Чем отличается химический состав живой и неживой природы
Чем отличается химический состав тел живой и неживой природы? Помогите завтра тест
Состав живых организмов насчитывает всего 16 химических элементов, в то время как неживая природа – более 110 элементов. Из 16 элементов живой природы четыре элемента – углерод, водород, кислород и азот – составляют 99 % массы живого вещества. Связано это с особенностями физических и химических свойств этих элементов – валентностью, способностью образовывать прочные ковалентные связи между атомами. В живом организме главным элементом является углерод. В основе живого лежат углеродные соединения, где атомы углерода связываются между собой прочной ковалентной связью. Это обеспечивает стабильность и прочность как химического соединения, так и живого организма в целом. Атомы углерода способны образовывать длинные разветвленные цепочки как друг с другом, так и с атомами кислорода, водорода, азота. По существу, все живое – это «углеродные» тела. Раньше полагали, что молекулы углерода присущи только живому. Поэтому соединения углерода получили названия органических. В природе соединений углерода существует гораздо больше, чем соединений других элементов таблицы Менделеева, причем большая их часть не связана с живыми организмами.
В состав живого входят также такие макроэлементы, как фосфор, сера, калий, кальций, магний, железо, натрий. Они образуют группу так называемых биофильных элементов, или органогенов. Важное функциональное значение для организмов имеют и микроэлементы: кобальт, бор, цинк, молибден, йод, медь. Они составляют сотые и тысячные доли процента от массы организмов.
Элементный состав неживой природы наряду с кислородом представлен в основном кремнием, железом, магнием, алюминием и т. д
Биология
Чем различается химический состав тел живой и неживой природы? Существуют ли элементы, которые встречаются только в живых организмах?
Различается химический состав тел живой и неживой природы. Кремний и алюминий не наблюдается в живых клетках в таком количестве, как в телах неживой природы.
Также содержание углерода в клетке значительно превышает его содержания в телах неживой природы. Также можно сказать про азот и фосфор. Но элементов, встречающихся только в живых клетках, не существует.
Ещё по теме
Перечисли свойства живых организмов. Приведи примеры объектов неживой природы и вещей, обладающих свойствами живых организмов.
Сообщение о каком-либо насекомом.
Чем может, а чем не может питаться человек? (Жизненный опыт)
Составьте план предполагаемой экскурсии на тему «Древние обитатели нашей планеты».
Каковы основные части клетки?
Правильно ли считать, что при росте изменяются только размеры?
Откуда берут энергию живые существа?
Чем мхи похожи на земноводных животных?
Если материал понравился Вам и оказался для Вас полезным, поделитесь им со своими друзьями!
О сайте
На нашем сайте вы найдете множество полезных калькуляторов, конвертеров, таблиц, а также справочных материалов по основным дисциплинам.
Самый простой способ сделать расчеты в сети — это использовать подходящие онлайн инструменты. Воспользуйтесь поиском, чтобы найти подходящий инструмент на нашем сайте.
calcsbox.com
На сайте используется технология LaTeX.
Поэтому для корректного отображения формул и выражений
пожалуйста дождитесь полной загрузки страницы.
© 2021 Все калькуляторы online
Копирование материалов запрещено
ГДЗ биология 5 класс Пасечник С бабочкой Дрофа 2020 Линейный курс Задание: 1 Живая и неживая природа – единое целое
Стр. 8. Вопросы в начале параграфа
№ 1. Что такое вещество и физическое тело?
Веществом называют форму материи определенного состава, которая состоит из атомов, молекул, ионов и других частиц. Например, вода, алюминий, углекислый газ.
Физическим телом называют все то, что имеет форму, массу, занимает определённый объем и отделено от других тел внешней границей. Например, вода в стакане – это жидкое физическое тело, а воздух в шарике – это газообразное физическое тело. Кристаллики сахара – это твёрдые физические тела.
№ 2. Что такое химический элемент? Что такое атомы и молекулы?
Химическим элементом называют совокупность атомов, которые имеют одинаковый заряд ядра и число протонов, совпадающее с порядковым номером в таблице Менделеева.
Атомы – это мельчайшие химически неделимые частички вещества. Это частички химического элемента, которые являются носителями его свойств.
Молекулы – это наименышие частицы вещества, которые определяют его свойства и способны к самостоятельному существованию. Молекулы строятся из атомов.
№ 3. Какие оболочки Земли вам известны?
