конспект всего важного материала

Краткий ответ: клетка — элементарная структурная и функциональная единица живого организма. Она состоит из воды, минеральных солей и органических веществ, а её части имеют определённые функции.

§ 4. Строение и химический состав клетки

1. Уровни организации организма

Для человека последовательность такая:

атомы → молекулы → клетка → ткань → орган → система органов → организм

• Атомы объединяются в молекулы.
• Клетка — основная единица живого.
• Ткань — группа клеток, сходных по строению и функциям, вместе с межклеточным веществом.
• Орган состоит из нескольких тканей и выполняет определённую функцию.
• Система органов объединяет органы, работающие совместно.
• Все системы органов образуют организм.

2. Основные положения клеточной теории

1. Все клеточные организмы состоят из клеток.
2. Клетка — структурная и функциональная единица живого.
3. Клетки разных организмов имеют сходный химический состав и общий план строения.
4. Новые клетки возникают только из уже существующих клеток путём деления.
5. Жизнедеятельность многоклеточного организма обеспечивается совместной работой его клеток.

---

3. Химический состав клетки

В клетках обнаружено много химических элементов.

Основные химические элементы

• Органогены: углерод \(C\), водород \(H\), кислород \(O\), азот \(N\).
• Также важны фосфор \(P\), сера \(S\), кальций, калий, натрий, магний, хлор и железо.
• Микроэлементы: медь, цинк, йод, фтор, марганец, кобальт и другие.

Даже элементы, содержащиеся в очень малых количествах, необходимы для нормальной работы организма.

---

4. Неорганические вещества

Вода

Вода составляет большую часть массы клетки.

Основные функции воды:

• растворяет многие вещества;
• является средой для химических реакций;
• участвует в реакциях, например в расщеплении веществ;
• обеспечивает транспорт веществ;
• помогает поддерживать постоянную температуру;
• поддерживает форму растительных клеток и их упругость — тургор.

Минеральные соли

Минеральные соли могут находиться в виде растворённых ионов или твёрдых соединений.

Функции:

• поддерживают постоянство внутренней среды клетки;
• регулируют содержание воды и осмотическое давление;
• участвуют в работе нервной и мышечной систем;
• входят в состав костей и зубов;
• участвуют в работе ферментов и поддержании кислотно-щелочного равновесия.

---

5. Органические вещества клетки

Белки

Белки — сложные органические вещества, построенные из аминокислот. Аминокислоты соединяются пептидными связями.

Уровни организации белка:

1. Первичная структура — последовательность аминокислот.
2. Вторичная структура — спираль или складчатая структура.
3. Третичная структура — пространственная форма белка.
4. Четвертичная структура — объединение нескольких белковых молекул.

Функции белков:

• строительная;
• ферментативная;
• транспортная;
• защитная;
• двигательная;
• регуляторная;
• энергетическая.

Ферменты — белки, ускоряющие химические реакции в клетке.

При нагревании или воздействии других факторов белок может потерять свою форму и свойства. Это явление называется денатурацией.

Углеводы

Углеводы состоят в основном из углерода, водорода и кислорода.

Виды и примеры:

• моносахариды: глюкоза, фруктоза, рибоза;
• дисахариды: сахароза;
• полисахариды: крахмал, гликоген, целлюлоза, хитин.

Функции:

• энергетическая: глюкоза используется для получения энергии;
• запасающая: крахмал у растений, гликоген у животных и грибов;
• строительная: целлюлоза входит в состав клеточной стенки растений, хитин — клеточной стенки грибов.

Липиды

К липидам относятся жиры, масла, воски и некоторые другие вещества.

Функции:

• запас энергии;
• строительная — входят в состав клеточных мембран;
• теплоизоляция;
• защита органов;
• участие в образовании некоторых гормонов.

Липиды почти не растворяются в воде.

Нуклеиновые кислоты

К ним относятся ДНК и РНК.

Их структурная единица — нуклеотид, состоящий из:

• азотистого основания;
• углевода;
• остатка фосфорной кислоты.

ДНК

ДНК хранит наследственную информацию.

В состав ДНК входят основания:

• аденин \(А\);
• тимин \(Т\);
• гуанин \(Г\);
• цитозин \(Ц\).

Правило комплементарности:

\[ А = Т,\qquad Г = Ц \]

ДНК обычно имеет форму двойной спирали.

РНК

РНК участвует в передаче и реализации наследственной информации, особенно в синтезе белка.

В РНК вместо тимина находится урацил \(У\). Основные виды РНК:

• информационная;
• транспортная;
• рибосомная.

АТФ

АТФ — аденозинтрифосфат — универсальный источник энергии для процессов в клетке.

