השוואה בין תאים של אורגניזמים של ממלכות שונות. §עשרים. תכונות מבניות של תאים אוקריוטיים. "השוואה של תאים איקריוטים ופרוקריוטיים"

גיוון תאים

לפי התיאוריה התאית, תא הוא היחידה המבנית והתפקודית הקטנה ביותר של אורגניזמים, שיש לה את כל התכונות של יצור חי. על פי מספר התאים, אורגניזמים מחולקים לחד-תאיים ורב-תאיים. תאים של אורגניזמים חד-תאיים קיימים כאורגניזמים עצמאיים ומבצעים את כל הפונקציות של יצור חי. כל הפרוקריוטים הם חד-תאיים, ומספר אוקריוטים (מיני אצות, פטריות ופרוטוזואה רבים), אשר מדהימים במגוון יוצא דופן של צורות וגדלים. עם זאת, רוב האורגניזמים עדיין רב-תאיים. התאים שלהם מתמחים לבצע פונקציות מסוימות וליצור רקמות ואיברים, שאינם יכולים אלא לבוא לידי ביטוי בתכונות מורפולוגיות. לדוגמה, גוף האדם נוצר מכ-1014 תאים, המיוצגים על ידי כ-200 מינים, בעלי מגוון רחב של צורות וגדלים.

צורת התאים יכולה להיות עגולה, גלילית, מעוקבת, מנסרת, בצורת דיסק, בצורת ציר, כוכבית וכו' (איור 2.1). אז הביצים מעוגלות, תאי האפיתל הם גליליים, מעוקבים ומנסרים, לתאי הדם האדומים יש צורה של דיסק דו קעורה, תאי רקמת השריר הם בצורת ציר, ותאי רקמת העצבים הם כוכבים. למספר תאים אין צורה קבועה כלל. אלה כוללים, קודם כל, לויקוציטים בדם.

גם גדלי התאים משתנים באופן משמעותי: לרוב התאים של אורגניזם רב-תאי יש גדלים שבין 10 ל-100 מיקרון, והקטנים ביותר - 2-4 מיקרון. הגבול התחתון נובע מכך שהתא חייב להיות בעל סט מינימלי של חומרים ומבנים כדי להבטיח פעילות חיונית, וגדלים גדולים מדי של תאים ימנעו את חילופי החומרים והאנרגיה עם הסביבה, וגם יפגעו בתהליכי התחזוקה. הומאוסטזיס. עם זאת, תאים מסוימים ניתן לראות בעין בלתי מזוינת. קודם כל, אלה כוללים את התאים של הפירות של עצי אבטיח ותפוח, כמו גם ביצים של דגים וציפורים. גם אם אחד הממדים הליניאריים של התא חורג מהממוצע, כל השאר תואמים לנורמה. לדוגמה, מוצא נוירון עשוי לעלות על 1 מ' אורך, אבל הקוטר שלו עדיין יתאים לערך הממוצע. אין קשר ישיר בין גודל התא לגודל הגוף. אז, תאי השריר של פיל ועכבר הם באותו גודל. .

תאים פרוקריוטיים ואיקריוטים

כפי שהוזכר לעיל, לתאים יש הרבה תכונות תפקודיות דומות ותכונות מורפולוגיות. כל אחד מהם מורכב מ ציטופלזמה,שקוע בה מידע תורשתיונפרד מבחוץ קרום פלזמה או פלזמהלמהלא מפריע לתהליך חילוף החומרים והאנרגיה. מחוץ לממברנה עשויה להיות לתא גם דופן תא, המורכבת מחומרים שונים, המשמשת להגנה על התא ומהווה מעין שלד חיצוני.

ציטופלזמהמייצג את כל תכולת התא, וממלא את החלל בין קרום הפלזמה למבנה המכיל מידע תורשתי. זה מכיל

מחומר הבסיס היאלופלזמה- ואורגנואידים ותכלילים טבולים בו. אברוניםהם מרכיבים קבועים של התא המבצעים פונקציות מסוימות, ו תכלילים -רכיבים המתעוררים ונעלמים במהלך חיי התא, המבצעים בעיקר פונקציות אחסון או הפרשה. תכלילים מחולקים לעתים קרובות למוצק ונוזל. תכלילים מוצקים מיוצגים בעיקר על ידי גרגירים ויכולים להיות בעלי אופי שונה, בעוד שאקוולים וטיפות שומן נחשבים כתכלילים נוזליים (איור 2.2).

נכון לעכשיו, ישנם שני סוגים עיקריים של ארגון התא: פרוקריוטיו איקריוטי.

לתא פרוקריוטי אין גרעין, המידע התורשתי שלו אינו מופרד מהציטופלזמה על ידי ממברנות.

האזור של הציטופלזמה המאחסן מידע גנטי בתא פרוקריוטי נקרא נוקלואיד.בציטופלזמה של תאים פרוקריוטים, נמצא בעיקר סוג אחד של אורגנואידים - ריבוזומים, ואברונים מוקפים בממברנות נעדרים לחלוטין. חיידקים הם פרוקריוטים.

תא אוקריוטי - תא שיש בו לפחות אחד משלבי ההתפתחות גַרעִין- מבנה מיוחד בו נמצא DNA.

הציטופלזמה של תאים אוקריוטיים מאופיינת במגוון משמעותי של אברונים. אורגניזמים אוקריוטיים כוללים צמחים, בעלי חיים ופטריות.

גודלם של תאים פרוקריוטיים, ככלל, קטן בסדר גודל מגודלם של תאים איקריוטים. רוב הפרוקריוטים הם אורגניזמים חד-תאיים, בעוד האוקריוטים הם רב-תאיים.

