Біологія. Повторне видання. 8 клас. Матяш

§ 3. Різноманітність клітин і тканин організму людини

Пригадайте, які особливості будови клітин рослин, грибів і тварин.

Клітина як приклад біологічної системи. Тіло людини побудоване з клітин. Як ви пригадуєте, клітина є структурною одиницею багатоклітинних тварин і людини. Так, увесь наш організм складають понад 75 трильйонів клітин різних типів. З іншого боку, клітина є функціональною одиницею багатоклітинного організму, оскільки клітини певних типів забезпечують певні життєві функції. Одні з них виконують транспортну функцію (як-от, еритроцити крові), інші - захисну (лейкоцити крові), опорну (клітини кісткової та хрящової тканин) функції тощо.

Пригадаймо, усі клітини тварин побудовані за єдиним планом (мал. 10). Вони складаються з клітинної, або плазматичної, мембрани, яка оточує цитоплазму, мають одне, кілька або багато ядер. Іззовні плазматична мембрана оточена тоненькою пружною оболонкою - глікокаліксом. Він утворений молекулами вуглеводів, які можуть сполучатися з молекулами білків і ліпідів. Ядро - неодмінна складова переважної більшості клітин організмів. Воно регулює всі функції клітини і зберігає спадкову інформацію. Це своєрідний центр керування клітиною. Цитоплазма - це розчин органічних і неорганічних речовин, у якому містяться органели. У цитоплазмі відбуваються різноманітні біохімічні процеси: утворення одних сполук і розщеплення інших. Там у вигляді включень можуть зберігатися запасні поживні речовини (пригадайте, які запасні сполуки відкладаються у клітинах рослин і тварин).

Мал. 10. Схематична будова клітини людини: 1 - глікокалікс; 2 - плазматична мембрана; 3 - цитоплазма; 4 - мітохондрія; 5 - ядро; 6 - лізосома. Завдання. Користуючись малюнком, назвіть основні функції складових клітини

Органели - постійні клітинні структури певної будови, які забезпечують різні процеси її життєдіяльності. Обов’язковими органелами кожної клітини є мітохондрії. Їх ще називають «енергетичними станціями» клітини, оскільки там утворюються сполуки, які містять багато енергії.

Розглядаючи малюнок 10, пригадайте складові клітини, які ви вивчали у 6-7 класах. Зверніть увагу на органелу, позначену цифрою 6. Це лізосома (від грец. лізіс - розчинення та сома - тіло). Лізосоми забезпечують внутрішньоклітинне перетравлення поживних речовин. Вони містять травні ферменти, здатні розщеплювати різноманітні сполуки.

Хімічний склад клітин людини. У різних клітинах тіла людини виявлено понад 60 хімічних елементів. Ми вже згадували, що серед них переважають Гідроген (Н), Оксиген (О), Карбон (С) і Нітроген (Ν). Їхнє співвідношення у клітині різне. Уміст неорганічних речовин у клітині становить 76,5 %, з них води - 75 %, мінеральних солей - 1,5 %. Вода є розчинником і середовищем для дифузії багатьох речовин. Вона забезпечує пружність (тургор) клітин. Отже, наявність води - обов’язкова умова активності клітини.

Уміст органічних сполук у клітинах у середньому становить 23,5 %, з них білків - 15 %, жирів - 4,5 %, вуглеводів - 2,5 %, нуклеїнових кислот - 1,5 %. Білки виконують різноманітні функції: входять до складу різних компонентів усіх клітин, прискорюють хімічні реакції в клітині, захищають клітини від хвороботворних мікроорганізмів і чужорідних тіл, переносять гази та інші речовини тощо. Жири - важливий енергетичний резерв в організмі. Також вони входять до складу мембран та інших частин клітин. Вуглеводи є основним джерелом енергії.

Мал. 11. Різні типи клітин організму людини походять із стовбурових клітин. Завдання. Ознайомтеся з текстом параграфа і з допомогою вчительки/ вчителя спробуйте визначити, як форма тих чи інших типів клітин пов’язана з їхніми функціями

Отже, головні життєві властивості різних клітин такі самі, як і організму в цілому: обмін речовин і енергії, подразливість, розмноження, ріст і розвиток, саморегуляція та самооновлення (у процесі життєдіяльності клітини оновлюється її хімічний склад).

Різноманітність клітин в організмі людини. Організм людини складається з величезної кількості клітин. Ці клітини бувають різної форми: кулястої, дископодібної, кубічної, веретеноподібної, зірчастої. Різноманітні й розміри цих клітин: від 5-7 до 40 мкм (1 мкм - мільйонна частка метра). Тільки уявіть: в організмі дорослої людини налічують близько 230 типів клітин! Таке різноманіття клітин є наслідком здатності клітин до диференціації. Будь-яка нестатева клітина нашого організму містить повний набір спадкової інформації про його будову. Але внаслідок того, що в одних клітинах реалізується лише певна частина спадкової інформації, а в інших клітинах - інша її частина, відбувається диференціація клітин - виникають ті чи інші типи клітин. Отже, внаслідок диференціації клітин кожен їхній тип набуває відповідної будови і здатності здійснювати певні функції, відмінні від клітин інших типів.

