чем снаружи покрыта клетка человека
Клетка и ее строение. Сосотав клетки
Урок 3. Биология 6 класс
В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам
Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.
Получите невероятные возможности
Конспект урока «Клетка и ее строение. Сосотав клетки»
Жизнь на нашей планете чрезвычайно разнообразна. Суша, моря и пресные водоемы, почва и воздух населены огромным количеством живых организмов. Они различаются по своему внешнему виду и внутреннему строению. Но, как вы уже знаете, все они имеют клеточное строение, то есть состоят из одной, нескольких или очень большого числа клеток. Впервые это было обнаружено более 300 лет тому назад благодаря изобретению микроскопа. Английский физик Роберт Гук сделал тонкие срезы бутылочной пробки, изготовленной из коры пробкового дуба, и рассмотрел их под микроскопом. Учёный обнаружил, что срезы состоят из множества «камер», подобно тому, как пчелиные соты состоят из множества шестиугольных ячеек. Эти «камеры» Р. Гук назвал клетками. Позднее было установлено, что тела всех живых организмов — растений, грибов, животных — состоят из клеток.
Особенности строения растительной клетки
Растения состоят из множества клеток, которые различаются по строению и функциям. Одни клетки покрывают растение и надежно защищают его от внешних воздействий. В других происходит образование органических веществ. Есть клетки, по которым вещества передвигаются из одной части растения в другую, а также клетки, которые придают растению прочность.
Клетки растений имеют различную форму.
Они бывают округлые, овальные, цилиндрические, призматические и звёздчатые. Но, не смотря на это, клетки имеют общий план строения.
В любой клетке есть оболочка, которая покрывает клетку снаружи, и внутриклеточное содержимое, представленное цитоплазмой и органоидами.
Снаружи растительная клетка покрыта плотной прозрачной оболочкой. Она защищает клетку от повреждений. Оболочка состоит из двух слоёв. Самый наружный слой называется клеточная стенка. Она представляет собой толстый прозрачный слой, состоящий из разных веществ. У растений главным веществом, придающим прочность клеточной стенке, является целлюлоза. Под клеточной стенкой находится цитоплазматическая мембрана. Её название происходит от латинского слова «мембрана» — кожица, плёнка. Цитоплазматическая мембрана – это часть оболочки, которая соприкасается с внутренним содержимым клетки и не позволяет ему смешиваться с веществами окружающей среды. Цитоплазматическая мембрана способна пропускать определённые вещества из окружающей среды внутрь клетки, а образующиеся в цитоплазме вещества — наружу. Это обеспечивает клетке возможность питаться, дышать и освобождаться от вредных веществ.
Под оболочкой находится живое содержимое клетки, в состав которого входят цитоплазма и ядро.
Цитоплазма — жидкое содержимое клетки. Она на 93 % состоит из воды, в которой растворены различные вещества.
Так как в таком растворе содержится много органических веществ, цитоплазма более густая и вязкая, чем вода. Цитоплазма находится в постоянном движении.
Она заполняет всё пространство внутри клетки, обеспечивает возможность перемещения в клетке различных веществ. В цитоплазме происходят химические реакции, образуются органические вещества.
Важнейшей частью клетки является ядро. Ядро — это плотное тельце, чаще всего округлой или овальной формы. Оно отделено от цитоплазмы тонкой плёнкой, называемой ядерной оболочкой. В ядре хранится наследственная информация (т. е. информация обо всех признаках и свойствах данного организма). Наследственная информация «записана» в специальных молекулах. Эти молекулы входят в состав нитевидных телец — хромосом.
Помимо ядра внутри клетки находятся органоиды. Органоиды — небольшие тельца разной формы, которые выполняют различные функции. В одних органоидах происходит образование нужных клетке веществ, другие отвечают за их переработку, в третьих накапливаются запасные питательные вещества (жиры, белки, углеводы).
Во всех растительных клетках имеются вакуоли — прозрачные пузырьки в цитоплазме, заполненные клеточным соком. Клеточный сок — это раствор различных веществ. Иногда в клеточном соке находятся вещества, которые окрашивают его в красный, синий, фиолетовый и другие цвета. Клеточный сок определяет вкус плодов и других частей растений. Например, кислоту лимона, сладость арбуза, земляники. В молодых клетках содержится большое количество мелких вакуолей. По мере роста клетки вакуоли тоже увеличиваются в размерах. Они сливаются друг с другом и постепенно заполняют почти весь объем клетки.