מאפיינים השוואתיים של מבנה תאים של צמחים, בעלי חיים, חיידקים ופטריות

בנוסף לתכונות האופייניות לפרוקריוטים ולאאוקריוטים, לתאי הצמחים, החיות, הפטריות והחיידקים יש מספר תכונות נוספות. אז, תאי צמחים מכילים אברונים ספציפיים - כלורופלסטים,אשר קובעים את יכולתם לבצע פוטוסינתזה, בעוד שבאורגניזמים אחרים לא נמצאים האברונים הללו. כמובן, זה לא אומר שאורגניזמים אחרים אינם מסוגלים לבצע פוטוסינתזה, שכן, למשל, בחיידקים, זה מתרחש על פלישות של פלזמה ולמה שלפוחית ​​ממברנה בודדת בציטופלזמה.

תאי צמחים מכילים בדרך כלל ואקוולים גדולים מלאים במוהל תאים. בתאים של בעלי חיים, פטריות וחיידקים הם נמצאים גם הם, אך מקורם שונה לחלוטין וממלא תפקידים שונים. חומר העתודה העיקרי המצוי בצורה של תכלילים מוצקים הוא עמילן בצמחים, גליקוגן בבעלי חיים ופטריות, וולוטין בחיידקים.

מאפיין מבחין נוסף של קבוצות אורגניזמים אלה הוא הארגון של מנגנון פני השטח: לתאי אורגניזמים של בעלי חיים אין דופן תא, קרום הפלזמה שלהם מכוסה רק בגליקוק דק, בעוד שלכל השאר יש את זה. זה מובן לחלוטין, שכן האופן שבו בעלי חיים ניזונים קשור ללכידת חלקיקי מזון בתהליך של פגוציטוזיס, ונוכחות דופן תא תמנע מהם אפשרות זו. הטבע הכימי של החומר המרכיב את דופן התא אינו זהה עבור קבוצות שונות של אורגניזמים חיים: אם בצמחים זה תאית, אז בפטריות זה כיטין, ובחיידקים זה murein (טבלה 2.1).

טבלה 2.1

מאפיינים השוואתיים של מבנה תאים של צמחים, בעלי חיים, פטריות וחיידקים

סִימָן	בַּקטֶרִיָה	חיות	פטריות	צמחים
שיטת האכלה	הטרוטרופי או אוטוטרופי	הטרוטרופי	הטרוטרופי	אוטוטרופי
אִרגוּן תוֹרַשְׁתִי מֵידָע	פרוקריוטים	איקריוטים	איקריוטים	איקריוטים
לוקליזציה של DNA	נוקלואיד, פלסמידים	גרעין, מיטוכונדריה	גרעין, מיטוכונדריה	גרעין, מיטוכונדריה, פלסטידים
קרום פלזמה
דופן תא	Mureinovaya		צ'יטינוס	תאית
ציטופלזמה
אברונים	ריבוזומים	ממברנה ולא ממברנה, כולל מרכז התא	ממברנה ולא ממברנה	ממברנה ולא ממברנה, כולל פלסטידים
אברונים של תנועה	פלאגלה וווילי	פלאג'לה וסיליה	פלאג'לה וסיליה	פלאג'לה וסיליה
		מכווץ, עיכול		ואקואול מרכזי עם מוהל תאים
תכלילים		גליקוגן	גליקוגן

הבדלים במבנה התאים של נציגי ממלכות שונות של חיות בר מוצגים באיור. 2.3.

אורז. 2.3. מבנה התא של חיידקים (A), בעלי חיים (B), פטריות (C) וצמחים (D)

2.3. הארגון הכימי של התא. הקשר בין המבנה והתפקודים של חומרים אנאורגניים ואורגניים (חלבונים, חומצות גרעין, פחמימות, שומנים, ATP) המרכיבים את התא. הצדקה של מערכת היחסים של אורגניזמים על סמך ניתוח ההרכב הכימי של התאים שלהם.

ההרכב הכימי של התא.

בהרכב של אורגניזמים חיים, רוב היסודות הכימיים של הטבלה המחזורית של היסודות של D.I. Mendeleev, שהתגלו עד כה, נמצאו. מצד אחד, הם אינם מכילים אלמנט אחד שלא יהיה בטבע הדומם, ומצד שני, ריכוזיהם בגופים בעלי טבע דומם ובאורגניזמים חיים שונים באופן משמעותי (טבלה 2.2).

יסודות כימיים אלו יוצרים חומרים אנאורגניים ואורגניים. למרות העובדה שחומרים אנאורגניים שולטים באורגניזמים חיים (איור 2.4), החומרים האורגניים הם שקובעים את הייחודיות של הרכבם הכימי ואת תופעת החיים בכלל, שכן הם מסונתזים בעיקר על ידי אורגניזמים בתהליך החיים והמשחק. תפקיד חשוב בתגובות.

המדע עוסק בחקר ההרכב הכימי של אורגניזמים והתגובות הכימיות המתרחשות בהם. בִּיוֹכִימִיָה.

יש לציין כי תכולת הכימיקלים בתאים ורקמות שונות יכולה להשתנות באופן משמעותי. לדוגמה, אם חלבונים שולטים בין תרכובות אורגניות בתאי בעלי חיים, פחמימות שולטות בתאי צמחים.

טבלה 2.2

יסוד כימי	קרום כדור הארץ	מי ים	אורגניזם חי

מאקרו ומיקרו-אלמנטים

כ-80 יסודות כימיים נמצאים באורגניזמים חיים, אך רק 27 מהיסודות הללו ממלאים את תפקידיהם בתא ובגוף. שאר היסודות קיימים בכמויות קורט, ונראה כאילו הם נבלעים דרך מזון, מים ואוויר. תכולת היסודות הכימיים בגוף משתנה באופן משמעותי (ראה טבלה 2.2). בהתאם לריכוז, הם מחולקים למקרו-נוטריינטים ומיקרו-אלמנטים.

הריכוז של כל אחד מאקרו-נוטריינטיםבגוף עולה על 0.01%, והתוכן הכולל שלהם הוא 99%. מקרונוטריינטים כוללים חמצן, פחמן, מימן, חנקן, זרחן, גופרית, אשלגן, סידן, נתרן, כלור, מגנזיום וברזל. ארבעת היסודות הראשונים הללו (חמצן, פחמן, מימן וחנקן) נקראים גם אורגנוגני,כי הם חלק מהתרכובות האורגניות העיקריות. זרחן וגופרית הם גם מרכיבים של מספר חומרים אורגניים, כגון חלבונים וחומצות גרעין. זרחן חיוני ליצירת עצמות ושיניים.