У нашому організмі, так само як і в організмі багатоклітинних тварин, є особливі клітини - стовбурові. Це недиференційовані клітини, вони здатні ділитися і давати початок клітинам різних типів (мал. 11).

Мал. 12. Різні види епітелію: 1 - покривний багатошаровий; 2 - миготливий; 3 - залозистий (а - війки, б - базальна мембрана; в - протока залози; г - залозисті клітини)

Унаслідок такого поділу одна з дочірніх клітин залишається недиференційованою і зберігає здатність до подальшого поділу, інша - диференціюється. Завдяки стовбуровим клітинам постійно оновлюється клітинний склад нашого організму, відбуваються процеси росту, розвитку, регенерації.

Різноманітність тканин в організмі людини. Клітини певних типів формують різні типи тканин. До складу тканин тварин, так само як і людини, входять не тільки клітини, а й міжклітинна речовина - продукт виділення самих клітин.

Тканина — це група клітин і міжклітинної речовини, об’єднаних загальною будовою, функціями і походженням.

В організмі людини розрізняють чотири групи тканин: епітеліальні тканини, тканини внутрішнього середовища, м’язові тканини та нервова тканина.

Епітеліальна тканина, або епітелій, складається з клітин, що щільно прилягають одна до одної. Характерною особливістю епітеліальної тканини є майже повна відсутність міжклітинної речовини й те, що під клітинами епітелію розташована тоненька базальна мембрана, яка їх підтримує. За своїми функціями виділяють покривний і залозистий епітелій.

Покривний епітелій (мал. 12, 1) вкриває зовнішню поверхню тіла, вистилає внутрішню поверхню порожнин (грудну, черевну, ротову, носову), органів травлення, дихальних шляхів (миготливий епітелій (мал. 12, 2)), вивідних проток видільної системи та кровоносних судин. Покривний епітелій захищає тканини, що розташовані глибше, а також регулює їхній обмін речовинами із зовнішнім та внутрішнім середовищем (наприклад, газообмін, видалення продуктів обміну, всмоктування поживних речовин у кишківнику та ін.). Залозистий епітелій (мал. 12, 3) входить до складу залоз і виконує секреторну функцію, синтезуючи потрібні організму речовини - секрети. Отже, під секрецією розуміють процес утворення та виділення клітиною або залозою будь-яких речовин (слиз, гормони, травні ферменти тощо). Епітеліальній тканині властива висока здатність до відновлення (регенерації).

Мал. 13. Тканини внутрішнього середовища: 1 - кров; 2 - волокниста сполучна; 3 - жирова

Тканини внутрішнього середовища входять до складу різних органів. Свою назву вони дістали тому, що створюють внутрішнє середовище організму. Ці тканини виконують різноманітні функції: підтримання сталості внутрішнього середовища організму, захисну, живильну, транспортну, опорну, запасання поживних речовин тощо. Спільним для них є наявність добре розвиненої міжклітинної речовини. До тканин внутрішнього середовища відносять кров, лімфу, сполучні та скелетні тканини.

Кров і лімфа забезпечують транспорт поживних речовин, продуктів обміну речовин, газів, біологічно активних речовин, а також захисні реакції. Для них характерна наявність рідкої міжклітинної речовини - плазми та завислих у ній клітин (мал. 13, 1).

Сполучні тканини формують основу органів, забезпечують їхнє живлення тощо. Їхня міжклітинна речовина має різний склад, однак ніколи не буває рідкою. Пухка сполучна тканина присутня в усіх органах. Вона містить невелику кількість безладно розміщених волоконець. Волокниста сполучна тканина (мал. 13, 2) містить велику кількість щільно розташованих волоконець (сухожилля, зв’язки та ін.). Жирова тканина (мал. 13, 3) розміщена під шкірою та навколо деяких органів, захищаючи їх від механічних пошкоджень. У жировій тканині відкладається жир, що є запасною поживною речовиною.

До скелетних тканин належать кісткова (мал. 14, 1) та хрящова (мал. 14, 2). Вони складають основу опорно-рухової системи людини.

Мал. 14. Скелетні тканини: 1 - кісткова; 2 - хрящова; 3 - кісткова та хрящова тканини у складі суглоба

Мал. 15. М’язова тканина: 1 - посмугована скелетна; 2 - посмугована серцева; 3 - непосмугована

Кістковій тканині міцності надають мінеральні солі. Переважно з неї побудований скелет дорослої людини. Хрящова тканина має міжклітинну речовину з органічних речовин, що надає їй еластичності. Із цієї тканини в зародка формується зачаток скелета. Згодом хрящова тканина заміщається кістковою і лише між хребцями залишаються хрящові диски. Хрящова тканина також входить до складу вушних раковин, гортані, сухожиль і зв’язок, вкриває суглобові поверхні кісток.

