גלי וגלית התאים שאהבנו

בתמונה: צילום במיקרוסקופ אלקטרוני של תא ביצית ותא זרע. ניתן לראות את הבדלי הגודל והמבנה של התאים הזכריים והנקביים. (תא ביצית עגול וגדול רובו ציטופלסמה. תא זרע קטן בהרבה , מבנה מאורך ובעל שוטון המאפשר לו ניידות.)

תא ביצה (ביצית)

גדול בהרבה מתא זרע של אותו המין.

נייח, חסר יכולת תנועה.

מכיל מאגר מזון (חומרי תשמורת), המיועד לעובר המתפתח בימיו הראשונים (ביצית שהופרתה הופכת להיות התא הראשון של העובר).

הפלואידי = מכיל רק מערכת אחת של כרומוזומים (מחצית החומר התורשתי).

התא נוצר בשחלות במערכת הרבייה הנקבית

.

תא זרע

קטן בהרבה מתא ביצה של אותו המין (באדם, קטן פי 200 מתא ביצה).

נייד, בעל שוטון = מעין זנב המאפשר תנועה בסביבה נוזלית (שחייה) לעבר תא הביצה.

מכיל אברוני מיטוכונדרייה רבים שמספקים את האנרגיה הדרושה לתנועתו.

הפלואידי = מכיל רק מערכת אחת של כרומוזומים (מחצית החומר התורשתי)

התא נוצר באשכים במערכת הרבייה הזכרית.

כל תא רבייה מכיל רק מחצית מכמות החומר התורשתי (הפלואידי) לעומת שאר תאי הגוף (דיפלואידים).

כאשר תא הזרע ותא הביצה נפגשים חלה הפריה, ובה תאי הרבייה מתלכדים. כך, הביצית המופרית (=זיגוטה) מכילה מערכת כפולה של כרומוזומים (אחת שמקורה באם ואחת שמקורה באב).

הפריה יכולה להתרחש רק בין תאי רבייה של זכר ונקבה המשתייכים לאותו המין (species)!

רק תא זרע ותא ביצה מאותו המין מסוגלים לזהות זה את זה בעזרת קולטנים מיוחדים המצויים בקרומי התאים.

לרוב, תאי זרע רבים מאוד (אלפים) מגיעים אל קרבת תא הביצה, אך רק תא זרע יחיד יפרה את תא הביצה – הוא יחדור דרך קרום התא, ייכנס אל תא הביצה, וכעבור זמן קצר, הגרעין של תא הזרע והגרעין של תא הביצה יתאחדו – זה הרגע של יצירת הזיגוטה.

תאי הזרע קטנים, דבר המקל על תנועתם בסביבה החיצונית המימית (ביצורים המתרבים בהפריה חיצונית) או בסביבה הנוזלית שבמערכת הרבייה הנקבית (ביצורים המתרבים בהפריה פנימית). השוטון מאפשר את תנועת תאי הזרע לעבר תא הביצה. אברוני המיטוכונדרייה הרבים מספקים את האנרגיה הרבה הדרושה לתנועה (קצב נשימה תאית גבוה).

תאי ביצה הם לרוב גדולים לעומת תאי הזרע (באותו מין) וחסרי יכולת תנועה (ואכן, תאי הזרע הם אלה שנעים לעבר תא הביצה). המזון האגור בתא הביצה (כחומרי תשמורת), נחוץ לעובר בימי התפתחותו הראשונים.

תא דם אדום

בתמונה: תאי דם אדומים שנצפו במיקרוסקופ אלקטרוני סורק בהגדלה פי 4000. (גלריית תמונות מכון וייצמן, מחלקה להוראת מדעים). צבע התאים אדום וצורתם כדסקית שקועה במרכז.

התאמה בין מבנה לתפקוד

התאים הקטנים ביותר בגוף

צורתם: דיסקוס, השקוע במרכזו משני צדדיו.

חשיבות: מגדיל את שטח הפנים בהשוואה לתאים בעלי אותו נפח

הצורה הקעורה משני הצדדים מספק שטח לדיפוזיה של חמצן מנאדיות הריאה אל תא הדם וממנו אל תאי הגוף

מקנה לתאים גמישות גדולה במעבר בנימי הדם

במעבר דרך הנימים תאי הדם נמעכים ונצמדים לדפנות הנימים.

צורת המעבר מגדילה את שטח המגע וכך גדל השטח שזמין לדיפוזיה של חמצן.

מבנה התא

לתאי הדם האדומים אין גרעין תא, וגם אין בהם אברונים.

פרט למים, רוב תכולת תאי הדם האדומים היא המוגלובין.

העדר הגרעין והאברונים מגדיל את נפח הציטופלזמה הפנוי להכלת המוגלובין בתאים.

החמצן, שעבר בדיפוזיה מהאוויר לדם, נקשר להמוגלובין. ההמוגלובין הינו חלבון אדום המקנה לדם את צבעו. ההמוגלובין בנוי מאבני בניין המכונות חומצות אמיניות מכיל אטומי ברזל, שאליהם נקשר החמצן.

הובלת חמצן ופחמן דו חמצני:

לא כל החמצן הנמצא בדם עובר לתאים – הדם שחוזר לצד הימני של הלב ונקרא דם “עני בחמצן” מכיל – 16% חמצן (לעומת 20% בריאות).