ללא המאקרו-נוטריינטים הנותרים, תפקוד תקין של הגוף בלתי אפשרי. אז, אשלגן, נתרן וכלור מעורבים בתהליכי עירור של תאים. אשלגן נחוץ גם לאנזימים רבים כדי לתפקד ולשמור מים בתא. סידן נמצא בדפנות התא של צמחים, עצמות, שיניים וקונכיות רכיכות ונדרש להתכווצות שרירים ולתנועה תוך תאית. מגנזיום הוא מרכיב של כלורופיל - פיגמנט המבטיח את זרימת הפוטוסינתזה. זה גם לוקח חלק בביוסינתזה של חלבון. ברזל, בנוסף להיותו חלק מהמוגלובין, הנושא חמצן בדם, נחוץ לתהליכי הנשימה והפוטוסינתזה, כמו גם לתפקודם של אנזימים רבים.

יסודות קורטכלולים בגוף בריכוזים של פחות מ-0.01%, והריכוז הכולל שלהם בתא אפילו לא מגיע ל-0.1%. יסודות קורט כוללים אבץ, נחושת, מנגן, קובלט, יוד, פלואור ועוד. אבץ הוא חלק ממולקולת הורמון הלבלב אינסולין, נחושת נדרשת לפוטוסינתזה ולנשימה. קובלט הוא מרכיב של ויטמין B 12, שהיעדרו גורם לאנמיה. יוד נחוץ לסינתזה של הורמוני בלוטת התריס, המבטיחים את המהלך התקין של חילוף החומרים, ופלואור קשור להיווצרות אמייל השן.

גם מחסור וגם עודף או הפרעה בחילוף החומרים של מאקרו ומיקרו-אלמנטים מובילים להתפתחות מחלות שונות. בפרט מחסור בסידן וזרחן גורם לרככת, מחסור בחנקן גורם למחסור חמור בחלבונים, מחסור בברזל גורם לאנמיה ומחסור ביוד גורם להפרה של היווצרות הורמוני בלוטת התריס וירידה בקצב חילוף החומרים. ירידה בצריכת הפלואור במים ובמזון גורמת במידה רבה להפרה של חידוש אמייל השן וכתוצאה מכך לנטייה לעששת. עופרת רעילה כמעט לכל האורגניזמים. עודף שלו גורם לנזק בלתי הפיך למוח ולמערכת העצבים המרכזית, המתבטא באובדן ראייה ושמיעה, נדודי שינה, אי ספיקת כליות, התקפים, ועלול להוביל גם לשיתוק ולמחלות כמו סרטן. הרעלת עופרת חריפה מלווה בהזיות פתאומיות ומסתיימת בתרדמת ובמוות.

ניתן לפצות על היעדר מאקרו ומיקרו-אלמנטים על ידי הגדלת תכולתם במזון ובמי שתייה, כמו גם על ידי נטילת תרופות. אז, יוד נמצא בפירות ים ובמלח יוד, סידן בקליפות ביצים וכו'.

על פי המבנה שלהם, ניתן לחלק את התאים של כל האורגניזמים החיים לשני חלקים גדולים: אורגניזמים לא גרעיניים וגרעיניים.

על מנת להשוות בין מבנה תא צמחי ותא חיה, יש לומר ששני המבנים הללו שייכים לממלכת העל האוקריוטית, כלומר הם מכילים קרום ממברנה, גרעין שנוצר בצורה מורפולוגית ואברונים למטרות שונות.

בקשר עם

חברים לכיתה

	ירקות	בעל חיים
שיטת האכלה	אוטוטרופי	הטרוטרופי
דופן תא	הוא ממוקם בחוץ ומיוצג על ידי מעטפת תאית. לא משנה את צורתו	זה נקרא glycocalyx - שכבה דקה של תאים של חלבון ופחמימות אופי. המבנה יכול לשנות את צורתו.
מרכז סלולר	לא. עשוי להופיע רק בצמחים נמוכים יותר	יש
חֲלוּקָה	נוצרת מחיצה בין מבני ילד	נוצרת היצרות בין מבני הילד
שמור פחמימה	עֲמִילָן	גליקוגן
פלסטידים	כלורופלסטים, כרומופלסטים, לויקופלסטים; שונים זה מזה בהתאם לצבע	לֹא
ואקוולים	חללים גדולים שמתמלאים במוהל תאים. מכיל כמות גדולה של חומרים מזינים. ספק לחץ טורגור. יש יחסית מעט מהם בכלוב.	מספר רב של מערכת עיכול קטנה, בחלקן - מתכווצות. המבנה שונה מ-vacuoles של צמחים.

תכונות מבניות של תא צמחי:

תכונות מבניות של תא חיה:

השוואה קצרה של תאי צמחים ובעלי חיים

מה נובע מכך

1. הדמיון הבסיסי בתכונות המבנה וההרכב המולקולרי של תאי צמחים ובעלי חיים מצביע על הקשר והאחדות של מקורם, ככל הנראה מאורגניזמים מימיים חד-תאיים.
2. שני הסוגים מכילים יסודות רבים של הטבלה המחזורית, הקיימים בעיקר בצורה של תרכובות מורכבות בעלות אופי אנאורגני ואורגני.
3. עם זאת, מה ששונה הוא שבתהליך האבולוציה שני סוגי התאים הללו התפצלו הרחק זה מזה, מכיוון מהשפעות שליליות שונות של הסביבה החיצונית, יש להם שיטות הגנה שונות לחלוטין ויש להם גם דרכים שונות להאכיל זה מזה.
4. התא הצמחי נבדל בעיקר מתא החי בקליפה חזקה המורכבת מתאית; אברונים מיוחדים - כלורופלסטים עם מולקולות כלורופיל בהרכבם, בעזרתם אנו מבצעים פוטוסינתזה; ו-vacuoles מפותחים עם אספקה ​​של חומרים מזינים.

