1. Какие процессы характерны для живых клеток? 2. Как вещества поступают в клетку? 3. Что представляет собой процесс дыхания? 4. Что называется обменом веществ? Почему клетке необходимо постоянное поступление питательных веществ и кислорода?

Отвечу по пунктам, как это обычно делают на сайтах вопросов-ответов.

1) Какие процессы характерны для живых клеток?
Клетка — открытая, саморегулирующаяся система. Для неё типичны:

• Обмен веществ и энергии (метаболизм): тысячи ферментативных реакций.

• Анаболизм (синтез: ДНК/РНК, белков, липидов, сложных углеводов) и катаболизм (расщепление органики с выделением энергии).

• Дыхание (аэробное или анаэробное), у фотосинтетиков — ещё и фотосинтез.

• Транспорт веществ через мембрану; поддержание ионных градиентов и мембранного потенциала.

• Рост, деление (митоз/мейоз у эукариот; бинарное деление у прокариот), репликация ДНК, транскрипция, трансляция.

• Раздражимость (восприятие сигналов), движение (жгутики/реснички, цитоскелет), секреция/экзоцитоз, автофагия и др.

• Гомеостаз и саморегуляция (обратные связи, регуляция ферментов и генов).

2) Как вещества поступают в клетку?
Основные пути пересечения плазматической мембраны:

• Простая диффузия — мелкие неполярные молекулы (O₂, CO₂) по градиенту концентрации.

• Осмос — диффузия воды через полупроницаемую мембрану.

• Облегчённая диффузия — по каналам/переносчикам (ионные каналы, аквапорины), без затрат АТФ, но по градиенту.

• Активный транспорт — против градиента с затратой АТФ (например, Na⁺/K⁺-насос, протонные насосы).

• Котранспорт (симпорт/антипорт) — за счёт уже созданного ионного градиента.

• Эндоцитоз:
  • Пиноцитоз — «питьё» жидкости и мелких молекул;
  • Рецептор-опосредованный — выборочный захват лигандов;
  • Фагоцитоз — поглощение крупных частиц/микробов (характерен фагоцитам).

• У растений и некоторых водорослей соседние клетки также обмениваются мелкими молекулами через плазмодесмы; у грам-отрицательных бактерий есть порины наружной мембраны.
  Выведение из клетки — экзоцитоз и те же пассивные/активные пути в обратную сторону.

3) Что представляет собой процесс дыхания?
Клеточное дыхание — это контролируемое ферментативное окисление органических веществ (чаще глюкозы) с освобождением энергии, запасаемой в виде АТФ.
Ключевые варианты:

• Аэробное дыхание (с участием O₂):
  гликолиз (в цитоплазме) → пируват → цикл Кребса (в митохондриях) → дыхательная цепь/окислительное фосфорилирование (митохондрии). Конечные продукты — CO₂ и H₂O, выход энергии высокий (десятки молекул АТФ с молекулы глюкозы).

• Анаэробное (без O₂): брожение (молочнокислое — лактат; спиртовое — этанол + CO₂ и др.). Энергии мало (обычно 2 АТФ на глюкозу).
  Важно отличать дыхание (внутриклеточное образование АТФ) от газообмена (поступление O₂/удаление CO₂ у многоклеточных организмов).

4) Что называется обменом веществ? Почему нужен постоянный приток питательных веществ и O₂?
Обмен веществ (метаболизм) — совокупность всех реакций в клетке, включающая:

• Катаболизм — распад сложных молекул с высвобождением энергии и образованием промежуточных метаболитов.

• Анаболизм — использование энергии и «строительных блоков» для синтеза собственных молекул клетки.

Почему приток питательных веществ и кислорода обязателен:

• Энергия: большинству клеток нужна непрерывная выработка АТФ для поддержания мембранного потенциала, работы насосов, биосинтеза, движения, деления, ремонта, сигналинга. Запасы АТФ ничтожны и быстро исчерпываются.

• Сырьё: аминокислоты, сахара, жирные кислоты, азотистые основания и ионы — материал для обновления макромолекул и органелл. Без притока синтез останавливается.

• Окислитель: при аэробном метаболизме O₂ — конечный акцептор электронов в дыхательной цепи; именно он обеспечивает высокий выход АТФ. При его дефиците клетки вынуждены переходить на менее эффективные пути (брожение), накапливаются кислые/токсичные метаболиты, падает pH и нарушается гомеостаз.

• Удаление продуктов распада также связано с работой транспорта, зависящего от энергии: без неё шлаки и CO₂ накапливаются и угнетают реакции.

Итого: живая клетка непрерывно обменивается веществом и энергией с окружающей средой; она синтезирует собственные структуры, расщепляет поступающие вещества ради энергии и требует постоянной подпитки субстратами и кислородом, чтобы поддерживать порядок, расти, делиться и отвечать на стимулы.