ביולוגיה PDF

‫קרום התא ומעבר דרכו‬ ‫מבנה קרום התא‪ :‬קרום התא בנוי מפוספוליפידים וחלבונים‪.‬מולקולות פוספוליפיד‬ ‫בנויות מפוספט וליפיד‪.‬החלק של הפוספט הוא הידרופילי(אוהב מים יוצר קשרים כימיים‬ ‫עם מולקולות מים)‪.‬החלק הליפידי הוא הידרופובי(לא אוהב מים‪ /‬לא יוצר קשרים כימיים‬...

‫קרום התא ומעבר דרכו‬ ‫מבנה קרום התא‪ :‬קרום התא בנוי מפוספוליפידים וחלבונים‪.‬מולקולות פוספוליפיד‬ ‫בנויות מפוספט וליפיד‪.‬החלק של הפוספט הוא הידרופילי(אוהב מים יוצר קשרים כימיים‬ ‫עם מולקולות מים)‪.‬החלק הליפידי הוא הידרופובי(לא אוהב מים‪ /‬לא יוצר קשרים כימיים‬ ‫עם מולקולות מים)‪.‬‬ ‫הפוספוליפידים מסודרים בקרום התא בשתי שכבות כאשר החלקים הליפידיים פונים אחד‬ ‫כלפי השני‪ ,‬והחלקים ההידרופיליים(פוספט) פונים צד אחד כלפי הציטופלזמה(בתוך‬ ‫התא) ובצד השני כלפי הנוזל החוץ תאי וככה נוצרת שכבה שומנית שמפרידה בין הסביבה‬ ‫המימית בתוך התא לבין הסביבה המימית מחוץ לתא‪.‬‬ ‫דרכי המעבר דרך קרום התא‪ :‬קיימות ‪ 4‬דרכים של מעבר דרך קרום התא‪ ,‬חלקם עוברים‬ ‫בהתאם למפל הריכוזים ללא צורך בהשקעת אנרגיה וחלקם בניגוד למפל הריכוזים‪ ,‬מה‬ ‫שדורש השקעת אנרגיה‪.‬‬ ‫‪.1‬דיפוזיה(אוסמוזה (מקרה פרטי של דיפוזיה))‪ -‬דיפוזיה מתרחשת דרך פוספוליפידים‪,‬‬ ‫המולקולות שעוברות הן מולקולות קטנות חסרות מטען חשמלי(ניטרליות) ומסיסות‬ ‫בשומן‪.‬מים עוברים באוסמוזה ולמרות שמים לא מסיסים בשומן זו מולקולה קטנה‬ ‫שמצליחה לעבור בין פוספוליפידים‪.‬המעבר הוא בהתאם למפל הריכוזים ולא דורש‬ ‫השקעת אנרגיה‪.‬לדוגמא‪ :‬מולקולות שעוברות הן מפחמן דו חמצני‪ ,‬חמצן ומים‪.‬‬ ‫‪.2‬דיפוזיה מזורזת‪ -‬בדיפוזיה מזורזת עוברות מולקולות קטנות או אטומים בעלי מטען‬ ‫חשמלי‪.‬המעבר מתרחש דרך חלבונים שנמצאים בקרום התא‪ ,‬חלבונים מסוג תעלות‬ ‫ונשאים‪.‬התנועה מתרחשת בהתאם למפל הריכוזים ולא דורשת אנרגיה‪.‬‬ ‫לדוגמא‪ :‬חומצות אמינו‪ ,‬חומצות שומן‪ ,‬גלוקוז ועוד…‬ ‫‪.3‬העברה אקטיבית(פעילה)‪ -‬העברה פעילה מתרחשת דרך חלבוני מעבר הנמצאים‬ ‫בקרום התא‪.