ממלכת העל של פרוקריוטים

תכונות של תאים פרוקריוטים

תכונות של תאי צמחים.

תכלילים

בציטופלזמה של תאים יש תכלילים - רכיבים לא קבועים המבצעים תפקיד של אספקת חומרי הזנה (טיפות שומן, גושי גליקוגן), סודות שונים שהוכנו להוצאה מהתא. תכלילים כוללים כמה פיגמנטים (המוגלובין, ליפופוצין) ואחרים.
תכלילים מסונתזים בתא ומשמשים בתהליך חילוף החומרים.

ישנם הבדלים גדולים בין תאי בעלי חיים וצמחים. הבדלים אלו קשורים לאורח החיים ולתזונה של קבוצות אלה של יצורים חיים.

ישנן שתי קבוצות של אורגניזמים על פני כדור הארץ. הראשון מיוצג על ידי וירוסים ופאג'ים שאין להם מבנה תאי. לקבוצה השנייה, הרב ביותר, יש מבנה תאי. בין האורגניזמים הללו, מובחנים שני סוגים של ארגון תאים: פרוקריוטי (חיידקים ואצות כחולות ירוקות) ואיקריוטים (כל האחרים).

אורגניזמים פרוקריוטיים (או טרום-גרעיניים) כוללים חיידקים ואצות כחולות-ירקות. המנגנון הגנטי מיוצג על ידי ה-DNA של כרומוזום טבעת בודדת, הממוקם בציטופלזמה ואינו תחום ממנו בממברנה. אנלוגי זה של הגרעין נקרא נוקלואיד.

תאים פרוקריוטיים מוגנים על ידי דופן תא (קליפה), שחלקה החיצוני נוצר על ידי גליקופפטיד - murein. החלק הפנימי של דופן התא מיוצג על ידי קרום פלזמה, שבליטותיו לתוך הציטופלזמה יוצרות מזוזומים המעורבים בבניית מחיצות תאים, רבייה ומהווים את האתר של התקשרות DNA. ישנם מעט אברונים בציטופלזמה, אך קיימים מספר רב של ריבוזומים קטנים.

מיקרוטובולים נעדרים, ואין תנועה של הציטופלזמה.

לחיידקים רבים יש דגלים במבנה פשוט יותר מאלה של אוקריוטים.

הנשימה בחיידקים מתבצעת במזוומים, באצות כחולות-ירוקות בקרומים ציטופלזמיים. אין כלורופלסטים או אברוני תאים אחרים המוקפים בממברנה.

הציטופלזמה של פרוקריוטים בהשוואה לציטופלזמה של תאים אוקריוטים היא הרבה יותר גרועה מבחינת הרכב המבנים. ישנם מספר רב של ריבוזומים קטנים יותר מאשר בתאים איקריוטיים. התפקיד הפונקציונלי של מיטוכונדריה וכלורופלסטים בתאים פרוקריוטים מבוצע על ידי קפלי ממברנה מיוחדים, מאורגנים למדי.

תאים אוקריוטיים שונים דומים מבחינה מבנית. אבל יחד עם קווי הדמיון בין תאי האורגניזמים של ממלכות טבע שונות, יש הבדלים בולטים. הם נוגעים הן לתכונות מבניות והן לתכונות ביוכימיות.

תא צמחי מאופיין בנוכחות פלסטידים שונים, ואקואול מרכזי גדול, שלעתים דוחף את הגרעין לפריפריה, וכן דופן תא הממוקמת מחוץ לממברנת הפלזמה, המורכבת מתאית. בתאים של צמחים גבוהים יותר אין צנטרול במרכז התא, המצוי רק באצות. הפחמימה התזונתית הרזרבה בתאי הצמח היא עמילן.

בתאים של נציגי ממלכת הפטריות, דופן התא מורכבת בדרך כלל מכיטין, החומר שממנו בנוי השלד החיצוני של פרוקי רגליים. יש וואקוול מרכזי, ללא פלסטידים. רק לחלק מהפטריות יש צנטרול במרכז התא. הפחמימה האגירה בתאי הפטרייה היא גליקוגן.

בתאי בעלי חיים אין דופן תא צפופה, אין פלסטידים. אין ואקוול מרכזי בתא החי. הצנטריול אופייני למרכז התא של תאי בעלי חיים. גליקוגן הוא גם פחמימה רזרבה בתאי בעלי חיים.

2.4. המבנה של תאים פרו-אוקריוטיים. היחס בין המבנה והתפקודים של חלקי ואברוני התא הוא הבסיס לשלמותו

מונחים ומושגים בסיסיים שנבדקו בעבודת הבחינה: מנגנון

Golgi, vacuole, קרום התא, תורת התא, לויקופלסטים, מיטוכונדריה, אברוני התא, פלסטידים, פרוקריוטים, ריבוזומים, כלורופלסטים, כרומופלסטים, כרומוזומים, אוקריוטים, גרעין.

כל תא הוא מערכת. המשמעות היא שכל מרכיביו קשורים זה בזה, תלויים זה בזה ומקיימים אינטראקציה זה עם זה. המשמעות היא גם ששיבושים בפעילות של אחד ממרכיבי מערכת זו מביאים לשינויים ושיבושים בפעולת המערכת כולה. אוסף של תאים יוצר רקמות, רקמות שונות יוצרות איברים, ואיברים, המקיימים אינטראקציה ומבצעים תפקיד משותף, יוצרים מערכות איברים. ניתן להמשיך את השרשרת הזו, ואתה יכול לעשות זאת בעצמך. הדבר העיקרי שיש להבין הוא שלכל מערכת יש מבנה מסוים, רמת מורכבות והיא מבוססת על האינטראקציה של האלמנטים המרכיבים אותה. להלן טבלאות ייחוס המשוות את המבנה והתפקוד של תאים פרוקריוטיים ואוקריוטיים, וכן מנתחות את המבנה והתפקוד שלהם. נתחו היטב את הטבלאות הללו, כי בעבודות הבחינה נשאלות לעתים קרובות שאלות הדורשות ידע בחומר זה.

