Вода и жизнь клетки. Экзаменационная работа по биологии

КЛЕТКИ В ПРОБИРКЕ 
В 1907 г. американский биолог Росс Харрисон сообщил об удивительном факте: ему удалось несколько недель сохранять живыми в пробирке клетки зародыша лягушки. Это положило начало выращиванию клеток вне организма. 
А в 1950 г. в США была впервые получена культура клеток человека. Клетки раковой опухоли взяли у чернокожей американки Генриэтты Лэкс (хотя во многих учебниках эту женщину почему-то называют Элен Лайн). Культуру клеток назвали по её инициалам HeLa. Постепенно эти клетки стали «эталоном», с которым биологи всего мира сравнивают результаты своих опытов. Любопытно, что за годы выращивания в культуре клетки HeLa приобрели высокую степень выживаемости. Случайно попав в другую клеточную культуру, эти агрессивные пришельцы быстро вытесняют первоначальных «жильцов» и занимают их место. 
Клетки HeLa продолжают жить в лабораториях, хотя их хозяйка умерла много десятилетий назад

Ткань — это группа клеток определенной разновидности, которые выполняют какую-то определенную работу. Например, существует костная ткань, мышечная ткань, кожная ткань. Когда ткани объединяются, чтобы выполнять какую-то определенную задачу, такая группа тканей называется органом. Примером этого служит рука человека, которая состоит из костной, мышечной, нервной и других тканей. В человеческом организме существует пять наиболее важных типов клеток. Из клеток эпителия состоит кожа, железы, а также оболочка кровеносных сосудов. Из мышечных клеток состоят три вида мышц. Клетки крови можно обнаружить в крови и лимфе. Клетки соединительной ткани составляют каркас организма. Система кровообращения в организмах высших форм жизни разносит питательные вещества и кислород во все клетки, а также удаляет отходы, например двуокись углерода. Отдельные клетки медленно соединяют питательные вещества с кислородом, производя, таким образом, тепло и энергию, необходимые для поддержания жизнедеятельности и работоспособности организма. Именно благодаря этой энергии мышцы могут сокращаться, нервы — передавать сигналы, а мозг — думать.

Любая клетка имеет очень сложное строение. От внешней среды клетка отделена биологической мембраной. В клетке есть две основные части – ядро и цитоплазма. В цитоплазме находятся органоиды и включения.

Вещества, из которых состоит растение Чтобы понять строение и жизнь растений, их потребности, а также оценить пользу, которую приносят растения в хозяйстве человека, нужно узнать, из каких веществ они состоят. Простые опыты и наблюдения помогут нам выяснить это.

Вода в растениях. Что будет со срезанной зеленой травой, если ее оставить на солнце или положить в сухое теплое место? Она высохнет станет сеном. Высушить можно и корни, и цветки, и плоды. Все знают сухой компот, который состоит из кусочков сухих яблок, груш, абрикосов, винограда.

Что же происходит с частями растений, когда они высыхают? Они теряют воду, которая была в их составе и необходима им для жизни. Во всех частях растений содержится вода. После ее удаления остается сухое вещество. Проведем опыт для того, чтобы определить много ли воды содержится в растениях. Возьмем свежие листья салата, взвесим их, затем высушим и снова взвесим. Вычислим разницу между сухой и сырой массой и процент воды в листьях салата. Оказывается, что в них более 90% воды. Такие опыты ученые ставили с разными растениями. Вот такие были получены результаты: в стеблях и листьях клевера - 75-78% воды, в плодах дикой яблони - 70-85%, в побегах березы (с листьями) - 45-50%.

Сухое вещество растений. В природе различают две группы веществ: органические и неорганические. Органические вещества образуются только в телах живых организмов - растений, животных, грибов. вещества; неживой природы - воду, газы, минералы называют неорганическими или минеральными веществами. Органические вещества легко обугливаются и сгорают, а природные неорганические в обычных условиях не горят. Сухие части растений горючи, поэтому их используют в качестве топлива.

В сухом веществе растений больше органических веществ. После их сгорания остается зола - это минеральные вещества. По сравнению с массой сгоревших дров масса оставшейся золы невелика (не более 10-12%). Эта низгораемая часть остается; от любых частей растений. Значит, сухое вещество растений состоит из органических и минеральных веществ.

