядро может колебаться от двух до нескольких сотен), прикреплённых изнутри к мембране клеточного ядра и образующих у подавляющего большинства комплекс с белками-гистонами, называемый хроматином. В клетках эукариот имеется система внутренних мембран, образующих, помимо ядра, ряд других органоидов (эндоплазматическая сеть, аппарат Гольджи и др.). Кроме того, у подавляющего большинства имеются постоянные внутриклеточные симбионты-прокариоты — митохондрии, а у водорослей и растений — также и пластиды.
Строение прокариотической клетки
Рисунок 1. Прокариотическая клетка бактерий
Клетки двух основных групп прокариот — бактерий и архей — похожи по структуре: характерными их признаками являются отсутствие ядра и мембранных органелл.
Основные компоненты прокариотической клетки
Основными компонентами прокариотической клетки являются:
Сравнительная характеристика клеток эукариот и прокариот
Вы можете увидеть сравнение по признакам прокариот и эукариот в таблице.
Признак
Прокариоты
Эукариоты
Размеры клеток
Средний диаметр 0,5 —10 мкм
Средний диаметр 10 — 100 мкм
Организация генетического материала
Форма, количество и расположение молекул ДНК
Обычно имеется одна кольцевая молекула ДНК, размещенная в цитоплазме
Обычно есть несколько линейных молекул ДНК — хромосом, локализованных в ядре. В интерфазном ядре (вне деления) хромосомы представляют собой хроматин: ДНК компактизируется в комплексе с белками
Деление
Тип деления
Простое бинарное деление. Веретено деления не образуется
Мейоз или митоз
Органеллы
Наличие мембранных органелл
Окруженные мембранами органеллы отсутствуют, иногда плазмалемма образует выпячивание внутрь клетки
Имеется большое количество одномембранных и двумембранных органелл
Строение эукариотической клетки
Строение эукариотической клетки смотрите на рисунке.
Рисунок 2. Строение эукариотической клетки
Поверхностный комплекс клетки
Плазматическая мембрана называется также плазмалеммой, наружной клеточной мембраной. Это биологическая мембрана, толщиной около 10 нанометров. Обеспечивает в первую очередь разграничительную функцию по отношению к внешней для клетки среде. Кроме этого она выполняет транспортную функцию.
Поверхностый аппарат животных клеток дополнительно включает гликокаликс. Гликокаликс представляет собой «заякоренные» в плазмалемме молекулы углеводов. Гликокаликс выполняет рецепторную и маркерную функции.
У большинства грибов и растений есть клеточная стенка — жёсткая оболочка клетки, расположенная снаружи от цитоплазматической мембраны и выполняющая структурные, защитные и транспортные функции.
Рисунок 3. Клеточная мембрана.
Мембрана клетки
Цитоплазма
Жидкую составляющую цитоплазмы также называют цитозолем. Под световым микроскопом казалось, что клетка заполнена чем-то вроде жидкой плазмы или золя, в котором «плавают» ядро и другие органоиды. На самом деле это не так. Внутреннее пространство эукариотической клетки строго упорядочено.
Передвижение органоидов координируется при помощи специализированных транспортных систем, так называемых микротрубочек, служащих внутриклеточными «дорогами», и специальных белков динеинов и кинезинов, играющих роль «двигателей». Отдельные белковые молекулы также не диффундируют свободно по всему внутриклеточному пространству, а направляются в необходимые компартменты при помощи специальных сигналов на их поверхности, узнаваемых транспортными системами клетки.
Эндоплазматический ретикулум
В эукариотической клетке существует система переходящих друг в друга мембранных отсеков (трубок и цистерн), которая называется эндоплазматическим ретикулумом (или эндоплазматическая сеть, ЭПР или ЭПС). Ту часть ЭПР, к мембранам которого прикреплены рибосомы, относят к шероховатому (гранулярному, грубому) эндоплазматическому ретикулуму, на его мембранах происходит синтез белков. Те компартменты, на стенках которых нет рибосом, относят к гладкому ЭПР, принимающему участие в синтезе липидов. Внутренние пространства гладкого и гранулярного ЭПР не изолированы, а переходят друг в друга и сообщаются с просветом ядерной оболочки.
