§ 2. Разнообразие клеток и тканей организма человека

Вспомните, что такое диффузия. Каковы особенности строения клеток растений, грибов и животных? Какие вы знаете ткани животных?

Клетка как пример биологической системы. Тело человека построено из клеток. Клетка является структурной (строительной) и функциональной (действующей) единицей многоклеточного организма. Весь наш организм состоит из более чем 75 триллионов клеток. Они выполняют разнообразные функции: транспортную (эритроциты крови), защитную (лейкоциты крови), опорную (клетки костной и хрящевой тканей) и т. п.

АКТИВИЗИРУЙТЕ СВОИ ЗНАНИЯ

Вспомните: все клетки животных построены по единому плану (рис. 3). Они состоят из клеточной, или плазматической, мембраны,которая окружает цитоплазму,одно или несколько ядер. Снаружи плазматическая мембрана окружена тоненькой упругой оболочкой - гликокаликсом.Он образован молекулами углеводов, которые могут соединяться с молекулами белков и липидов. Ядро- обязательная составная часть большинства клеток организмов. Оно регулирует все функции клетки и сохраняет наследственную информацию. Это своеобразный

центр управления клеткой. Цитоплазма- раствор органических и неорганических веществ, в котором находятся органеллы. В цитоплазме происходят разнообразные биохимические процессы: образуются одни соединения и распадаются другие. Там в виде включений могут запасаться питательные вещества (вспомните, какие запасные соединения откладываются в клетках растений и животных). Органеллы- постоянные клеточные структуры, обеспечивающие разные процессы ее жизнедеятельности. Обязательными органеллами каждой клетки являются митохондрии.Их еще называют «энергетическими станциями» клетки, поскольку там образуются соединения, содержащие много энергии.

Рассматривая рисунок 3, обратите внимание на органеллу, обозначенную цифрой 6. Это лизосома (от греч. лизис - растворение и сома - тело). Лизосомы обеспечивают переваривание питательных веществ. Они содержат пищеварительные ферменты, способные расщеплять разнообразные соединения.

Химический состав клеток человека. В разных клетках тела человека выявлено свыше 80 химических элементов. Мы уже упоминали, что среди них преобладают Гидроген (Н), Оксиген (О), Карбон (С) и Нитроген (X). Эти и другие химические элементы входят в состав неорганических и органических веществ. Их соотношение в клетке разное. Содержание неорганических веществ в клетке составляет 76,5 %, из них воды 75 %, минеральных солей 1,5 %. Вода является растворителем и средой для диффузии многих веществ. Она обеспечивает упругость (тургор) клеток и процессы осмоса. Таким образом, наличие воды - обязательное условие активности клетки.

ИНТЕРЕСНО ЗНАТЬ! Осмос - процесс диффузии растворителя из менее концентрированного раствора в более концентрированный через избирательно проницаемую мембрану (рис. 4). В клетке такой мембраной является плазматическая мембрана.

Содержание органических соединений в клетках в среднем составляет 23,5 %, в том числе белков 15 %, жиров 4,5 %, углеводов 2,5 %, нуклеиновых кислот 1,5 %. Белки входят в состав всех клеток, участвуют в регуляции функций организма, ускоряют химические реакции в клетке, защищают клетки и организм от болезнетворных микроорганизмов и инородных тел, переносят газы и другие вещества и т. п. Жиры - важный энергетический резерв в организме. Также они входят в состав мембран и других частей клеток. Углеводы являются основным источником энергии. Нуклеиновые кислоты обеспечивают сохранение и передачу наследственной информации от родителей потомкам и участвуют в синтезе всех белков организма.

Разнообразие клеток в организме человека. Мы уже упоминали об огромном количестве клеток, которые составляют организм человека. Эти клетки бывают различной формы: сферической, дискообразной, призматической, кубической, веретенообразной, звездчатой. Их размеры также разные - от 5-7 до 40 мкм и более (1 мкм - миллионная часть метра).

ЗАПОМНИТЕ! Основные жизненные свойства разных клеток такие же, как и организма в целом: обмен веществ и энергии, раздражимость, размножение, рост и развитие, саморегуляция и самообновление (в процессе жизнедеятельности клетки обновляется ее химический состав).

Разнообразие тканей в организме человека. Клетки определенных типов формируют разные типы тканей. Ткани организма человека имеют много общего с тканями животных, в частности млекопитающих. Вы уже знаете, что в состав тканей животных, как и человека, входят не только клетки, но и межклеточное вещество - продукт выделения самих клеток.

