Біологія. 7 клас. Горобець

§ 5. Будова еукаріотичної клітини

У цьому параграфі ви дізнаєтеся:

про те, як побудований та функціонує цілий «мікросвіт» усередині клітини;
про будову еукаріотичної клітини;
як усі органели в клітині взаємозв’язані між собою;
що відбудеться, якщо якісь органели в клітині перестануть працювати.

Пригадайте, хто вперше відкрив клітину. Яка будова мікроскопа? Які правила роботи з ним?

Клітинна теорія

Клітина — це структурна й функціональна одиниця будь-якого живого організму. Усі живі організми поділяють за цією ознакою на одноклітинні та багатоклітинні.

Із розвитком і вдосконаленням мікроскопів учені робили все нові й нові відкриття в будові клітини. На початку XIX ст. було зібрано вже чимало інформації про будову клітин різних типів. Відкрито структурні елементи клітини та описано їхні функції. У результаті накопичення великої кількості інформації виникла потреба в узагальненні всіх цих знань.

У 1839 році двоє німецьких науковців — Матіас Шлейден та Теодор Шванн незалежно один від одного сформулювали перші положення клітинної теорії, які згодом доповнив німецький учений Рудольф Вірхов, який уперше встановив і довів, що клітини здатні розмножуватися шляхом поділу материнської клітини.

Основні положення клітинної теорії.

Клітина — основна одиниця будови, функціонування й розвитку всіх живих організмів, найменша одиниця живого, здатна до самовідтворення, саморегуляції та самовідновлення.
Клітини всіх одноклітинних і багатоклітинних організмів подібні за будовою, хімічним складом, життєдіяльністю та обміном речовин.
Розмножуються клітини шляхом свого поділу, кожна нова клітина утворюється в результаті поділу материнської.
У складних багатоклітинних організмах клітини, спеціалізовані за будовою та функціями, утворюють тканини; із тканин складаються органи, які тісно взаємозв’язані та підпорядковані нервовій і гуморальній регуляціям.

Завдяки клітинній теорії стало зрозуміло, що клітина — це найважливіша складова частина всіх живих організмів.

Будова еукаріотичної клітини та функції всіх її органел

Зовні в рослинних клітин є клітинна стінка, що складається з целюлозних волокон і виконує три важливі функції:

опорну — підтримує сталу форму клітини;
захисну — захищає клітину від механічних пошкоджень;
транспортну — передає речовини від клітини до клітини.

Клітинної стінки немає в клітин тварин. Клітинні стінки є в грибів (з хітину), бактерій (з муреїну) та рослин (з целюлози).

Під клітинною стінкою є мембрана. Її можна порівняти з кордоном, через який не всі речовини вільно надходять усередину клітини. Тому мембрана має вибіркову проникність. Також мембрана має спеціальні рецептори, які можуть отримувати інформацію із зовнішнього середовища (мал. 5.1).

Цитоплазма — це в’язка речовина, що заповнює клітину зсередини і зв’язує всі її структурні елементи між собою (мал. 5.1). Вона пронизана мікротрубочками та білковими нитками, які неможливо побачити в оптичний мікроскоп. Їх можна дослідити лише під електронним мікроскопом за дуже великого збільшення. Саме ці структури формують цитоскелет клітини.

Мал. 5.1. Будова клітин

Цитоплазма еукаріот перебуває в постійному русі й має досить складний хімічний склад. Деякі органічні речовини в ній накопичуватися про запас у вигляді клітинних включень, які є непостійними компонентами клітини. Вони можуть мати форму зерен та крапель.

Перейдіть на сайт за QR-кодом або за покликанням https://cutt.ly/DwIWXnsI та виконайте практичну роботу «Виготовлення тимчасового мікропрепарату листка елодеї та його дослідження за допомогою оптичного мікроскопа»

Вакуоля — це одномембранна органела рослинної клітини, яка заповнена клітинним соком — водним розчином із органічними та неорганічними речовинами, що живлять клітину (мал. 5.1).

У рослин є одна велика вакуоля, заповнена клітинним соком, що займає майже всю клітину. Вона запасає поживні речовини, забезпечує збереження форми клітини та бере участь у формуванні осмотичного тиску. В тваринних клітинах вакуолі виконують різні функції, значно менших розмірів або взагалі відсутні.

Робота в парі

Змоделюйте ситуацію. Що відбудеться з рослинною клітиною, якщо вона втратить свою вакуолю. Які будуть наслідки?

Мітохондрії в клітині забезпечують ефективне отримання енергії в процесі розщеплення вуглеводів (мал. 5.1).

Робота в групах

Навіщо клітині потрібна енергія? Чи у всіх клітин є однакова кількість мітохондрій? Із чим це пов’язано?

