Биология. Человек. 8 класс - Дмитрий Колесов

Органы и системы органов. Анатомически обособленные части тела, имеющие четкую структуру и выполняющие определенные функции, называются органами. Каждый орган имеет свою, только ему присущую форму и занимает определенное место в организме.

Органы, выполняющие общие физиологические функции, объединяются в систему органов.

У человека те же системы органов, что и у других млекопитающих: покровная, костно-мышечная, дыхательная, кровеносная, пищеварительная, выделительная, система органов размножения, нервная и эндокринная. Последние две системы обеспечивают согласованную работу всех органов. Нервная система осуществляет регуляцию с помощью электрохимических сигналов, нервных импульсов. Эндокринная система действует с помощью биологически активных веществ – гормонов, которые поступают в кровь и, дойдя до органов, изменяют их работу. Нервная и эндокринная системы работают вместе и дополняют одна другую.

Уровни организации, структура, органы, системы органов, эндокринная система, гормоны, нервные импульсы.

1. В чем суть понятий «молекулярный, клеточный, тканевый и организменный уровни организации»?

2. Что такое орган и что такое система органов?

3. Как обеспечивают регуляцию организма нервная и эндокринная системы?

1. Рассмотрев рисунок 4, найдите у себя грудную и брюшную полости.

2. Выпишите известные вам названия органов, относящиеся к кровеносной, дыхательной, пищеварительной и выделительной системам.

§ 7. Клеточное строение организма

1. Каково строение животной клетки?

2. Какую функцию выполняют хромосомы?

3. Как происходит деление клетки?

Внешняя и внутренняя среда организма. Внешней средой называют ту, в которой находится организм. Человек живет в газообразной среде, но временно может находиться в воде, например во время купания.

Внутренней средой организма называют ту среду, которая находится внутри организма: она отделена от внешней среды оболочками тела (кожа, слизистые). В ней находятся все клетки тела. Она жидкая, имеет определенный солевой состав и постоянную температуру. Заметим, что содержимое пищеварительного канала, мочевыводящих и дыхательных путей к внутренней среде не относится. Лишь наружный ороговевший слой кожи, состоящий из отмерших клеток, и некоторые слизистые оболочки граничат с внешней средой. Они защищают более глубоколежащие клетки от воздействия внешних условий. Органы человеческого тела снабжают клетки через внутреннюю среду всем необходимым и удаляют вещества, образующиеся в процессе их жизнедеятельности.

Строение клетки. По форме, строению и функциям клетки чрезвычайно разнообразны, но по структуре они сходны. Каждая клетка обособлена от других клеточной мембраной. Подавляющее число клеток имеют цитоплазму и ядро (рис. 11).

Строение и функции ядра. Ядро отделено от цитоплазмы ядерной мембраной. В нем можно обнаружить ядрышко – место сборки рибосом, важнейших органов клетки.

В ядре находятся хромосомы, основа которых – молекулы ДНК, определяющие наследственный аппарат клетки.

Участки молекул ДНК, ответственные за синтез определенного белка, называют генами. В каждой хромосоме насчитывают множество генов. Под микроскопом хромосомы можно наблюдать только в период деления клеток: в другие периоды они не видны. Контролируя образование белков, гены управляют всей цепочкой сложных биохимических реакций в организме и тем самым определяют его признаки. В обычных клетках человека содержится по 46 хромосом, в половых клетках (яйцеклетках и сперматозоидах) по 23 хромосомы (половинный набор).

Органоиды клетки. Постоянные клеточные структуры, каждая из которых выполняет свои особые функции, называются органоидами. В клетке они играют ту же роль, что и органы в организме.

Клеточная мембрана обладает полупроницаемостью. Так, молекулы воды могут беспрепятственно проходить через клеточную мембрану, а молекулы других веществ проникают избирательно. Через клеточную мембрану клетка получает воду, питательные вещества, кислород, через нее удаляются продукты клеточного обмена.

