почему клетку называют структурной единицей жизни
Клетка как структурная и функциональная единица живого: особенности строения и значения клеток
Клетка как структурная и функциональная единица живого
Элементарная живая система
Организмы с клеточным строением — это основные прогрессивные формы жизни на нашей планете.
Клетка как живая система (элементарная) лежит в основе строения и развития всех растительных и животных организмов. Клетка — элементарная единица живого и самая мелкая единица организма, способная к жизни и обладающая основными признаками целого организма.
Все живые существа характеризуются клеточным типом организации. Исключение — вирусы, которые являются эволюционно неклеточными организмами и могут размножаться только, находясь в клетках других организмов.
Клетка — это элементарная структурная единица живого организма, представляющая собой дифференцированный и окруженный клеточной мембраной участок цитоплазмы.
Исходя из функций, можно утверждать, что клетка — главный структурный, функциональный и воспроизводительный элемент живой материи.
При этом, клетки способны существовать как самостоятельные организмы и входя в состав многоклеточных организмов.
Из одной клетки состоит организм бактерий, отдельных водорослей (хлореллы, хламидомонады), низших грибов (дрожжи, мукор), простейших животных (инфузория, эвглена, амёба и др). На этой клетке лежат все функции многоклеточного организма: дыхание, размножение, питание, движение и др. Практически все тела животных и растений сформированы при помощи огромного числа клеток, каждая из которых выполняет в организме определенные функции. Эти группы клеток стоят у начала формирования различных тканей.
Особенности строения и значение клеток
Клетки тканей имеют ряд общих морфологических особенностей и схожих функциональных свойств несмотря на различия в строении и разные функции. К таким морфологическим особенностям относятся, например, сформированное ядро и похожий набор органоидов. Среди общих функциональных свойств выделяются биосинтез белков, процессы, связанные с размножением, использование и превращение энергии.
Все это говорит о том, что у всех живых организмов на планете общее происхождение, а также о том, что органический мир характеризуется единообразием.
У клетки есть типичные структурные элементы:
Если говорить о клетках растений, то для них характерно наличие вакуоли, хорошо оформленной целлюлозной оболочки, пластид.
Чем же клетки между собой различаются?
Есть несколько моментов, которые указывают на различия между клетками:
Для некоторых клеток вообще не свойственно постоянство формы. Речь идет об амебоидных клетках (лейкоцитах).
Стандартные размеры большинства клеток многоклеточных организмов — 10-100 мкм. Размеры мельчайших клеток — 2-4 мкм.
Отдельные растительные клетки, у которых большие вакуоли в цитоплазме, характеризуются большими размерами. К примеру, это клетки арбузного мякиша, лимона, которые можно увидеть без каких-либо специальных устройств. Яйцеклетки птиц и некоторых рыб обладают очень большими размерами — их диаметр достигает нескольких сантиметров. Отростки нервных клеток могут достигать одного метра и больше.
Размер тела животного не определяет размер его клеток.
Структурно-функциональная единица печени мыши или лошади одинаковая по своим размерам.
В любом организме достаточно много клеток. Небольшое количество клеток характерно для отдельных многоклеточных организмов.
К примеру, организм коловратки (а это относительно большое животное) содержит всего 400 клеток. Самые многоклеточные структуры в организме людей и позвоночных животных — клетки крови и головного мозга.
У многоклеточных животных небольшие по размерам клетки и большое их количество формируют огромную поверхность. Благодаря этому обеспечивается быстрый обмен веществ.
ГДЗ биология 8 класс Пасечник, Суматохин, Калинова Просвещение 2019-2020 Задание: § 4 Строение организма человека
Стр. 20. Вспомните
№ 1. Что называют физическим телом?
Физическим телом называют материальный объект, который имеет форму (простую), массу, объем и отделен от других тел при помощи внешней границы раздела. Например, камень, кусок шоколада – это твердые физические тела. Вода – жидкое физическое тело.
№ 2. Как называют мельчайшие частицы, из которых состоит вещество?
Клетки вещества состоят из частиц, которые называется молекулами. Молекулы в свою очередь состоят из мельчайших частиц – атомов.
№ 3. Что такое клетка? Каково её строение? Какие вещества её образуют?