Рисунок 4. Эндоплазмический ретикулум
Гранулярный ЭПР
Гладкий ЭПР
Функции ЭПР
Гладкий ЭПР
Гранулированный ЭПР
Аппарат Гольджи
Аппарат Гольджи представляет собой стопку плоских мембранных цистерн, несколько расширенных ближе к краям. В цистернах аппарата Гольджи созревают некоторые белки, синтезированные на мембранах гранулярного ЭПР и предназначенные для секреции или образования лизосом. То есть это органоид, который упаковывает синтезированные в клетке вещества и побочные продукты для дальнейшей секреции или расщепления.
Рисунок 5. Аппарат Гольджи
Функции аппарата Гольджи
Пузырьки
Небольшие мембранно-замкнутые мешковидные пузырьки образуются в большом количестве во множестве типов, как сами по себе, так и в почках. Есть много типов, но два основных: лизосомы и пероксисомы.
Лизосомы
Лизосомы разрушают изношенные части клеток или молекулы, чтобы их можно было использовать для создания новых клеточных структур. Некоторые типы клеток могут поглощать другие клетки путем фагоцитоза; это формирует пищевую вакуоль. Лизосома сливается с пищей вакуолизирует и переваривает молекулы. Лизосомы также используют ферменты для рециркуляции собственных органелл и макромолекул клетки, процесс, называемый аутофагией.
Пероксисомы
У растений и животных пузырьки, называемые пероксисомами, образуют и делятся сами по себе, поэтому они не являются частью эндомембранной системы.
Пероксисомы содержат ферменты, которые переваривают жирные кислоты и аминокислоты. Они также расщепляют перекись водорода, токсичный побочный продукт метаболизма жирных кислот.
Ферменты пероксисом превращают перекись водорода в воду и кислород или используют ее в реакциях, которые расщепляют алкоголь и другие токсины.
Клеточное ядро содержит молекулы ДНК, на которых записана генетическая информация организма. В ядре происходит репликация — удвоение молекул ДНК, а также транскрипция — синтез молекул РНК на матрице ДНК. В ядре же синтезированные молекулы РНК претерпевают некоторые модификации (например, в процессе сплайсинга из молекул матричной РНК исключаются незначащие, бессмысленные участки), после чего они выходят в цитоплазму.
Сборка рибосом также происходит в ядре, в специальных образованиях, называемых ядрышками. Оболочка ядра двумембранная, сливается с шероховатым ЭПР. В некоторых местах внутренняя и внешняя мембраны ядерной оболочки сливаются и образуют так называемые ядерные поры, через которые происходит материальный обмен между ядром и цитоплазмой.
Рисунок 6. Ядро клетки.
Вакуоль
Вакуоль — одномембранный органоид, содержащийся в некоторых эукариотических клетках и выполняющий различные функции (секреция, экскреция и хранение запасных веществ, аутофагия, автолиз и др.). Вакуоли развиваются из мембранных пузырьков — провакуолей. Провакуоли являются производными эндоплазматического ретикулума и комплекса Гольджи, они сливаются и образуют вакуоли.
Вакуоли и их содержимое рассматриваются как обособленный от цитоплазмы компартмент. Различают пищеварительные и сократительные (пульсирующие) вакуоли, регулирующие осмотическое давление и служащие для выведения из организма продуктов распада. Вакуоли особенно хорошо заметны в клетках растений: во многих зрелых клетках растений они составляют более половины объёма клетки, при этом они могут сливаться в одну гигантскую вакуоль. Одна из важных функций растительных вакуолей — накопление ионов и поддержание тургора (тургорного давления). Вакуоль — это место запаса воды.
Мембрана, в которую заключена вакуоль, называется тонопласт, а содержимое вакуоли — клеточный сок. Клеточный сок состоит из воды и растворенных в ней веществ.
