Клетка является структурной и функциональной единицей, а также единицей развития живых организмов. Она представляет собой саморегулирующуюся, самовоспроизводящуюся живую систему.

Неклеточные формы — вирусы — неспособны к самостоятельному существованию.

Клеточная теория. В XVIII—XIX вв. основным «оружием» биологов был световой микроскоп. К середине XVIII столетия учёные создали систему увеличительных линз, позволяющих лучше разглядеть и подробнее описать исследуемые объекты. В 1781 г. Феличе Фонтана зарисовал клетки животных и их ядра, затем Ян Пуркинье описал клеточное ядро и ввёл термин «протоплазма» (от греч. protos — первый и plasma — оформленное). В 1838 г. вышла книга немецкого ботаника М. Шлейдена «Материалы к филогенезу», в которой он высказал идею о том, что клетка является основной структурной единицей растений, и ставил вопрос о возникновении новых клеток в организме. Основываясь на работах М. Шлейдена, немецкий физиолог Т. Шванн всего через год опубликовал книгу «Микроскопические исследования о соответствии в структуре и росте животных и растений», в которой и была изложена первая версия клеточной теории.

Положения клеточной теории:

— все живые существа состоят из клеток;

— все клетки имеют сходное строение, химический состав и общие принципы жизнедеятельности;

— клетки образуются только при делении предшествующих им клеток;

— клетки способны к самостоятельной жизнедеятельности, но в многоклеточных организмах их работа скоординирована, и организм представляет собой целостную систему.

Каким будет увеличение микроскопа, если увеличение линзы окуляра ×7, а линзы объектива ×40? (При увеличении в 7 раз и ещё в 40 раз общее увеличение будет в 7х40=280 раз)

Марии необходимо сделать рисунки разных по форме клеток. Какой микроскоп ей лучше выбрать для такого исследования?

 

1) линза окуляра ×7, а линза объектива ×40

2) линза окуляра ×20, а линза объектива ×20

3) линза окуляра ×5, а линза объектива ×80

4) линза окуляра ×15, а линза объектива ×40

Найдем увеличение каждого микроскопа:

1) 7х40 = 280;

2) 20х20 = 400;

3) 5х80 = 400;

4) 15х40 = 600.

Чтобы сравнить форму клеток нужен микроскоп с меньшим увеличением, т. е. 280.

Николаю необходимо изучить строение растительной клетки. Для успешного выполнения исследования ему необходим микроскоп с увеличением, равным ×200. У него есть объектив, дающий увеличение в 20 раз (×20). Какое увеличение окуляра ему необходимо?

(Если необходимо увеличение в 200 раз, а объектив увеличивает в 20 раз, увеличение окуляра должно быть в 10 раз. Чтобы найти увеличение микроскопа, нужно число на окуляре умножить на число на объективе: 20х10=200, тогда увеличенное в 20 раз увеличивается ещё в 10 раз.)

 

Проверь себя

Возникновение клеточной теории в середине XIX в. связано с развитием

1) генетики

2) эволюционной теории

3) медицины

4) микроскопии

Сущность кле­точ­ной тео­рии от­ра­же­на в сле­ду­ю­щем положении:

 

1) из кле­ток со­сто­ят толь­ко жи­вот­ные и растения

2) клет­ки всех ор­га­низ­мов близ­ки по своим функциям

3) все ор­га­низ­мы со­сто­ят из клеток

4) клет­ки всех ор­га­низ­мов имеют ядро

Из чего, со­глас­но кле­точ­ной теории, со­сто­ят и растения, и животные?

1) органоидов

2) тканей

3) синцитиев

4) клеток

Откуда, со­глас­но кле­точ­ной теории, по­яв­ля­ют­ся новые клет­ки у животных?

1) фор­ми­ру­ют­ся из органоидов

2) от дру­гих клеток

3) путём ре­ор­га­ни­за­ции тканей

4) путём рас­па­да синцитиев

К доклеточным формам жизни относят

1) холерный вибрион

2) туберкулёзную палочку

3) вирус герпеса

4) дизентерийную амёбу

Химический состав клетки

Около 98% массы клетки образуют четыре элемента: водород, кислород, углерод и азот. Это главные компоненты всех органических соединений.

Неорганические вещества клетки - вода и минеральный соли.

Органические вещества – углеводы, липиды (жиры), белки, нуклеиновые кислоты (ДНК, РНК, АТФ)

Белки. Среди органических веществ клетки, белки занимают первое место, как по количеству, так и по значению. Это высокомолекулярные полимерные соединения, мономером которых служат аминокислоты.

Функции белков в клетке чрезвычайно многообразны. Одна из важнейших — строительная (структурная) функция: белки участвуют в образовании всех клеточных мембран и органоидов клетки, а также внеклеточных структур.

Исключительно важное значение имеет каталитическая роль белков. Все ферменты — вещества белковой природы, они ускоряют химические реакции, протекающие в клетке, в десятки и сотни тысяч раз.

Двигательная функция живых организмов обеспечивается специальными сократительными белками. Эти белки участвуют во всех видах движения, к которым способны клетки и организмы.

Транспортная функция белков заключается в присоединении химических элементов (например, кислорода) или биологически активных веществ (гормонов) и переносе их к различным тканям и органам тела.

Защитная функция. При поступлении в организм чужеродных белков или микроорганизмов в белых кровяных тельцах — лейкоцитах — образуются особые белки — антитела. Они связывают и обезвреживают несвойственные организму вещества (антигены).

Белки служат и одним из источников энергии в клетке, т. е. выполняют энергетическую функцию. При полном расщеплении 1 г белка выделяется 17,6 кДж энергии.

Углеводы. Углеводы, или сахариды, — органические вещества с общей формулой C_n(H₂O)_m. Углеводы выполняют две основные функции: строительную и энергетическую. Например, целлюлоза образует стенки растительных клеток; сложный полисахарид хитин — главный структурный компонент наружного скелета членистоногих. Строительную функцию хитин выполняет и у грибов.

Углеводы играют роль основного источника энергии в клетке. В процессе окисления 1 г углеводов освобождается 17,6 кДж энергии. Крахмал у растений и гликоген у животных, откладываясь в клетках, служат резервом пищи и энергии.

Липиды. Нерастворимые в воде органические вещества называют липидами.

Основная функция жиров — служить энергетическим резервуаром. Калорийность липидов выше энергетической ценности углеводов. В ходе расщепления 1 г жиров до CO₂ и H₂O освобождается 38,9 кДж энергии.

Очень важную роль для живых организмов играют фосфолипиды, являющиеся компонентами мембран, т. е. выполняющие строительную функцию.

Из липидов можно отметить также воск, который используется у растений и животных в качестве водоотталкивающего покрытия.