‬החומרים שעוברים הם מולקולות קטנות ואטומים בעלי מטען חשמלי (מה‬ ‫שעובר דרך תעלות ונשאים יכול לעבור גם פה)‪.‬המעבר הוא בניגוד למפל הריכוזים ולכן‬ ‫מאפשר שמירה על ריכוזי חומרים שונים בתוך התא ומחוצה לו‪.‬התהליך דורש אנרגיה‪.‬‬ ‫דוגמא למשאבה‪ :‬משאבת נתרן אשלגן‪ :‬מוציאה יוני נתרן מחוץ לתא ומכניסה יוני אשלגן‬ ‫לתוך התא‪.‬המעבר של היונים(אטומים בעלי מטען חשמלי) נעשה בניגוד למפל הריכוזים‬ ‫ולכן דורש אנרגיה‪.‬‬ ‫כל חלבוני המעבר הם ספציפיים לחומרים שעוברים דרכם‪.‬‬ ‫‪.4‬אנדוציטוזה (מעבר לתוך התא)‪ /‬אקסוציטוזה (מעבר מחוץ לתא)‪ -‬בתהליך זה עוברות‬ ‫מולקולות גדולות וחיידקים שלמים‪.‬המעבר הוא לא דרך קרום התא אלא עם חלק מקרום‬ ‫התא‪.‬דוגמא לתהליך אקסוציטוזה‪ :‬הוצאת חלבונים(אנזימי עיכול) מתאי המעי אל חלל‬ ‫המעי‪ ,‬מה שמאפשר פירוק מזון למולקולות קטנות‪.‬התהליך דורש השקעת אנרגיה‪.‬‬  ‫השוואה בין דרכי מעבר דרך קרום התא‬ ‫אנדוציטוזה‬ ‫העברה פעילה‬ ‫דיפוזיה‬ ‫דיפוזיה‬ ‫סוג המעבר‬ ‫אקסוציטוזה‬ ‫מזורזת‬ ‫(אוסמוזה)‬ ‫המעבר יחד עם‬ ‫חלבוני מעבר‪:‬‬ ‫חלבוני מעבר‪:‬‬ ‫פוספוליפידים‬ ‫דרך מה עובר‬ ‫חלק של קרום‬ ‫משאבות‬ ‫תעלות ונשאים‬ ‫התא‬ ‫מולקולות גדולות‬ ‫אטומים‪/‬‬ ‫אטומים‪/‬‬ ‫מולקולות‬ ‫מה עובר‬ ‫מולקולות קטנות מולקולות קטנות‬ ‫קטנות‪ ,‬ללא‬ ‫עם מטען חשמלי עם מטען‬ ‫מטען‬ ‫חשמלי‪,‬מסיסות‬ ‫בשומן‬ ‫‪ Cl- ,K+, Na+‬חלבונים‬ ‫‪ H2O,Co2,‬גלוקוז‪ ,‬חומצות‬ ‫דוגמא‬ ‫‪ O2‬אמינו‪,‬חומצות‬ ‫שומן‪(,‬מים)‬ ‫_‬ ‫כן‬ ‫כן‬ ‫לא‬ ‫ספציפיות‬ ‫נגד‬ ‫נגד‬ ‫עם‬ ‫עם‬ ‫מפל ריכוזים‬ ‫כן‬ ‫כן‬ ‫לא‬ ‫לא‬ ‫אנרגיה‬  ‫נשימה תאית‬ ‫בתהליך נשימה תאית שמתרחש בכל תא ותא נוצרת אנרגיה שמנוצלת על ידי התאים‬ ‫לתהליכים מסוימים שדורשים אנרגיה‪.‬‬ ‫לדוגמא‪:‬משאבות בקרום התא‪ ,‬יצירת חלבונים ‪,‬חלוקת התאים…‬ ‫בתהליך לשימה תאית כתוצאה מפירוק של גלוקוז משתחררת אנרגיה‪ ,‬האנרגיה הזאת‬ ‫מושקעת בחיבור של ‪ ADP+P‬ליצירת ‪.ATP‬‬ ‫כל החומרים האורגנים הנמצאים במזון(חלבונים‪ ,‬שומנים‪ ,‬פחמימות) יכולים להתפרק‬ ‫ובאמצעות תהליכים אינזימטיים יכול להיווצר מהם גלוקוז‪.