Мітохондрія вкрита двома мембранами, простір між якими заповнений рідиною. Зовнішня мембрана гладка, внутрішня має складки — кристи, на поверхні яких розміщені ферменти, що допомагають розщеплювати складні речовини до простих. Мітохондрій немає в прокарітотичних організмів.

Пластиди є тільки в рослинних клітин, відомо їх три типи:

хлоропласти — зеленого кольору, забезпечують процес фотосинтезу;
хромопласти — забарвлюють різні органи рослин в яскраві кольори: жовті, оранжеві та червоні;
лейкопласти — безбарвні органели, які запасають поживні речовини.

У процесі розвитку пластиди одного типу можуть перетворюватися на пластиди іншого типу. Наприклад, під час дозрівання плодів зелені хлоропласти перетворюються на жовті, червоні, оранжеві пластиди. Під час осіннього листопаду зміна кольору листків обумовлена руйнуванням зеленого хлорофілу, і тоді стають видимі інші пігменти, що роблять осіннє листя таким різнобарвним — жовтим, оранжевим, червоним.

Робота в парі

Пригадайте, як дозрівають плоди та розпускаються квітки. Що таке розвиток у рослин? Наведіть приклади змін, які відбуваються з рослинами впродовж року? Чи спостерігали ви при цьому зміни кольору певних органів рослини? Які органели брали в цьому участь?

Пригадайте, що таке процес фотосинтезу і в кого він відбувається.

Хлоропласт має дві мембрани (мал. 5.1). За допомогою хлорофілу в хлоропластах відбувається процес фотосинтезу.

Ендоплазматична сітка — це система мембранних трубочок і канальців (мал. 5.1). Тут утворюється більшість білків, жирів та вуглеводів, що синтезує клітина.

Ендоплазматична сітка поділяється на гладку й шорстку (мал. 5.1). Гладка дещо віддалена від ядра, а шорстка щільно прилягає до нього та містить на своїх стінках багато рибосом (мал. 5.1), що складаються з двох субодиниць — великої та малої. Вони утворюються в ядерцях ядра, і головна їхня функція — синтез білка. Також рибосоми наявні у великій кількості в цитоплазмі як окремі органели.

Мембрани ендоплазматичної сітки пов’язані з мембранами комплексу Гольджі — це одномембранна органела, що є системою паралельно розташованих та сплющених цистерн і трубочок, до яких прикріплюються мембранні міхурці, що транспортують речовини від ендоплазматичної сітки (мал. 5.1). Ця органела бере участь у дозріванні білків та в утворенні лізосом, нагромаджує речовини в міхурцях, із яких вони виводяться з клітини назовні або використовуються самою клітиною.

Лізосоми — мікроскопічні органели клітини, які вкриті щільною мембраною. Усередині лізосом містяться до 40 різних ферментів, здатних розщеплювати органічні речовини. Ці органели перетравлюють речовини, які потрапляють у клітину, руйнують окремі органели, або й цілі клітини в разі їх відмирання (мал. 5.1).

А чи знаєте ви...

Під дією ферментів лізосом відбувається розсмоктування хвоста в пуголовка жаби.

Ядро міститься в центрі клітини, і ми можемо його порівняти з центром керування (мал. 5.1). За ознакою наявності або відсутності ядра в клітині всі живі організми на нашій планеті поділяються на дві великі групи: прокаріоти та еукаріоти.

Пригадайте з попереднього уроку будову прокаріотичної клітини. Чим вона відрізняється від еукаріотичної?

В еукаріот, до яких належать рослини, тварини, гриби, є сформоване ядро, яке складається з подвійної ядерної оболонки, ядерного соку, у якому розташовані ядерця, та хроматинового матеріалу, який під час поділу клітини ущільнюється й формує хромосоми — це генетичний апарат клітини у вигляді молекул ДНК із білками. Ядро відповідає за збереження й передачу спадкової інформації, керує процесами життєдіяльності клітини, регулює процеси синтезу білків. Окрім того ядро утворює рибосоми (мал. 5.1).

Робота в групах

Об’єднайтеся в групи й заповніть таблицю «Порівняння будови різних клітин»

Порівняння будови різних клітин

Підсумки

Клітина — це структурна й функціональна одиниця будь-якого живого організму. Усі живі організми поділяють за цією ознакою на одноклітинні та багатоклітинні. Усі органели в клітині взаємозв’язані між собою й виконують важливі функції.

1. Що таке клітина?
2. Які органели є в еукаріотичної клітини?
3. Яку функцію виконує мембрана клітини?
4. Чи у всіх клітин є клітинна стінка?
4. Опишіть будову й функції ядра, мітохондрії та пластид?
6. Опишіть будову та функції ендоплазматичної сітки, комплекса Гольджі, лізосом, вакуолі та рибосом.
7. Чим відрізняються рослинна, тваринна та грибна клітини?

Перевір себе

Перейдіть на сайт за QR-кодом або за покликанням https://learningapps.org/view32740908 та виконайте завдання.