АКТИВИЗИРУЙТЕ СВОИ ЗНАНИЯ

Вспомните: ткань - это группа клеток и межклеточного вещества, объединенных общим строением, функциями и происхождением.

В организме человека различают четыре группы тканей: эпителиальные, внутренней среды, мышечные и нервная. Ознакомимся с ними, выполнив лабораторное исследование.

ЛАБОРАТОРНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ

Ознакомление с препаратами тканей человека

Оборудование, материалы и объекты исследования: микроскопы, таблица микроскопического строения тканей, микропрепараты эпителиальной, мышечной и нервной тканей, а также тканей внутренней среды.

1.    Повторите правила работы со световым микроскопом и микропрепаратами.

2.    Рассмотрите под микроскопом готовые микропрепараты эпителиальной ткани. Обратите внимание на особенности ее строения: форму клеток, расположение в ткани, наличие межклеточного вещества, базальной мембраны.

Эпителиальная ткань, или эпителий, состоит из плотно прилегающих друг к другу клеток. Характерной особенностью эпителиальной ткани является почти полное отсутствие межклеточного вещества и то, что под клетками эпителия расположена тонкая базальная мембрана. По выполняемым функциям выделяют покровный и железистый эпителий.

Покровный эпителий (рис. 5, 1) покрывает внешнюю поверхность тела, внутреннюю поверхность полостей тела (грудную, брюшную, ротовую, носовую), органов пищеварения, дыхательных путей (мерцательный эпителий (рис. 5, 2)), выводных протоков выделительной системы и кровеносных сосудов. Он защищает ткани, расположенные глубже, а также регулирует их обмен веществами с внешней и внутренней средой. Железистый эпителий (рис. 5, 3) входит в состав желез и выполняет секреторную функцию, синтезируя нужные организму вещества - секреты. Таким образом, под секрецией понимают процесс образования и выделения клеткой или железой любых веществ (слизь, гормоны, пищеварительные ферменты и т. п.). Эпителиальной ткани свойственна высокая способность к восстановлению (регенерации).

3.    Рассмотрите микропрепараты тканей внутренней среды (крови, соединительной ткани), выявите их характерные особенности. Обратите внимание на расположение межклеточного вещества в ткани.

Ткани внутренней среды выполняют разнообразные функции: поддержание постоянства внутренней среды, защитную, питательную, транспортную, опорную, запасающую и т. п. Общим для них является наличие хорошо развитого межклеточного вещества. К тканям внутренней среды относят кровь, лимфу, соединительные и скелетные ткани.

Кровь и лимфа обеспечивают транспорт питательных веществ, продуктов обмена веществ, газов, биологически активных веществ, а также защитные реакции. Для них характерно наличие жидкого межклеточного вещества - плазмы и взвешенных в ней клеток (рис. 6, 1). Детальнее о строении и функциях этих тканей вы узнаете в § 17.

Соединительные ткани формируют основу органов, обеспечивают их питание и т. п. Их межклеточное вещество имеет разный состав, однако никогда не бывает жидким. Рыхлая соединительная ткань присутствует во всех органах. Она содержит небольшое количество беспорядочно расположенных волокон. Волокнистая соединительная ткань (рис. 6, 2) содержит большое количество плотно расположенных волокон (сухожилия, связки и др.). Жировая ткань (рис. 6, 3) находится под кожей и вокруг некоторых органов, защищая их от механических повреждений. В жировой ткани откладывается жир, который является запасным веществом.

К скелетным тканям относится костная (рис. 7, 1) и хрящевая (рис. 7, 2). Они составляют основу опорно-двигательной системы человека. Костной ткани прочность придают минеральные соли. Преимущественно из нее состоит скелет взрослого человека. Хрящевая ткань имеет межклеточное вещество из органических веществ, придающих ей эластичность. Из этой ткани у зародыша формируется зачаток скелета. Впоследствии хрящевая

ткань замещается костной, и только между позвонками остаются хрящевые диски. Хрящевая ткань также входит в состав ушных раковин, гортани, сухожилий и связок, покрывает суставные поверхности костей.

4.    Рассмотрите микропрепараты мышечной ткани. Сравните строение мышечной, эпителиальной и соединительной тканей.

Мышечные ткани входят в состав опорно-двигательной системы и стенок большинства внутренних органов. Мышцы есть также в коже. Они способны сокращаться в ответ на нервный импульс. Это обеспечивает движения тела и отдельных его частей, а также поддержание определенной позы, изменение диаметра зрачка и т. п. Различают исчерченную (поперечно-полосатую) и неисчерченную (гладкую) мышечные ткани.

