Мои материалы
К курсу биологии
Биология · 5 класс · Урок 4 из 9

Клетка: границы, содержимое и наследственная информация

У всех клеток есть общие компоненты, но строение бактериальной, растительной и животной клеток нельзя смешивать.

Организмы — тела живой природыстроение клетки

Федеральная программа · базовый уровень · 5 класс

Организмы — тела живой природы

Этот урок раскрывает следующие элементы программы:

  • Клетка и история её открытия; цитология
  • Строение клетки под световым микроскопом
  • Доядерные и ядерные организмы
  • Микропрепарат кожицы лука
клеточная стенкамембранаядровакуольхлоропласт
Схема показывает типичную клетку фотосинтезирующей части растения; размеры и расположение структур условны.

Что есть у каждой клетки

Плазматическая мембрана отделяет клетку от внешней среды и участвует в обмене веществами. Внутри находятся цитоплазма, наследственный материал (ДНК) и рибосомы, на которых синтезируются белки. Эти компоненты есть у клеток разных организмов, хотя их устройство и расположение могут различаться.

Клеточная стенка — не то же самое, что мембрана: она находится снаружи мембраны у растений и многих других организмов, придаёт форму и защиту. У животной клетки стенки нет. По одной схеме клетки нельзя судить обо всех клетках организма.

Чем отличаются клетки

У эукариот, в том числе у растений и животных, ДНК в основном находится в ядре, отделённом оболочкой. У бактерий оформленного ядра нет: их ДНК расположена в области цитоплазмы, называемой нуклеоидом. Поэтому подпись «ядро» на рисунке бактерии была бы ошибкой.

Хлоропласты есть у фотосинтезирующих клеток растения, например во многих клетках листа, но не у всех его клеток: клетки корня обычно их не имеют. Крупная центральная вакуоль характерна для многих зрелых растительных клеток. Митохондрии участвуют в клеточном дыхании и есть и у растений, и у животных.

Словарь урока

Определения с пояснением и примером

Прочитайте значение термина, затем проверьте его на конкретной ситуации. Оговорки отмечают границы школьной модели.

Клетка

Наименьшая структурная и функциональная единица клеточных организмов, способная выполнять основные процессы жизнедеятельности. У многоклеточного организма клетки различаются по строению и работе.

Пример: Клетка кожицы лука имеет границу, цитоплазму и наследственный материал; она часть целого растения.

Цитология

Раздел биологии, который изучает клетки: их строение, работу, деление и взаимодействие. Название науки не означает, что любую деталь клетки можно увидеть в школьный микроскоп.

Пример: Сравнение клеток растения и бактерии — один из вопросов цитологии.

Плазматическая мембрана

Тонкая граница клетки, отделяющая её внутреннее содержимое от внешней среды и участвующая в регулируемом переносе веществ. Она есть и у растений, и у животных, и у бактерий.

Пример: При приготовлении препарата кожицы лука клеточная мембрана находится внутри клеточной стенки.

Важно: Мембрана не является жёсткой стенкой и не одинаково пропускает все вещества.

Клеточная стенка

Расположенная снаружи плазматической мембраны прочная структура, которая поддерживает форму клетки. Стенки растений в основном содержат целлюлозу; стенки бактерий устроены иначе. У клеток животных стенки нет.

Пример: На микропрепарате кожицы лука границы соседних клеток хорошо видны благодаря стенкам.

Цитоплазма

Внутреннее содержимое клетки между плазматической мембраной и ядром у ядерных клеток; включает водную среду и клеточные структуры. В ней протекают многие реакции обмена веществ.

Пример: На схеме клетки цитоплазма окружает ядро и другие структуры.

Ядро

Окружённая оболочкой структура эукариотической клетки, где находится большая часть её ДНК. Ядро участвует в хранении и использовании наследственной информации.

Пример: У клетки кожицы лука ядро может стать видимым после подходящего окрашивания.

Важно: У бактерий оформленного ядра нет; зрелые эритроциты млекопитающих также не имеют ядра, хотя происходят от ядерных клеток.

ДНК

Дезоксирибонуклеиновая кислота — молекула, в последовательности частей которой записана наследственная информация клетки. Эта информация нужна для образования молекул, участвующих в строении и работе организма, и передаётся при делении клеток.

Пример: ДНК есть и у клетки лука, и у бактерии, но расположена и организована в их клетках по-разному.

Нуклеоид

Область цитоплазмы клетки бактерии, где находится основная часть её ДНК. В отличие от ядра эта область не окружена собственной мембраной.

Пример: На схеме бактерии ДНК подписывают внутри нуклеоида, а не внутри ядра.

Доядерные организмы (прокариоты)

Организмы, клетки которых не имеют ограниченного мембраной ядра. К прокариотам относят бактерий и архей; их ДНК находится в области цитоплазмы, а не в оформленном ядре.

Пример: На рисунке бактерии ДНК находится в области цитоплазмы, а не внутри ядра.

Ядерные организмы (эукариоты)

Организмы, клетки которых на большинстве стадий развития содержат ядро, отделённое от цитоплазмы оболочкой. К эукариотам относятся растения, животные, грибы и многие одноклеточные.