Мне известны такие оболочки Земли:
Земная кора – это твердая, каменная оболочка, которая состоит из горных пород и минералов;
Биосфера – это оболочка, которая является средой обитания всех живых организмов, «сфера жизни»;
Гидросфера – это водная оболочка;
Атмосфера – это воздушная оболочка.
Стр. 12. Вопросы после параграфа
№ 1. Почему сложно дать определение понятия «жизнь»?
Определение понятию «жизнь» дать довольно сложно, потому что для всех живых организмов на нашей планете характерным является наличие конкретных признаков, которые несвойственны неживым системам. Но в то же время среди всех этих признаков нельзя выделить один, который бы отмечался только у живых организмов. К примеру, рост характерен как для растений и животных, так и для минералов, являющихся неживыми предметами. Поэтому грань между живым и неживым условна, а потому более точно понятие «жизнь» можно определить перечислением качеств, которые отличают его от понятия «нежизни».
№ 2. В чем заключается различие химической организации тел живой и неживой природы?
Различие химической организации тел живой и неживой природы состоит в том, что тела живой природы почти на 98% состоят из таких элементов, как кислород, азот, углерод и водород. А вот тела неживой природы могут состоять как из других веществ, так и из одного из перечисленных – тех, что есть в составе тел живой природы. Более того, все вещества, свойственные телам живой природы, могут отсутствовать в составе тел неживой природы.
Кроме того, практически все тела живой природы, за исключением вирусов, имеют клеточное строение.
№ 3. Каковы основные свойства живых тел природы (признаки живого)?
К основным свойствам живых тел природы относятся: движение, рост и развитие, обмен вещество, размножение.
№ 4. Чем различаются процессы обмена у живых организмов от аналогичных процессов, встречающихся в неживой природе?
У живых организмов обмен веществ осуществляется благодаря питанию, дыханию и выделению продуктов обмена. В неживой природе также есть подобные процессы, но происходят они по иным причинам. Например, горение дров обеспечивается благодаря кислороду из воздуха. Результат горения – образуется тепло или энергия, а выделяется углекислый газ и прочие вещества.
№ 5. Какова роль живого в природе?
Все живые организмы на нашей планете участвуют в обмене веществ и потоке энергии. Они испытывают на себе воздействие, как внешней среды, так и других организмов, а также сами оказывают влияние на окружающую их среду и другие организмы. В результате таких взаимосвязей формируются природные сообщества живых организмов, которые состоят из разных видов. Образование таких сообществ происходит постепенно, а виды, составляющие их, определяются разными закономерностями.
В биогеоценозе виды между собой вступают в территориальные и пищевые связи, конкурируют друг с другом. Например, растения являются пищей для насекомых, травоядных животных, птиц. Они также извлекают воду и минеральные вещества из почвы, синтезируя органические вещества и выделяя пары воды и кислород, который жизненно необходим всем остальным живым организмам. Помимо пополнения атмосферы кислородом, растения оказывают влияние на водный режим, образование почвы, состояние климата и создают органику нашей планеты.
Грибы, бактерии и животные, потребляя органические вещества, перерабатывают их, разлагают и возвращают в окружающую среду. Таким образом, они участвуют в биологическом круговороте веществ.
Стр. 12. Подумайте
№ 1. Почему мы можем утверждать, что живая и неживая природа представляет собой единое целое?
Потому что существование живой природы отдельно от неживой невозможно. Во-первых, неживая природа является средой обитания для организмов живой природы. Например, растения растут из почвы, обогреваются солнцем, получают углекислый газ, который не только запускает процесс питания в них, но и наполняет его жизненной силой. При помощи воды или ветра разносятся семена растения, которые нужны для размножения.
Еще один пример – утка, которая живёт в зарослях камышей, строит там гнездо, а значит, связана не только с объектами неживой природы, но и с объектами живой природы – растениями. Она добывает пищу в воде, что подтверждает еще раз ее связь с неживой природой. Летает при помощи ветра, а определяет путь благодаря солнцу и звездам. Это является прямым доказательством того, что живая и неживая природа – это единое целое.
№ 2. Как раздражимость проявляется у человека? Приведите примеры.
Раздражимость – это способность живого организма реагировать на воздействия факторов окружающей среды изменением своих физиологических и физико-химических свойств.
