Клітинна будова організма

Зовнішня і внутрішнє середовище організму. Зовнішнім середовищем називають ту, в якій знаходиться організм. Людина живе в газоподібному середовищі, але тимчасово може перебувати у воді, наприклад під час купання.
Внутрішнім середовищем організму називають те середовище, яке знаходиться всередині організму: вона відокремлена від зовнішнього середовища оболонками тіла (шкіра, слизові). У ній знаходяться всі клітини тіла. Вона рідка, має певний сольовий склад і постійну температуру. Зауважимо, що вміст травного каналу, сечовивідних і дихальних шляхів до внутрішнього середовища не відноситься. Лише зовнішній ороговілий шар шкіри, що складається з відмерлих клітин, і деякі слизові оболонки межують із зовнішнім середовищем. Вони захищають більш глубоколежащие клітини від дії зовнішніх умов. Через внутрішнє середовище клітини людського тіла забезпечуються всім необхідним, і через неї видаляються речовини, що утворюються в процесі їх життєдіяльності.

Будова клітини. За формою, будовою і функціями клітини надзвичайно різноманітні, але за структурою вони подібні. Кожна клітина відособлена від інших клітинної мембраною. Переважна кількість клітин мають цитоплазму і ядро ​​(рис. 12).
Будова і функції ядра. Ядро відокремлене від цитоплазми ядерною оболонкою. У ньому можна виявити ядерце – місце складання рибосом, найважливіших органоїдів клітини.
У ядрі перебувають хромосоми, основа яких – молекули ДНК. У цих молекулах закодована вся спадкова інформація організму.
Ділянки молекул ДНК, відповідальні за синтез певного білка, називають генами. У кожній хромосомі налічують сотні і тисячі генів. Під мікроскопом хромосоми можна спостерігати тільки в період поділу клітин: в інші періоди вони не видно. Контролюючи утворення білків, гени управляють всім ланцюжком складних біохімічних реакцій в організмі і тим самим визначають його ознаки. У звичайних клітинах людини міститься по 46 хромосом, в статевих клітинах (яйцеклітинах і сперматозоїдах) по 23 хромосоми (половинний набір).
Зовнішня мембрана та органели клітини. Зовнішня клітинна мембрана легко проникна для одних речовин і непроникна для інших. Така виборча проникність клітинної мембрани носить назву напівпроникності. Через клітинну мембрану клітина отримує воду, поживні речовини, кисень, іони, через неї видаляються продукти клітинного обміну. Клітинна мембрана забезпечує також взаємодію клітини з навколишнім середовищем і з іншими клітинами. Постійні клітинні структури, кожна з яких виконує свої особливі функції, називають органоїдами або органеллами. У клітці вони грають ту ж роль, що і органи в організмі.

Простір усередині клітини теж розділено мембранами. Вони утворюють ендоплазматичну мережа – мережа канальців, ємностей, порожнин (рис. 13). Ендоплазматична мережа – це своєрідна транспортна система, за якою речовини, синтезовані кліткою, переміщаються всередині клітини. Завдяки їй підтримується двосторонній зв’язок між ядром і цитоплазмою, а також між різними органоїдами клітини.
На мембранах ендоплазматичної мережі розташовуються рибосоми, що забезпечують біосинтез білків, специфічних для даної клітини. Склад і будова цих білків визначені генами. В якості посередника, що передає інформацію про структуру білка від гена до рибосоми, виступає спеціальна молекула – інформаційна РНК.
Мітохондрії беруть участь у біологічному окисленні речовин, за рахунок якого звільняється і накопичується енергія, необхідна для життєдіяльності клітин. Ці двухмембранной освіти, ледь видимі в оптичний мікроскоп, називають енергетичними станціями клітини (рис. 14).
Завдяки біологічному окисленню складні органічні речовини розпадаються, і виділяється при цьому енергія використовується клітинами для м’язового скорочення, вироблення тепла, синтезу речовин, необхідних для формування структур клітини.
Поруч з ядром у клітці розташований апарат Гольджі, який являє собою стопку плоских цистерн. Синтезовані в клітці речовини надходять в апарат Гольджі, де зазнають подальші біохімічні перетворення, упаковуються в мембранні пухирці і переносяться в ті місця клітки, де вони необхідні, або транспортуються до клітинної мембрани і виходять за межі клітини. Крім цього, апарат Гольджі формує лізосоми.

Лізосоми – це дрібні мембранні пухирці, які містять біологічно активні речовини – ферменти, необхідні для переварювання поживних речовин. Складні молекули, що надійшли в клітку, розщеплюються в лізосомах до більш простих. Крім того, лізосоми можуть руйнувати структури самої клітини при їх старінні або в ході ембріонального розвитку, коли відбувається заміна тканин.
Обов’язковою органоїдом тваринної клітини, а отже, і клітини людського тіла є клітинний центр, що складається з двох центріолей. Ці маленькі тільця циліндричної форми розташовані недалеко від ядра під прямим кутом один до одного. Клітинний центр відіграє важливу роль у клітинному розподілі: від центріолей починається ріст веретена поділу.
Зв’язок між обсягом і поверхнею клітини. Розмір клітин обмежений, оскільки зі збільшенням обсягу і маси клітини відносна її поверхню зменшується, і клітина вже не може отримати потрібної кількості поживних речовин і виділити повністю продукти розпаду. Тому, досягнувши певного розміру, вона перестає збільшуватися в об’ємі.
Поділ клітини – складний процес (рис. 15). При підготовці до поділу кожна молекула ДНК подвоюється. В результаті в хромосомі виявляється поруч пара однакових молекул ДНК, які потім стануть самостійними хромосомами дочірніх клітин.
Перед розподілом ядро ​​розбухає і збільшується в розмірах. Хромосоми скручуються в спіраль і стають помітними в оптичний мікроскоп. Ядерна оболонка зникає. Центріолі клітинного центру подвоюються, розходяться до протилежних полюсів клітини, і між ними формуються нитки веретена поділу.
У наступній фазі поділу хромосоми вибудовуються в екваторіальній площині клітини. Парні молекули ДНК кожної хромосоми прикріплюються до ниток веретена поділу. Незабаром нитки веретена поділу починають відтягувати парні молекули ДНК до протилежних полюсів. Утворюється два нових набору, що складаються з однакових хромосом і, отже, однакових генів. Хромосоми дочірніх клітин утворюють клубки. Навколо них синтезується ядерна оболонка, утворюється ядро. Скорочення раніше в спіраль хромосоми повністю розкручуються і перестають бути видимими. Одночасно з розбіжністю хромосом органели приблизно рівномірно розподіляються за двома полюсами. Потім клітинна мембрана впячивается всередину, і цитоплазма клітини ділиться шляхом перетяжки. Утворюються дві дочірні клітини.

