Решебник по биологии 8 класс Соловьева §1

Клетки растений и животных состоят из трёх основных частей: оболочки, цитоплазмы и ядра. Оболочка выполняет защитную функцию и сохраняет форму клетки. У растений и грибов есть ещё клеточная стенка, делающая оболочку прочнее. Цитоплазма — это внутренняя среда клетки, в которой находятся органоиды и происходят основные биохимические процессы. Ядро регулирует жизнедеятельность клетки, управляет делением, хранит наследственную информацию. У прокариот ядра нет, у эукариот ядро ограничено мембраной. Таким образом, оболочка защищает, цитоплазма обеспечивает обмен веществ, а ядро контролирует все функции клетки.

Прокариоты — это организмы, чьи клетки не имеют оформленного ядра, например, бактерии. Их ДНК представлена кольцевой молекулой, свободно расположенной в цитоплазме. Эукариоты — организмы, клетки которых имеют оформленное ядро, ограниченное двойной мембраной (растения, животные, грибы). У эукариот развитая система мембранных органоидов. У прокариот нет митохондрий, пластид и аппарата Гольджи, зато есть клеточная стенка и рибосомы. Эукариоты сложнее устроены и выполняют более специализированные функции.

К прокариотам относятся бактерии и археи. Это одноклеточные организмы, у которых нет оформленного ядра и мембранных органоидов. К эукариотам относятся растения, животные, грибы и простейшие. Их клетки имеют ядро, органоиды (митохондрии, пластиды, аппарат Гольджи и др.). В целом, прокариоты — более примитивные формы жизни, а эукариоты обладают более сложной клеточной организацией. Благодаря этому эукариоты могут образовывать многоклеточные организмы и специализированные ткани.

Оболочка защищает клетку от внешних воздействий, придаёт ей форму и участвует в обмене веществ. Ядро управляет всеми процессами клетки, хранит и передаёт наследственную информацию. Вакуоль содержится в клетках растений и грибов, где накапливаются питательные вещества и поддерживается внутреннее давление. Пластиды (хлоропласты, хромопласты, лейкопласты) обеспечивают фотосинтез, запас питательных веществ и окраску клеток растений. Все эти структуры выполняют важнейшие функции, без которых клетка не сможет существовать.

Клетки растений имеют клеточную стенку из целлюлозы, которая придаёт им жёсткость, а клетки животных её не имеют. У растений есть пластиды (хлоропласты для фотосинтеза), которых нет у животных. В растительных клетках обычно есть крупная центральная вакуоль, а у животных таких вакуолей либо нет, либо они мелкие и многочисленные. Животные клетки обладают центриолями, которые участвуют в делении клетки, у растений их нет. Эти различия связаны с разными функциями: растения производят органические вещества из неорганических (автотрофное питание), а животные — потребляют готовую органику (гетеротрофное питание).

Прокариоты — это организмы, клетки которых не имеют оформленного ядра. Их наследственный материал представлен кольцевой молекулой ДНК, расположенной свободно в цитоплазме. Мембранные органоиды у них отсутствуют. Примеры прокариотов — бактерии и археи. Эукариоты — это организмы, клетки которых имеют оформленное ядро, окружённое ядерной оболочкой. Также в их цитоплазме находятся органоиды: митохондрии, аппарат Гольджи, эндоплазматическая сеть и др. К эукариотам относятся растения, животные, грибы и простейшие. Эукариоты отличаются более сложной структурой клетки и многообразием функций.

К основным органоидам клетки относятся ядро, рибосомы, митохондрии, аппарат Гольджи, эндоплазматическая сеть (гладкая и шероховатая), лизосомы, вакуоли и пластиды (только у растений). Ядро управляет всеми процессами клетки. Рибосомы обеспечивают синтез белков. Митохондрии вырабатывают энергию в виде АТФ. Аппарат Гольджи участвует в накоплении и выведении веществ. Эндоплазматическая сеть отвечает за синтез и транспорт веществ. Лизосомы расщепляют питательные вещества и участвуют в автолизе. Вакуоли накапливают воду и вещества, поддерживают давление. Пластиды обеспечивают фотосинтез и накопление запасных веществ у растений.

Клеточная стенка придаёт клетке прочность и жёсткость, защищая её от механических повреждений и неблагоприятных условий. У растений клеточная стенка состоит из целлюлозы, у грибов — из хитина, а у бактерий — из муреина. Благодаря клеточной стенке растения могут поддерживать форму, сохранять тургорное давление и расти вверх, не имея скелета. У бактерий клеточная стенка защищает от разрыва из-за осмотического давления и позволяет им сохранять форму. Грибы тоже используют стенку для защиты и опоры. У животных клеточная стенка отсутствует, благодаря чему их клетки более пластичны и способны образовывать сложные ткани и органы. Таким образом, наличие или отсутствие клеточной стенки напрямую связано со способом существования организмов.

Аппарат Гольджи выполняет функции накопления, упаковки и выведения синтезированных веществ за пределы клетки или к месту их использования. Он участвует в образовании лизосом и секреции белков. Гладкая эндоплазматическая сеть (гладкая ЭПС) синтезирует липиды и углеводы, участвует в детоксикации вредных веществ и запасании ионов кальция. Шероховатая ЭПС покрыта рибосомами и отвечает за синтез белков, которые либо остаются в клетке, либо выводятся наружу. В отличие от аппарата Гольджи, ЭПС непосредственно связана с ядром и обеспечивает транспорт веществ внутри клетки. Все эти органоиды совместно обеспечивают синтез, модификацию, транспорт и выведение веществ.