Рис. 11. Клетка под электронным микроскопом: 1 – цитоплазма; 2 – клеточная мембрана; 3 – ядро; 4 – ядрышко; 5 – ядерная оболочка; 6 – мембраны эндоплазматической сети; 7 – рибосомы; 8 – митохондрия; 9 – клеточный центр; 10 – лизосома

Пространство внутри клетки тоже разделено мембранами. Они образуют эндоплазматическую сеть – сеть канальцев, емкостей, полостей, где хранятся вещества, выработанные клеткой. Эндоплазматическая сеть – это своеобразная транспортная система, по которой вещества перемещаются внутри клетки. Благодаря ей поддерживается двусторонняя связь между ядром и цитоплазмой, а также между различными органоидами клетки.

На мембранах эндоплазматической сети располагаются рибосомы, обеспечивающие биосинтез белков, специфичных для данной клетки. Состав и строение этих белков определены генами. В качестве посредника, передающего информацию о структуре белка от гена к рибосоме, выступает специальная молекула – информационная РНК.

Митохондрии участвуют в биологическом окислении веществ, за счет которого освобождается энергия, необходимая для жизнедеятельности клеток. Эти двухмембранные образования, едва видимые в оптический микроскоп, называют энергетическими станциями клетки.

Благодаря биологическому окислению сложные органические вещества распадаются и выделяющаяся при этом энергия используется клетками для мышечного сокращения, выработки тепла, синтеза веществ, необходимых для формирования структур клетки. В клетках часто встречаются микроскопические пузырьки, лизосомы, в которых распадаются сложные органические вещества, подлежащие переработке или уничтожению.

Связь между объемом и поверхностью клетки. Размер клеток ограничен, поскольку с увеличением объема и массы клетки относительная ее поверхность уменьшается, и клетка уже не может получить нужного количества питательных веществ и выделить полностью продукты распада. Поэтому, достигнув определенного размера, она перестает увеличиваться в объеме.

Деление клетки – сложный процесс (рис. 12). При подготовке к делению каждая молекула ДНК удваивается. В результате в хромосоме оказывается рядом пара одинаковых молекул ДНК, которые потом станут самостоятельными хромосомами дочерних клеток.

Перед делением ядро разбухает и увеличивается в размерах. Хромосомы скручиваются в спираль и становятся различимыми в оптический микроскоп. Ядерная оболочка исчезает. Органоиды клеточного центра удваиваются, расходятся к противоположным полюсам клетки, и между ними формируются нити веретена деления.

В следующей фазе деления хромосомы выстраиваются в экваториальной плоскости клетки. Парные молекулы ДНК каждой хромосомы прикрепляются к нитям веретена деления. Вскоре нити веретена деления начинают оттягивать парные молекулы ДНК к противоположным полюсам. Образуются два новых набора, состоящие из одинаковых хромосом и, следовательно, одинаковых генов. Хромосомы дочерних клеток образуют клубки. Вокруг них синтезируется ядерная оболочка, образуются ядро. Скрученные ранее в спираль хромосомы полностью раскручиваются и перестают быть видимыми. Одновременно с расхождением хромосом органоиды приблизительно равномерно распределяются по двум полюсам. Затем клеточная мембрана впячивается внутрь, и цитоплазма клетки делится путем перетяжки. Образуются две дочерние клетки.

Жизненные процессы клетки. Во всех без исключения клетках идут процессы обмена веществ. Из поступающих в клетку питательных веществ образуются сложные вещества (характерные для каждого типа клеток), формируются клеточные структуры. Параллельно с образованием новых веществ идут процессы биологического окисления органических веществ – белков, жиров, углеводов. При этом происходит выделение энергии, необходимой для жизнедеятельности клетки. Продукты распада удаляются за ее пределы.

Рис. 12. Деление клетки: 1 – клетка (между делениями) в состоянии покоя; 2, 3, 4 – образование видимых в оптический микроскоп хромосом, их расположение в экваториальной плоскости клетки; 5 – расхождение хромосом; 6 – образование двух дочерних ядер, начало деления цитоплазмы; 7 – образование двух дочерних клеток

Ферменты. Синтез и распад веществ происходят благодаря действию ферментов. Это биологические катализаторы белковой природы, ускоряющие во много раз течение химических процессов. Каждый фермент действует только на определенные соединения. Они называются субстратом данного фермента.