Строение тела животных

6. Клетка

Вы узнаете:

• какие органоиды входят в состав клетки животного;

• чем животные клетки отличаются от растительных.

Вспомните

• Какое строение имеет растительная клетка?

Тела всех живых организмов состоят из клеток. Есть организмы, тела которых состоят только из одной клетки, — это бактерии, одноклеточные водоросли и грибы, простейшие. Тела большинства животных состоят из множества клеток.

Изучением строения, развития и деятельности клеток занимается наука цитология (от греч. цитос — “клетка”, логос — “наука”).

Клетки всех животных имеют общее строение и отличаются от клеток растений (рис. 16). Большинство клеток животных очень мелкие: их размеры — 10-100 мкм*. Поэтому изучать их строение приходится при большом увеличении микроскопа. Формы клеток животных очень различны: клетки мышц сильно вытянуты в длину, имеют веретеновидную форму, клетки крови — овальной формы, клетки кожи — плоские, вытянутые в высоту или бокаловидные. У одних клеток есть отростки и выступы, другие клетки гладкие.

Рис. 16. Строение животной (А) и растительной (Б) клеток: 1 — клеточная оболочка; 2 — клеточная мембрана; 3 — аппарат Гольджи; 4 — клеточный центр; 5 — ядро;

6 — рибосомы; 7 — лизосомы; 8 — эндоплазматическая сеть; 9 — вакуоль; 10 — хлоропласт; 11 — митохондрии; 12 — цитоплазма.

Размер и форма клеток зависят от того, какую работу (функцию) они выполняют в организме.

Снаружи животная клетка покрыта эластичной клеточной мембраной (от лат. мембрана — “кожица”, плёнка”). Она отделяет содержимое клетки от наружной среды и способна пропускать внутрь клетки одни вещества, а из клетки — другие, обеспечивая обмен веществ. Когда вы изучали ботанику, вы узнали, что в растительной клетке снаружи от мембраны расположена плотная оболочка, содержащая целлюлозу. В отличие от растительных клеток клетки животных такой оболочки не имеют.

Основное содержимое клетки, заполняющее весь её объём, — вязкая зернистая цитоплазма (от греч. цитос — “клетка”, плазма — образование”). Она постоянно движется, в ней протекают все жизненные процессы клетки. В цитоплазме периодически образуются пузырьки, наполненные жидкостью, — вакуоли. Они играют важную роль в пищеварении: здесь накапливаются питательные вещества; через вакуоли удаляются вредные продукты жизнедеятельности, и в результате поддерживается относительно постоянный состав цитоплазмы. Между клеткой и окружающей средой осуществляется обмен веществ.

Центральное место в цитоплазме занимает плотное округлое тельце — ядро. В нём находятся хромосомы (от греч. хрома — “цвет”, сома - “тело”), состоящие из длинных молекул органического вещества. Они регулируют процессы, протекающие в клетке, обеспечивают передачу наследственных признаков дочерним клеткам при размножении.

Помимо ядра в цитоплазме расположены другие органоиды (органеллы) — компоненты клетки, выполняющие определённые функции, — “клеточные органы”.

Митохондрии отвечают за преобразование и запасание энергии, которая затем расходуется на жизненные процессы клетки. На рибосомах образуются белки, в аппарате Гольджи — жиры и углеводы. Кроме того, внутри аппарата Гольджи белки, жиры и углеводы накапливаются. Сюда они поступают по трубочкам эндоплазматической сети — этот органоид охватывает сетью разветвлённых канальцев всё пространство клетки и отвечает за транспортировку образованных в клетке веществ. В аппарате Гольджи вещества “упаковываются” в виде комочков и капелек, а потом уходят в цитоплазму и используются по назначению. Лизосомы участвуют в разрушении ненужных белков, жиров и углеводов.

В клетках животных отсутствуют пластиды, характерные для растительных клеток. Отсутствие хлоропластов — важное отличие животных клеток. Именно в них у растений происходит синтез органических веществ из неорганических. Животные, в отличие от растений, питаются готовыми органическими веществами.

В животных клетках имеется органоид, которого нет в растительных клетках. Он называется клеточным центром. Основу клеточного центра составляют два цилиндрических тельца. Они играют важную роль в делении клеток животных, обеспечивая равномерное распределение наследственного материала материнской клетки в образовавшихся клетках.