2.4.1. תכונות של המבנה של תאים אוקריוטים ופרוקריוטיים. נתונים השוואתיים

מאפיינים השוואתיים של תאים איקריוטים ופרוקריוטיים.

המבנה של תאים איקריוטים.

פונקציות של תאים אוקריוטיים. תאים של אורגניזמים חד-תאיים מבצעים את כל הפונקציות האופייניות לאורגניזמים חיים - חילוף חומרים, צמיחה, התפתחות, רבייה; בעל יכולת הסתגלות.

התאים של אורגניזמים רב-תאיים מובחנים במבנה, בהתאם לתפקודים שהם מבצעים. רקמות אפיתל, שרירים, עצבים, חיבור נוצרות מתאי מיוחד.

דוגמאות לפעילויות חלק א'

A1. אורגניזמים פרוקריוטיים כוללים 1) בצילוס 2) הידרה 3) אמבה 4) וולבוקס

A2. קרום התא מבצע את הפונקציה

1) סינתזת חלבון

2) העברת מידע תורשתי

3) פוטוסינתזה

4) פגוציטוזיס ופינוציטוזיס

A3. ציין את הנקודה שבה מבנה התא בעל השם עולה בקנה אחד עם תפקידו

1) נוירון - התכווצות

2) לויקוציט - הולכת דחף

3) אריתרוציט - הובלת גז

4) אוסטאוציט - פגוציטוזיס

A4. אנרגיה סלולרית מופקת ב

1) ריבוזומים 3) גרעין

2) מיטוכונדריה 4) מנגנון גולגי

A5. הסר את הקונספט המיותר מהרשימה המוצעת

1) lamblia 3) אינפוזוריה

2) פלסמודיום 4) chlamydomonas

A6. הסר את הקונספט המיותר מהרשימה המוצעת

1) ריבוזומים 3) כלורופלסטים

2) מיטוכונדריה 4) גרגרי עמילן

A7. הכרומוזומים של התא ממלאים את התפקיד

1) ביוסינתזה של חלבון

2) אחסון מידע תורשתי

3) היווצרות ליזוזומים

4) ויסות חילוף החומרים

ב-1. בחר מהרשימה המוצעת את הפונקציות של כלורופלסטים

1) היווצרות ליזוזומים 4) סינתזת ATP

2) סינתזת גלוקוז 5) שחרור חמצן

3) סינתזת RNA 6) נשימה תאית

IN 2. בחר את התכונות המבניות של המיטוכונדריה

1) מוקף בקרום כפול

2) מכילים כלורופיל

3) יש cristae

4) קרום חיצוני מקופל

5) מוקף בקרום אחד

6) הממברנה הפנימית עשירה באנזימי VB. התאימו את האברון לתפקידו

ב 4. מלא את הטבלה, סמן את נוכחותם של מבנים אלה בתאים פרו-אוקריוטיים עם הסימנים "+" או "-"

C1. הוכיחו שהתא הוא מערכת ביולוגית אינטגרלית ופתוחה.

2.5. מטבוליזם: אנרגיה ומטבוליזם פלסטי, הקשר ביניהם. אנזימים, טבעם הכימי, תפקיד בחילוף החומרים. שלבי חילוף החומרים באנרגיה. תסיסה ונשימה. פוטוסינתזה, משמעותה, תפקיד קוסמי. שלבי פוטוסינתזה. תגובות אור וחשוך של פוטוסינתזה, הקשר ביניהם. כימוסינתזה. תפקידם של חיידקים כימוסינתטיים בכדור הארץ

מונחים שנבחנו בעבודת הבחינה: אורגניזמים אוטוטרופיים,

אנבוליזם, גליקוליזה אנאירובית, הטמעה, גליקוליזה אירובית, חמצון ביולוגי, תסיסה, התפזרות, ביוסינתזה, אורגניזמים הטרוטרופיים, נשימה, קטבוליזם, שלב החמצן, מטבוליזם, מטבוליזם פלסטי, שלב הכנה, שלב אור של פוטוסינתזה, שלב פוטוסינתזה של מים כהה, פוטוסינתזה, חילופי אנרגיה.

2.5.1. אנרגיה וחילוף חומרים פלסטי, הקשר ביניהם

חילוף חומרים (מטבוליזם)הוא קבוצה של תהליכים הקשורים זה בזה של סינתזה ופירוק של כימיקלים המתרחשים בגוף. ביולוגים מחלקים אותו לפלסטיק (אנבוליזם) וחילופי אנרגיה (קטבוליזם), המחוברים ביניהם. כל התהליכים הסינתטיים דורשים חומרים ואנרגיה המסופקים על ידי תהליכי ביקוע. תהליכי הפיצול מזורזים על ידי אנזימים המסונתזים במהלך חילוף החומרים הפלסטי, תוך שימוש בתוצרים ובאנרגיה של חילוף החומרים באנרגיה.

עבור תהליכים בודדים המתרחשים באורגניזמים, משתמשים במונחים הבאים:

אנבוליזם (הטמעה) - סינתזה של מונומרים מורכבים יותר מאלה פשוטים יותר עם ספיגה והצטברות של אנרגיה בצורה של קשרים כימיים בחומרים המסונתזים.

קטבוליזם (דיסימיליציה) - פירוק של מונומרים מורכבים יותר לפשוטים יותר עם שחרור אנרגיה ואגירתה בצורה של קשרים מאקרו-אירגיים של ATP.