Клеточное строение органов растений

Клеточное строение мякоти плодов. Даже невооруженным глазом, а еще лучше под лупой можно видеть, что мякоть зрелого арбуза, помидора, яблока состоит из очень мелких крупинок, или зернышек. Это клетки - мельчайшие "кирпичики", из которых состоят тела всех живых организмов. Клеточное строение растений было открыто в 17 веке благодаря изобретению микроскопа.

Если рассмотреть мякоть плода помидора или арбуза при увеличении микроскопа примерно 56 раз, видны округлые прозрачные клетки. У яблока они бесцветные, у арбуза и помидора - бледно-розовые. Клетки в "кашице" лежат рыхло, разъединены между собой, и поэтому хорошо видно, что каждая клетка имеет свою оболочку, или стенку.

Внутреннее живое содержимое можно рассмотреть только при большом увеличении микроскопа. Под оболочкой расположена бесцветная цитоплазма, в ней более плотный комочек - ядро и прозрачные пузырьки - вакуоли, заполненные водянистым клеточным соком.

В клетках помидора клеточный сок бесцветен, а в цитоплазме видны очень мелкие, окрашенные в красноватый цвет тельца, их называют пластидами. В одних клетках растений они могут быть окрашенными (как в клетках мякоти томата), в других - бесцветными.

Хлоропласты в клетках листа элодеи. Рассмотрим под микроскопом лист элодеи, который состоит всего лишь из двух слоев клеток. Клетки листа прямоугольные, вытянуты. Они плотно прилегают друг к другу. В их прозрачной цитоплазме видны зеленые пластиды - это хлоропласты (от греческих слов "хлорос" - зеленый и "пластос" - оформленный). Хлоропластов так много, что трудно рассмотреть ядро, которое в клетке тоже есть.

В каждой живой клетке растений есть только один какой-либо вид пластид: или бесцветные, или цветные. Последние могут быть желтыми, красными, оранжевыми или зелеными. Цветные пластиды определяют цвет органа.

Запасные вещества в клетке. Запасными называют вещества, которые откладываются в большом количестве и используются не сразу. Чаще всего в клетках можно обнаружить запасной крахмал. На тонком срезе клубня картофеля можно видеть, что в тонкостенных клетках мякоти довольно много крупных бесцветных зернышек овальной формы. это крахмальные зерна. Они имеют слоистое строение.

Ученые установили, что крахмал накапливается в бесцветных пластидах. Форма и размеры крахмальных зерен в клетках различных растений неодинаковые. Под микроскопом можно отличить крахмальные зерна картофеля, пшеницы, кукурузы и других растений. Капли запасного масла в клетках семян масленичных растений (например, подсолнечника, льна) сосредоточены в цитоплазме.

Запасные белки накапливаются в клеточном соке. Когда вакуоли подсыхают (при созревании семян), они превращаются в твердые белковые зерна. От крахмальных их можно отличить на препарате с помощью йодной пробы. Крахмальные зерна окрасятся в синий цвет, а белковые - в желтые. Разноцветную картину можно получить, обработав раствором йода срез семян гороха, где много крахмала и белка. Запасной белок может отладываься и в бесцветных пластидах.

Основные части растительной клетки. Живая клетка растений состоит из следующих составных частей

1 Живое содержимое клетки. Оно представлено полужидкой прозрачной цитоплазмой, в которой находятся более плотное ядро, многочисленные пластиды, а также вакуоли (от латинского слова "вакуус" - пустой) или одна крупная вакуоля.

2. Различные включения в живом содержимом клетке. Это чаще всего отложения запасных питательных веществ: белковые зерна, капли масла, крахмальные зерна.

3Клеточная оболочка, или стенка. Она прозрачная, плотная, упругая, не дает цитоплазме растекаться, придает клетке определенную форму.

Кратко мы можем охарактеризовать клетку так: клетка - это единица строения растения. Она состоит из цитоплазмы, ядра, пластид; включений и клеточной оболочки.