В цитоплазме клеток всех живых организмов можно обнаружить многочисленные мелкие и крупные зёрна, капельки белков, жиров и углеводов. Эти вещества образуются в разных частях клетки, транспортируются, распределяются и используются в процессе обмена веществ.

Клетка — целостная и сложная биологическая система, мельчайшая единица строения многоклеточных организмов. Части клетки обеспечивают её нормальную жизнедеятельность, а при размножении — передачу наследственных признаков от родителей детям. В отличие от растительных клеток в клетках животных нет пластид, отсутствует плотная клеточная оболочка.

1. Рассмотрите рисунок в тексте параграфа, выявите главнейшие клеточные структуры животной клетки и охарактеризуйте их функции.

2. Сравните строение клетки животных и клетки растений. Выявите различия.

3. Опишите клеточные структуры, которые участвуют в размножении клеток.

4. Используя свои знания о строении клетки животных, докажите, что животные могут питаться только готовыми органическими веществами.

7. Ткани, органы и системы органов.

Вы узнаете:

• из каких тканей состоят органы животных;

• как взаимосвязаны строение тканей и органов и их функции;

• какие системы органов имеются у животных и каковы их функции.

Вспомните

•Какие типы тканей характерны для растений?

• Какие органы имеются у растений и какие функции они выполняют?

Типы тканей многоклеточных животных

У многоклеточных животных тело состоит из большого числа клеток. Эти клетки составляют различные ткани, выполняющие разные функции. В животном организме имеются покровные (эпителиальные), соединительные, мышечные и нервная ткани.

Ткань — это группа клеток, сходных по строению, происхождению и выполняющих определённую функцию.

Эпителиальные ткани (эпителии) образуют внешние покровы животных, снаружи защищая тело от механических повреждений, от проникновения вредных и ненужных веществ и паразитов. Они состоят из одного или нескольких слоёв плотно прилегающих друг к другу клеток (рис. 17, 1—3). Эпителиями покрыты полости разных внутренних органов, например, полости желудка, кишечника, поэтому они выполняют не только защитную, но и многие другие функции.

Клетки эпителия, которыми изнутри покрыт кишечник, всасывают питательные вещества. Эпителий, выстилающий лёгкие, играет важную роль в дыхании: его клетки участвуют в поглощении кислорода из воздуха и удалении углекислого газа из организма.

У многих животных эпителиальные ткани формируют железы — небольшие органы, которые выделяют во внешнюю среду различные вещества, образование выделяемых веществ происходит в эпителиальных клетках.

Рис.17. Строение различных тканей и клеток животных:1,2,3 — эпителиальные ткани; 4,5 — соединительные ткани;

6,7 — мышечные ткани; 8 — клетки нервной ткани.

В коже у земноводных есть железы, выделяющие слизь, у птиц и зверей — выделяющие густую жирную жидкость, которая делает волосы и перья эластичными и препятствуют их намоканию. У пауков имеются железы, выделяющие паутинную нить.

Из соединительных тканей состоят кости, хрящи, сухожилия, которые обеспечивают телу опору и участвуют в передвижении. Соединительная ткань входит в состав кожи, придавая ей прочность. Соединительной тканью является кровь, участвующая в транспорте веществ по организму, а также жировая ткань, в которой запасаются питательные вещества (жир).

Клеток в соединительных тканях немного, они находятся на расстоянии друг от друга и окружены густым, либо плотным, либо твёрдым веществом, выделяемым клетками (рис. 17, 4, 5).

Мышечные ткани формируют мышцы, т. е. отвечают за движение организма и его частей относительно друг друга. Они же поддерживают форму тела и защищают внутренние органы. Эти ткани состоят из прилегающих друг к другу вытянутых в длину клеток (рис. 17, 6, 7). Эти клетки обладают исключительным свойством: они способны сокращаться (напрягаться) и расслабляться. При сокращении мышечная клетка укорачивается, а при расслаблении приобретает прежний вид. Из мышечной ткани состоят стенки сердца (это мышечный орган). Мышечная ткань есть в стенках желудка и кишечника, и, переваривая пищу, они тоже сокращаются и расслабляются.

Из нервной ткани состоят мозг и нервы. Нервная ткань обеспечивает согласованную работу всех органов, благодаря ей работают мышцы

тела и организм реагирует на воздействия внешней среды. Клетки нервной ткани особенные: они имеют длинные и короткие отростки (рис. 17, 8), которыми соединяются друг с другом и передают электрические сигналы от органов к мозгу и от мозга к органам.

