§ 03. Клетка, её строение и функции

1. Почему клетку считают элементарной структурной единицей живого?

Все организмы, как одноклеточные, так и многоклеточные, состоят из клеток. В каждой клетке имеется набор органоидов, которые позволяют поддерживать ее существование, она обладает способностью к делению и передаче наследственной информации дочерним клеткам. Если разрушается клетка, то ее внутреннее содержимое погибает и жизнь клетки прекращается. Поэтому она является минимальной структурной единицей живого.

2. Каково строение животной клетки?

Животная клетка покрыта плазматической мембраной, под которой находится цитоплазма, содержащая органоиды, и ядро. В отличие от клеток организмов других царств (растений, грибов, бактерий), животная клетка не имеет клеточной стенки. Цитоплазма представляет собой полужидкое вещество — гиалоплазму, в которую погружены органоиды, выполняющие разные жизненно важные функции. Органоидами . животной клетки являются митохондрии, эндоплазматическая сеть, аппарат Гольджи, лизосомы, рибосомы, клеточный центр. Эти органоиды имеются у любой животной клетки, поэтому их называют органоидами общего назначения. У некоторых высоко специализированных клеток имеются органоиды специального назначения: жгутики, реснички.
Обязательной частью любой животной клетки является ядро. Оно контролирует все функции клетки, включая размножение (деление).

3. Что такое «избирательная проницаемость» мембраны?

Плазматическая мембрана клетки обладает способностью осуществлять через нее транспорт молекул и ионов с различной скоростью: чем больший размер молекул, тем меньшая скорость прохождения их через мембрану. Благодаря свойству избирательной проницаемости мембраны химический состав клетки отличается от такового внеклеточной среды и концентрации неорганических и органических веществ поддерживаются постоянными.

4. Может ли клетка существовать без митохондрий, лизосом и других органоидов?

Каждый органоид клетки выполняет только ему свойственную жизненно важную функцию. Так, в митохондриях («силовых станциях» клетки) происходит синтез аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ) — универсального хранителя и переносчика энергии, необходимого для осуществления практически всех процессов жизнедеятельности клетки. Лизосомы — мембранные пузырьки, заполненные разнообразными ферментами, способными расщепить все сложные органические вещества — как поступившие в клетку чужеродные вещества, так и собственные, ненужные, отработанные структуры клетки. Лизосомы могут также при необходимости полностью переварить клетку. Таким образом, на примере анализа функций рассмотренных двух органоидов клетки вы убедились в жизненной необходимости каждого из них и невозможности замены их друг другом.

5. Какие основные функции клеток вы знаете?

Каждой клетке свойствен обмен веществ, т. е. расщепление поступивших в клетку сложных органических веществ до простых, а также синтез из более простых соединений сложных органических веществ, свойственных данному виду клеток. Осуществление обмена веществ — основа жизни клетки. Все клетки также характеризуются раздражимостью — способностью реагировать на действие определенных раздражителей: света, температуры, механических и химических воздействий. Большинство видов клеток обладают способностью к делению, благодаря которому осуществляется рост тканей и восстановление числа клеток (регенерация). Некоторым клеткам свойственна возбудимость, выражающаяся в специфической ответной реакции на действие раздражителя. Например, воздействие нервного импульса на мышечную клетку приводит к ее сокращению, на железистую — к выделению свойственного ей секрета (слюны, желудочного или кишечного сока, желчи). Два вида клеток — нервные и клетки мышечной ткани сердца — обладают свойством проводимости возбуждения в виде биоэлектрического импульса.

6. Как можно объяснить положение: «Клетка — открытая система»?

Всем клеткам организма человека необходим кислород, органические и минеральные вещества, вода, тепло, которые они получают из внешней среды или от других клеток. Кроме того, в результате жизни самих клеток в них образуются ненужные, нередко вредные продукты жизнедеятельности, которые нужно выводить наружу. Поэтому клетка должна обмениваться веществами с другими клетками организ-ма и внешней средой, т. е. она должна быть открытой системой.

7. Чем характеризуется возбудимость?

Возбудимость — свойство некоторых видов клеток отвечать на действие раздражителя изменением электрического заряда плазматической мембраны и ее ионной проницаемости. Это вызывает ответную реакцию возбудимой клетки в виде сокращения (мышечные клетки), выделения секрета (слюны, желудочного, кишечного сока, желчи) или образования нервного импульса (нервные клетки).

8. Какие структурные элементы ядра являются носителями наследственных признаков?

Носителями наследственных признаков и свойств человека являются расположенные в ядре 23 пары хромосом. В состав хромосом входит дезоксирибо-нуклеиновая кислота (ДНК). В ней закодирована наследственная информация о строении и свойствах человеческого организма. Каждый признак закодирован на определенном участке молекулы ДНК, называемом геном. Каждый ген несет информацию о структуре одного белка, отвечающего за формирование признака.

9. Какие способы деления клеток вам известны?

Все новые клетки образуются путем деления уже существующих. Известны три способа деления клеток: митоз (непрямое деление), амитоз (прямое деление) и мейоз.
Митоз — основной способ деления клеток тела, при котором из одной клетки образуется две дочерние с тем же количеством хромосом, что и у материнской. Деление клетки митозом сопровождается прохождением четырех стадий (фаз). Период жизни клетки между двумя последовательными делениями, называется интерфазой.
При прямом делении клетки (амитозе) образуется перетяжка, которая делит на две части ядро, а затем и саму клетку.
Мейоз — особый способ деления, в результате которого образуются дочерние клетки с половинным набором хромосом (23 хромосомы у человека). Таким способом образуются только половые клетки (сперматозоиды, яйцеклетки).

10. Некоторые клетки (эритроциты, тромбоциты) утратили ядро. Какая их функция при этом стала невыполнимой?

Невыполнимой стала функция деления и передачи наследственной информации.

11. Назовите клетки организма, которые образуются в результате мейоза, и объясните биологическое значение этого способа деления.

В результате мейоза образуются половые клетки (сперматозоиды и яйцеклетки) с половинным набором хромосом, у человека равным 23. Биологическое значение мейоза заключается в том, что при слиянии женской и мужской половых клеток (оплодотворении) диплоидный (двойной) набор хромосом у оплодотворенной яйцеклетки (зиготы) восстанавливается и становится равным 46. Последующее деление зиготы происходит путем митоза, поэтому каждая клетка тела человека сохраняет диплоидный набор хромосом. Если бы при образовании половых клеток не происходило уменьшения числа хромосом вдвое, то при каждом последующем оплодотворении число хромосом возрастало бы вдвое.