Строение клетки. Тело человека имеет клеточное строение. Клетки находятся в межклеточном веществе, обеспечивающем их питание, дыхание. Клетки различаются по размерам, форме и функциям, но все они имеют общие черты строения.
Все клетки содержат цитоплазму и ядро. В ядре находятся нитевидные образования – хромосомы (рис. 3, 4). Каждая хромосома образуется из одной длинной молекулы нуклеиновой кислоты — ДНК, ответственной за передачу наследственных признаков.
Рис. 3. Хромосомы ядра клетки человека под микроскопом 
Рис. 4. Хромосома ядра
клетки человека (схема)
Участки молекулы ДНК составляют гены (от греческого генос — род). Каждый ген занимает в хромосоме строго определенное место и отвечает за ту или иную функцию. С генами связаны наследственные заболевания.
У человека ядра клеток тела содержат 46 хромосом, образующих 23 пары.
Ядра половых клеток имеют половинный набор — 23 хромосомы.
Снаружи клетка покрыта мембраной, состоящей из нескольких молекулярных слоев (рис. 5). Мембрана обладает избирательной проницаемостью, т. е. не все вещества могут проходить через нее.
Рис. 5. Мембрана клетки: (а) под микроскопом, схемы строения (б) и функционирования (в) каналов
В полужидкой внутренней среде клетки – цитоплазме — расположены мельчайшие структуры – органеллы. К органеллам клетки относятся эндоплазматическая сеть, рибосомы, митохондрии, лизосомы, комплекс Гольджи, клеточный центр. Органеллы выполняют определенные функции, обеспечивая жизнедеятельность клетки. Например, в рибосомах образуются белки, а митохондрии обеспечивают клетку энергией.
Химический состав клетки. В состав клетки входят органические и неорганические соединения. Основу неорганических соединений клетки составляют вода (ее больше всего в клетке) и растворенные в ней минеральные вещества (рис. 6).
Рис. 6. Химический состав клеток организма человека Вода необходима для всех жизненных процессов, в водном растворе происходят химические взаимодействия веществ в клетке. С водой из клетки удаляются образующиеся в результате химических реакций вещества.
Минеральные вещества содержатся в цитоплазме и ядре клеток в малых количествах, но их роль в жизни клеток велика: они входят в состав биологически активных веществ. Наиболее важны для процессов жизнедеятельности клетки соли калия, натрия, кальция, магния и др.
Осуществление всех основных функций клетки связано с содержащимися в ней органическими веществами. Для клеток жизненно важными являются высокомолекулярные, имеющие очень сложное строение, органические соединения: белки, жиры, углеводы и нуклеиновые кислоты.
Белки – основные и наиболее сложно построенные вещества любой живой клетки. По размерам белковые молекулы в сотни и тысячи раз больше молекул неорганических соединений. Белки — строительный материал клеток, они осуществляют защитную функцию, ускоряют химические реакции, выполняя роль биологических катализаторов (ферменты) и др. Без белков нет жизни.
Жиры и углеводы имеют менее сложное строение по-сравнению с белками. Они также входят в состав клеточных структур и служат источником энергии для процессов жизнедеятельности организма.
Нуклеиновые кислоты (рис. 7) образуются в клеточном ядре. Отсюда и произошло их название (от лат. нуклеус – ядро). Нуклеиновые кислоты входят в состав хроматина и участвуют в хранении и передаче наследственных свойств и функций организма.
Рис. 7. Модель нуклеиновой кислоты (ДНК) Жизненные свойства клетки. Одно из основных свойств клетки – обмен веществ. Из межклеточного вещества в клетки постоянно поступают питательные вещества и кислород. Вещества, поступившие в клетку, участвуют в процессах биосинтеза. Биосинтез – это образование белков, жиров, углеводов из более простых веществ. Причем в процессе биосинтеза образуются вещества, характерные для определенных клеток организма. Например, синтезирующиеся в клетках мышц особые белки актин и миозин, обеспечивают их сокращение.
Одновременно с биосинтезом в клетках происходит распад органических соединений. В результате распада образуются более простые вещества. Большая часть реакций распада идет с участием кислорода и освобождением энергии, которая расходуется на жизненные процессы, протекающие в клетке. Биосинтез и распад соединений составляют процесс обмена веществ, который сопровождается превращением энергии.
Клетки тела человека растут и размножаются делением пополам. Каждая из образовавшихся дочерних клеток, достигнув размеров материнской, тоже делится и выполняет ее функцию.
Продолжительность жизни клеток различна: от нескольких часов до десятков лет.
Живые клетки способны реагировать на физические и химические изменения окружающей их среды. Это свойство клеток называют возбудимостью. При этом из состояния покоя клетки переходят в состояние возбуждения.
В возбужденном состоянии клетки организма выполняют свойственные им функции: железистые клетки образуют и выделяют биологически активные вещества, мышечные – сокращаются и расслабляются, в нервных клетках возникает нервный импульс — слабый электрический сигнал, который может распространяться по нерву. При возбуждении в клетках изменяются скорость биосинтеза и распада веществ, потребление кислорода, температура.
Все жизненные свойства клеток: обмен веществ, рост, размножение, возбудимость и др. поддерживаются и обеспечиваются относительным постоянством состава внутренней среды организма. Ее составляют три типа жидкости:1) межклеточная (тканевая жидкость), с которой непосредственно соприкасаются клетки, 2) кровь и 3) лимфа (рис. 8). Внутренняя среда обеспечивает клетки веществами, необходимыми для их жизнедеятельности, через нее удаляются продукты распада. Внутренняя среда организма имеет относительно постоянные состав и физико-химические свойства. Только при этих условиях происходит обмен веществ между клетками и внутренней средой, и клетки могут нормально функционировать.
Рис. 8. Внутренние жидкие среды организма
1. Назовите органоиды клетки. 2. Как отличается число хромосом в соматических и половых клетках человека? 3. Каково число хромосом в половых клетках человека? 4. Назовите неорганические вещества клетки, их биологическое значение. 5. Какие органические вещества входят в состав клетки? 6. Назовите основные жизненные свойства клетки. 7. Что понимают под внутренней средой организма? 8. Какое значение имеет постоянство внутренней среды организма?