Пример: У клетки кожицы лука есть ядро; лук относится к ядерным организмам.

Вакуоль

Ограниченное мембраной пространство внутри клетки, содержащее жидкость с растворёнными веществами. У многих зрелых клеток растений крупная центральная вакуоль занимает значительную часть объёма.

Пример: На схеме зрелой клетки листа большая центральная вакуоль оттесняет часть цитоплазмы к краю.

Хлоропласт

Органоид фотосинтезирующих эукариотических клеток, в котором происходит фотосинтез. Хлоропласты есть у многих клеток зелёных частей растения, но не у всех его клеток.

Пример: Клетки зелёного листа часто имеют хлоропласты, а клетки подземной чешуи луковицы обычно нет.

Органоид

Постоянная специализированная структура клетки, выполняющая определённую работу. Строение органоидов различается; не каждый органоид можно увидеть в обычный школьный световой микроскоп.

Пример: Хлоропласт участвует в фотосинтезе, а митохондрия — в процессах клеточного дыхания.

Митохондрия

Органоид ядерной клетки, в котором проходят важные этапы клеточного дыхания и образуется пригодная для клеточной работы энергия. Митохондрии есть как у животных, так и у растений.

Пример: Клетки корня, не имеющие хлоропластов, всё равно содержат митохондрии и используют их для получения энергии.

Клеточное дыхание

Совокупность процессов, с помощью которых клетка высвобождает энергию из органических веществ и делает её доступной для своей работы. При наиболее распространённом кислородном варианте расходуется кислород и образуются углекислый газ и вода.

Пример: Клетки прорастающего семени дышат, даже когда росток ещё не вышел на поверхность.

Важно: Клеточное дыхание не равно вдоху и выдоху: газообмен доставляет кислород, а превращения веществ происходят внутри клеток.

Белок

Крупная молекула, построенная из соединённых в определённой последовательности аминокислот. Белки выполняют разные задачи: входят в состав клеточных структур, ускоряют реакции, переносят вещества.

Пример: Одни клеточные белки помогают расщеплять вещества, другие входят в состав оболочек и внутренних структур.

Рибосома

Мелкая клеточная структура, на которой собираются белки по инструкции, полученной из наследственной информации. Рибосомы есть у клеток бактерий, растений и животных, хотя их размеры и состав могут различаться.

Пример: Клетка кожицы лука и бактерия обе содержат рибосомы, но обычная школьная схема может не показывать их по отдельности.

Микропрепарат

Тонкий образец для рассмотрения под микроскопом, помещённый на предметное стекло и обычно накрытый покровным стеклом. Подготовка зависит от объекта и должна проводиться по безопасной инструкции.

Пример: Тонкую кожицу чешуи лука можно изучать как учебный препарат под руководством учителя.

Почему это важно понимать именно так

В школьной программе 5 класса под световым микроскопом прежде всего различают общую границу клетки, цитоплазму и ядро на подходящих препаратах. Более мелкие структуры не стоит обещать увидеть обычным школьным микроскопом без специальных методов. Схема на странице показывает типичную фотосинтезирующую растительную клетку, а не любую клетку луковицы.

Роберт Гук в XVII веке назвал «клетками» ячейки, которые увидел в тонком срезе пробки. Он наблюдал стенки мёртвых клеток, поэтому это историческое наблюдение не было полным описанием живой клетки. Современное представление о клетке складывалось благодаря множеству исследований и совершенствованию микроскопии.

Пример по шагам

В микропрепарате кожицы лука не видны зелёные хлоропласты. Значит ли это, что перед нами не растительная клетка?

  1. Хлоропласты не обязаны быть в каждой растительной клетке.
  2. Рассматривают другие признаки: клеточную стенку, форму клеток, вакуоль и ядро при подходящем окрашивании.
  3. Кожица луковицы развивается под землёй и обычно не фотосинтезирует.

Вывод: Нет. Отсутствие видимых хлоропластов в этом препарате не отменяет растительную природу клетки.

Практическая работа

Как описать препарат кожицы лука

  1. Подготовленный учителем препарат рассмотрите сначала при меньшем увеличении, затем при большем.
  2. Найдите границы нескольких клеток и зарисуйте одну из них; подпишите только действительно различимые структуры.
  3. Отдельно запишите, какие детали вы знаете из схемы учебника, но не увидели на этом препарате.

Что можно заключить: По наблюдению можно описать форму и расположение клеток, видимые стенки и при подходящих условиях ядро; отсутствие видимого хлоропласта не означает, что клетка не растительная.

Безопасность: Работайте со стеклом и микроскопом только по правилам кабинета; не используйте неизвестные красители и не касайтесь линз пальцами.

Попробуйте сами

Назовите три компонента, общие для клетки бактерии и клетки листа растения, и одно важное различие.

Показать ориентир для ответа

Общие: плазматическая мембрана, цитоплазма, ДНК (также рибосомы). У растительной клетки есть оформленное ядро; у бактерии его нет.

Сверка содержания

Объяснения и рисунки созданы для Умблика. Объём темы сопоставлен с федеральной программой, а биологические понятия — с открытыми учебными источниками. Схемы учебные и не передают реальные масштабы.