Клетка – это элементарная структурная и функциональная единица живого организма, строение которой, несмотря на малые размеры, очень сложное. Она обладает собственным обменом веществ и способна к самовоспроизведению.
Все клеточные формы жизни на нашей планете делятся на два надцарства: прокариоты (доядерные) и эукариоты (ядерные). Прокариоты являются более простыми по строению и возникли в процессе эволюции раньше, чем эукариоты – более сложные.
Несмотря на разнообразие формы, организация клеток живых организмов подчиняется единым структурным принципам. Содержимое каждой клетки отделено от окружающей среды при помощи плазматической мембраны. Внутри сама клетка заполнена цитоплазмой, в которой находятся клеточные включения, молекулы ДНК и органеллы. Каждая из органелл клетки выполняет свою определенную функцию, но в совокупности они определяют ее жизнедеятельность.
Цитоплазма эукариотической клетки выполняет функцию цитоскелета, который состоит из трех элементов: микротрубочек, микрофиламентов и промежуточных филаментов. Она служит механическим каркасом, который поддерживает форму клетки.
Аппарат Гольджи принимает участие в синтезе лизосомы и преобразовании белков. Лизосомы – пищеварительные органеллы клетки. Также в аппарате Гольджи происходит накопление веществ, которые клетка синтезирует для нужд всего организма и которые потом выводятся наружу из клетки.
Митохондрии – энергетические органоиды клеток, которые отвечают за преобразование питательных веществ в энергию и участвуют в дыхании. Покрыты они наружной гладкой мембраной и внутренней с многочисленными складками и выступами.
Центриоли – цилиндрические белковые структуры, которые располагаются около ядра клеток. Вокруг них находится центр организации цитоскелета, в котором группируются минус-концы микротрубочек клетки.
Стр. 23. Лабораторная работа. Изучение микроскопического строения тканей организма человека
«Ткани организма человека»
| Название ткани | Где находится | Особенности | Функции |
|---|---|---|---|
| Эпителиальная | Входит в состав наружных и внутренних покровов, образует железы. | Тесно прилегающие друг к другу клетки с незначительным количеством межклеточного вещества. | Защитная и всасывающая, восстанавливающая. |
| Соединительная | Жировая, хрящевая, костная ткани; дентин зубов, лимфа, кровь. | Разные по форме клетки и большое количество плотного или жидкого межклеточного вещества. | Механическая, защитная, транспортная, терморегуляция. |
| Мышечная | Скелетная мускулатура, гладкая мускулатура внутренних органов. | Клетки, которые могут менять размеры путем сокращения; маленькие одноядерные клетки, расположенные пучками и не имеют поперечной исчерченности. | Перемещение частей тела, сокращение органов. |
| Нервная | Головной и спинной мозг; нервные волокна и нервные узлы. | Два типа клеток: нервные (нейроны) и глиальные. Нейроны состоят из тела и отростков и соединены между собой и с другими клетками особыми контактами – синапсами. | Регуляция, проведение импульсов. |
Вывод:
В организме человека различаются четыре вида тканей: соединительная, мышечная, эпителиальная и нервная. В клетках каждой из них есть органоиды, которые выполняют характерные для нее функции.
Стр. 23. Вопросы после параграфа
№ 1. Назовите основные уровни организации человека.
Выделяют несколько основных уровней организации человека:
№ 2. В чем особенности атомно-молекулярного уровня организации человека?
В состав живых организмов входит большое количество сложных органических веществ – биополимеров, которые представлены жирами, белками, углеводами и нуклеиновыми кислотами.
На молекулярном уровне жизни обмен веществ и превращение энергии проявляется как химические реакции, передача и изменение наследственной информации. Также в организме человека содержатся и такие химические вещества, как натрий, азот, водород, углерод, кислород, кальций, сера, которые характерны и для других живых организмов, например, растений или животных, и для неживых объектов. Эта особенность позволяет судить о единстве и связи между предметами живой и неживой природы.
№ 3. Что такое ткань? Какие группы тканей в организме человека вам известны?
Ткань – это совокупность клеток и межклеточного вещества, которые объединены общим происхождением, строением и функциями, выполняемыми в организме.
В организме человека выделяют четыре основные группы тканей: соединительная, эпителиальная, мышечная и нервная.
Стр. 23. Задание
Опишите общий план строения клетки человека и объясните, в чём заключается причина разнообразия форм и размеров различных специализированных клеток. Приведите примеры.
