Клетка: разбор строения и функций органоидов

В учебнике — картинка клетки с пятнадцатью стрелочками: митохондрии, рибосомы, аппарат Гольджи, ЭПС гладкая и шероховатая, лизосомы, вакуоль, пластиды. Задание: «Какой органоид отвечает за синтез белка?» Ты помнишь, что что-то там «энергетическая станция», что-то «пищеварение», а вот про белок — то ли рибосомы, то ли ЭПС, то ли всё сразу.

Клетка — тема, которую проходят с 5 класса и до ЕГЭ, каждый раз добавляя деталей. Учить её как список из пятнадцати незнакомых слов — гарантированный провал. Работает другой подход: понять, что клетка устроена как город, и у каждого органоида есть работа, без которой город встанет.

В статье — все органоиды в одной таблице с функциями и «на что похоже», сравнение растительной, животной и бактериальной клеток, алгоритм «узнать органоид по описанию» и разбор пяти заданий разного типа.

Клеточная теория за минуту

Клетка — наименьшая единица живого. Три положения клеточной теории, которые спрашивают в любом классе:

1. Все живые организмы состоят из клеток (кроме вирусов — у них клеточного строения нет).
2. Клетка — единица строения, жизнедеятельности и развития.
3. Новые клетки образуются только делением уже существующих.

Первыми клетку увидел Роберт Гук в 1665 году в срезе пробки; клеточную теорию сформулировали Шлейден и Шванн в 1838–1839 годах; Вирхов в 1855 году добавил положение о делении.

Два типа клеток: прокариоты и эукариоты

Первое, что нужно определить в любом задании, — о какой клетке речь.

Правило: «нет ядра — нет и мембранных органоидов». Если в задании говорится, что у клетки есть митохондрии, это точно эукариот.

Органоиды: таблица с функциями

Читай таблицу по столбцу «на что похоже» — эти образы запоминаются в разы лучше, чем формулировки.

Два органоида с собственной ДНК — митохондрии и хлоропласты. Это любимый вопрос на ЕГЭ. Они умеют делиться сами, и, по общепринятой гипотезе симбиогенеза, когда-то были самостоятельными бактериями.

Немембранные органоиды — рибосомы, клеточный центр, цитоскелет. Всё остальное имеет мембрану, одинарную или двойную. Двойная — у ядра, митохондрий и пластид.

Растительная, животная и грибная клетки

Грибы — классическая ловушка: стенка есть, как у растений, но она хитиновая, а запасают они гликоген, как животные. Именно поэтому грибы выделены в отдельное царство.

Пример: ученик на контрольной написал, что у животной клетки нет вакуолей. Учитель снизил балл: у простейших (амёба, инфузория) есть сократительные и пищеварительные вакуоли. Точная формулировка — «нет крупной центральной вакуоли».

Разбор заданий

Задача 1. Какой органоид отвечает за синтез белка и почему ответ «рибосомы», а не «ЭПС»?

1. Белок собирается из аминокислот. Сборку ведут рибосомы — они «читают» информацию с иРНК и соединяют аминокислоты.
2. Шероховатая ЭПС участвует в синтезе, но её роль — быть площадкой для рибосом и транспортировать готовые белки. Без рибосом ЭПС ничего не синтезирует.
3. Если в задании спрашивают про «синтез», ответ — рибосомы; если про «синтез и транспорт» — шероховатая ЭПС.

Ответ: рибосомы. Шероховатая ЭПС — при формулировке «синтез и транспорт белка».

Задача 2. Определи органоид по описанию: «Имеет двойную мембрану, внутренняя образует складки, содержит собственную ДНК».

1. Двойная мембрана → ядро, митохондрии или пластиды.
2. Собственная ДНК → митохондрии или пластиды (у ядра ДНК — это хромосомы клетки, не «собственная»).
3. Складки внутренней мембраны (кристы) → митохондрии. У хлоропластов внутри не складки, а стопки тилакоидов (граны).

Ответ: митохондрия.

Задача 3. У клетки под микроскопом обнаружили клеточную стенку, но не нашли ядра. Что это за клетка?

1. Клеточная стенка есть у растений, грибов и бактерий — животные отпадают.
2. Нет ядра → прокариот → бактерия. У растений и грибов ядро есть всегда.

Ответ: бактериальная клетка. Дополнительно: стенка у неё из муреина, а не из целлюлозы.

Задача 4. Установи соответствие: признак — клетка (растительная или животная). Признаки: гликоген как запасное вещество; хлоропласты; центральная вакуоль; отсутствие клеточной стенки.

1. Гликоген → животная (растения запасают крахмал).
2. Хлоропласты → растительная.
3. Центральная вакуоль → растительная.
4. Отсутствие клеточной стенки → животная.

Ответ: животная — гликоген, нет стенки; растительная — хлоропласты, центральная вакуоль.

Задача 5. Почему в мышечных клетках много митохондрий, а в клетках поджелудочной железы — много шероховатой ЭПС?