Життєдіяльність клітини. Кожна клітина в організмі людини виконує свою певну роботу. Незважаючи на величезну різноманітність, для всіх клітин характерні загальні ознаки.
Обмін речовин і енергії. Одне з головних властивостей клітини – здатність до обміну речовин і енергії. З надходять в клітину поживних речовин утворюються складні речовини (характерні для кожного типу клітин), формуються клітинні структури. Паралельно з утворенням нових речовин йдуть процеси біологічного окислення органічних речовин – білків, жирів, вуглеводів. При цьому відбувається виділення енергії, необхідної для життєдіяльності клітини. В результаті активної роботи в живій клітині постійно утворюються відходи життєдіяльності. Продукти розпаду видаляються з клітки, а потім і з організму.
Синтез і розпад речовин відбуваються завдяки дії ферментів. Це біологічні каталізатори білкової природи, що прискорюють у багато разів протягом хімічних процесів. Кожен фермент діє тільки на певні сполуки. Вони називаються субстратом даного ферменту.
Ферменти виробляються і в рослинних, і в тваринних клітинах. Іноді їх дії подібні. Так, фермент каталаза, що знаходиться в клітинах стінки ротової порожнини, м’язах, печінці, здатний розщеплювати пероксид водню – шкідливе з’єднання, що утворюється в організмі.
Проробимо досвід. Наллємо в хімічний стакан пероксид водню і опустимо в нього шматочки дрібно нарізаного бульби картоплі. Рідина спінюється за рахунок утворення бульбашок кисню: отруйний пероксид водню розкладається на нешкідливі кисень і воду.
Ферменти діють як в клітинах, так і поза клітинами. При кип’ятінні білки руйнуються, тому ферменти втрачають активність. Виводять їх з ладу і деякі хімічні речовини, наприклад солі важких металів. (Якщо зварити картоплю, реакції розкладання пероксиду водню не буде.)
Ріст і розвиток клітини. У процесі життєдіяльності відбувається ріст і розвиток клітин. Зростанням називають збільшення розмірів і маси клітини, а розвитком клітини – її вікові зміни, в тому числі і досягнення нею здатності повністю виконувати свої функції. Наприклад, для того щоб кісткова клітина могла створювати тверде й міцне кісткове речовина, вона повинна дозріти.
Спокій і збудження клітин. Клітини можуть перебувати в стані спокою або в стані збудження.
При порушенні клітина включається в роботу і виконує свої функції. Зазвичай перехід до порушення пов’язаний з роздратуванням. Так, у відповідь на подразнення нервова клітина генерує нервові імпульси; м’язова клітина скорочується, а залозиста – виділяє секрет.
Отже, роздратування – це процес впливу на клітину. Воно може бути механічним, електричним, тепловим, хімічним і т. Д. У відповідь на роздратування клітина зі стану спокою переходить у стан збудження, тобто активної роботи.
Здатність клітини відповідати на подразнення специфічною реакцією називають збудливістю. Найбільшою збудливістю володіють м’язові і нервові клітини.
Клітинних мембран, ЯДРО, ЦИТОПЛАЗМА, ХРОМОСОМИ, гени, органоидам, ендоплазматична мережа, РИБОСОМИ, МІТОХОНДРІЇ, АПАРАТ ГОЛЬДЖИ, ЛІЗОСОМИ, центріолі, РОЗПОДІЛ, ОБМІН РЕЧОВИН І ЕНЕРГІЇ, РОСТ, РОЗВИТОК, СПОКІЙ, ПОРУШЕННЯ.
Питання
1. Які функції виконує клітинна мембрана?
2. Які функції ядра та ядерця?
3. Скільки хромосом мають статеві клітини людини – сперматозоїд і яйцеклітина? Як ви думаєте, чому число хромосом в статевих клітинах вдвічі менше, ніж у клітинах тіла?
4. Назвіть основні органели клітини.
5. Які процеси життєдіяльності характерні для більшості клітин людського організму?
6. Які органели, характерні для клітин інших організмів, відсутні в клітинах людини? З чим пов’язані ці відмінності?
7. Поясніть, чим відрізняються ріст і розвиток клітин.
Завдання
1. Порівняйте зовнішню і внутрішнє середовище організму людини. У чому їх схожість і відмінності?
2. У пральні порошки іноді додають ферменти. Чи будуть вони діяти при кип’ятінні білизни і після нього? Відповідь поясніть.
3. Складіть і заповніть таблицю «Основні органели і структури клітини: будова і функції».

Посилання на основну публікацію