Клітина: будова і життєдіяльність
Розділ 1 ОРГАНІЗМ ЛЮДИНИ ЯК БІОЛОГІЧНА СИСТЕМА
§ 6.Клітина: будова і життєдіяльність
Будова клітини. Основною структурно-функціональною одиницею організму людини є клітина. Різні типи клітин (мал. 6.1) відрізняються одна від одної за формою, розмірами, хімічним складом, функціями. Проте вони мають і певні спільні ознаки. Які саме?
Клітина (мал. 6.2) відокремлена від середовища, що її оточує, плазматичною мембраною. Через мембрану речовини транспортуються до клітини і з неї. У мембрані є безліч білків-рецепторів (лат. рецепере – отримувати),
Внутрішній напіврідкий вміст клітини – цитоплазма – на 7090 % складається з води. У ній розчинені органічні й неорганічні речовини. Унаслідок постійного руху цитоплазми речовини переміщуються по клітині. У цитоплазмі розташовані органели. По ендоплазматичній сітці транспортуються речовини всередині клітини. На рибосомах синтезуються білки, у лізосомах складні органічні речовини розщеплюються на молекули-блоки. У мітохондріях за участю кисню відбувається синтез АТФ, як наслідок – клітина забезпечує себе енергією.
Мал. 6.1. Типи клітин: нейрон (а); клітина плаского епітелію (б); клітини м’язів (в, г); клітини крові (д, е); клітина кісткової тканини (є); сперматозоїд (ж)
Мал. 6.2. Будова клітини:
1 – плазматична мембрана; 2 – цитоплазма; 3 – ендоплазматична сітка;
4 – рибосоми; 5 – лізосоми; 6 – апарат Гольджі; 7 – мітохондрії; 8 – ядро
Основним вмістом ядра є хромосоми: у них закодовані програми життєдіяльності організму. Усі клітини організму, окрім статевих, мають той самий набір із 46 хромосом, що складає 23 їх пари. Такий набір хромосом називають подвійним (диплоїдним), а клітини, що його мають, – соматичними (грец. сома – тіло). У ядрах статевих клітин міститься 23 хромосоми – по одній з кожної пари, тобто одинарний (гаплоїдний) набір хромосом.
Обмін речовин. Як відбувається цей процес у клітині? До неї постійно надходять вода, кисень, амінокислоти, вуглеводи тощо. Доля поживних речовин у клітині може скластися по-різному. Так, глюкоза бере участь у реакціях, які забезпечують клітину енергією. Проте з глюкози може утворитися й запасна речовина – глікоген.
Реакції, унаслідок яких вивільнюється енергія й утворюється АТФ, називають реакціями енергетичного обміну. Реагентами в них зазвичай є жири, вуглеводи й кисень, а кінцевими продуктами – вода і вуглекислий газ. У реакціях пластичного обміну (біосинтезу) з амінокислот утворюються білки, з гліцерину і жирних кислот – жири, з глюкози – молекули глікогену тощо. У кожній клітині відбувається синтез речовин, необхідних для життєдіяльності організму. Так, у клітинах м’язів синтезуються білки актин і міозин, які забезпечують м’язові скорочення. Пластичний обмін пов’язаний з енергетичним. У реакціях біосинтезу використовується АТФ, що утворилася унаслідок реакцій енергетичного обміну. Продукти біосинтезу можуть вступати в реакції енергетичного обміну. Так, за малорухомого способу життя можуть накопичуватися жири, які під час фізичних вправ витрачаються в реакціях енергетичного обміну.
Мал. 6.3. Схема дії ферменту:
1, 2, З – речовини, що беруть участь або утворюються під час реакції; 4 – фермент
Пластичний та енергетичний обмін є складовими метаболізму – процесу обміну речовин у клітині, який супроводжується перетворенням енергії. Усі реакції метаболізму здійснюються за допомогою ферментів (мал. 6.3). Водночас у клітині можуть проходити сотні різних реакцій, у яких працюють тисячі різних ферментів. Без них реакції метаболізму тривали б дуже довго і відбувалися лише за особливих умов (наприклад, під дією високої температури або тиску).
Розмноження клітин. Щосекунди у вашому організмі гине і з’являється безліч клітин. Клітини розмножуються шляхом поділу (мал. 6.4). Перед його початком кількість хромосом у ній подвоюється: для кожної хромосоми формується її копія. Під час поділу хромосоми-оригінали та їх копії розходяться до різних полюсів клітини, і вона ділиться на дві частини. Утворюються дві нові клітини, кожна з яких має подвійний (диплоїдний) набір хромосом – такий, як і в материнській клітині. Так відбувається розмноження соматичних клітин, тобто усіх клітин організму, крім статевих.
Під час утворення статевих клітин перед поділом кількість хромосом у материнській клітині також подвоюється. Проте далі відбуваються два послідовних поділи, і в результаті формуються чотири клітини, кожна з яких містить одинарний (гаплоїдний) набір хромосом. Отже, від материнської клітини статева клітина (гамета) отримує половину хромосомного набору.
Мал. 6.4. Схема розмноження клітин. Утворення диплоїдних клітин (а); утворення гаплоїдних клітин (б)