Состав растительной клетки. Понятие о тканях

Вещества растительной клетки. Живая клетка содержит большое количество воды (70-90% от сухой массы). Больше воды в живом содержимом клетки, особенно в вакуолях, и гораздо меньше в оболочке. В живом содержимом клетки преобладает белок, имеются жироподобные вещества. Есть в клетке красящие вещества, это пигменты. Одни из них растворены в клеточном соке вакуоли, другие находятся в цветных пластидах. В зеленых пластидах - хлоропластах находится пигмент хлорофилл (от греческих слов "хлорос" - зеленый, "филлон" - лист). Клетка богата и другими органическими и минеральными веществами. Многие из них растворены в клеточном соке вакуоли.

Оболочка растительной клетки состоит главным образом из клетчатки (целлюлозы).

Межклетники. Клетки в теле растения соединены между собой. Вещество, соединяющее клетки друг с другом, называют межклеточным. Иногда это соединение очень прочное и плотное (элодея), а иногда рыхлое и непрочное (мякоть арбуза и помидора). При неплотном соединении между клетками бывают пространства больших размеров. Пространства между клетками называют межклетниками. Они заполнены воздухом или, реже, водой.

Растительные ткани. Группу соединенных друг с другом клеток, выполняющих определенную функцию в организме, называют тканью. Примером ткани может быть кожица чешуи лукавицы лука. Под микроскопом видно, что она состоит из одного слоя продолговатых клеток. Они плотно прилегают друг к другу, что соответствует защитной функции кожицы. Кожицу, которая находится на поверхности органов растения и выполняет защитную функцию, называют покровной тканью. Покровная ткань есть на поверхности всех органов растения.

В клетках мякоти плодов и в клетках чешуи луковицы лука накапливаются запасные вещества и вода. плоды и луковицы сочны и питательны. Ткани, в клетках которых накапливаются питательные вещества, называют запасающими тканями.

Бывают клетки с очень толстыми стенками, ими образованы скорлупа ореха, желудя, косточки сливы, абрикоса, вишни. Клетки здесь образуют сплошную твердую ткань. Ее относят к механическим, или опорным тканям. их главный признак - толстостенные клетки. Живое содержимое часто отсутствует, но оно было в молодых растущих клетках, а потом полностью разрушились.

Вот мы и познакомились с тремя видами растительных тканей: запасающей, покровной и механической.

Отличие растительной клетки от животной клетки

В растительной и животной клетке существуют общие органоиды, такие как ядро, эндоплазматическая сеть, рибосомы, митохондрии, аппарат Гольджи. Однако растительная клетка имеет существенные отличия от животной клетки.

Растительная клетка как и животная, окружена цитоплазматической мембраной, но кроме неё ограничена толстой клеточной стенкой, состоящей из целлюлозы, которой нет у животных клеток.

Накапливающие клеточный сок вакуоли есть как в растительных, так и в животных клетках, но в животных клетках они выражены слабо.

Преобладание синтетических процессов над процессами освобождения энергии — это одна из наиболее характерных особенностей обмена веществ растений. Первичный синтез углеводов из неорганических веществ осуществляется в пластидах. Так, в животных клетках, в отличие от растительных, отсутствуют следующие пластиды: хлоропласты (отвечают за реакцию фотосинтеза), лейкопласты (отвечают за накопление крахмала) и хромопласты (придают окраску плодам и цветам растений)

Таким образом, TheDifference.ru выделил следующие основные отличия растительной от животной клетки: 
1) В растительной клетке присутствует прочная и толстая клеточная стенка из целлюлозы 
2) В растительной клетке развита сеть вакуолей, в животной клетке она развита слабо 
3) Растительная клетка содержит особые органоиды — пластиды (а именно, хлоропласты, лейкопласты и хромопласты), а животная клетка их не содержит. 
Структура бактериальной клетки

Бактериальная клетка состоит из клеточной стенки, цитоплазматической мембраны, цитоплазмы с включениями и ядерного аппарата, называемого нуклеоидом. Имеются другие структуры: мезосома, хроматофоры, тилакоиды, вакуоли, включения полисахаридов, жировые капельки, капсула (микрокапсула, слизь), жгутики, пили. Некоторые бактерии способны образовывать споры. 
Структуру и морфологию бактерий изучают с помощью различных методов микроскопии: световой, фазово-контрастной, интерференционной, темнопольной, люминесцентной и электронной.