М’язові тканини входять до складу опорно-рухової системи та стінок більшості внутрішніх органів. М’язи є також у шкірі. Вони здатні скорочуватись у відповідь на нервовий імпульс. Це забезпечує рухи тіла та окремих його частин, а також підтримання певної пози, зміну діаметра зіниці тощо. Розрізняють посмуговану (поперечносмугасту) та непосмуговану (гладеньку) м’язові тканини.

Посмуговану м’язову тканину поділяють на скелетну та серцеву. Скелетна м’язова тканина (мал. 15, 1) утворює м’язи, що забезпечують рухи та сполучаються з кістками, а також м’язи язика, глотки, гортані, верхньої частини стравоходу, діафрагми. Серцевий м’яз (мал. 15, 2) - це особлива посмугована м’язова тканина, що входить до складу стінки серця й забезпечує його скорочення. Непосмугована м’язова тканина (мал. 15, 3) забезпечує скорочення стінок внутрішніх органів: кишківника, сечового та жовчного міхура, кровоносних судин тощо.

Нервова тканина складається з нервових клітин - нейронів - і клітин, що їх оточують, - нейроглії. Нейрони здатні сприймати подразники (сигнали), переробляти їх у нервові імпульси та проводити їх до інших нейронів або певних органів. Кожен нейрон складається з тіла та відростків (мал. 16. А). У тілі розташоване ядро та органели. Відростки можуть бути двох типів. Довгий, розгалужений на верхівці відросток має назву аксон. Його функція - проведення нервового збудження від тіла нервової клітини до інших нейронів або робочих органів. Переважно короткі, деревоподібно розгалужені відростки нейрона називають дендритами (від грец. дендрон - дерево). По них нервове збудження проводиться до тіла нейрона.

Мал. 16. А. Будова нейрона. Б. Нервова тканина

Клітини нейроглії (мал. 16. Б), на відміну від нейронів, не проводять нервових імпульсів. Вони виконують різноманітні функції: живильну, секреторну, опорну, захисну, відновлювальну тощо. Частина з них утворює ізолюючі оболонки навколо відростків нейронів і забезпечує проведення нервових імпульсів певними, чітко визначеними шляхами. Нервова тканина входить до складу головного і спинного мозку, утворює нервові вузли і нерви. Завдяки таким властивостям, як збудливість і провідність, вона забезпечує регуляцію діяльності різних систем органів, функцій цілісного організму та зв’язок організму із зовнішнім середовищем.

Лабораторне дослідження

Ознайомлення з препаратами тканин людини

Обладнання, матеріали та об’єкти дослідження: мікроскопи, таблиця мікроскопічної будови тканин, мікропрепарати епітеліальної і нервової тканин, а також тканин внутрішнього середовища.

1. Повторіть правила роботи зі світловим мікроскопом та мікропрепаратами.

2. Розгляньте під мікроскопом готові мікропрепарати епітеліальної тканини. Зверніть увагу на особливості її будови: форму клітин, розміщення в тканині, наявність міжклітинної речовини, базальної мембрани.

3. Розгляньте мікропрепарати тканин внутрішнього середовища (крові, сполучної тканини), виявіть їхні характерні особливості. Зверніть увагу на розміщення міжклітинної речовини в тканині.

4. Розгляньте мікропрепарат нервової тканини, зазначте її особливості.

Ключові терміни і поняття: лізосоми, нейрон, нейроглія, дендрити, аксон.

ПЕРЕВІРТЕ ТА ЗАСТОСУЙТЕ ЗДОБУТІ ЗНАННЯ

Дайте відповідь на запитання

1. Які функції лізосом у клітині? 2. Яка роль неорганічних та органічних речовин у клітині? 3. Які функції епітеліальних тканин? 4. Які тканини внутрішнього середовища ви знаєте? Які їхні функції? 5. Які тканини належать до скелетних? Які їхні функції? 6. Які ви знаєте м’язові тканини? 7. У чому полягають особливості будови і функцій нервової тканини? Який її склад?

Виберіть одну правильну відповідь

1. Укажіть тканину, яка є складовою верхнього шару шкіри: а) епітеліальна; б) сполучна; в) м’язова; г) нервова.

2. Виберіть тканину, якій властиві збудливість і провідність: а) епітеліальна; б) сполучна; в) скелетна; г) нервова.

3. Укажіть тканини, які переважають у складі опорно-рухової системи: а) м’язові та сполучні; б) кісткова та м’язова; в) епітеліальна та нервова; г) епітеліальна та сполучна.

Обговоріть у групах. Органи людини зазвичай складаються з різних типів тканин. Назвіть органи, у яких переважає певний тип тканин.

Поміркуйте. Людина належить до еукаріотів, тобто організмів, клітини яких мають ядра. Разом з тим в організмі людини трапляються деякі види клітин (як-от, еритроцити), позбавлені ядер. Чим можна пояснити це явище? Пригадайте клітини рослин, які також позбавлені ядер.

Творче завдання. Порівняйте функції і будову тканин організму людини з функціями і будовою тканин рослин. Виявіть тканини людини і рослин, які виконують подібні функції. Відповідь оформте у вигляді таблиці.