У человека раздражимость проявляется по-разному, в зависимости от силы раздражителя. Например, если человек дотрагивается до горячей посуды пальцем, то через мгновение он отдергивает руку к себе. При резком воздействии света человек прищуривает глаза. А при появлении слишком громкого звука он может испугаться, стараться закрыть уши. Также раздражимость у человека может проявляться агрессией, страхом и т.д.
Стр. 14. Задание для любознательных. Выращивание кристаллов
В насыщенном растворе поваренной соли образуются и растут кристаллы. Чтобы убедиться в этом, проведите опыт.
Необходимое оборудование: поваренная соль без добавок, вода (дистиллированная или бутилированная), чистая стеклянная ёмкость (стакан или банка), ложка или деревянная палочка для перемешивания раствора, леска, бумажные салфетки, фильтровальная бумага или марля, лак для покрытия готового соляного кристалла.
Ход работы
1. В стеклянной ёмкости приготовим насыщенный солевой раствор из 100 мл горячей воды и 40 г соли (рис. 4, А). Даем жидкости остыть и отфильтруем её с помощью фильтровальной бумаги или свёрнутой в несколько слоёв марли.
2. К леске прикрепляем кристаллик соли и опускаем в приготовленный соляной раствор так, чтобы он не касался дна. Если кристаллика соли нет, используем небольшой пластмассовый предмет. Другой конец лески привязываем к перекладине, которая шире горлышка стеклянной ёмкости. Роль перекладины может выполнять карандаш, ручка или деревянная палочка. Перекладина будет фиксироваться на ёмкости с раствором, чтобы кристаллик на леске был в подвешенном состоянии (рис.4,Б).
3. Накрываем полученную конструкцию салфеткой или тканью и ставим в тёмное место при комнатной температуре. Исключаем встряхивание и передвижение ёмкости.
4. По мере роста кристалла содержание соли в окружающей его жидкости будет уменьшаться. Для того, чтобы вырастить крупный кристалл, то раз в неделю нужно добавлять в ёмкость крепкий соляной раствор.
5. Когда кристалл вырастет до необходимых размеров, вынимаем его из жидкости и осторожно промокнем мягкой тканью. Покрываем хрупкий кристалл бесцветным лаком для придания дополнительной прочности (рис.4,В).
6. Регулярно записываем и фотографируем свои наблюдения. Оформляем их и представляем в классе. Примерно через 3 недели кристалл увеличился до размера фасоли. А еще через 4 недели диаметр камня достиг 4 см. Выращенный кристалл из соли полупрозрачный, твердый, отличается повышенной прочностью:
Вывод:
В результате проведенного опыта можно сделать вывод, что поваренная соль состоит из мелких кристаллов. При соприкосновении с водой они постепенно растворяются в ней. Но, когда вода начинает испаряться, кристаллы снова образуются, формируя камень необычной формы. Чем лучше отфильтрован солевой раствор, тем выше вероятность вырастить кристалл большого размера.
Ответы на вопросы по биологии
(11-й класс)
6. Обоснуйте принципиальное единство химического состава живых организмов и неживой природы
В клетках живых организмов содержится несколько тысяч веществ, которые участвуют в разнообразных химических реакциях. В состав клетки входит большинство из 109 элементов периодической системы Менделеева, причем клетки бактерий, грибов, растений и животных имеют сходный химический состав. Особенно велико содержание в клетках кислорода (65–75%), углерода (15–18%), водорода (8–10%) и азота (1,5–3,0%); в сумме эти элементы составляют почти 98% всего элементного состава клетки. Следующая группа включает восемь элементов, содержание которых в клетке составляет десятые и сотые доли процента. Это сера (0,15–0,2%), фосфор (0,2–1,0%), хлор (0,05–0,1%), калий (0,15–0,4%), магний (0,02–0,03%), натрий (0,02–0,03%), кальций (0,04–2,0%) и железо (0,01–0,015%). В сумме эти элементы составляют 1,9%. Микроэлементы – цинк, медь, фтор, йод – содержатся в клетках в ничтожных долях процента (0,0001–0,0003%), но при недостатке их возникают серьезные нарушения обмена веществ.
Все перечисленные химические элементы входят и в состав неживой природы. Таким образом, существует принципиальное единство химического состава живых организмов и неживой природы, выявляющееся на атомном уровне организации материи. На более высоком уровне организации – молекулярном – между живым и неживым обнаруживаются существенные различия.