Энергия освобождается при отщеплении остатков фосфорной кислоты:

\[ АТФ \rightarrow АДФ + Ф \]

---

6. Строение клетки

Клеточная мембрана

Клеточная мембрана состоит из двойного слоя липидов и белков.

Функции мембраны:

• отделяет клетку от окружающей среды;
• поддерживает форму клетки;
• регулирует поступление и выход веществ;
• воспринимает сигналы;
• обеспечивает взаимодействие клеток.

Мембрана обладает избирательной проницаемостью: одни вещества проходят легко, а другие — с трудом или не проходят совсем.

Цитоплазма

Цитоплазма — внутреннее содержимое клетки между мембраной и ядром.

Она включает:

• цитоплазматическую жидкость;
• органоиды;
• временные включения.

В цитоплазме происходят многие химические реакции.

Ядро

Ядро есть у большинства эукариотических клеток.

В его состав входят:

• ядерная оболочка с порами;
• ядерный сок;
• хроматин;
• ядрышко.

Функции ядра:

• хранение наследственной информации;
• управление работой клетки;
• передача наследственной информации дочерним клеткам.

Хроматин состоит из ДНК и белков. При делении клетки он образует хромосомы.

---

7. Органоиды клетки и их функции

Немембранные органоиды

• Рибосомы — синтез белка.
• Клеточный центр — участвует в делении клетки, обычно характерен для животных клеток.
• Цитоскелет — поддерживает форму клетки и участвует в движении веществ внутри неё.

Одномембранные органоиды

• Эндоплазматическая сеть — транспорт веществ внутри клетки.
  Шероховатая ЭПС связана с синтезом белков, гладкая — с синтезом липидов.
• Аппарат Гольджи — изменяет, сортирует, упаковывает и выводит вещества.
• Лизосомы — переваривают ненужные вещества и старые части клетки.
• Вакуоли — содержат клеточный сок, запасают вещества и поддерживают тургор растительной клетки.

Двумембранные органоиды

• Митохондрии — место клеточного дыхания и образования АТФ. Их называют «энергетическими станциями» клетки.
• Пластиды встречаются у растений:
  • хлоропласты — фотосинтез;
  • хромопласты — окраска частей растения;
  • лейкопласты — запас питательных веществ.
• Ядро — хранение наследственной информации и управление клеткой.

Митохондрии и хлоропласты имеют собственные ДНК и рибосомы.

---

8. Отличия растительной и животной клетки

Растительная клетка	Животная клетка
Есть клеточная стенка из целлюлозы	Клеточной стенки нет
Есть пластиды	Пластид нет
Обычно имеется крупная центральная вакуоль	Вакуоли мелкие или отсутствуют
Форма чаще постоянная	Форма может изменяться
Фотосинтез происходит в хлоропластах	Фотосинтеза нет
Клеточный центр обычно отсутствует	Клеточный центр обычно есть

Общие структуры: мембрана, цитоплазма, ядро, рибосомы, митохондрии, эндоплазматическая сеть и аппарат Гольджи.

---

9. Прокариоты и эукариоты

Прокариоты

К ним относятся бактерии.

Особенности:

• нет оформленного ядра;
• ДНК находится в цитоплазме в области нуклеоида;
• нет большинства мембранных органоидов;
• есть мембрана, цитоплазма, рибосомы, часто клеточная стенка.

Эукариоты

К ним относятся растения, животные, грибы и простейшие.

Особенности:

• есть оформленное ядро;
• имеются мембранные органоиды;
• строение клетки более сложное.

---

10. Как вещества перемещаются через мембрану

• Диффузия — движение частиц из области большей концентрации в область меньшей, без затрат энергии.
• Осмос — переход воды через полупроницаемую мембрану.
• Активный транспорт — перенос веществ с затратой энергии АТФ.
• Эндоцитоз — поглощение клеткой крупных частиц.
• Экзоцитоз — выделение веществ из клетки.

---

Главное для запоминания

• Ядро — наследственная информация и управление.
• Рибосомы — белок.
• Митохондрии — энергия и АТФ.
• Хлоропласты — фотосинтез.
• Лизосомы — внутриклеточное пищеварение.
• Аппарат Гольджи — упаковка и выведение веществ.
• ЭПС — синтез и транспорт.
• Вакуоль — клеточный сок и тургор.
• Мембрана — граница и обмен веществ.
• Клеточная стенка — прочность растительной клетки.

Главный принцип: строение части клетки связано с её функцией. Например, митохондрии имеют внутренние складки, поэтому их поверхность для получения энергии увеличена; хлоропласты содержат хлорофилл, поэтому способны к фотосинтезу.