יצורים חיים משתמשים באור ובאנרגיה כימית לפעילות חייהם. צמחים ירוקים - אוטוטרופים - מסנתזים תרכובות אורגניות בתהליך הפוטוסינתזה, תוך שימוש באנרגיית אור השמש. מקור הפחמן שלהם הוא פחמן דו חמצני. פרוקריוטים אוטוטרופיים רבים משיגים אנרגיה בתהליך הכימוסינתזה - חמצון של תרכובות אנאורגניות. עבורם תרכובות גופרית, חנקן ופחמן יכולות להיות מקור אנרגיה.הטרוטרופים משתמשים במקורות אורגניים של פחמן, כלומר. להאכיל מחומר אורגני מוכן. בין הצמחים, ייתכנו כאלה הניזונים בצורה מעורבת (מיקסוטרופית) - טל שמש, מלכודת ונוס או אפילו הטרוטרופית - רפלזיה. מבין הנציגים של בעלי חיים חד-תאיים, יוגלנה ירוקה נחשבים למיקסוטרופים.

אנזימים, טבעם הכימי, תפקיד בחילוף החומרים . אנזימים הם תמיד חלבונים ספציפיים - זרזים. המונח "ספציפי" פירושו שלאובייקט שביחס אליו נעשה שימוש במונח זה יש תכונות, תכונות, מאפיינים ייחודיים. לכל אנזים יש מאפיינים כאלה מכיוון שככלל הוא מזרז סוג מסוים של תגובה. אף תגובה ביוכימית אחת בגוף לא מתרחשת ללא השתתפות אנזימים. התכונות הספציפיות של מולקולת האנזים מוסברות על ידי המבנה והתכונות שלה. למולקולת האנזים יש מרכז פעיל, שתצורתו המרחבית תואמת את התצורה המרחבית של החומרים עימם מקיים אינטראקציה של האנזים. לאחר שזיהה את המצע שלו, האנזים מקיים איתו אינטראקציה ומאיץ את הפיכתו.

אנזימים מזרזים את כל התגובות הביוכימיות. ללא השתתפותם, שיעור התגובות הללו יירד מאות אלפי פעמים. דוגמאות כוללות תגובות כמו השתתפותו של RNA פולימראז בסינתזה של mRNA על DNA, פעולת אוריאה על אוריאה, התפקיד של סינתזת ATP בסינתזה של ATP ועוד. שימו לב ששמותיהם של אנזימים רבים מסתיימים ב"עזה".

פעילות האנזימים תלויה בטמפרטורה, בחומציות המדיום, בכמות המצע איתו הוא מקיים אינטראקציה. ככל שהטמפרטורה עולה, פעילות האנזים עולה. עם זאת, זה קורה עד גבולות מסוימים, כי. בטמפרטורות גבוהות מספיק, החלבון עובר דנטורציה. הסביבה שבה אנזימים יכולים לתפקד שונה עבור כל קבוצה. ישנם אנזימים הפעילים בסביבה חומצית או מעט חומצית, או בסביבה בסיסית או מעט בסיסית. בסביבה חומצית, אנזימי מיץ קיבה פעילים ביונקים. בסביבה מעט בסיסית, אנזימי מיץ מעיים פעילים. אנזים העיכול של הלבלב פעיל בסביבה בסיסית. רוב האנזימים פעילים בסביבה ניטרלית.

2.5.2. חילוף חומרים אנרגטי בתא (התפזרות)

חילופי אנרגיה- זוהי קבוצה של תגובות כימיות של פירוק הדרגתי של תרכובות אורגניות, המלווה בשחרור אנרגיה, שחלק ממנה מושקע בסינתזה של ATP. תהליכי פיצול תרכובות אורגניות של אורגניזמים אירוביים מתרחשים בשלושה שלבים, שכל אחד מהם מלווה ב

באורגניזמים רב-תאיים, זה מתבצע על ידי אנזימי עיכול. באורגניזמים חד-תאיים, הם אנזימים של ליזוזומים. השלב הראשון הוא פירוק החלבונים.

לחומצות אמינו, שומנים לגליצרול וחומצות שומן, מפוליסכרידים לחד סוכרים,

חומצות גרעין לנוקלאוטידים.תהליך זה נקרא עיכול.

השלב השני הוא אנוקסי (גליקוליזה). המשמעות הביולוגית שלו טמונה בתחילת הפירוק והחמצון ההדרגתי של הגלוקוז עם הצטברות אנרגיה בצורה של 2 מולקולות ATP. גליקוליזה מתרחשת בציטופלזמה של תאים. הוא מורכב ממספר תגובות עוקבות של הפיכת מולקולת גלוקוז לשתי מולקולות של חומצה פירובית (פירובאט) ושתי מולקולות ATP, שבצורתן מאוחסן חלק מהאנרגיה המשתחררת במהלך הגליקוליזה: C6H12O6 + 2ADP + 2P → 2C3H4O3 + 2C3H4O3 + 2C3H4O3 שאר האנרגיה מתפזרת כחום.

בתאי שמרים וצמחים ( עם חוסר חמצן) פירובט מתפרק לאתילי אלכוהול ופחמן דו חמצני. תהליך זה נקרא תסיסה אלכוהולית.

האנרגיה האצורה בגליקוליזה קטנה מדי עבור אורגניזמים המשתמשים בחמצן לנשימה שלהם. לכן בשרירים של בעלי חיים, כולל בני אדם, בעומסים כבדים ובחוסר חמצן, נוצרת חומצה לקטית (C3H6O3) המצטברת בצורת לקטט. יש כאבים בשרירים. אצל אנשים לא מאומנים, זה קורה מהר יותר מאשר אצל אנשים מאומנים.

השלב השלישי הוא חמצן, המורכב משני תהליכים עוקבים - מחזור קרבס, על שמו של חתן פרס נובל הנס קרבס, וזרחון חמצוני. משמעותו נעוצה בעובדה שבמהלך נשימת החמצן מתחמצן פירובט לתוצרים הסופיים - פחמן דו חמצני ומים, והאנרגיה המשתחררת במהלך החמצון מאוחסנת בצורה של 36 מולקולות ATP. (34 מולקולות במחזור קרבס ו-2 מולקולות במהלך זרחון חמצוני). אנרגיה זו של פירוק של תרכובות אורגניות מספקת את התגובות של הסינתזה שלהן בחילופי פלסטיק. שלב החמצן נוצר לאחר הצטברות של כמות מספקת של חמצן מולקולרי באטמוספירה והופעת אורגניזמים אירוביים.

