Більшість живих організмів має клітинну будову. Клітина - це структурна і функціональна одиниця живого. Для неї характерні всі ознаки і функції живих організмів: обмін речовин і енергії, зростання, розмноження, саморегуляція. Клітини різні за формою, розміром, функціями, типом обміну речовин ().
Різноманітність клітин: 1 - Евглена зелена; 2 - бактерія; 3 - рослинна клітина м'якоті листа; 4 - епітеліальна клітина; 5 - нервова клітина
Розміри клітин варіюють від 3-10 до 100 мкм (1 мкм = 0,001 м). Рідше зустрічаються клітини розміром менше 1-3 мкм. Існують також і клітини-гіганти, розміри яких досягають декількох сантиметрів. За формою клітини також дуже різноманітні: кулясті, циліндричні, овальні, веретеновідние, зірчасті і т. Д. Однак між усіма клітинами багато спільного. Вони мають однаковий хімічний склад і загальний план будови.
Крім неорганічних речовин в клітині присутні і органічні речовини: білки, ліпіди (жири), вуглеводи (цукру), нуклеїнові кислоти (ДНК, РНК). Вони складають основну масу клітини. Найбільш важливими органічними речовинами є нуклеїнові кислоти і білки. Нуклеїнові кислоти (ДНК і РНК) беруть участь в передачі спадкової інформації, синтезі білків, регуляції всіх процесів життєдіяльності клітини.
Білки виконують цілий ряд функцій: будівельну, регуляторну, транспортну, скоротливу, захисну, енергетичну. Але найважливішою є ферментативна функція білків.
Ферменти - це біологічні каталізатори, що прискорюють і регулюють все різноманіття хімічних реакцій, що протікають в живих організмах. Жодна реакція в живій клітині не протікає без участі ферментів.
Ліпіди і вуглеводи виконують в основному будівельну та енергетичну функції, є запасними поживними речовинами організму.
Так, фосфоліпіди разом з білками будують все мембранні структури клітини. Високомолекулярний вуглевод - целюлоза утворює клітинну оболонку рослин і грибів.
Жири, крохмаль і глікоген є запасними поживними речовинами клітини і організму в цілому. Глюкоза, фруктоза, сахароза та інші цукру входять до складу коренів і листя, плодів рослин. Глюкоза є обов'язковим компонентом плазми крові людини і багатьох тварин. При розщепленні вуглеводів і жирів в організмі виділяється велика кількість енергії, необхідної для процесів життєдіяльності.
Клітинні структури. Клітка складається з зовнішньої клітинної мембрани, цитоплазми з органелами і ядра ().
Комбінована схема будови тваринної (А) і рослинної (Б) клітини: 1 - оболонка; 2 - зовнішня клітинна мембрана; 3 - ядро; 4 - хроматин; 5 - ядерце; 6 - ендоплазматична сітка (гладка і гранулярна); 7 - мітохондрії; 8 - хлоропласти; 9 - апарат Гольджі; 10 - лизосома; 11 - клітинний центр; 12 - рибосоми; 13 - вакуоль; 14 - цитоплазма
Зовнішня клітинна мембрана - це одномембранних клітинна структура, яка обмежує живе вміст клітини всіх організмів. Володіючи вибірковою проникністю, вона захищає клітину, регулює надходження речовин і обмін із зовнішнім середовищем, підтримує певну форму клітини. Клітини рослинних організмів, грибів, крім мембрани зовні мають ще й оболонку. Ця нежива клітинна структура складається з целюлози у рослин і хітину - у грибів, надає міцність клітці, захищає її, є «скелетом» рослин і грибів.
В цитоплазмі, напіврідкому вмісті клітини, перебувають всі органели.
Ендоплазматична мережа пронизує цитоплазму, забезпечуючи сполучення між окремими частинами клітини і транспорт речовин. Розрізняють гладку і гранулярную ЕРС. На гранулярних ЕРС знаходяться рибосоми.
Рибосоми - це дрібні тільця грибовидной форми, на яких йде синтез білка в клітині.
Апарат Гольджі забезпечує упаковку і винос синтезованих речовин з клітини. Крім того, з його структур утворюються лізосоми. Ці кулясті тільця містять ферменти, які розщеплюють надходять в клітину поживні речовини, забезпечуючи внутрішньоклітинний перетравлювання.
Мітохондрії - це напівавтономні мембранні структури довгастої форми. Їх число в клітинах-різному і збільшується в результаті поділу. Мітохондрії - це енергетичні станції клітини. У процесі дихання в них відбувається остаточне окислення речовин киснем повітря. При цьому виділяється енергія запасається в молекулах АТФ, синтез яких відбувається в цих структурах.
Хлоропласти, напівавтономні мембранні органели, характерні тільки для рослинних клітин. Хлоропласти мають зелене забарвлення за рахунок пігменту хлорофілу, вони забезпечують процес фотосинтезу.
Крім хлоропластів рослинні клітини мають і вакуолі, заповнені клітинним соком.
Клітинний центр бере участь у процесі поділу клітини. Він складається з двох центріолей і центросфери. Під час поділу вони утворюють нитки веретена поділу і забезпечують рівномірний розподіл хромосом в клітині.
Ядро - це центр регуляції життєдіяльності клітини. Ядро відокремлене від цитоплазми ядерною мембраною, в якій є пори. Всередині воно заповнене Каріоплазма, в якій знаходяться молекули ДНК, що забезпечують передачу спадкової інформації. Тут відбувається синтез ДНК, РНК, рибосом. Часто в ядрі можна побачити одне або кілька темних округлих утворень - це ядерця. Тут утворюються і скупчуються рибосоми. В ядрі молекули ДНК не видно, тому що перебувають у вигляді тонких ниток хроматину. Перед поділом ДНК спирализуются, товщають, утворюють комплекси з білком і перетворюються в добре помітні структури - хромосоми (). Зазвичай хромосоми в клітці парні, однакові за формою, величиною і спадкової інформації. Парні хромосоми називаються гомологічними. Подвійний парний набір хромосом називається диплоїдним. У деяких клітинах і організмах міститься одинарний, непарний набір, який називається гаплоїдний.
А- будова хромосоми: 1 - центромера; 2 - плечі хромосоми; 3 - молекули ДНК; 4 - сестринські хроматиди; Б - види хромосом: 1 - равноплечних; 2 - разноплечная; 3 - одноплечная
Число хромосом для кожного виду організмів постійно. Так, в клітинах людини 46 хромосом (23 пари), в клітинах пшениці 28 (14 пар), голуба 80 (40 пар). Ці організми містять диплоїдний набір хромосом. Деякі організми, такі, як водорості, мохи, гриби, мають гаплоїдний набір хромосом. Статеві клітини у всіх організмів гаплоидни.
Крім перерахованих, деякі клітини мають специфічні органели - вії і джгутики, що забезпечують рух в основному в одноклітинних організмів, але є вони і у деяких клітин багатоклітинних організмів. Наприклад, джгутики є у евглени зеленої, хламідомонади, деяких бактерій, а вії - у інфузорій, клітин війкового епітелію тварин.