Краткий ответ

Клетка состоит из клеточной мембраны, цитоплазмы и, у эукариот, ядра. Мембрана отделяет клетку от окружающей среды и регулирует обмен веществ. Ядро хранит наследственную информацию и управляет процессами клетки, а цитоплазма содержит органоиды и является местом большинства химических реакций.

Конспект § 8. Строение клетки. Ядро. Цитоплазма

1. Общие признаки клеток

Несмотря на различия во внешнем виде и функциях, клетки имеют общие признаки:

• наружную клеточную мембрану;
• молекулы ДНК — наследственный материал;
• систему синтеза белка — рибосомы.

Органоиды — постоянные части клетки, выполняющие определённые функции.

2. Клеточная мембрана

Клеточная, или цитоплазматическая, мембрана:

• окружает клетку;
• отделяет её от внешней среды;
• регулирует поступление и выведение веществ;
• воспринимает сигналы окружающей среды.

Толщина мембраны составляет примерно 7–10 нм.

Строение мембраны

Основу мембраны составляет двойной слой фосфолипидов:

• гидрофильные «головки» обращены наружу, к воде;
• гидрофобные «хвосты» направлены внутрь, друг к другу.

В мембрану погружены белки:

• рецепторы распознают сигналы;
• ферменты ускоряют химические реакции;
• белки-каналы пропускают ионы и молекулы воды.

Перенос крупных частиц

Крупные частицы не проходят через мембранные каналы, поэтому клетка захватывает их мембраной:

• пиноцитоз — поглощение капелек жидкости;
• фагоцитоз — поглощение твёрдых частиц.

Оба процесса называют эндоцитозом.

Экзоцитоз — выведение веществ из клетки. Так клетка удаляет ненужные продукты обмена или выделяет вещества, например гормоны.

Гликокаликс

На поверхности животных клеток находится гликокаликс. Он состоит из гликопротеинов, гликолипидов и участков белков, выступающих над мембраной.

Функции гликокаликса:

• обеспечивает контакт клеток друг с другом;
• содержит рецепторы;
• участвует во внеклеточном пищеварении.

3. Ядро клетки

Ядро — важнейшая часть эукариотической клетки.

Функции ядра:

• хранение наследственной информации;
• управление процессами жизнедеятельности клетки;
• регулирование синтеза белков.

Более 90 % ДНК клетки находится в ядре. Небольшое количество ДНК есть также в митохондриях и пластидах.

Строение ядра

Ядро окружено ядерной оболочкой из двух мембран:

• внутренняя мембрана гладкая;
• наружная мембрана имеет складки и соединяется с эндоплазматической сетью.

В оболочке имеются ядерные поры, через которые происходит обмен веществами между ядром и цитоплазмой. Между мембранами находится пространство шириной примерно 15–60 нм.

Внутри ядра находятся:

• кариоплазма, или ядерный сок;
• хроматин;
• ядрышки.

Обычно в клетке одно ядро. Многоядерными бывают клетки поперечно-полосатых мышц и некоторые клетки грибов. Зрелые эритроциты человека ядра не имеют.

4. Хроматин и хромосомы

Хроматин — это комплекс ДНК и белков.

• В период между делениями клетки хроматин находится в раскрученном состоянии.
• Перед делением он уплотняется и образует хромосомы.
• Хромосомы хорошо видны только во время деления клетки.

Хромосома имеет:

• две хроматиды после удвоения ДНК;
• центромеру — первичную перетяжку;
• плечи.

Перед делением ДНК удваивается, поэтому каждая хромосома состоит из двух одинаковых сестринских хроматид, соединённых центромерой.

В период между делениями ДНК раскручена. Это позволяет считывать с неё информацию и синтезировать иРНК, необходимую для образования белков.

5. Ядрышко, кариотип и геном

В ядрышке:

• синтезируется рибосомная РНК;
• образуются большая и малая субъединицы рибосом.

Кариотип — набор хромосом клетки. Для каждого вида организмов характерны определённые число, форма и размеры хромосом.

Обычные клетки многоклеточных организмов обычно имеют двойной, или диплоидный, набор хромосом. В каждой паре одна хромосома получена от матери, а другая — от отца. Такие хромосомы называют гомологичными. Половые клетки имеют одинарный, или гаплоидный, набор.

Геном — совокупность всех генов, содержащихся в одинарном наборе хромосом организма.

6. Цитоплазма

Цитоплазма — внутреннее содержимое клетки, расположенное между ядром и клеточной мембраной.

В состав цитоплазмы входят:

• гиалоплазма;
• органоиды;
• элементы цитоскелета.

Гиалоплазма — бесцветный коллоидный раствор. В её составе до 90 % воды, а также белки и другие органические вещества.

В цитоплазме происходят многочисленные биохимические реакции:

• питание;
• дыхание;
• рост;
• размножение;
• синтез веществ.

7. Цитоскелет

Цитоскелет — опорная система клетки, состоящая из белков.

Он включает:

Микротрубочки

• полые цилиндры из белка тубулина;
• диаметр — примерно 3–20 нм;
• поддерживают форму и объём клетки;
• участвуют в перемещении органоидов;
• образуют веретено деления.

Микрофиламенты

• тонкие нити из белка актина;
• диаметр — примерно 5–7 нм;
• участвуют в движении клетки;
• помогают образовывать выросты цитоплазмы, например ложноножки амёбы.

8. Клеточный центр

Клеточный центр, или центросома, состоит из двух перпендикулярно расположенных центриолей.

Центриоль:

• имеет длину около 500 нм;
• имеет диаметр примерно 150–250 нм;
• состоит из девяти триплетов микротрубочек.

Функции клеточного центра:

• сборка элементов цитоскелета;
• образование оснований ресничек и жгутиков;
• участие в образовании веретена деления.

При делении клетки центриоли расходятся к её полюсам. У высших растений и некоторых грибов центриолей нет.

9. Рибосомы

Рибосомы — немембранные органоиды, участвующие в синтезе белка.

Рибосома состоит из:

• большой субъединицы;
• малой субъединицы.

Субъединицы образуются в ядрышке из рРНК и белков, а затем через ядерные поры поступают в цитоплазму.

Рибосомы бывают:

• свободными в цитоплазме;
• расположенными группами на мембранах эндоплазматической сети.

Процесс синтеза белка называется трансляцией.

Итоговая схема

Структура	Основная функция
Клеточная мембрана	Защита, обмен веществ, восприятие сигналов
Ядро	Хранение ДНК и управление клеткой
Хромосомы	Хранение наследственной информации
Цитоплазма	Среда для химических реакций
Цитоскелет	Форма, движение и транспорт внутри клетки
Клеточный центр	Веретено деления, образование ресничек и жгутиков
Рибосомы	Синтез белка

Быстрая самопроверка

1. Почему мембрана состоит из двойного слоя фосфолипидов?
   Потому что гидрофильные головки обращены к воде, а гидрофобные хвосты — внутрь слоя.

2. Чем фагоцитоз отличается от пиноцитоза?
   При фагоцитозе поглощаются твёрдые частицы, при пиноцитозе — капли жидкости.

3. Когда хроматин превращается в хромосомы?
   Перед и во время деления клетки.

4. Где синтезируются белки?
   На рибосомах.

5. Что образует веретено деления?
   Микротрубочки, связанные с клеточным центром.