7. В чем отличие обмена веществ у живых организмов от обменных процессов, протекающих в неживой природе?
Живая клетка постоянно обменивается веществами с внешней средой. Через живые системы проходят потоки веществ и энергии: именно поэтому их и называют открытыми системами. Под обменом веществ и энергии в живой материи понимают последовательное потребление, превращение, использование, накопление и потерю веществ и энергии в живых организмах в процессе жизни. Обмен веществ лежит в основе роста, развития и самовоспроизведения организмов, адаптации к изменяющимся условиям окружающей среды. Этот процесс состоит из непрерывно протекающих реакций синтеза (ассимиляции) и расщепления (диссимиляции) органических молекул.
Для обменных процессов, протекающих в неживой природе, свойственно многократное («бесконечное») повторение процессов превращения и перемещения веществ, характеризующееся более или менее четко выраженной цикличностью. Такой круговорот веществ происходит во всех геосферах; он складывается из отдельных процессов круговорота химических элементов. При этом происходит частичное рассеивание, местная концентрация вещества, изменение его состава и т.д. Таким образом, в отличие от обмена веществ в живой природе, в обменных процессах, происходящих в неживой природе, невозможно выделить взаимосвязанные процессы ассимиляции и диссимиляции. Круговорот веществ в неживой природе не преследует целей роста, развития, самовоспроизведения и адаптации, т.к. эти характеристики свойственны только живым организмам.
Однако надо хорошо понимать, что с появлением на Земле жизни и возникновением биосферы обменные процессы, протекающие в неживой природе в живых системах, оказались взаимосвязаны. Согласно закону биогенной миграции атомов Вернадского «миграция химических элементов на земной поверхности и в биосфере в целом осуществляется или при непосредственном участии живого вещества (биогенная миграция), или же она протекает в среде, геохимические особенности которой (кислород, углекислый газ, водород и т.д.) обусловлены живым веществом, как тем, которое в настоящее время населяет биосферу, так и тем, которое действовало на Землю в течение всей геологической истории».
8. Докажите, что клетки, ткани и органы в сумме еще не представляют собой целостный организм
В многоклеточном организме клетки объединены в различные органы и ткани и специализированы для выполнения разных функций. В зависимости от выполняемой функции клетки имеют разную организацию. Так, например, в мышечных клетках имеются миофибриллы и протофибриллы, в секретирующих – специфические гранулы, в эритроцитах – гемоглобин и т.д. Совокупность клеток, сходных по строению, происхождению и выполняемым функциям, представляет собой ткань. Определенный комплекс тканей составляет орган, выполняющий одну или несколько функций; органы входят в состав систем органов (дыхательной, сердечно-сосудистой и др.). Особь представляет собой системную совокупность органов, которой свойственна способность к саморегуляции и адаптации к условиям окружающей среды. Искусственно выделенные из такой системы клетка, ткань или орган не способны к длительному существованию.
Клетке одноклеточного организма (бактерии, одноклеточные водоросли, простейшие) свойственны все характеристики целостного организма; такая клетка-организм может существовать самостоятельно, т.к. она способна к саморегуляции и адаптации. Появление в процессе эволюции многоклеточности (первыми многоклеточными организмами были водоросли) привело к тому, что отдельная клетка потеряла свою самостоятельность. Однако на первом этапе развития многоклеточности дифференцированных тканей еще не было (тело водорослей представляет собой слоевище, или таллом); позднее появились различные ткани и органы, объединенные в единый организм сложными системами регуляции.
9. Раскройте основные положения клеточной теории. Каково ее значение для развития науки?
Все живые организмы состоят из клеток. Клетка – это один из основных структурных, функциональных и воспроизводящих элементов живой материи; это элементарная живая система. Неклеточные организмы – вирусы – могут размножаться только в клетках. Существуют и организмы, вторично утратившие клеточное строение (некоторые водоросли).
Различные клетки отличаются друг от друга по строению (не имеют оформленного ядра у прокариот и имеют оформленное ядро у эукариот, могут иметь различные органоиды, растительные клетки имеют целлюлозную оболочку, пластиды и т.д.), размерам (размеры клеток колеблются от 1 мкм до нескольких сантиметров – это яйцеклетки рыб и птиц), форме (могут быть круглыми, как эритроциты, древовидными, как нейроны, веретенообразными, как мышечные клетки), биохимическим характеристикам (например, в клетках, содержащих хлорофилл или бактериохлорофилл, идет процесс фотосинтеза, который невозможен при отсутствии этих пигментов), функциям (различают половые клетки – гаметы и соматические – клетки тела, которые, в свою очередь, подразделяются на множество разных типов).