Клетка является основой строения и жизнедеятельности организмов, включая организм человека. Он состоит из огромного количества клеток, которые различаются размерами, формой. Это поясняется тем, что каждая клетка в многоклеточном организме человека может выполнять только определённые функции.
Отделены клетки друг от друга клеточной мембраной. Внутри каждой клетки выделяют ядро и цитоплазму, которые отделены друг от друга ядерной мембраной. Внутри ядра содержится ядрышко, в котором находятся рибосомы – важные органы клетки. Также в ядре расположены хромосомы (их основой являются молекулы ДНК, которые определяют наследственный аппарат клетки) и другие структуры и органоиды: рибосомы, лизосомы, митохондрии и аппарат Гольджи.
Клетки образуют ткани. Соединительная ткань образована разными по форме клетками и большим количеством плотного или жидкого межклеточного вещества. Эпителиальная ткань образована клетками, которые плотно прилегают друг к другу, и незначительным количеством межклеточного вещества. Мышечную ткань образуют клетки, которые могут сокращаться, а значит, изменяют свои размеры, форму. Нервную ткань образуют два типа клеток – глиальные и нервные (нейроны).
Стр. 23. Подумайте
Почему клетку считают основной структурной и функциональной единицей не только организма человека, но и всех других живых организмов?
Клетка является основной структурной и функциональной единицей всех живых организмов, которая способна к самовоспроизведению. В свою очередь, живые организмы могут состоять, как и из одной клетки, например, одноклеточные водоросли и животные, бактерии, так и из большого количества клеток. Из-за того, что в природе не существует более мелких систем, которым бы были присущи признаки свойства живого, нежели одноклеточные организмы, клетку называют еще и элементарной единицей.
Клетка, как низшая ступень организации, обладает всеми свойствами живой системы: растет и стареет, размножается, двигается и реагирует на внешние раздражители, может передавать по наследству свои признаки, способна к обмену веществ и энергии.
§ 1. Клетка — структурная единица организма
1. Ключевые вопросы.
1. Какие химические вещества входят в состав клетки? Какова их роль?
2. Дайте определение понятия «клетка». Охарактеризуйте роль клетки в организме.
Клетка — элементарная единица строения всех организмов (кроме вирусов).
В клетке проихсодит обмен веществ и энергии, также клетка позволяет реагировать на действия определённых раздражителей (раздражимость). Нервные, мышечные и секреторные клетки обладают возбудимостью в результате действия сильного раздражителя (возбудимость). Нервные и мышечные клетки формируют и проводят электрические импульсы (проводимость). За счёт мышечных клеток выполняются двигательные функции в организме (сократимость). Секреторные клетки синтезируют и выделяют секрет — продукт жизнедеятельности. Соматические клетки обеспечивают рост и жизнеспособность организма (способность к самовоспроизведению).
3. Какие структурные элементы ядра являются носителями наследственных свойств и признаков?
Носителями наследственных свойств и признаков являются хромосомы, они обеспечивают хранение и передачу наследственной информации.
4. Какими способностями обладают клетки? Все ли клетки являются возбудимыми?
Клетки обладают способностями раздражаться, возбуждаться, сокращаться, самовоспроизводиться, проводить импульсы. Возбудимыми являются не все клетки, а только нервные, мышечные и секреторные.
2. Сложные вопросы.
1. Почему Леонардо да Винчи называл воду «соком жизни»?
Потому что всё живое на Земле в среднем на 80% состоит именно из воды. Если человек потерят воды в количестве 1% от веса, он почувствует сильную жажду, а потеря 10% жидкости может быть несовместима с жизнью.
2. Отличаются ли по размерам соматические клетки слона и мыши?
Клетки слона могут быть немногим больше клеток мыши, но на размер организма влияет не этот факт, а количество самих клеток: у слона клеток значительно больше, чем у мыши.
3. Может ли клетка обходиться без органоидов?
Не может, т.к. на каждый органоид возложены определённые жизненеобходимые функции.
4. В связи с чем клетки имеют малые размеры? Почему органы состоят из огромного числа клеток, а не из одной большой клетки?
Малые размеры клетки обусловлены необходимостью их в большом количестве. Например, кожа была бы менее эластичной, если бы состояла из меньшего количества клеток, но большего размера. Также большое количество клеток позволяет улучшить регенерацию.
