Клетку удобно изучать как город только до тех пор, пока аналогия не подменяет механизм. Поэтому маршрут урока идёт от уровней организации и химических веществ к мембранам, органоидам и наблюдаемому препарату.
Масштаб и химическое единство
Атомы соединяются в молекулы, из клеток и межклеточного вещества складываются ткани, из тканей — органы, далее системы и целый организм. Клетка остаётся наименьшей структурно-функциональной единицей живого тела; специализация делает человеческие клетки разными, не отменяя общего плана. Живая и неживая природа содержат те же химические элементы, однако состав соединений и доли элементов различаются. В клетке выделяют воду и минеральные ионы, а среди органических веществ — белки, липиды, углеводы и нуклеиновые кислоты.
Вода, ионы и граница клетки
Вода растворяет вещества, создаёт среду реакций, участвует в переносе и теплообмене и помогает сохранять объём. Ионы нужны для осмотического равновесия, мембранных процессов и работы белков. Плазматическая мембрана построена главным образом из липидного бислоя и белков: она отделяет внутреннюю среду, выборочно пропускает вещества, воспринимает сигналы и образует контакты.
Цитоплазма и распределение хромосом
В цитоплазме находятся водная среда, органоиды и цитоскелет. Белковые элементы цитоскелета поддерживают форму, обеспечивают движение и внутриклеточный транспорт. Центросома многих клеток человека организует микротрубочки; перед делением они входят в веретено, которое распределяет хромосомы между дочерними клетками.
Ядро и изготовление белков
Двойная ядерная оболочка пронизана порами. ДНК вместе с белками образует хроматин, который при делении уплотняется в хромосомы; ядрышко участвует в сборке частей рибосом. Свободные рибосомы синтезируют белки преимущественно для цитозоля, а связанные с шероховатой эндоплазматической сетью — для мембран, органоидов и секреции. Гладкая сеть больше связана с липидами и обменом ряда веществ.