1. Мышцы работают — сокращаются, а на это нужна энергия. Энергию в виде АТФ дают митохондрии. Больше работы → больше митохондрий.
2. Поджелудочная железа выделяет пищеварительные ферменты, а ферменты — это белки. Белки на экспорт синтезируются на рибосомах шероховатой ЭПС и упаковываются в аппарате Гольджи. Больше белка на вывод → больше шероховатой ЭПС и Гольджи.

Ответ: количество органоида зависит от функции клетки: мышцам нужна энергия (митохондрии), железам — производство белка на экспорт (шероховатая ЭПС, аппарат Гольджи). Это принцип, по которому решаются все задания типа «в каких клетках больше…».

Как учить органоиды, чтобы не забыть

1. Нарисуй клетку сам. Не перерисовывай из учебника, а нарисуй по памяти и подпиши, что помнишь. Потом сверь с учебником и допиши красным. Красное — это то, что нужно повторить.
2. Метод «города». Для каждого органоида придумай свой образ, если из таблицы не нравится. Свои образы держатся дольше.
3. Три вопроса на каждый органоид: мембрана есть (одинарная/двойная/нет)? ДНК есть? Функция одним словом? Этого достаточно для 90 % заданий.
4. Таблица сравнения клеток — на отдельной карточке. Растение/животное/гриб/бактерия по четырём признакам: стенка, пластиды, вакуоль, запасное вещество.
5. Повторение через три дня и через неделю. Названия органоидов — иностранные слова, а они забываются быстрее всего.

Совет: заведи в планировщике задачу «повторить органоиды» с повторением через 3 дня, неделю и месяц. Одно повторение накануне контрольной держится пару дней, а несколько повторений, разнесённых по времени, — заметно дольше.

Типичные ошибки

• Синтез белка — «ЭПС». Синтез идёт на рибосомах. ЭПС — транспорт и площадка.
• Пластиды есть у всех, «кто с клеточной стенкой». У грибов и бактерий стенка есть, а пластид нет.
• Хлоропласты — единственные пластиды. Есть ещё хромопласты (окрашивают плоды и лепестки) и лейкопласты (запасают крахмал). Все три могут превращаться друг в друга.
• Рибосомы только у эукариот. Рибосомы есть и у бактерий, просто мельче. Бактерии тоже синтезируют белок.
• Митохондрии «производят энергию». Энергия не производится, а преобразуется: митохондрии окисляют органику и запасают энергию в АТФ. На ЕГЭ формулировка «синтез АТФ» точнее.
• Путать лизосомы и аппарат Гольджи. Гольджи упаковывает и образует лизосомы; лизосомы переваривают. Гольджи — склад, лизосомы — переработка.
• Считать, что у животной клетки нет вакуолей вообще. У простейших есть сократительные и пищеварительные. Нет именно крупной центральной.

Частые вопросы

Какие органоиды есть только в растительной клетке?

Пластиды (хлоропласты, хромопласты, лейкопласты), клеточная стенка из целлюлозы и крупная центральная вакуоль с клеточным соком. Клеточная стенка есть и у грибов с бактериями, но из другого вещества, а вот пластиды — только у растений и некоторых водорослей.

Чем отличается растительная клетка от животной?

У растительной есть целлюлозная клеточная стенка, пластиды и центральная вакуоль, запасное вещество — крахмал, питание автотрофное. У животной нет стенки и пластид, вакуоли мелкие или отсутствуют, запасное вещество — гликоген, питание гетеротрофное, есть клеточный центр с центриолями. Всё остальное — ядро, митохондрии, ЭПС, Гольджи, рибосомы, лизосомы — общее.

Какие органоиды имеют двойную мембрану?

Три: ядро, митохондрии и пластиды. Одинарную мембрану имеют ЭПС, аппарат Гольджи, лизосомы и вакуоли. Без мембраны — рибосомы, клеточный центр и цитоскелет. Собственную ДНК из всех органоидов имеют только митохондрии и пластиды.

Что такое органоид простыми словами?

Это постоянная часть клетки со своим строением и своей работой — как орган у организма, только внутри клетки. Митохондрия «дышит» и запасает энергию, рибосома собирает белок, лизосома переваривает. Органоиды отличаются от включений: включения — это временные запасы (капли жира, зёрна крахмала), они появляются и исчезают.

Как быстро запомнить функции органоидов?

Свяжи каждый органоид с образом из «города»: ядро — мэрия, митохондрия — электростанция, рибосома — станок, Гольджи — почта, лизосома — переработка мусора, мембрана — граница с таможней. Потом нарисуй клетку по памяти и подпиши. Повтори через три дня и через неделю — этого достаточно, чтобы функции держались до экзамена.

Что дальше

• Фотосинтез: разбор процесса и типовых вопросов
• Задачи по генетике: разбор
• Системы органов человека: разбор для 8 класса
• Биология: как учить, чтобы понимать
• Не можешь понять, почему в задании именно этот органоид? Спроси в Razbery — там объяснят логику, а не просто назовут ответ.