Увлекательная биология. Детская энциклопедия - Ольга Жаховская

– А разве существуют организмы с клетками без ядер?

– Да, и учёные считают, что они появились на Земле первыми и существуют до сих пор. Такие организмы, у которых нет чётко оформленных ядер, называют прокариотами. К ним относятся, например, бактерии.

– Дядя Кузя, что происходит? Ядерная оболочка начинает разрушаться! Что теперь будет с клеткой?

– Не волнуйся, Чевостик. С этого начинается новый этап в её жизни – деление. Каждая новая клетка может получиться только из клетки. Материнская клетка делится на две части, две дочерние клетки. Таким образом они увеличиваются в числе, другими словами, размножаются. Это главное отличие живой природы от неживой. Например, камни не способны размножаться, а все живые организмы, даже самые крошечные, могут.

ПРОЦЕСС ДЕЛЕНИЯ КЛЕТОК

– А как же две новые клетки делят ДНК с наследственной информацией?

– В клетках имеется двойной набор хромосом, содержащих ДНК, так что каждая дочерняя клетка получает по одному набору.

– Понятно. Всё поровну, это справедливо. Дядя Кузя, а как из отдельных клеток получились сложные организмы, в которых много клеток?

– Путём объединения клеток.

– Так просто! Как же я сам не догадался! К одной клетке присоединяется другая, потом третья, когда их становится совсем много – организм готов.

– Не совсем так, Чевочка. Просто много одинаковых клеток – это ещё не организм. Прежде чем стать им, клетки пережили удивительные превращения. Множество отдельных клеток, работая сообща, начали выполнять определённую функцию и сформировали ткани. Этот процесс называется специализацией клеток.

– Понял! Это как кружки по интересам. В одних дети рисуют, в других занимаются спортом, в третьих – музыкой.

– Примерно так. Клетки одной ткани сходны по строению, а вот клетки разных тканей отличаются и по форме, и по цвету, и по многим другим признакам.

– Потому что у каждой ткани своё назначение?

– Именно так. Например, у растений есть ткани, которые добывают из земли воду с растворёнными в ней питательными веществами. Эти ткани образованы из наружного слоя клеток корня и называются всасывающими тканями. Проводящие ткани поднимают воду по стволу к ветвям и листьям. Ещё есть покровные ткани, они защищают растения от внешних воздействий.

– А у животных тоже есть ткани?

– Конечно. У животных различают четыре вида тканей: эпителиальные – из них, например, образуется поверхность кожи; соединительные – из них формируется скелет, связки, кровь; мышечные – из них образуются мышцы, стенки внутренних органов и в том числе сердце; нервные ткани – они образуют мозг и нервы.

– Ой, как их много, и как во всём разобраться? Я бы для тканей отдельную науку придумал.

– Чевостик, такая наука уже есть. Ткани изучает гистология.

– Здорово! В моей биологической копилке пополнение. Дядя Кузя, а что происходит дальше? Когда тканей становится много, из них наконец получается организм?

– Нет, Чевостик, не торопись. Скопления тканей образуют органы. Это название произошло от греческого слова «органон», которое переводится как «орудие, инструмент». Органами называют части организма, которые выполняют одну функцию. Как ты думаешь, какие важнейшие органы у растения?

– Это просто – корень, стебель и лист. Но из чего же наконец получается организм? Из многих органов?

– Именно так, Чевостик. Поскольку организм состоит из множества органов, тканей и клеток, нормально функционировать он сможет, только если все его клетки будут работать слаженно. Для этого клетки постоянно обмениваются информацией в виде электрических и химических сигналов.

– Ух ты, почти как в компьютере! Ой, дядя Кузя, что-то потащило наш лётоплавонырь в сторону клеточной стенки, прямо к каналу, по которому мы попали внутрь клетки!

– Так и есть, лётоплавонырь уже мчится по нему наружу.

– Кажется, мы покидаем клетку. Почему?

– Возможно, дело в клеточном обмене: из клетки выводится всё ненужное. Это нормально. Вероятно, наш лётоплавонырь тоже показался ненужным.

– Ну и ладно! Только куда мы направляемся?

– Не знаю! Лётоплавонырь вдруг стал неуправляемым! Не могу затормозить!

– Теперь лётоплавонырь стал увеличиваться, а вместе с ним растём и мы. В иллюминаторе ничего не разглядеть! Всё мелькает! Кажется, мы куда-то летим!