‬‬ ‫חלק מתהליכי הנשימה התאית מתרחשים בנוכחות חמצן וחלק בהעדר חמצן‪.‬‬ ‫נשימה תאית אווירנית‪:‬‬ ‫חלבונים שומנים פחמימות‬ ‫גלוקוז(‪)C6 H12 O6‬‬ ‫חום‬ ‫↓←‬ ‫↓‬ ‫אנרגיה‬ ‫‪→ 2ATP‬‬ ‫ציטופלזמה‬ ‫לא דורש חמצן‬ ‫↓‬ ‫חומצה‬ ‫פירובית(‪)C3 H4 O3‬‬ ‫↙‬ ‫↘‬ ‫בלי חמצן‬ ‫עם חמצן‬ ‫תהליך גליקוליזה מתרחש בציטופלזמה‪ ,‬התהליך הזה מתרחש בכל היצורים החיים‪ ,‬אלה‬ ‫שנושמים חמצן ואלה שלא‬ ‫גלוקוז מתפרק לשתי מולקולות של חומצה פירובית וכתוצאה מהפירוק משתחררת אנרגיה‬ ‫שמספיקה לבניית שתי מולקולות ‪ ATP‬מ‪ ADP -‬ו‪.P -‬‬ ‫שחרור‬ ‫אנרגיה‬ ‫→→→‬ ‫‪ATP‬‬ ‫‪ADP+P‬‬ ‫←←←‬ ‫השקעת אנרגיה‬ ‫כש ‪ ATP‬ל‪ ADP -‬ו‪ P -‬משתחררת אנרגיה המנוצלת לתהליכי התא‪.‬על מנת להחזיר את‬ ‫ה‪ ADP -‬ו‪ P -‬למצבם ההתחלתי של ‪ ATP‬יש צורך בהשקעת אנרגיה והאנרגיה הזו‬ ‫מגיעה מפירוק של גלוקוז‪.‬‬ ‫‪ /‬נשימה תאית אווירנית‬ ‫חומצה פירובית ‪O2+‬‬ ‫אנרגיה‬ ‫↓‬ ‫‪ATP 28‬‬ ‫↓――←‬ ‫↓‬ ‫חום ‪H20 + CO2+‬‬ ‫השלב השני של נשימה תאית הוא נשימה תאית אווירנית שמתרחש בנוכחות חמצן‬ ‫במיטוכונדריה‪.‬‬ ‫חומצה פירובית שנוצרה בשלב הגליקוליזה בציטופלזמה עוברת במיטוכונדריה‪.‬‬ ‫חומצה פירובית מתפרקת ומשחררת אנרגיה שמספיקה ליצירת ‪ 28‬מולקולות ‪ ATP‬מפני‬ ‫שכמות האנרגיה שמשתחררת גדולה‪.‬‬ ‫הכמות הכוללת של אנרגיה שנוצרת היא ‪.ATP 30‬‬ ‫תסיסה‪:‬‬ ‫‪/‬נשימה אל אווירנית אנארובית‬ ‫חומצה פירובית‬ ‫↘ ↙‬ ‫↙‬ ‫↘‬ ‫תסיסה לקטית‬ ‫תסיסה כהלית‬ ‫(חומצה לקטית)‬ ‫(כהל‪)Co2 +‬‬ ‫חיידקים לקטים‬ ‫שמרים‬ ‫(פטריות חד תאיות)‬ ‫קיימים אורגניזמים שמפיקים אנרגיה ללא נוכחות של חמצן‪ ,‬תהליך זה נקרא נשימה אל‬ ‫אווירנית‪ /‬אנאירובית‪.‬בתהליך זה חומצה פירובית שנוצרה בגליקוליזה נשארת‬ ‫בציטופלזמה ועל מנת שהתא יוכל להמשיך להפיק אנרגיה יש צורך בהוצאת המולקולה‬ ‫מחוץ לתא‪.‬חומצה פירובית יכולה להתפרק ולצאת בשתי דרכים‪:‬‬ ‫תסיסה לקטית או תסיסה כהלית‪.‬‬ ‫תסיסה לקטית‪ :‬מתבצעת על ידי חיידקים לקטיים‪ ,‬חומצה פירובית הופכת לחומצה לקטית‬ ‫ויוצאת מן התא‪.