Огромное число клеток необходимо для того, чтобы распределять различные функции организма между ними. Одна большая клетка все функции выполнять не способна, т.к. является элементарной структурной единицей организма.
Почему клетку называют структурной единицей жизни
Явления и закономерности жизни на клеточном уровне
Изучив главу, вы сможете характеризовать :
• состав и строение клетки;
• свойства клеточных органоидов;
• процессы жизнедеятельности клетки.
• определять различия в строении клеток эукариот и прокариот;
• оценивать роль автотрофов и гетеротрофов в природе;
• объяснять значение обмена веществ в жизнедеятельности клетки;
• сравнивать механизмы протекания процессов биосинтеза белка, фотосинтеза и дыхания.
Параграф 5. Многообразие клеток
• какой структурный уровень организации жизни характеризует клетка;
• что существуют одноклеточные и многоклеточные организмы.
Из истории изучения многообразия клеток. История изучения клетки неразрывно связана с развитием микроскопической техники. О существовании клеток стало известно лишь в XVII в. В 1665 г. английский естествоиспытатель Р. Гук, оценив значение увеличительного прибора, впервые применил его для исследования срезов некоторых растительных и животных тканей. Под микроскопом он обнаружил структуры, похожие по строению на пчелиные соты, и назвал их «ячейками», или «клетками». С тех пор этот термин прочно утвердился в биологии.
В 1674 г. голландский натуралист А. ван Левенгук впервые рассмотрел под самодельным микроскопом некоторых простейших и отдельные клетки животных (эритроциты, сперматозоиды).
В 30-х г. XIX в. шотландский учёный Р. Браун обнаружил в клетках растений круглое плотное образование, которое он назвал ядром.
В 1838 г., обобщая имевшиеся к тому времени сведения о клетке, немецкий ботаник М.Я. Шлейден первым пришёл к заключению о том, что ядро является обязательным структурным элементом всех растительных клеток. В 1839 г. немецкий физиолог Т. Шванн, основываясь на работах Шлейдена, изложил основы клеточной теории, согласно которой все ткани животных и растительных организмов состоят из клеток, клетки растений и животных имеют общий принцип строения, каждая отдельная клетка самостоятельна, а жизнедеятельность всего организма проявляется как совокупность жизнедеятельности отдельных групп клеток.
Появление клеточной теории Шлейдена и Шванна обусловило дальнейшее развитие учения о клетке. В 1858 г. немецкий патолог Р. Вирхов доказал, что клетки возникают только путём воспроизведения себе подобных. Ему принадлежит афористическое утверждение: «Каждая клетка — от клетки». В конце XIX в. была выдвинута гипотеза о том, что информация о наследственных свойствах организмов заключена в ядре.
Крупный вклад в развитие учения о клетке внесли русские учёные. В 1892 г. И.И. Мечников открыл явление фагоцитоза (от греч. phagos — «пожиратель», kytos — «клетка») — активного захватывания и поглощения различных частиц одноклеточными организмами и даже клетками многоклеточных организмов. В 1898 г. С.Г. Навашин описал особый тип оплодотворения — двойное оплодотворение, свойственное всем цветковым растениям.
В начале XX в. были разработаны методы культивирования клеток в пробирке и сконструирован первый электронный микроскоп. В результате наука обогатилась сведениями о мельчайших, ранее не известных клеточных структурах. Было доказано, что клетки всех организмов, несмотря на их разнообразие, сходны по строению, химическому составу и проявлениям своей жизнедеятельности.
Дальнейшие исследования показали, что ядерные структуры клетки служат основой передачи наследственных свойств организмов.
Мир клеток живой природы
. Клетки чрезвычайно разнообразны. Они различаются по своим размерам, структуре, форме и функциям. Размеры клеток варьируют от 0,1—0,25 мкм (некоторые бактерии) до 15—21 см (яйцо страуса в скорлупе).
Есть свободноживущие клетки, которые ведут себя как особи популяций и видов. Их жизнедеятельность зависит не только от слаженной работы внутриклеточных структур, но и от особенностей существования клетки как самостоятельного организма (добывание пищи, способ питания, размножение, подвижность в окружающей среде, активное и неактивное переживание неблагоприятных условий и пр.).