Цитоскелет
К элементам цитоскелета относят белковые фибриллярные структуры, расположенные в цитоплазме клетки: микротрубочки, актиновые и промежуточные филаменты. Микротрубочки принимают участие в транспорте органелл, входят в состав жгутиков, из микротрубочек строится митотическое веретено деления. Актиновые филаменты необходимы для поддержания формы клетки, псевдоподиальных реакций. Роль промежуточных филаментов, по-видимому, также заключается в поддержании структуры клетки. Белки цитоскелета составляют несколько десятков процентов от массы клеточного белка.
Центриоли
Центриоли представляют собой цилиндрические белковые структуры, расположенные вблизи ядра клеток животных (у растений центриолей нет, за исключением низших водорослей). Центриоль представляет собой цилиндр, боковая поверхность которого образована микротрубочками.
Вокруг центриолей находится так называемый центр организации цитоскелета, район в котором группируются минус концы микротрубочек клетки.
Рисунок 8. Центриоли.
Перед делением клетка содержит две центриоли, расположенные под прямым углом друг к другу. В ходе митоза они расходятся к разным концам клетки, формируя полюса веретена деления. После цитокинеза каждая дочерняя клетка получает по одной центриоли, которая удваивается к следующему делению. Удвоение центриолей происходит не делением, а путём синтеза новой структуры, перпендикулярной существующей.
Митохондрии
Митохондрии — особые органеллы клетки, основной функцией которых является синтез АТФ — универсального носителя энергии. Дыхание (поглощение кислорода и выделение углекислого газа) происходит также за счёт энзиматических систем митохондрий.
Внутренний просвет митохондрий, называемый матриксом, отграничен от цитоплазмы двумя мембранами, наружной и внутренней, между которыми располагается межмембранное пространство. Внутренняя мембрана митохондрии образует складки, так называемые кристы. В матриксе содержатся различные ферменты, принимающие участие в дыхании и синтезе АТФ. Центральное значение для синтеза АТФ имеет водородный потенциал внутренней мембраны митохондрии.
Рисунок 9. Митохондрии.
Митохондрии имеют свой собственный ДНК-геном и прокариотические рибосомы, что, безусловно, указывает на симбиотическое происхождение этих органелл. В ДНК митохондрий закодированы совсем не все митохондриальные белки, большая часть генов митохондриальных белков находятся в ядерном геноме, а соответствующие им продукты синтезируются в цитоплазме, а затем транспортируются в митохондрии. Геномы митохондрий отличаются по размерам: например геном человеческих митохондрий содержит всего 13 генов.
Пластиды
Пластиды (от др.-греч. Πλαστόс — вылепленный) — полуавтономные органеллы высших растений, водорослей и некоторых фотосинтезирующих простейших. Пластиды имеют от двух до четырёх мембран, собственный геном и белоксинтезирующий аппарат.
Согласно симбиогенетической теории пластиды, как и митохондрии, произошли в результате «захвата» древней цианобактерии предшественником эукариотической «хозяйской» клетки. При этом внешняя мембрана пластид соответствует плазматической мембране хозяйской клетки, межмембранное пространство — внешней среде, внутренняя мембрана пластид — мембране цианобактерии, а строма пластид — цитоплазме цианобактерии. Наличие трёх (эвгленовые и динофлагелляты) или четырёх (золотистые, бурые, жёлто-зелёные, диатомовые водоросли) мембран считается результатом двух- и трёхкратного эндосимбиоза соответственно.
Хлоропласты (от греч. Χλωρός — «зелёный») — зелёные пластиды, которые встречаются в клетках фотосинтезирующих эукариот. С их помощью происходит фотосинтез. Хлоропласты содержат хлорофилл.
Рисунок 10. Хлоропласты.
Межклеточные контакты
У высших животных и растений клетки объединены в ткани и органы, в составе которых они взаимодействуют между собой, в частности, благодаря прямым физическим контактам. В растительных тканях отдельные клетки соединяются между собой с помощью плазмодесм, а животные образуют различные типы клеточных контактов, в основном десмосомы.
