Раздел 3. КЛЕТОЧНАЯ БИОЛОГИЯ. ВОДА И ОРГАНИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА

§11. Клетка как основная частица строения организма

Понятие «клетка». Мелкие организмы — прокариоты и протисты — состоят только из одной клетки, а все многоклеточные организмы — из множества клеток. Понятие клетка — центральное в биологии, ведь все живые организмы состоят из клеток.

Учеными точно установлено, что сама жизнь вне клеток невоз­можна, т. е. процессы роста, размножения, питания, обмена вещества­ми и энергией с окружающей средой происходят только внутри живой клетки.

Строение клеток. Все клетки растений, грибов и животных со­стоят из трех обязательных частей: оболочки, цитоплазмы и ядра.

У некоторых многоклеточных организмов образуются безъядерные клетки,  но они никогда не размножаются и, выполнив свою функцию, погибают.

Оболочка — часть клетки, которая отделяет ее от окружающей сре­ды. Она защищает и позволяет необходимым веществам проникать в клетку и из клетки.

Цитоплазма — вязкая жидкость, заполняющая клетку, ее внут­ренняя среда. В цитоплазме плавают ядро, другие мельчайшие части­цы и структуры клетки.

Ядро — важнейшая часть клетки, без которой невозможно размно­жение.

Понятие ткани. Первыми на нашей планете зародились самые про­стые одноклеточные организмы — бактерии (прокариоты). Постепен­но в ходе длительного времени из наиболее высокоразвитых прокари­от образовались простейшие одноклеточные эукариоты — протисты. Они дали начало многоклеточным организмам: растениям, животным и грибам.

В ходе эволюции однотипные клетки многоклеточных организмов образовали ткани. Ткань — это исторически сложившаяся совокуп­ность клеток и межклеточного вещества, сходных по строению, проис­хождению и выполняемым функциям. Все клетки в ткани однотипны, способны к одинаковым процессам жизнедеятельности (рис. 41).

Это позволяет им осуществлять единые функции и одинаково реагировать на воздействие.

От клетки к органу. В организме животных есть отдельные органы: сердце, печень, мозг, кишечник, желудок и др. Органами растений являются стебли, корни, листья, цветки, плоды и семена. Орган — это часть организма, имеющая постоянное местоположение, строение и выполняющая определенную функцию. Органы растений и животных состоят из тканей (рис. 42).

По выполняемым функциям органы объединяются в системы ор­ганов. Так, головной мозг вместе со спинным и расположенными по всему телу нервами объединяются в нервную систему. Ротовая ио- лость с зубами, слюнные железы, пищевод, желудок, кишечник и пе­чень входят в состав пищеварительной системы.

Благодаря такой организации живые организмы существуют как целостные системы. Например, когда человек делает шаг, у него вклю­чаются в работу нервы, мышцы, кости, кровь и сосуды, обеспечиваю­щие их кислородом и т. д.

Общая схема организации любого организма выглядит так:

Клетка → ткань → орган → система органов → целостный орга низм (многоклеточный).

Знание и понимание:

1. Дайте определение понятиям: «клетка», «ткань», «орган», «прокари­оты», «эукариоты».
2. Назовите части клетки.

Применение:

1. Выстройте понятия в схему от большего к меньшему: ядро, ткань, клетка, система органов, организм, орган.
2. Охарактеризуйте части клетки.
3. Докажите, что протисты являются эукариотами.

Анализ:

1. Проанализируйте и докажите на примере, что органы объединяются в системы для выполнения единых функций.
2. Проанализируйте и докажите, что без тесной взаимосвязи и сопод­чинения частиц и частей развитые организмы не смогли бы сущест­вовать.

Синтез:

Используя дополнительный материал, заполните таблицу:

Оценка:

1. Опишите процесс исторического развития организмов, начиная от од- иоклеточных.
2. Как вы думаете, почему живой организм функционирует как одна целостная система?

§12. Строение растительных и животных клеток

Строение и функции органоидов. Органоид — это часть клетки, имеющая постоянное строение и выполняющая определенную функ­цию.

Оболочки клеток растений и животных сильно отличаются по строению. У животных она тонкая, состоит из сложных жиров и белков.

называется наружной мембраной клетки. Она не позволяет цитоплаз­ме вылиться и смешаться с окружающей средой. Оболочка выполняет функции защиты и поступления веществ. Кроме того, она позволя­ет клеткам животных менять свою форму. Есть одноклеточные орга­низмы, например амебы, форма тела которых часто меняется. Клетки мышц многоклеточных животных способны сокращаться — укорачи­ваться.