Следующий органоид – пластиды. Одни из них бывают бесцветными, а другие окрашены в разные цвета — зелёный, жёлтый, оранжевый. Зелёные пластиды называются хлоропластами. В них находится вещество зелёного цвета — хлорофилл.
Хлоропласты содержатся в клетках листьев и молодых стеблей, поэтому эти части растений имеют зелёную окраску. Клетки корнеплода моркови содержат оранжевые пластиды, плодов шиповника и рябины — красные.
Строение животной клетки
Животные, как и растения, состоят из клеток. Содержимое животных клеток, как и растительных, состоит из цитоплазмы, ядра и цитоплазматической мембраны. Но, клетки животных, в отличие от растительных клеток, не имеют оболочки, пластид и вакуолей с клеточным соком. Их живое содержимое отделено от внешней среды только цитоплазматической мембраной.
Химический состав клеток
Клетки всех живых организмов состоят из одних и тех же элементов. Из 118 химических элементов более 80 входят в состав клетки. Все элементы классифицируют на макроэлементы (содержание которых в живых организмах составляет больше 0,01 %; к ним относят углерод, водород, кислород, хлор, азот, калий, кальций, натрий) и микроэлементы (содержание менее 0,001 %; к ним относят, например, железо, медь, цинк, йод, бром, никель). Основу клетки составляют углерод, водород, кислород и азот – это органогенные элементы. Они занимают примерно 98% клетки.
Большинство элементов в клетке находится в виде соединений – веществ. Различают органические и неорганические вещества.
К органическим веществам относят белки, жиры, углеводы и нуклеиновые кислоты, а к неорганическим – воду и минеральные соли. Самое распространённое неорганическое вещество в организме – это вода. Её содержание в разных клетках колеблется от 10% в эмали зуба до 85% в нервных клетках. В клетках молодого организма воды содержится значительно больше, чем в клетках стареющего организма. Вода определяет объём и упругость клетки.
Белки занимают в клетке первое место среди органических веществ. В состав белков входят углерод, водород, кислород, азот, а иногда сера и фосфор. Это очень сложные соединения. Например, к белкам относится гемоглобин, он переносит по нашей крови кислород и придает ей красный цвет.
Важную роль в организме играют и углеводы. Это хорошо известные всем глюкоза, сахароза и крахмал. Основная функция углеводов – энергетическая. При распаде глюкозы внутри нашего организма образуется энергия, которая необходима нам для жизни. В клубнях картофеля крахмал составляет до 80%.
Жиры выполняют в нашем организме различные функции:
o дают нам энергию;
o у некоторых животных жиры накапливаются в больших количествах и защищают от потери тепла;
o при распаде жиров образуется большое количество воды. Это очень важно для животных, впадающих в зимнюю спячку (медведи, сурки, хомяки). Благодаря своим жировым запасам они могут не пить до двух месяцев. Верблюды во время переходов по пустыне несколько недель могут обходиться без воды. Необходимую для них воду они извлекают из своих горбов, в которых находится жир.
Клетка
Клетка – универсальная элементарная единица живых организмов, имеющая строение, функции и химический состав, размножающаяся делением.
Клетка является основной структурной единицей всего живого. Развитие организма человека начинается с одной клетки, путем деления количество клеток увеличивается до 1016 у взрослого. Среди всего многообразия существующих на Земле организмов не имеют клеточного строения только вирусы и фаги.
Открытие клетки в 1665 году англичанином Р. Гуком и последующее исследование
ее строения тесно связаны с изобретением и усовершенствованием микроскопа.
В середине ХIХ века была сформулирована клеточная теория, основные
положения которой представлены в трудах Т. Шванна, М. Шлейдена и Р. Вирхова.
В современной интерпретации эти положения звучат так: клетка – универсальная
элементарная единица живого; клетки всех организмов принципиально сходны
по своему строению, функции и химическому составу; клетки размножаются
только путем деления исходной клетки; многоклеточные организмы
являются сложными клеточными ансамблями.
Строение клетки
Типичная эукариотическая клетка состоит из 3 компонентов: оболочки, цитоплазмы и ядра. При этом клетки разнообразны по форме, строению, химическому составу и характеру обмена веществ.