Органы и системы органов

Ткани в организме животного формируют органы. Обычно органы образованы из тканей двух и более типов, например, стенки крупных кровеносных сосудов состоят из слоя эпителиальной ткани, слоя мышечной ткани, а сверху покрыты соединительной тканью.

Орган — это структура организма, которая отличается особым строением и выполняет определённые функции.

Орган действует не изолированно, а совместно с другими органами: в организме существуют системы органов, которые отвечают за важнейшие жизненные процессы. Названия системам органов даны в соответствии с выполняемыми функциями: у животных различают опорно-двигательную, дыхательную, пищеварительную, кровеносную, выделительную, половую, нервную системы (рис. 18).

Рис. 18. Основные системы органов многоклеточных животных.

Опорно-двигательная система выполняет опорную и двигательную функции, а также защитную функцию. Особенно выраженной защитной функцией обладают череп у позвоночных животных и панцирь у рака, скорпиона, насекомых. Пищеварительная система органов отвечает за переваривание пищи, дыхательная — за газообмен, выделительная — за выведение ненужных веществ из организма, половая — за размножение.

Кровеносная система переносит по телу различные вещества и выполняет транспортную функцию. Вместе с тем она участвует в газообмене, поглощая кислород в органах дыхания и выделяя принесённый от других органов углекислый газ. Кровь участвует в защите организма: сгусток крови закрывает рану от проникновения микробов, а некоторые клетки крови уничтожают микробов, попавших внутрь.

Нервная система участвует в регуляции работы организма и обеспечивает его связь с внешней средой. За восприятие того, что происходит во внешней среде, отвечают органы чувств — органы зрения, слуха, обоняния, осязания, равновесия, вкуса. У большинства животных развиты те или иные из этих органов. Иногда органы чувств рассматривают как отдельную систему органов.

Существуют системы органов, имеющие необычное строение: их элементы не контактируют друг с другом непосредственно, а расположены в разных частях организма. Эндокринная система включает в себя все Железы, выделяющие вещества не в полость тела и не во внешнюю среду, в кровь. Эти вещества разносятся по телу и воздействуют на другие ³ темы органов: эндокринная система, как и нервная, управляет организмом, но делает это намного медленнее. Иногда выделяют иммунную систему. Она состоит из органов и тканей, которые участвуют в защите организма от возбудителей заболеваний. С этими двумя сложными системами вы познакомитесь в следующем классе при изучении анатомии и физиологии человека.

Типы симметрии

Если тело животного, ведущего подвижный образ жизни, мысленно разделить вдоль, то две части будут зеркальным отражением друг друга: левая и правая половины тела симметричны (рис. 19, 1). Такой тип симметрии характерен для активно передвигающихся животных, и многие органы у них парные, например, парные глаза — левый и правый, парные конечности — левые и правые, парные лёгкие — левое и правое. Однако точное соответствие левой и правой сторон тела — чрезвычайно редкое явление в живой природе. Небольшие отклонения от идеальной двусторонней симметрии — это норма (рис. 19, 3).

У животных, ведущих неподвижный образ жизни или медленно плавающих в толще воды, часто встречается другой тип симметрии (рис. 19, 2) — радиальная симметрия.

Рис. 19. Двусторонняя (1) и радиальная (2) симметрия; отклонение от симметрии (3).

У многоклеточных животных одинаковые по строению и функциям клетки образуют ткани. В организме животного имеются эпителиальные, соединительные, мышечные ткани, а также нервная ткань. Из тканей состоят органы, объединённые в системы органов, которые обеспечивают все жизненные процессы в организме.

1. Выделите существенные признаки ткани.

2. Используя материал параграфа, составьте таблицу “Характеристика типов тканей”. Кратко укажите особенности строения и функции каждого из типов тканей.

3. Докажите существование взаимосвязи строения и функций органов на примере какой-либо системы органов.

4. Обоснуйте взаимосвязь типа симметрии животного и образа жизни.

5. Используя рисунок 18, составьте с помощью компьютера таблицу “Основные системы органов многоклеточных животных” с пустыми графами. Вы также можете приготовить её бумажный вариант. Для этого выделите несколько разворотов в тетради или возьмите отдельные листы бумаги. В таблицу вы будете заносить сведения о строении многоклеточных организмов, которые вам предстоит изучать в течение года. Эти записи помогут вам готовиться к контрольным работам и к экзаменам в старших классах.