Что такое клетка?
Почти все живые существа состоят из очень маленьких «кирпичиков», которые называются клетками. Большинство клеток настолько малы, что увидеть их можно лишь под мощным микроскопом. При этом каждая клетка может жить сама по себе, создавать похожие на себя клетки и развиваться.
Некоторые из живых существ имеют только одну клетку. Это бактерии, одноклеточные животные и одноклеточные растения. Но большинство животных, растений и грибов — многоклеточные. Многоклеточные организмы сложены из множества групп различных клеток, которые имеют свою специализацию и образуют различные органы. Например, в человеческом организме более 220 видов клеток.
Поразительно, но миллиарды самых разных клеток организма (человека или животного) происходят всего-навсего из одной оплодотворенной клетки (зиготы). В этой мельчайшей частичке живого вещества уже содержатся все сведения о том, какой организм ей следует построить, и даже последовательность этого строительства.
Сначала оплодотворенная яйцеклетка делится и создает свои точные копии. Дочерние клетки также начинают делиться. Так создаются эмбриональные стволовые клетки, из которых затем развиваются различные клетки костной, жировой, мышечной, нервной тканей.
Стволовые клетки существуют и в некоторых тканях взрослых организмов. Больше всего их находится в костном мозге. Такие стволовые клетки могут оставаться в состоянии покоя до тех пор, пока не возникнет необходимость в новых клетках для поддержания целостности тканей и органов в результате старения, болезни или травмы.
Живая клетка — это не видимая простым глазом уникальная «лаборатория», которая живет особой жизнью. Ее различные органы выполняют самую разнообразную работу. Одни из них занимаются изготовлением белков, другие обеспечивают транспортировку веществ, третьи поставляют клетке необходимую энергию, четвертые хранят наследственную информацию.
Клетка постоянно обменивается веществами с внешней средой и другими клетками организма. Снаружи она получает энергию, воду, кислород и другие нужные вещества. В окружающую среду она отдает вредные продукты жизнедеятельности (углекислый газ, аммиак и др.). При этом состав клеток в течение всей жизни организма постоянно обновляется. Часть их веществ распадается, а часть создается заново. При распаде белков, жиров и углеводов освобождается энергия, необходимая для жизнедеятельности организма, а при создании новых веществ энергия поглощается. Эти два прямо противоположных процесса в клетках совершаются одновременно.
Клетки способны реагировать на действие определенных раздражителей. Так, клетки сетчатки глаза чувствительны к свету. Клетки кожи воспринимают температуру и механические воздействия. Мышечные клетки способны к сокращению под влиянием нервных импульсов. Нервные клетки могут проводить биоэлектрические импульсы наподобие проводов.
Как делятся клетки?
Большинство видов клеток обладает способностью к делению и передаче наследственной информации дочерним клеткам. Благодаря этому происходят рост тканей и замена отмирающих клеток на новые. Деление бывает двух типов — митоз и мейоз. При митозе одна клетка делится на две, число хромосом удваивается, и в каждой дочерней клетке оказывается то же количество хромосом, что было в материнской. Например, у человека в дочерних клетках оказывается по 46 хромосом. При мейозе деления два, образуется четыре клетки, и в каждой из них оказывается 23 хромосомы.
Как устроены клетки?
Формы клеток необычайно разнообразны — от простейшей шаровидной у одноклеточных до самых причудливых. И размеры клеток тоже различные: одноклеточные бактерии микрококки имеют диаметр 0,2 мкм, нервные клетки достигают в длину 1 м, а млечные сосуды растений — нескольких метров.
Заглянуть внутрь клетки и понять ее устройство человек смог лишь благодаря изобретению электронного микроскопа. Этот сложнейший прибор позволил добиться увеличения в миллионы раз. При таком увеличении обычный апельсин будет выглядеть больше земного шара.
С помощью электронного микроскопа ученые обнаружили в клетке множество различных маленьких органов, которые назвали органоидами или органеллами. Сумели исследователи заглянуть и в хранилище наследственной информации — ядро клетки.
Строение растительной клетки
Основными компонентами, из которых состоят растительные клетки, являются ядро, цитоплазма с многочисленными органоидами различного строения и функций, оболочка и вакуоль. Оболочка покрывает клетку снаружи, под ней находится цитоплазма, в ней — ядро и одна или несколько вакуолей.
Строение животной клетки
Все части организма животного — от костей до крови — состоят из клеток. Клетка окружена мембраной, которая пропускает одни вещества и задерживает другие. Внутри нее находится вязкая жидкость — цитоплазма — и защищенное мембраной ядро, содержащее наследственный материал. В цитоплазме есть маленькие структуры — органоиды, отвечающие за жизнедеятельность клетки.
Можно ли потрогать клетку?
Некоторые клетки можно не только увидеть, но и потрогать руками. Например, желток куриного яйца — это одна большая оплодотворенная яйцеклетка. Яйцо страуса — тоже клетка, которая может весить более килограмма.
Вопросы для самопроверки
- Какие клетки производят остальные клетки организма и где они находятся у взрослых?
- Чем отличаются друг от друга митоз и мейоз?
- Какой длины бывают нервные клетки?
- У каких клеток есть хлоропласты и клеточная стенка?
- Почему митохондрию называют маленькой энергетической станцией клетки?
- Что в клетке отвечает за сохранение и передачу наследственной информации?
Ответы
- Начало остальным клеткам организма дают стволовые клетки. У взрослых они находятся в костном мозге.
- При митозе количество хромосом удваивается и распределяется по двум клеткам. При мейозе то же количество хромосом распределяется по четырем клеткам, и в каждой из них оказывается в два раза меньше хромосом, чем в материнской.
- Нервные клетки, точнее их отростки, достигают в длину 1 м.
- Хлоропласты и клеточная стенка есть у растительных клеток.
- Митохондрия отвечает за производство энергии.
- За сохранение и передачу наследственной информации в клетке отвечает ядро.