Оболочка клетки
Снаружи каждая клетка покрыта оболочкой (плазматическая мембрана, цитолемма, плазмолемма) толщиной 9–10 нм, отделяющей клетку от внеклеточной среды. Клеточная оболочка поддерживает форму клетки, защищает клетку от механических воздействий и проникновения повреждающих биологических агентов, осуществляет узнавание многих молекулярных сигналов (например, гормонов), регулирует обмен веществ между клеткой и окружающей средой, участвует в обеспечении межклеточных контактов и формировании специфических выпячиваний цитоплазмы (микроворсинки, реснички, жгутики). Реснички и жгутики выполняют функцию движения.
Обмен веществ между клеткой и окружающей ее средой происходит постоянно, но имеет разный механизм – в зависимости от размера транспортируемых частиц. Малые молекулы и ионы переносятся непосредственно через плазматическую мембрану в форме пассивного и активного транспорта, т. е. без затрат энергии или с помощью специальных белков-переносчиков с затратами энергии. Перенос крупных молекул и частиц осуществляется посредством образования окруженных мембраной пузырьков, в которые и помещаются переносимые частицы. Поглощение клетками твердых частиц – это фагоцитоз, жидких веществ – пиноцитоз.
Цитоплазма клетки
Цитоплазма представляет собой внутреннее содержимое клетки и состоит из основного вещества – гиалоплазмы – и разнообразных внутриклеточных структур – органелл (органоиды) и включений. Гиалоплазма – это водный раствор неорганических и органических веществ, находящийся в постоянном движении. Вода составляет 70–80% цитоплазмы, неорганические вещества – 1–1,5%, органические представлены белками (10–20%), жирами (1–5%), углеводами (0,2–2%) и нуклеиновыми кислотами (1–2%).
Гиалоплазма – это активная среда, в которой протекают химические и физиологические процессы и которая объединяет все компоненты клетки в единую систему. Среди клеточных структур выделяют органеллы общего назначения, имеющиеся во всех клетках, и органеллы специального назначения, которые есть лишь в определенных клетках и выполняют специальную функцию. Включения – это временные клеточные структуры (например, зерна крахмала как запас питательных веществ).
Для эукариотических клеток характерно наличие огромного количества внутриклеточных мембран, которые образуют мембранные органеллы, отличающиеся друг от друга строением и функцией. Эндоплазматическая сеть – это разветвленная система соединенных между собой полостей, трубочек и каналов. Она играет важную роль в синтезе белков и внутриклеточном транспорте веществ. Аппарат Гольджи представляет собой стопки уплощенных мешочков и цистерн, в которых накапливаются, сортируются и упаковываются синтезированные в клетке вещества. Помимо этого, аппарат Гольджи обеспечивает выведение синтезированных веществ. Он значительно развит в клетках различных желез. Лизосомы – пузырьки, содержащие около 50 видов ферментов, способных разрушать белки, жиры и углеводы. Лизосомы выполняют функцию внутриклеточного переваривания питательных веществ и чужеродных компонентов, поступающих в клетку. При участии лизосом происходит очищение клеток от вредных веществ и вирусов, а также поврежденных структур самой клетки.
Митохондрии – веретенообразные структуры, в которых синтезируется аденозинтрифосфорная кислота, используемая в качестве источника энергии при химических процессах внутри клетки. Поэтому митохондрии называют «энергетическими станциями клетки». Количество, размеры и расположение митохондрий зависят от функции клетки. Например, в одной клетке печени их насчитывается до 2,5 тысяч. Митохондрии (у растений – хлоропласты), в отличие от других органелл, способны к самовоспроизведению и обладают собственным аппаратом биосинтеза белка. По существующей гипотезе, они являются потомками древних симбиотических бактерий.
В клетках присутствуют также органеллы, не имеющие мембранного строения: рибосомы, микротрубочки, клеточный центр. Рибосомы – многочисленные мелкие образования округлой формы, расположенные в основном на эндоплазматической сети. Их функция – синтез белков и аминокислот. Микротрубочки образуют клеточный скелет и участвуют в транспорте веществ внутри клетки. Клеточный центр обычно находится вблизи ядра и играет важную роль при делении клетки.
Отдельные клетки в процессе эволюции приспособились к выполнению специфических функций, поэтому они содержат особые органеллы специального назначения, например миофибриллы мышечного волокна, обеспечивающие его сокращение, нейрофибриллы и синаптические пузырьки нервных клеток, участвующие в передаче нервного импульса.