У клеток растений кроме тонкой мембраны (такой же, как у жи­вотных) есть еще твердая клеточная стенка. Она находится снаружи от мембраны и покрывает клетку, делая ее поверхность твердой. Кле­точная стенка состоит из прочного вещества — клетчатки, или целлю лозы.

У многоклеточных организмов между клетками возникают контакты. Так. мембраны соседних клеток могут иметь поры, через которые цитоплаз­ма клеток соединяется. Это нужно главным образом для того, чтобы веще­ства могли передаваться из одной клетки в другую.

Вакуоль — это полость в цитоплазме, заполненная клеточным со­ком (рис. 43). В нем больше воды и растворимых веществ, чем в ци­топлазме. Чтобы не смешиваться с цитоплазмой, вакуоль отделяется от нее мембраной, похожей на наружную мембрану. Она играет роль резервуара для хранения и перераспределения воды. Кроме того, она выполняет роль «кладовки» или «мусорного ведра». В разные перио­ды жизни в разных частях растений вакуоли могут накапливать либо полезные, питательные, либо вредные вещества. Так, например, в пло­дах апельсинов и мандаринов вкусный сок содержат именно вакуоли. А в пожелтевших, покрасневших осенних листьях деревьев сок ваку­олей содержит много вредных веществ. Растения освобождаются от них, сбрасывая листву.

Пластиды — органоиды, придающие клеткам растений цвет. Они бывают трех типов. Желтые, красные или оранжевые — хромопласты, белые — лейкопласты и зеленые — хлоропласты (рис. 44).

Хромопласты, так же как вакуоли, накапливают или вредные, или полезные вещества. Плоды абрикосов, тыквы, томатов, корнепло­ды свеклы, моркови содержат хромопласты, богатые питательными веществами. А хромопласты осенних листьев содержат вредные ве­щества. В отличие от вакуолей пластиды не участвуют в перераспре­делении воды. Они делают яркими лепестки цветков, что привлекает насекомых.

Лейкопласты накапливают запасное питательное вещество расте­ний — крахмал. Их много в клубнях картофеля, семенах пшеницы, подсолнечника и других белых органах растений.

Хлоропласты содержат зеленый пигмент растений хлорофилл. В них происходит важнейший процесс в жизни растений — фотосин тез. Растения улавливают энергию солнечного света и создают веще­ства, из которых строятся их тела. Вез зеленых хлоропластов, содержа­щих хлорофилл, процесс фотосинтеза был бы невозможен.

Сходство и отличия клеток растений и животных. Клетки расте­ний и животных имеют как черты сходства, так и принципиальные отличия (см. рис. 43 и 45).

Сходство клеток растений и животных заключается в следую­щем:

1. все живые организмы состоят из клеток;
2. клетки и растений, и животных состоят из трех частей: оболоч­ки, цитоплазмы и ядра;
3. мельчайшие структуры внутри клеток называются органоидами;
4. они имеют определенное строение и выполняют разнообразные функции.

Отличия клеток растений и животных:

1. у клеток растений, кроме мембраны, снаружи клетки находится твердая клеточная стенка;
2. в клетках растений есть настоящие вакуоли (одна или несколь­ко);
3. клетки растений содержат пластиды, важнейшие из которых — хлоропласты. Они зеленого цвета, и в них происходит процесс фото­синтеза.

Знание и понимание:

1. Дайте определение термину «органоид».
2. Расскажите о строении и функциях пластид.

Применение:

1. Чем отличается строение оболочки клеток растений и животных?
2. Какие свойства клеток растений и животных обусловлены разницей в строении их клеточных стенок?

Анализ:

1. Проанализируйте роль и функции вакуоли у растений, используя текст учебника.
2. Проанализировав функции пластид, составьте опорную схему, отра­жающую зависимость их роли и названия от цвета.

Синтез:

1. Составьте таблицу «Сравнение растительной и животной клеток».
2. Опираясь на таблицу, напишите эссе о значении сходства и различий растительных и животных клеток.
3. Изобразите в виде схемы появление и переход энергии, используемой всеми живыми организмами на Земле.

Дискуссии:

1. Подумайте и обсудите, смогло бы существовать царство растений без хлоро пластов.
2. Используя собственные наблюдения, докажите, что многолетние рас­тения избавляются от вредных веществ.