Разнообразие органоидов клеток растений и животных объясняется различием их образа жизни и функций в природе. Растения ведут прикреплённый образ жизни и самостоятельно производят органические вещества с помощью фотосинтеза, поэтому у них есть специфические органоиды — пластиды (например, хлоропласты). Животные питаются готовыми органическими веществами и активно передвигаются, поэтому им нужны хорошо развитые органоиды для производства энергии — митохондрии. Кроме того, клетки животных лишены клеточной стенки, что обеспечивает пластичность и возможность образования сложных тканей и органов. Растениям же клеточная стенка необходима для поддержания формы и защиты. Таким образом, разные условия жизни привели к формированию разных органоидов, отвечающих за выполнение специфических функций, необходимых именно для растений или животных.

Клетки растений и животных имеют одинаковый базовый план строения: цитоплазма, ядро, клеточная мембрана и органоиды. Однако есть важные отличия. В растительных клетках присутствует клеточная стенка из целлюлозы, которая придаёт жёсткость и защищает клетку, у животных её нет. В растительных клетках есть пластиды, в том числе хлоропласты, обеспечивающие фотосинтез, а у животных таких органоидов нет. Растения имеют крупную центральную вакуоль, занимающую значительную часть клетки, тогда как у животных вакуоли либо мелкие, либо отсутствуют. У животных клеток есть центриоли, участвующие в делении клетки, у растений их нет. Таким образом, различия связаны с разными функциями: автотрофным питанием у растений и гетеротрофным — у животных.

Клетки можно разделить на два основных типа: прокариотические и эукариотические. Прокариоты (например, бактерии) имеют плазматическую мембрану, клеточную стенку из муреина, цитоплазму и рибосомы. У них нет оформленного ядра, их ДНК находится свободно в цитоплазме в виде кольцевой молекулы. Эукариоты (растения, животные, грибы) имеют оформленное ядро с ядерной оболочкой, в цитоплазме располагаются органоиды: митохондрии, аппарат Гольджи, эндоплазматическая сеть (гладкая и шероховатая), лизосомы, рибосомы. Растительные клетки дополнительно содержат клеточную стенку из целлюлозы, пластиды (хлоропласты, хромопласты, лейкопласты) и крупную вакуоль. У животных клеток клеточной стенки и пластид нет, но есть центриоли. Схематически это можно представить в виде таблицы или рисунка, показывающего наличие или отсутствие структур у каждого типа клетки.

Ядро — главный управляющий центр клетки, который контролирует её жизнедеятельность. Оно хранит генетическую информацию в виде молекул ДНК, которая содержит инструкции для синтеза всех белков клетки. Внутри ядра находится ядерный сок — кариоплазма, в которой плавают ядрышки и хромосомы. Через ядерные поры осуществляется обмен веществами между ядром и цитоплазмой. Ядро регулирует процессы роста, деления клетки, обмен веществ и передачу наследственной информации дочерним клеткам. При повреждении ядра клетка теряет способность к нормальному функционированию и погибает. Таким образом, ядро — это "мозг" клетки, обеспечивающий её жизнедеятельность и наследственность.

Существование клетки невозможно без цитоплазмы, клеточной мембраны и рибосом. Мембрана отделяет внутреннюю среду клетки от окружающей, регулирует обмен веществ и защищает клетку. Цитоплазма обеспечивает среду, где происходят все биохимические процессы. Рибосомы участвуют в синтезе белков, которые необходимы для жизни клетки: без белков невозможен рост, деление и метаболизм. В клетках бактерий выпячивания мембраны компенсируют отсутствие мембранных органоидов, участвуют в дыхании и производстве энергии. Эти структуры критически важны, потому что обеспечивают энергетический обмен. Без рибосом клетка не смогла бы синтезировать белки, а значит — существовать в принципе.

Установить родство между клетками различных типов возможно, если анализировать их строение, особенно наличие органоидов. Все эукариоты имеют ядро, митохондрии, эндоплазматическую сеть и аппарат Гольджи, что свидетельствует об их общем происхождении. Отличия — например, наличие пластид у растений — появились позже как результат эволюции и приспособления к разным условиям. Сравнивая строение прокариот и эукариот, можно увидеть, что прокариоты более примитивны, а эукариоты — более сложны, что тоже отражает эволюционное развитие. Анализ органоидов позволяет не только определить родственные связи, но и проследить путь эволюции клеток. Таким образом, изучая состав и функции органоидов, можно установить эволюционное родство между разными группами организмов.

Аргументы «за»: Вирусы существуют вне клеток-хозяев в виде вирусных частиц — вирионов. В таком состоянии они способны сохранять свою структуру, перемещаться в окружающей среде и заражать новые клетки. Некоторые вирусы могут сохраняться во внешней среде очень долго, например, бактериофаги или вирус оспы. Это показывает, что вирусы обладают устойчивостью и некоторыми признаками жизни, например, наследственностью (ДНК или РНК) и способностью к размножению, хотя и только внутри клетки.

Аргументы «против»: Вне клетки вирусы не проявляют признаков жизни: они не дышат, не питаются, не размножаются и не выполняют обмен веществ. Вирионы представляют собой лишь «контейнеры» с наследственным материалом, которые сами по себе биологически инертны. Жизненные функции у вирусов активируются только после проникновения в клетку-хозяина, используя её ферментативные и энергетические системы. Поэтому вирусы скорее можно назвать формой жизни «на грани живого и неживого».

Вывод: Вирусы не являются полноценными живыми организмами во внеклеточном состоянии, так как не выполняют основных функций живого. Их существование вне клетки — это скорее форма «ожидания». Но с другой стороны, их способность к воспроизводству и наследственности делает их частью живой природы.