זרחון חמצוני או נשימה תאית מתרחשת ב

הממברנות הפנימיות של המיטוכונדריה, שבהן משובצות מולקולות נושאות אלקטרונים. בשלב זה משתחררת רוב האנרגיה המטבולית. מולקולות נשא מעבירות אלקטרונים לחמצן מולקולרי. חלק מהאנרגיה מתפזר בצורה של חום, וחלק מושקע על היווצרות ATP.

התגובה הכוללת של חילוף החומרים באנרגיה:

C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + 38ATP.

דוגמאות לפעילויות חלק א'

A1. הדרך שבה אוכלים טורפים נקראת

1) אוטוטרופי 3) הטרוטרופי

2) mixotrophic 4) כימוטרופי

A2. מכלול התגובות המטבוליות נקרא:

1) אנבוליזם 3) התפכחות

2) הטמעה 4) חילוף חומרים

A3. בשלב ההכנה של חילוף החומרים באנרגיה, היווצרות של:

1) 2 מולקולות של ATP וגלוקוז

2) 36 מולקולות של ATP וחומצת חלב

3) חומצות אמינו, גלוקוז, חומצות שומן

4) חומצה אצטית ואלכוהול

A4. חומרים המזרזים תגובות ביוכימיות בגוף הם:

1) חלבונים 3) שומנים

2) חומצות גרעין 4) פחמימות

A5. תהליך סינתזת ATP במהלך זרחון חמצוני מתרחש ב:

1) ציטופלזמה 3) מיטוכונדריה

2) ריבוזומים 4) מנגנון גולגי

A6. האנרגיה של ATP המאוחסנת בתהליך חילוף החומרים באנרגיה משמשת חלקית לתגובות:

1) שלב ההכנה

2) גליקוליזה

3) שלב החמצן

4) סינתזה של תרכובות אורגניות A7. תוצרי הגליקוליזה הם:

1) גלוקוז ו-ATP

2) פחמן דו חמצני ומים

3) חומצה פירובית ו-ATP

4) חלבונים שומנים פחמימות

ב-1. בחר את האירועים המתרחשים בשלב ההכנה של חילוף החומרים של האנרגיה האנושית

1) חלבונים מתפרקים לחומצות אמינו

2) גלוקוז מתפרק לפחמן דו חמצני ומים

3) 2 מולקולות ATP מסונתזות

4) גליקוגן מתפרק לגלוקוז

5) נוצרת חומצת חלב

6) שומנים מתפרקים לגליצרול וחומצות שומן

IN 2. התאימו את התהליכים המתרחשים במהלך חילופי האנרגיה עם השלבים שבהם הם מתרחשים

VZ. קבע את רצף הטרנספורמציות של חתיכת תפוח אדמה גולמי בתהליך של חילוף חומרים אנרגטי בגופו של חזיר:

א) היווצרות פירובט ב) היווצרות גלוקוז

ג) ספיגת גלוקוז לדם D) יצירת פחמן דו חמצני ומים

ה) זרחון חמצוני ויצירת H2O E) מחזור קרבס ויצירת CO2

C1. הסבר את הסיבות לעייפות של ספורטאי מרתון למרחקים, וכיצד מתגברים עליה?

2.5.3. פוטוסינתזה וכימוסינתזה

כל היצורים החיים זקוקים למזון וחומרי מזון. כאשר אוכלים, הם משתמשים באנרגיה האצורה בעיקר בתרכובות אורגניות - חלבונים, שומנים, פחמימות. אורגניזמים הטרוטרופיים, כפי שכבר הוזכר, משתמשים במזון ממקור צמחי ובעלי חיים, שכבר מכיל תרכובות אורגניות. צמחים יוצרים חומר אורגני באמצעות פוטוסינתזה. המחקר בתחום הפוטוסינתזה החל בשנת 1630 בניסויים של ההולנדי ואן הלמונט. הוא הוכיח שצמחים אינם מקבלים חומרים אורגניים מהאדמה, אלא יוצרים אותם בעצמם. ג'וזף פריסטלי ב-1771 הוכיח את "תיקון" האוויר על ידי צמחים. כשהם מונחים מתחת למכסה זכוכית, הם ספגו פחמן דו חמצני ששוחרר על ידי לפיד עשן. המחקר נמשך, וכעת התברר שפוטוסינתזה היא תהליך של יצירת תרכובות אורגניות מפחמן דו חמצני (CO2) ומים תוך שימוש באנרגיית אור ומתרחש בכלורופלסטים של צמחים ירוקים ובפיגמנטים הירוקים של כמה חיידקים פוטוסינתטיים.

כלורופלסטים וקפלים של הממברנה הציטופלזמית של פרוקריוטים מכילים פיגמנט ירוק - כלורופיל. מולקולת הכלורופיל מסוגלת להתרגש מפעולת אור השמש ולתרום את האלקטרונים שלה ולהעביר אותם לרמות אנרגיה גבוהות יותר. אפשר להשוות את התהליך הזה לכדור שנזרק למעלה. כשהכדור עולה, הוא אוגר אנרגיה פוטנציאלית; נופל, הוא מאבד את זה. אלקטרונים אינם נופלים לאחור, אלא נקלטים על ידי נושאי אלקטרונים (NADP + - ניקוטינמיד דיפוספט). במקביל, האנרגיה שנצברה על ידם קודם לכן מושקעת חלקית על היווצרות ATP. המשך ההשוואה עם כדור זרוק, נוכל לומר שהכדור, נופל, מחמם את החלל שמסביב, וחלק מהאנרגיה של האלקטרונים הנובעים מאוחסן בצורה של ATP. תהליך הפוטוסינתזה מחולק לתגובות הנגרמות על ידי אור ותגובות הקשורות לקיבוע פחמן. הם נקראים זוהרים

ושלבים אפלים.