Ядро клетки
Ядро – важная структура эукариотических клеток. Большинство клеток имеют одно ядро, но встречаются и многоядерные клетки (мышечные волокна скелетных мышц). Некоторые специализированные клетки (например, эритроциты) утрачивают ядра. Самое крупное ядро – у яйцеклетки (женская половая клетка).
Ядро окружает оболочка, пронизанная многочисленными порами, через которые происходит обмен веществ между ядром и цитоплазмой. Под ядерной оболочкой располагается нуклеоплазма – желеобразный раствор, содержащий белки, ионы, хроматин и ядрышко. В ядрышке образуются рибосомы. Из хроматина перед делением клетки формируются хромосомы.
Хромосомы являются носителями наследственной информации. Число хромосом в клетках каждого биологического вида постоянно. Обычно в клетках тела хромосомы представлены парами (диплоидный набор), а в половых клетках они непарны (гаплоидный набор). Набор хромосом клеток конкретного вида живых организмов, характеризующийся числом, величиной и формой хромосом, называют кариотипом. Кариотип человека представлен 46 хромосомами (23 пары): 44 хромосомы одинаковы у особей мужского и женского пола, а 2 хромосомы являются половыми (у женщин имеются 2 одинаковые Х-хромосомы, у мужчин – Х- и Y-хромосомы).
Ядро клетки хранит и реализует генетическую информацию, управляет процессом биосинтеза белка, участвует в распределении наследственной информации между дочерними клетками и, следовательно, играет важную роль в регуляции развития организма и всех процессов его жизнедеятельности.
Клеточные ткани
В многоклеточных организмах клетки образуют ткани. Ткань – это совокупность клеток и внеклеточного вещества, обладающих общностью происхождения, строения и функции. В человеческом организме выделяют 4 основных типа тканей.
Эпителиальная ткань
Эпителиальная ткань покрывает поверхность тела, выстилает полости внутренних органов и тем самым выполняет защитную функцию. Она активно участвует в обмене веществ организма благодаря хорошо выраженной способности всасывать и выделять вещества. Часть эпителиальных клеток специализируется на выделении секрета и составляет так называемый железистый эпителий, образующий различные железы. В зависимости от структурных и функциональных свойств различают однослойный и многослойный эпителий.
Соединительная ткань
Соединительная ткань – это кровь и лимфа, хрящевая и костная ткани, жировая ткань, различные виды собственно соединительной ткани. Эта ткань выполняет преимущественно опорную и трофическую функции. Характерная особенность соединительной ткани – наличие межклеточного вещества, которое продуцируется клетками. Межклеточное вещество имеет различную консистенцию: твердую – у кости, жидкую – у крови и лимфы. В межклеточном веществе костной ткани откладываются соли кальция.
Мышечная ткань
Мышечная ткань выполняет в организме сократительную функцию. К этой группе относят гладкую мышечную ткань, обеспечивающую сокращение сосудов и перистальтику внутренних органов, поперечнополосатую мышечную ткань, из которой построены скелетные мышцы, и сердечную мышечную ткань. Мышечное сокращение осуществляется при посредстве специальных структур – миофибрилл, расположенных в мышечных клетках.
Нервная ткань
Нервная ткань образует всю нервную систему: головной и спинной мозг, нервы и нервные узлы. Основная функция нервной ткани связана с восприятием, проведением и передачей нервного возбуждения. Нервная ткань состоит из нейронов и нейроглии. Нервные клетки образуют нервные центры, в которых происходит обработка нервного возбуждения, а также проводящие пути, связывающие между собой эти центры. Нейроглия выполняет вспомогательную роль, связанную с питанием нервных клеток и другими функциями.
Ткани образуют органы. Орган – это часть тела, имеющая определенную форму, строение, функции и положение в организме. Каждый орган образован из ткани преимущественно одного типа, например, кость – из костной ткани, мышца – из мышечной, мозг – из нервной ткани. Однако все органы снабжены нервами и сосудами.
Органы, сходные по своему строению, функции и развитию, объединяются в системы органов: костную, мышечную, пищеварительную, дыхательную, мочевую, половую, сердечно-сосудистую, нервную и др. С помощью регуляторных механизмов системы органов тесно связаны между собой и обеспечивают жизнедеятельность целостного человеческого организма.