История изучения клетки связана с именами таких ученых, как Роберт Гук (впервые применил микроскоп для исследования тканей и на срезе пробки и сердцевины бузины увидел ячейки, которые и назвал клетками), Антони ван Левенгук (впервые увидел клетки под увеличением в 270 раз), Маттиас Шлейден и Теодор Шванн (явились создателями клеточной теории). В работе «Микроскопические исследования о соответствии в структуре и росте животных и растений» (1839 г.) Т.Шванн сформулировал основные положения клеточной теории.
1. Все организмы состоят из одинаковых частей – клеток; они образуются и растут по одним и тем же законам.
2. Общий принцип развития для элементарных частей организма – клеткообразование.
3. Каждая клетка в определенных границах есть индивидуум, некое самостоятельное целое. Но эти индивидуумы действуют совместно, так, что возникает гармоничное целое. Все ткани состоят из клеток.
4. Процессы, возникающие в клетках растений, могут быт сведены к следующим: 1) возникновение новых клеток; 2) увеличение клеток в размерах; 3) превращение клеточного содержимого и утолщение клеточной стенки.
М.Шлейден и Т.Шванн ошибочно считали, что клетки в организме возникают из первичного неклеточного вещества. Позднее Рудольф Вирхов (1859) сформулировал одно из важнейших положений клеточной теории: «Всякая клетка происходит из другой клетки. Там, где возникает клетка, ей должна предшествовать клетка, подобно тому, как животное происходит только с животного, растение – только от растения».
Клеточная теория позволила сформулировать вывод о том, что клетка – это важнейшая составляющая часть всех живых организмов. Клетка – их главный кoмпонент в морфологическом отношении; она является основой развития многоклеточного организма, т.к. развитаие организма начинается с одной клетки – зиготы; клетка – основа физиологических и биохимических процессов в организме, т.к. на клеточном уровне происходят в конечном счете все физиологические и биохимические процессы. Клеточная теория позволила придти к выводу о сходстве химического состава всех клеток и еще раз подтвердила единство всего органического мира.
Современная клеточная теория включает следующие положения.
1. Клетка – основная единица строения и развития всех живых организмов, наименьшая единица живого.
2. Клетки всех одноклеточных и многоклеточных организмов сходны (гомологичны) по своему строению, химическому составу, основным проявлениям жизнедеятельности и обмену веществ.
3. Размножение клеток происходит путем их деления, и каждая новая клетка образуется в результате деления материнской клетки.
4. В сложных многоклеточных организмах клетки специализированы по выполняемым ими функциям и образуют ткани; из тканей состоят органы, которые тесно взаимосвязаны и подчинены нервным и гуморальным системам регуляции.
10. Дайте сравнительную характеристику строения и жизнедеятельности прокариот и эукариот
Прокариоты (лат. про – перед и гр. карион – ядро) – это древнейшие организмы, не имеющие оформленного ядра. Носителем наследственной информации у них является молекула ДНК, которая образует нуклеоид. В цитоплазме прокариотической клетки нет многих органоидов, которые имеются у эукариотической клетки (митохондрий, эндоплазматической сети, аппарата Гольджи и т.д.; функции этих органоидов выполняют ограниченные мембранами полости). В прокариотической клетке имеются рибосомы. Большинство прокариот имеет размер 1–5 мкм. Размножаются они путем деления без выраженного полового процесса. Прокариоты обычно выделяют в надцарство. К ним относят бактерии, синезеленые водоросли (цианеи, или цианобактерии), риккетсии, микоплазмы и ряд других организмов.
Рис. 2. Схема строения растительной клетки
Рис. 1. Схема строения животной клетки
11. Каковы строение и функции клеточного ядра и клеточного центра?
Рис. 3. Некоторые мембранные системы в клетках эукариот
Ядрышки – это округлые тельца диаметром от 1 до нескольких микрометров. В ядре может быть несколько ядрышек. В состав ядрышек входят РНК и белок. Ядрышки образуются на определенных участках хромосом; в них синтезируется рибосомальная РНК (рРНК). В ядрышках происходит формирование больших и малых субъединиц рибосом. Ядрышки видны только в неделящихся клетках.