Исчерченную мышечную ткань подразделяют на скелетную и сердечную. Скелетная мышечная ткань (рис. 8, 1) образует мышцы, которые обеспечивают движения и прикреплены к костям (реже к коже), а также мышцы языка, глотки, гортани, верхней части пищевода, диафрагмы. Сердечная мышца (рис. 8, 2) - это особенная исчерченная мышечная ткань. Она входит в состав стенки сердца и обеспечивает его сокращение. Неисчерченная мышечная ткань (рис. 8, 3) обеспечивает сокращение стенок внутренних органов: кишечника, мочевого и желчного пузыря, кровеносных сосудов и т. п. Подробнее об особенностях строения и функций мышечной ткани вы узнаете в § 31.

5.    Рассмотрите микропрепарат нервной ткани, отметьте ее особенности.

Нервная ткань состоит из нервных клеток - нейронов - и клеток, которые их окружают, - нейроглии. Нейроны способны воспринимать раздражители (сигналы), превращать их в нервные импульсы и проводить их к другим нейронам или определенным органам. Каждый нейрон состоит из тела и отростков (рис. 9, А). В теле находятся ядро и органеллы. Отростки могут быть двух типов. Длинный, разветвленный на верхушке отросток называется аксон. Его функция - проведение нервного возбуждения от тела нервной клетки к другим нейронам или рабочим органам. Преимущественно короткие, древовидно разветвленные отростки нейрона называют дендритами (от греч. дендрон - дерево). По ним нервное возбуждение передается к телу нейрона.

Клетки нейроглии (рис. 9, Б), в отличие от нейронов, не проводят нервных импульсов. Они выполняют различные функции: питательную,

секреторную, опорную, защитную, восстановительную и т. п. Часть из них образует изолирующие оболочки вокруг отростков нейронов и обеспечивает проведение нервных импульсов.

Нервная ткань входит в состав головного и спинного мозга, образует нервные узлы и нервы. Благодаря таким свойствам, как возбудимость и проводимость, она обеспечивает регуляцию деятельности разных систем органов, функций целостного организма и связь организма с внешней средой.

Ключевые термины и понятия: лизосомы, нейрон, нейроглия, дендри-ты, аксон.

ОБОБЩИМ ЗНАНИЯ

Организм человека состоит из огромного количества клеток, разных по форме, размерам и функциям. Основу химического состава клеток составляют четыре элемента: Гидроген (Н), Оксиген (О), Карбон (С) и Нитроген ^). Из этих элементов преимущественно образуются простые и сложные органические соединения. В состав клеток входят также неорганические соединения: вода, минеральные соли и т. п.

Совокупность клеток, общих по происхождению, подобных по строению и функциям, называют тканью. Различают следующие группы тканей организма человека: эпителиальные, внутренней среды, мышечные и нервная.

ПРОВЕРЬТЕ И ПРИМЕНИТЕ ПОЛУЧЕННЫЕ ЗНАНИЯ

Ответьте на вопросы

1. Каковы функции лизосом в клетке? 2. Какова роль неорганических и органических веществ в клетке? 3. Каковы функции эпителиальных тканей? 4. Какие ткани внутренней среды вы знаете? Каковы их функции? 5. Какие ткани относятся к скелетным? Каковы их функции? 6. Какие вы знаете мышечные ткани?

7. В чем заключается особенность нервной ткани? Каков ее состав?

Выберите один правильный ответ

1.    Укажите ткань, которая входит в состав верхнего слоя кожи: а) эпителиальная; б) соединительная; в) мышечная; г) нервная.

2.    Выберите ткань, которой свойственны возбудимость и проводимость: а) эпителиальная; б) соединительная; в) скелетная; г) нервная.

3.    Выберите свойство, характерное для мышечной ткани: а) возбудимость и сократимость; б) возбудимость и способность образовывать секреты; в) способность образовывать гормоны; г) способность транспортировать кислород.

4.    Укажите ткани, которые преобладают в составе опорно-двигательной системы: а) мышечные и соединительная; б) костная и мышечная; в) эпителиальная и нервная;г) эпителиальная и соединительная.

ОБСУДИТЕ В ГРУППАХ. Органы человека состоят из разных типов тканей. Назовите органы, в которых преобладает определенный тип тканей.

ТВОРЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ. Сравните функции и строение тканей организма человека с функциями и строением тканей растений. Назовите ткани человека и растений, выполняющие подобные функции. Ответ оформите в виде таблицы.

Этот материал взят из учебника Биология 8 класс Матяш