Бум!

Задание

Подумай, кто или что (какие предметы или живые организмы) по своему виду напоминает молекулу ДНК. Назови и по желанию изобрази один-два примера для этой молекулы.

Зелёная фабрика. Как растения производят пищу?

– Нам повезло: из махонькой клетки нас выбросило в настоящий лес, на поляну. И мы стали нормальной величины.

– Вот так посадка была! Чевостик, ты как?

– В порядке. Дядя Кузя, вылезай на свежий воздух.

– И правда, красота! Что задумался, Чевостик?

– Клетка растения смогла даже наш лётоплавонырь выставить вон. Откуда у неё столько энергии?

– Давай узнаем прямо здесь. Что нужно, чтобы получить энергию?

– Топливо.

– Правильно! В солнечный день каждая травинка и каждый листок производят для клетки топливо.

– Какое? Бензин, уголь, дрова?

– Нет. Для растительной клетки топливом является сахар. Его вырабатывают хлоропласты, используя энергию солнечного света. Они поглощают солнечную энергию и преобразуют её в химическую энергию. Этот процесс называется фотосинтезом.

– Снова непонятное слово…

– Сейчас объясню. Оно произошло от двух греческих слов, которые означают «свет» и «соединение».

– Дядя Кузя, люди тоже используют солнечную энергию, но для этого строятся большие станции с множеством специальных панелей, которые улавливают солнечный свет. Как же это удаётся сделать крохотной клетке?

– Благодаря хлорофиллу. Это он поглощает энергию света, с помощью которой в хлоропластах из углекислого газа и воды образуется сахар.

– Погоди, а откуда в клетке вода?

– Её вместе с растворёнными минеральными веществами из почвы втягивают корни, а стебель растения доставляет воду к листьям.

– А углекислый газ?

– Поглощается клетками растений из воздуха.

– Значит, топливо, то есть сахар, получается в клетке почти из ничего? Из воздуха и света? Фантастика!

– При этом растения выделяют кислород в атмосферу. Поэтому леса называют «лёгкими планеты». Зелёным растениям мы обязаны воздухом, которым дышим.

– Теперь понятно, почему их надо беречь. А что дальше происходит с сахаром?

– Какая-то часть его откладывается в клетке про запас в виде крахмала – он легко становится сахаром; другая часть используется как строительный материал – клетка умеет превращать сахар в другие молекулы при добавлении фосфора, азота или серы. Небольшое количество сахара отправляется в митохондрии.

– На энергетические фабрики? Зачем?

– В митохондриях сахар, подобно древесине, сжигается, соединяясь с кислородом. При этом выделяется углекислый газ и вода. Этот процесс называют дыханием клетки.

– А как же энергия?

– При сжигании сахара образуется единственный источник энергии, необходимый для жизни клетки, – молекулы АТФ (аденозинтрифосфорной кислоты). В химических связях этих молекул и хранится энергия.

– Как же её добыть из молекулы?

– Запасённая энергия выделяется при разрушении химических связей, а затем используется для функционирования клетки.

– Дядя Кузя, а если вдруг исчезнет кислород? Тогда живые клетки останутся без энергии?

– На этот случай есть резервный способ получения энергии без кислорода, при котором сахара тоже расщепляются. Этот процесс назвали гликолизом.

– И при гликолизе тоже получается АТФ?

– Да, хотя и в гораздо меньшем количестве. Этот способ получения энергии особенно важен для животных. Например, когда при долгой работе мышц кровь не успевает доставлять кислород мышечным клеткам, они начинают получать энергию путём гликолиза.

– Дядя Кузя, я понял, что только растения могут себя обеспечить сахаром. А как же животные? Ты говорил, что у животных клеток нет хлоропластов, значит, и фотосинтез в них не происходит. Но им тоже нужна энергия. Откуда животные получают сахар?

– Из пищи. По способу питания все организмы можно разделить на несколько групп. Самую большую группу составляют организмы, способные к фотосинтезу. Они создают органическое вещество из неорганического, используя солнечную энергию. Это так называемые продуценты, или производители.

– Легко догадаться, что продуценты – это растения.

– Правильно. Далее следуют консументы, или потребители. Травоядные животные получают сахара, поедая растения. Сможешь привести примеры таких животных,