Хромосомы (греч. хрома – краска и сома – тело; были так названы из-за способности к интенсивному окрашиванию) – это важнейший органоид ядра, образованный ДНК в комплексе с основным белком – гистоном, содержащим большое количество лизина и аргинина; этот комплекс составляет около 90% вещества хромосом. В состав хромосом входят также РНК, кислые белки, липиды, минеральные вещества и фермент ДНК-полимераза, необходимый для репликации (удвоения) ДНК. Хромосомы могут иметь длину, в десятки и сотни раз превышающую диаметр ядра. В интерфазу (период между делениями) хромосомы деспирализованы, видны только в электронный микроскоп и представляют собой длинные тонкие нити хроматина. В этот период идет процесс удвоения (редупликации) хромосом; в конце интерфазы каждая хромосома состоит из двух хроматид. Она имеет первичную перетяжку, на которой расположена центромера; перетяжка делит хромосому на два плеча одинаковой или разной длины. Центромера служит местом прикрепления нити веретена деления. У ядрышковых хромосом имеется также вторичная перетяжка, где формируется ядрышко.
Функция хромосом заключается в контроле над всеми процессами жизнедеятельности клетки. Хромосомы являются носителями генетической информации. Наследственная информация передается путем репликации молекулы ДНК. Число, размер и форма хромосом строго специфичны для каждого вида.
В половых клетках и в спорах у растений содержится одинарный (гаплоидный) набор хромосом, в соматических клетках – двойной (диплоидный) набор. Бывают также полиплоидные клетки. Различают гомологичные (парные, соответствующие) и негомологичные хромосомы. Хромосомы, определяющие развитие пола, называют половыми. Хромосомы соматических клеток называют аутосомами.
Клеточный центр относится к немембранным компонентам клетки. В состав его входят две центриоли. Центриоли обнаружены не во всех клетках, имеющих клеточный центр (например, их нет у покрытосеменных растений). Каждая центриоль – это цилиндр размером около 1 мкм, по окружности которого расположены девять триплетов микротрубочек. Центриоли располагаются под прямым углом друг к другу. Клеточный центр играет важную роль в организации цитоскелета, т.к. цитоплазматические микротрубочки расходятся во все стороны из этой области. Перед делением центриоли расходятся к противоположным полюсам клетки и возле каждой из них возникает дочерняя центриоль. От центриолей протягиваются микротрубочки, которые образуют митотическое веретено деления. Часть нитей веретена прикрепляется к хромосомам. Формирование нитей веретена происходит в профазе.
12. Раскройте биологическое значение хромосом
Хромосомы (рис. 4) являются носителями материальных основ наследственности – генов. В основе действия гена в процессе развития организма лежит его способность через посредство РНК определять синтез белков. В молекуле ДНК, входящей в состав хромосом, «записана» информация, определяющая химическую структуру белков. См. также ответ на вопрос 11.
Рис. 4. Схематическое изображение типичной метафазной хромосомы
13. Охарактеризуйте строение и функции цитоплазматической мембраны
Цитоплазматическая (или клеточная) мембрана (плазмалемма) – это биологическая мембрана, окружающая протоплазму (цитоплазму) живой клетки. Ее основой является двойной слой липидов (водонерастворимых молекул, имеющих полярные «головки» и длинные неполярные «хвосты», представленные цепями жирных кислот). В мембранах преобладают фосфолипиды, в «головках» которых содержатся остатки фосфорной кислоты. «Хвосты» липидных молекул обращены друг к другу, полярные «головки» смотрят наружу, образуя гидрофильную поверхность. С заряженными «головками» соединяются периферические мембранные белки. Другие белковые молекулы погружены в слой липидов за счет взаимодействия с их неполярными «хвостами». Часть белков пронизывает мембрану насквозь, образуя каналы (или поры). У некоторых клеток мембрана является единственной оболочкой, у других клеток снаружи от мембраны имеется дополнительная оболочка (например, целлюлозная оболочка у растительных клеток). Животные клетки снаружи от мембраны бывают покрыты гликокаликсом – тонким слоем белков и полисахаридов.
Клеточная мембрана выполняет множество важных функций, от которых зависит жизнедеятельность клеток. Одна из них заключается в образовании барьера между внутренним содержимым клетки и внешней средой. Наряду с этим мембрана обеспечивает обмен веществ между цитоплазмой и внешней средой, из которой в клетку через мембрану поступают вода, ионы, неорганические и органические молекулы. Во внешнюю среду через мембрану выводятся продукты обмена и вещества, синтезированные в клетке).
