Биология. 6 класс. Костиков

§ 8. Общие признаки растительной и животной клеток

Вы узнаете, что у клеток растений и животных сходными являются те структуры, которые управляют работой клетки, сохраняют наследственную информацию, обуславливают рост клетки и обеспечивают её энергией.

Что такое ДНК? У животных есть ДНК? Дышат ли растения?

На рисунках 10 и 11 изображены схемы строения животной и растительной клеток. Несмотря на различное строение, оба типа клеток имеют много сходного — у них есть клеточная мембрана, ядро, рибосомы, митохондрии. Эти структуры и органеллы выполняют функции, общие как для животных, так и для растений.

Клеточная мембрана — это структура, присущая любой клетке. Она очень тонкая и в оптический микроскоп не видна. Мембрана образована плёнкой жироподобных молекул, в которую «встроены» молекулы белков. Жироподобные молекулы делают мембрану непроницаемой, а белки определяют, какие вещества пропустить внутрь, а какие — выпустить наружу.

Каждая клетка заполнена цитоплазмой. Цитоплазма не остаётся неподвижной. Движение цитоплазмы облегчает транспортировку неорганических и простых органических веществ к различным органеллам.

Рис. 10. Животная клетка

И растительная, и животная клетки имеют ядро. Его можно увидеть в оптический микроскоп. Ядро — это структура, которая отделена от цитоплазмы ядерной оболочкой и содержит молекулы ДНК.

ДНК — это длинная молекула, содержащая «инструкции» о том, как производить все необходимые клетке белки. Участок ДНК, содержащий информацию об одном белке, называется ген. При каждом делении дочерние клетки по наследству получают копию ДНК материнской клетки. Поэтому молекула ДНК не только руководит работой клетки, а также является носителем наследственной информации.

Таким образом, ядро — это центр управления работой клетки и место хранения носителей наследственной информации — молекул ДНК.

Во всех клетках имеются рибосомы — органеллы, где происходит синтез белков. Они заметны только под электронным микроскопом. Таким образом, рибосома — это, фактически, клеточный конвейер, на котором происходит сборка белков.

Синтез — это процесс соединения простых разрозненных частей в сложное целое. Например, синтез белков — это процесс, при котором простые вещества (аминокислоты), соединяясь друг с другом в определённой последовательности, образуют сложное соединение — белок.

Как растительная, так и животная клетки также имеют митохондрии. Митохондрия — это органелла, которая обеспечивает клетку энергией. Она довольно большая и поэтому иногда заметна в оптический микроскоп.

Рис 11. Растительная клетка

Митохондрия работает аналогично тепловой электростанции: в ней «горючее» взаимодействует с кислородом. Этот процесс называется дыханием, он подобен горению, но без пламени. Часть выделяющейся энергии заряжает «химические батарейки» — особые молекулы, которые называются АТФ. Остаток энергии рассеивается в виде тепла. «Горючим» для митохондрии, в отличие от теплоэлектростанции, является не уголь, а углевод — глюкоза. Глюкоза в митохондриях при взаимодействии с кислородом расщепляется на углекислый газ и воду (рис. 12).

Рис. 12. Схема работы митохондрии

Но в работе электростанции и митохондрии имеются существенные различия. Электростанция вырабатывает электрическую энергию, а митохондрия — химическую. В отличие от электростанции, работу митохондрии нельзя приостановить — клетка сразу погибнет.

ВЫВОДЫ

Органеллами и структурами, общими для животных и растительных клеток, являются те, которые:

• управляют работой клетки и сохраняют наследственную информацию (ядро с ДНК);
• в процессе дыхания обеспечивают клетку энергией (митохондрия);
• обеспечивают синтез белков (рибосомы);
• контролируют поглощение и выделение клеткой веществ, а также отделяют цитоплазму от внешней среды (клеточная мембрана).

ТЕРМИНЫ И ПОНЯТИЯ, КОТОРЫЕ ВАЖНО ЗНАТЬ

Митохондрии, ДНК, рибосомы, дыхание.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

Назовите органеллу или клеточную структуру, которая:

• вырабатывает энергию для обеспечения клеточных процессов;
• позволяет нужным веществам попадать в клетку и предотвращает поступление ненужных или вредных веществ;
• контролирует работу клетки и сохраняет наследственную информацию;
• обеспечивает синтез белков.

ДЛЯ ЛЮБОЗНАТЕЛЬНЫХ

Органеллы, обеспечивающие транспорт веществ в клетке

За транспортные функции в растительной и животной клетках отвечают, в первую очередь, эндоплазматическая сеть и диктиосомы. Эндоплазматическая сеть — это разветвлённая система тонких каналов (рис. 10, 11). Каналы эндоплазматической сети являются своеобразными внутриклеточными путями, которые определяют маршруты движения различных органических веществ, в первую очередь, — белков. Кроме того, наружная сторона стенок каналов эндоплазматической сети является местом прикрепления рибосом. Эндоплазматическая сеть заметна только в электронный микроскоп.

Диктиосомы — это органеллы, которые получают вещества из эндоплазматической сети, сортируют их, готовят их к транспортировке и «упаковывают» в маленькие мембранные пузырьки (рис. 10, 11). Далее эти пузырьки отправляются по назначению — или к другим частям клетки, или к клеточной мембране, откуда выводятся наружу.

Наличие диктиосом является общим признаком и растительной, и животной клетки, однако у животных диктиосомы образуют довольно сложную структуру — комплекс Гольджи. Диктиосомы заметны в оптический микроскоп, но их строение можно изучить только с помощью электронного микроскопа.

Сколько разных белков работает на фабрике жизни?

Для того, чтобы клетка могла расти и размножаться, ей нужно много различных белков. Согласно разработанной во второй половине XX в. гипотезе «минимальной клетки», считалось, что клетке, чтобы жить, необходимо синтезировать 800-1000 различных типов белков. Современные оценки минимального количества необходимых белков показали, что клетка может жить, если её ДНК кодирует примерно 310-380 белков. В 2010 г. молекула ДНК с минимальным количеством генов была искусственно создана и введена в клетку бактерии, из которой была удалена её собственная ДНК. Такая бактериальная клетка в лабораторных условиях начала расти и делиться. Таким образом было доказано, что даже минимального количества генов достаточно для обеспечения полноценной жизнедеятельности клетки.