‬תהליך התסיסה הלקטית מנוצל ביצירת יוגורט והחמצת ירקות‪.‬בתהליך‬ ‫יצירת יוגורט חיידקים מפרקים לקטוז שהוא סוכר החלב מבצעים תהליךגלידוליזה ותסיסה‬ ‫ומפרישים חומצה לקטית‪.‬‬  ‫תסיסה לקטית מתרחשת גם בשרירים כאשר יש מחסור בחמצן בתאי השריר‪ ,‬מתרחש‬ ‫תהליך של תסיסה לקטית‪.‬היתרון של התהליך הוא שניתן להפיק כמות קטנה של אנרגיה‬ ‫גם בהעדר חמצן‪.‬החיסרון שכמות האנרגיה שנוצרת היא נמוכה מדי להמשך פעילות‬ ‫השריר‪.‬‬ ‫התסיסה הכהלית‪ :‬מתרחשת בתאי השמרים(פטריות חד תאיות)‪.‬השמרים מנצלים גלוקוז‬ ‫ובתהליך התסיסה נוצר כהל ופחמן דו חמצני‪.‬במהלך התפחת הבצק פחמן דו חמצני‬ ‫שמשתחרר גורם ליצירת בועות אוויר קטנות בתוך הבצק‪ ,‬מה שגורם לעליה בנפח הבצק‪.‬‬ ‫הכהל שנוצר מתנדף במהלך האפייה‪.‬‬ ‫א‪.‬שאלה לדוגמא‪ :‬שמרים מסוגלים לבצע גם נשימה תאית וגם תסיסה‪ ,‬תלוי בסביבה בה‬ ‫הם נמצאים‪.‬‬ ‫בניסוי גידלו שמרים בצלחת שטוחה ורחבה או במבחנה סגורה‪.‬היכן קצב הרבייה יהיה‬ ‫גבוה יותר?‬ ‫תשובה‪ :‬בצלחת השמרים חשופים לאוויר ולכן יכולים לקלוט חמצן ולבצע תהליך נשימה‬ ‫אווירנית‪.‬בתהליך זה כמות האנרגיה שנוצרת הרבה יותר גבוהה מהכמות שנוצרת‬ ‫במבחנה‪.‬תהליך הרבייה דורש אנרגיה ולכן קצב הרבייה יהיה גבוה יותר בצלחת‪.‬‬ ‫ב‪.‬שאלה‪ :‬אם נרצה שכמות האנרגיה שתיווצר בצלחת ובמבחנה תהייה שווה איפה נוסיף‬ ‫יותר גלוקוז ולמה?‬ ‫תשובה‪:‬צריך להוסיף פי ‪ 15‬גלוקוז במבחנה(יש כמובן הסבר)‪...‬‬ ‫ג‪.‬שאלה‪ :‬בתהליך יצירת היין‪ ,‬בתחילת התהליך משאירים את החביות פתוחות ובשלב‬ ‫מאוחר יותר סוגרים את החביות‪.‬‬ ‫תשובה‪ :‬בהתחלה מאפשרים חשיפה לאוויר‪ ,‬השמרים מבצעים נשימה תאית אווירנית‬ ‫וקצב הרבייה שלהם עולה‪.‬כשסוגרים את החביות השמרים מבצעים תסיסה כי אין חמצן‬ ‫ולכן מתרחש תהליך התסיסה בו נוצר כהל‪.‬‬ ‫שאלה‪ :‬ערכו ניסוי ובו בדקו כמות ‪ ATP‬שנוצרת במבחנות שמכילות מרכיבים שונים‪.