Плазмодесмы растений — это тонкие цитоплазматические каналы, которые проходят через клеточные стенки соседних клеток, соединяя их между собой. Полость плазмодесм устлана плазмалеммой. Совокупность всех клеток, объединенных плазмодесмами, называется симпластом, между ними возможен регулируемый транспорт веществ.
Осмотическое давление в клетке
Осмотическое давление — избыточное гидростатическое давление на раствор, отделённый от чистого растворителя полупроницаемой мембраной, при котором прекращается диффузия растворителя через мембрану (осмос). Это давление стремится уравнять концентрации обоих растворов вследствие встречной диффузии молекул растворённого вещества и растворителя.
Мера градиента осмотического давления, то есть различия водного потенциала двух растворов, разделённых полупроницаемой мембраной, называется тоничностью. Раствор, имеющий более высокое осмотическое давление по сравнению с другим раствором, называется гипертоническим, имеющий более низкое — гипотоническим.
Тургор тканей — напряжённое состояние оболочек живых клеток. Тургорное давление — внутреннее давление, которое развивается в растительной клетке, когда в неё в результате осмоса входит вода и цитоплазма прижимается к клеточной стенке; это давление препятствует дальнейшему проникновению воды в клетку.
Тургор обуславливается тремя факторами: внутренним осмотическим давлением клетки, которое вызывает напряжение клеточной оболочки, внешним осмотическим давлением, а также упругостью клеточной оболочки.
Рисунок 11. Взаимодействие эритроцитов и растительной клетки с растворами.
Дифференцировка клеток многоклеточного организма
Многоклеточные организмы состоят из клеток, которые в той или иной степени отличаются по строению и функциям, например, у взрослого человека около 230 различных типов клеток. Все они являются потомками одной клетки — зиготы (в случае полового размножения) — и приобретают различия в результате процесса дифференцировки.
Дифференцировка в подавляющем большинстве случаев не сопровождается изменением наследственной информации клетки, а обеспечивается лишь путем регуляции активности генов, специфический характер экспрессии генов наследуется во время деления материнской клетки обычно благодаря эпигенетическим механизмам. Однако есть исключения: например, при образовании клеток специфической иммунной системы позвоночных происходит перестройка некоторых генов, эритроциты млекопитающих полностью теряют всю наследственную информацию, а половые клетки — её половину.
Различия между клетками на первых этапах эмбрионального развития появляются, во-первых, вследствие неоднородности цитоплазмы оплодотворенной яйцеклетки, из-за чего во время процесса дробления образуются клетки, различающиеся по содержанию определенных белков и РНК; во-вторых, важную роль играет микроокружение клетки — её контакты с другими клетками и средой.
Возникновение клеток
Доподлинно неизвестно, когда на Земле появилась первая клетка и каким путем она возникла. Наиболее ранние вероятные ископаемые остатки клеток, приблизительный возраст которых оценен в 3,49 млрд лет, найдены на востоке Пилбары (Австралия), хотя биогенность их происхождения была поставлена под сомнение. О существовании жизни в раннем архее свидетельствуют также строматолиты того же периода.
Возникновению первых клеток должно было предшествовать накопление органических веществ в среде и появление определенной формы пребиотического метаболизма. Протоклетки содержали как минимум два обязательных элемента: наследственную информацию в виде молекул, способных к саморепликации, и определенного рода оболочки, которая ограждала внутреннее содержимое первых клеток от окружающей среды.
Наиболее вероятным кандидатом на роль саморепликативных молекул является РНК, поскольку она может одновременно выступать и носителем наследственной информации, и катализатором; кроме того, РНК, в отличие от ДНК, самодостаточна для осуществления биосинтеза белков.
Подробнее о клетке вы можете узнать из видео:
Без клетки нет жизни, клетка — это наша жизнь. Поэтому если узнавать больше о клетке, то можно объяснить, например, действие многих компонентов на нашу жизнь и самочувствие. Изучайте строение клетки и особенно важно изучать клетку будущим врачам.