למרות שהאלמנטים המבניים הבסיסיים של רוב התאים דומים, ישנם כמה הבדלים במבנה התאים של נציגי ממלכות שונות של הטבע החי.

תאי צמחים:

• מכילים ספציפיים להם פלסטידים- כלורופלסטים, לוקופלסטים וכרומופלסטים;
• מוקף צפוף דופן תאמתאית;
• יש ואקוולים עם מוהל תאים.

Vacuole

- קרום בודדאורגנואיד המבצע פונקציות שונות (הפרשה, הפרשה ואחסון של חומרי רזרבה, אוטופגיה, אוטוליזה וכו').

המעטפת של וואקוולה זו נקראת טונופלסט, ותכולתה היא מוהל תאים.

פלסטידיםהם אברוני תא צמחים שיש להם קרום כפולמבנה (כמו מיטוכונדריה). כמו המיטוכונדריה, הפלסטידים מכילים מולקולות DNA משלהם. לכן, הם גם מסוגלים להתרבות באופן עצמאי, ללא קשר לחלוקת התא.

בהתאם לצבע, פלסטידים מחולקים ל לוקופלסטים, כלורופלסטיםו כרומופלסטים.
Leucoplasts הם חסרי צבע והם נמצאים בדרך כלל בחלקים כהים של צמחים (למשל, בפקעות תפוחי אדמה). הם צוברים עמילן. באור, הפיגמנט הירוק כלורופיל נוצר בלוקופלסטים, ולכן פקעות תפוחי האדמה הופכות לירוקות.

כלורופלסטים - פלסטידים ירוקים המצויים בתאים של אוקריוטים פוטוסינתטיים (צמחים). בדרך כלל בתא אחד של עלה צמח יש בין 20 ל-100 כלורופלסטים. כלורופלסטים מכילים כלורופיל ו תהליך פוטוסינתזה(כלומר, המרה של אנרגיית אור השמש לאנרגיה של קשרים מאקרו-אירגיים של ATP וסינתזה של פחמימות מפחמן דו חמצני של האוויר עקב אנרגיה זו).
מתחת לקרום החלק החיצוני של הכלורופלסט נמצא קרום פנימי מקופל. בין קפלי הממברנה הפנימית של הכלורופלסט יש ערימות ( דגנים) שקיות קרום שטוח ( thylakoids). קרומי התילקואיד מכילים כלורופיל, בעל מבנה כימי מיוחד המאפשר לו ללכוד קוונטות אור.

שים לב!

כלורופיל נחוץ כדי להמיר אנרגיית אור לאנרגיה הכימית של ATP.

בחלל הפנימי של הכלורופלסטים בין הגרגרים מתרחשת סינתזה של פחמימות, שעבורן מושקעת האנרגיה של ATP.

כרומופלסטים מכילים פיגמנטים של צבעים אדום, כתום, סגול, צהוב. פלסטידים אלה רבים במיוחד בתאים של עלי כותרת של פרחים וקרום פרי.

חומר האחסון העיקרי של תאי הצמח הוא עֲמִילָן.

בְּ חיותתאיםללא קירות תאים צפופים. הם מוקפים בקרום תא שדרכו מתרחש חילופי החומרים עם הסביבה. מחוץ לממברנת הפלזמה שלהם ממוקמת גליקוקליקס.

גליקוקליקס- קומפלקס על-ממברני, אופייני לתאי בעלי חיים, הנוטל חלק ביצירת קשרים בין תאים.

גם בתאי בעלי חיים אין ואקולים גדולים, אלא בהם יש צנטריולים (במרכז התא)ו ליזוזומים.

מרכז התא לוקח חלק בחלוקת התא (הצנטריולים מתפצלים לקטבים של התא המתחלק ויוצרים את ציר החלוקה) וממלא תפקיד חשוב ביצירת השלד הפנימי של התא - ציטושלד.

מרכז התא ממוקם בציטופלזמה של כל התאים ליד הגרעין. מיקרוטובוליות רבות מתפצלות מאזור מרכז התא, תומכות בצורת התא וממלאות תפקיד של מעין מסילות לתנועת האברונים דרך הציטופלזמה.
בבעלי חיים ובצמחים נמוכים יותר, מרכז התא נוצר על ידי שני צנטריולים (הנוצרים על ידי מיקרוטובולים הממוקמים בציטופלזמה בזווית ישרה זו לזו).

שים לב!

בצמחים גבוהים יותר, למרכז התא אין צנטריולים.

ליזוזומים- אברונים של פטריות ובעלי חיים שנעדרים בתאי הצמח.

ליזוזומים, בעלי יכולת לעכל באופן פעיל חומרים מזינים, מעורבים בהסרה של חלקי תאים, תאים שלמים ואיברים שמתים בתהליך של פעילות חיונית.

לפעמים ליזוזומים הורסים את התא שבו הם נוצרו.

דוגמא:

כך, למשל, ליזוזומים מעכלים בהדרגה את כל תאי הזנב של ראשן כאשר הוא הופך לצפרדע. לפיכך, חומרים מזינים אינם הולכים לאיבוד, אלא מושקעים על היווצרות איברים חדשים בצפרדע.

אברונים של תנועה.תאים רבים של בעלי חיים מסוגלים לתנועה, למשל, נעלי ריס, euglena ירוק, זרעונים של בעלי חיים רב-תאיים. חלק מהאורגניזמים הללו נעים בעזרת אברוני תנועה מיוחדים - ciliaו flagella, הנוצרים מאותם מיקרוטובולים כמו הצנטריולים של מרכז התא. תנועת הדגלים והסיליה נגרמת על ידי החלקה של מיקרוטובולים זה ביחס לזה, הגורמת לאברונים אלה להתכופף. בבסיס כל cilium או flagellum שוכן גוף בסיסי, המחזק אותם בציטופלזמה של התא. העבודה של flagella ו cilia צורכת את האנרגיה של ATP.