‬‬ ‫תשובה‬ ‫‪✕ O2 Χ‬‬ ‫|‬ ‫‪O2‬‬ ‫חומצה‬ ‫גלוקוז‬ ‫חומצה‬ ‫גלוקוז‬ ‫פירובית‬ ‫פירובית‬ ‫‪0‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪28‬‬ ‫‪30‬‬ ‫תא שלם‬ ‫‪0‬‬ ‫‪0‬‬ ‫‪28‬‬ ‫‪0‬‬ ‫מיטוכונדריה‬ ‫‪0‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪0‬‬ ‫‪2‬‬ ‫ציטופלזמה‬ ‫| ‪30ATP‬‬ ‫טיפ לפתירת השאלה‪ :‬גלוקוז‪,‬ציטופלזמה‪ 2ATP -‬גליקוליזה‬ ‫|‬ ‫חומצה פירובית‪ ,‬חמצן‪ ,‬מיטוכונדריה‪ 28ATP-‬נשימה תאית אווירנית‬  ‫פוטוסינתזה‬ ‫פוטוסינטזה הוא תהליך שתוך שימוש בחומרים אנ‪-‬אורגנים פשוטים‪ ,‬פד״ח ומים נוצרת‬ ‫מולקולה אורגנית גלוקוז‪.‬התהליך מתרחש תוך השקעת אנרגיית אור ויצירת מולקולת‬ ‫גלוקוז שאצורה בה אנרגיה כימית‪.‬בנוסף נוצרת מולקולה של חמצן שמשתחררת לאוויר‪.‬‬ ‫תהליך פוטוסינתזה מתרחש בחלקים הירוקים של הצמח וחיידקים פוטוסינטטים(גם אצות)‬ ‫התהליך מתרחש באברונים הנקראים כלורופלסטיים‪.‬בכלורופלסט יש פיגמנט (חומר‬ ‫צבע) שנקרא כלורופיל‪.‬גלקוז שנוצר בכלורופלסטים מועבר גם לחלקים הנוספים של‬ ‫הצמח שלא מבצעים פוטוסינתזה‪.‬‬ ‫לדוגמא עמילן שנוצר בתפוח אדמה מקורו בגלוקוז שנוצר בחלקים הירוקים של הצמח‬ ‫בפוטוסינתזה‪.‬‬ ‫תהליך הפוטוסינתזה מתרחש בקצב בקצב הרבה יותר גבוה מאשר נשימה תאית כי‬ ‫הגלוקוז שנוצר בפוטוסינתזה מתרחש בקצב הרבה יותר גבוה מאשר נשימה תאית כי‬ ‫הגלוקוז שנוצר בפוטוסינתזה מנוצל שם בנשימה התאית וגם לבניית חומרים אורגניים‬ ‫נוספים בצמח‪.‬‬ ‫פוטוסינתזה וניצול הגלוקוז בתא‪:‬‬  ‫הצמחים קולטים דרך השורשים מים ומינרלים (מלחים) וקולטים חמצן בכל חלקי הצמח‬ ‫(מהאדמה) ואת הפחמן הדו חמצני דרך הפיוניות‪.‬‬ ‫הצמחים פולטים פחמן דו חמצני‪ ,‬חמצן וגם מים בתהליך הדיות דרך הפיוניות‪.‬‬ ‫שאלה‪ :‬דרגו את הצנצנות על פי כמות פחמן דו חמצני שנפלט מהכמות הגבוהה אל‬ ‫הכמות הנמוכה‪.‬‬ ‫תשובה‪:‬‬ ‫צנצנת מספר ‪ 1‬עם הדגים‪ -‬הדגים מבצעים נשימה תאית ונפלט פחמן דו חמצני‪.‬‬ ‫‪ -2‬הדג והצמח מבצעים נשימה תאית ובנוסף הצמח מבצע פוטוסינתזה ולכן חלק מהפחמן‬ ‫הדו חמצני שנפלט בנשימה של הדג והצמח נקלט בפוטוסינתזה‪.‬‬ ‫‪ -3‬הצמחים נושמים ומבצעים פוטוסינתזה ורוב הפדח שנפלט בנשימה נקלט‬ ‫בפוטוסינתזה כי קצב הפוטוסינתזה גבוה מקצב הנשימה‪.‬‬