Таким образом, через мембрану осуществляется транспорт веществ. Крупные частицы, образованные молекулами биополимеров, поступают через мембрану благодаря фагоцитозу, явлению, впервые описанному И.И. Мечниковым. Процесс захвата и поглощения капелек жидкости происходит путем пиноцитоза. Важную роль в жизнедеятельности клетки играет рецепторная функция мембраны. В мембранах имеется большое число рецепторов – специальных белков, роль которых заключается в передаче внутрь клетки сигналов извне.
О возникновении мембран в процессе эволюции см. ответ на вопрос 2.
14. Раскройте механизм поступления веществ в клетку
Рис. 5. Схема фагоцитоза
Процесс поступления веществ в клетку называется эндоцитозом. Различают пиноцитоз и фагоцитоз.
Фагоцитоз (греч. фаго – пожирать) – поглощение клеткой твердых органических веществ (рис. 5). Оказавшись около клетки, твердая частица окружается выростами мембраны, или под ней образуется впячивание мембраны. В результате частица оказывается заключенной в мембранный пузырек внутри клетки. Такой пузырек называют фагосомой. Термин «фагоцитоз» был предложен И.И. Мечниковым в 1882 г. Фагоцитоз свойствен простейшим, кишечнополостным, лейкоцитам, а также клеткам капилляров костного мозга, селезенки, печени, надпочечников.
Второй способ поступления веществ в клетку называют пиноцитозом (греч. пино – пью) – это процесс поглощения клеткой мелких капель жидкости с растворенными в ней высокомолекулярными веществами. Осуществляется путем захвата этих капель выростами цитоплазмы. Захваченные капли погружаются в цитоплазму и там усваиваются. Явление пиноцитоза свойственно животным клеткам и одноклеточным простейшим.
Еще один способ поступления веществ в клетку – осмос – прохождение воды через избирательно проницаемую мембрану клетки. Вода переходит из менее концентрированного раствора в более концентрированный. Вещества могут также проходить через мембрану путем диффузии – так транспортируются вещества, способные растворяться в липидах (простые и сложные эфиры, жирные кислоты и т.д.). Путем диффузии по градиенту концентрации по специальным каналам мембраны идут некоторые ионы (например, ион калия выходит из клетки).
Кроме того, транспорт веществ через мембрану осуществляет натрий-калиевый насос: он перемещает ионы натрия из клетки и ионы калия в клетку против градиента концентраций с затратой энергии АТФ.
Фагоцитоз, пиноцитоз и натрий-калиевый насос – это примеры активного транспорта, а осмос и диффузия – пассивного транспорта.
15. Каково строение и функции цитоплазмы?
Цитоплазма (греч. цитос – клетка и плазма – вылепленная) – живое содержимое клетки (за исключением ядра). Состоит из мембран и органоидов (ЭПС, рибосом, митохондрий, пластид, аппарата Гольджи, лизосом, центриолей и др.), пространство между которыми заполнено коллоидным раствором – гиалоплазмой. Снаружи цитоплазма ограничена клеточной мембраной (плазмалеммой), внутри – мембраной ядерной оболочки. У растительных клеток имеется еще и внутренняя пограничная мембрана, образующая вакуоли с клеточным соком.
Цитоплазма содержит большое количество воды с растворенными в ней солями и органическими веществами. Цитоплазма – это среда, в которой осуществляются внутриклеточные физиологические и биохимические процессы. Она способна к движению – круговому, струйчатому, ресничному.
16. Назовите органоиды движения клетки и раскройте их значение для ее жизнедеятельности
К клеточным органоидам движения относят реснички и жгутики диаметром около 0,25 мкм, содержащие в середине микротрубочки. Такие органоиды имеются у многих клеток (простейших, одноклеточных водорослей, зооспор, сперматозоидов, в клетках тканей многоклеточных животных, например, в дыхательном эпителии).
Эти органоиды выполняют функцию обеспечения движения (например, у простейших) или способствуют продвижению жидкости вдоль поверхности клеток (например, продвижению слизи в дыхательном эпителии).
Клетки могут передвигаться также с помощью ложноножек (псевдоподий; например, амебы и лейкоциты), но псевдоподии – это временные образования, которые не относят к органоидам движения.