Если бы все клетки человеческого тела можно было выложить
в один ряд, то длина его составила бы около 15 тысяч км.
Обновление клеток
Большая часть клеток человека постоянно обновляется. Так, продолжительность жизни эритроцитов составляет 120 дней, клеток печени – 480 дней, а клеток кишечного эпителия – всего 3–5 дней. Последние обновляются со скоростью 1 млн клеток в 1 минуту. Наружный слой эпидермиса кожи образован роговыми чешуйками, которые постепенно слущиваются. Этот слой у человека обновляется за 7–11 дней. Нервные клетки и мышечные волокна в течение жизни не обновляются.
Автор: Ольга Гурова, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник, доцент кафедры анатомии человека РУДН
Покровные ткани
Покровные ткани, о которых пойдет речь далее, призваны сохранить целостность растения и структуру его органов и тканей. Защитить от механических повреждений, или в случае возникновения таковых, ограничить зону повреждения от окружающей среды. Защитить внутреннюю среду растения от болезнетворных микроорганизмов, предотвратить излишнее испарение воды с поверхности листа (защита от высыхания). Для создания барьера клетки этой ткани плотно примыкают друг к другу, не имеют межклетников.
Эпидерма (эпидермис, кожица)
Эти клетки вместе с прилежащими к ним побочными клетками образуют устьичный аппарат. Сами замыкающие клетки бобововидной формы, между ними имеется устьичная щель.
К ночи падает интенсивность фотосинтеза, среда клетки становится более гипотонична, вода уходит из замыкающих клеток в побочные, тургор замыкающих клеток снижается, и они распластываются, закрывая устьичную щель.
У листьев, плавающих на поверхности воды, устьица находятся только на верхней стороне листа: к примеру у кувшинки (500 устьиц на 1 мм 2 ), у надводных (воздушных) листьев устьица обычно расположены на нижней стороне листа. У подводных растений устьтица отсутствуют.
Трихомы подразделяются на: кроющие, физиологически защищающие ткани листа от перегрева и уменьшающие испарение воды, и железистые, наиболее ярким примером которых являются жгучие волоски на стебле крапивы, знакомые каждому не понаслышке)) В железистых волосках скапливается секрет. При соприкосновении с волоском его головка легко отламывается, и жидкость изливается в кожу, вызывая местное воспаление.
Перидерма
Слово перидерма происходит от греч. περι — около и греч. δερμα — кожа. Век эпидермы, расположенной на корнях, стеблях и корневищах, недолог. Многолетние растения увеличиваются в размере, и на смену эпидерме, которая слущивается и отпадает, приходит перидерма, вторичная покровная ткань, развивающаяся из феллогена (вторичной меристемы).
При делении клеток феллогена наблюдается закономерность: клетки пробки (феллемы) откладываются наружу, а клетки феллодермы, состоящей из живых клеток с запасными питательными веществами, внутрь.
Корка
Является третичной покровной тканью, которая образуется у многолетних растений в корневище, стебле и корне. Корка ежегодно наращивается, за счет сезонного образования феллогеном нового слоя перидермы, который оттесняет старый наружный слой флоэмы и перидермы на периферию, что приводит к изоляции данных тканей, и они отмирают. Получается, что корка это и есть совокупность многочисленных отслоенных и погибших элементов перидермы и вторичных флоэм.
Эпиблема (ризодерма)
Слово эпиблема происходит от греч. ἐπίβλημα – покрывало, покрытие от греч. ἐπί — на, над и греч. βλημα — бросаю, кладу. Это первичная покровная ткань молодых растений. Происхождение эпиблемы связано с делением клеток дерматогена. Эта ткань уникальна, именно она формирует корневые волоски в зоне всасывания корня.
Эпиблема охватывает все до зоны проведения корня, ее длина может составлять несколько сантиметров. Пика своего развития эпиблема достигает в зоне всасывания, где из нее формируются корневые волоски, всасывающие воду вместе с растворенными в ней минеральными солями. Активное всасывание веществ энергетически затратный процесс, в связи с этим эпиблема богата митохондриями.
Экзодермой называются клетки первичной коры корня, которые располагаются под эпиблемой. В зоне проведения после слущивания эпиблемы экзодерма может опробковевать и выполнять защитную функцию.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.