תאי הדם האדומים מובילים גם פחמן דו חמצני.

20%-25% – נקשר להמוגלובין.

אך, רובו מומס בפלסמת הדם.

המשך…

תא צמח

בתמונה: Credit: JOHN DURHAM/SCIENCE PHOTO LIBRARY

Caption: Light micrograph showing a section through a leaf. Each cell contains several round, green vescicles which are known as chloroplasts. These are the structures containing the green pigment chlorophyll and are largely found in most cells of green plants that are exposed to light. Chlorophyll is responsible for the absorption of light during photosynthesis. The pigment absorbs the red and blue-violet parts of sunlight but reflects the green, therefore giving plants their characteristic colour. Magnification: x250 at 35mm size.

חישוב גודל התא: 35/250= 0.14 מ”מ.  140 מיקרומטר.

לתאי הצמח (בניגוד לתאי בעלי החיים) דופן נוקשה, הבנוי בד”כ מכמויות גדולות של תאית; פנימה לדופן נמצא החלק הפעיל של התא הצמחי – קרומית התא המקיפה את הציטופלסמה, שבתוכה הגרעין ואברונים אחרים. יצוינו במיוחד הפלסטידות, ובראשן הכלורופלסטידות, האופייניות לצמחים ולא לאורגניזמים אחרים. באמצע הציטופלסמה נמצאת החללית המרכזית, המקנה לתא את צורתו ומאזנת את משק הנוזלים שלו.

פוטוסינתזה

פוטוסינתזה הוא התהליך שבו מיוצר המזון בצמחים, אצות ויצורים חד-תאיים אוטוטרופיים. אחד מתוצרי הלוואי של התהליך הוא החמצן, שחיוני לקיום החיים בכדור הארץ. התהליך מורכב משני שלבים עיקריים: הוא מתחיל בתהליך תלוי אור שבמהלכו נוצרים האנרגיה והמחזרים שדרושים לחלק השני שאינו תלוי באור, שבו הפחמן הדו-חמצני הופך לסוכר. הסרטון שלפנינו מתאר את התהליך התלוי באור.

התהליך תלוי האור מספק את חומרי האנרגיה הדרושים לתהליך השני שאינו תלוי באור, כלומר לייצור הסוכר. הוא מזכיר במידה מסוימת את תהליך הנשימה התאי המתרחש במיטוכונדריה. ה-ATP – מטבע האנרגיה של התא – מיוצר על ידי שימוש במפל ריכוזים של יוני מימן, שמפעיל את האנזים ATP סינתאז וגורם לו לייצר את ה-ATP. בתהליך נוצרת המולקולה המחזרת החשובה NADPH.

לצורך תהליך הפוטוסינתיזה הצמח קולט מים, פחמן דו-חמצני ואור כדי לייצר מהם סוכר ופולט חמצן, בתהליך שמתרחש באברון בשם כלורופלסט. לפי התיאוריה האנדוסימביונטית, הכלורופלסט נוצר במקור כשתאים קדומים בלעו תאים פוטוסינתטיים, אך במקום לעכל אותם הם יצרו איתם קשר סימביוטי שפיתח תלות הדדית בין הטורף לנטרף. התא הטורף מספק לכלורופלסט הגנה וחומרי גלם ומקבל ממנו בתמורה אנרגיה, סוכרים וסילוק של פחמן דו-חמצני. קיימות עדויות מדעיות שמאוששות את התיאוריה. תיאוריה דומה מסבירה איך נוצרו המיטוכונדריה בתא.

הפוטוסינתזה קשורה ישירות גם לתופעת ההתחממות הגלובלית. בתהליך הפוטוסינתזה הכלורופלסט ממיר שש מולקולות של פחמן דו-חמצני לסוכר, כך שעל כל מולקולת סוכר שנוצרת מסולקות מהאטמוספירה שש מולקולות של פחמן דו-חמצני. היות שפחמן הדו-חמצני הוא אחד מגזי החממה שגורמים לתופעת ההתחממות הגלובלית, צמחים הם אחד האמצעים הטובים ביותר לסילוק גזי חממה מיותרים. למרבה הצער, מאגרי הצמחייה הגדולים ביותר בעולם – יערות הגשם המשווניים בדרום אמריקה ובאפריקה – נכרתים כיום לצורכי חקלאות וחומרי גלם בלי לשקול את התוצאות.

• מבנה תא צמח

פעילות חינוכית עם ילדים בכתה ז’-  לימוד מושגי שטח פנים ונפח אחרי לימוד על תאי דם אדומים.

• נחלק הכתה לקבוצות , כל קבוצה תקבל שני גושי חמר בגודל נפח זהה.

• התלמידים יתבקשו לצור קוביה מגוש אחד ולחשב את שטח הפנים והנפח. לאחר מכן יתבקשו לחתוך את הגוש השני ל 20 חלקים שווים ולחשב שוב שטח פנים כולל ונפח.

• בשלב הבא נדגים יתרונות של תאים קטנים הנעים בצינורות שמדמים את כלי הדם: התלמידים יקבלו צינור השקיה רחב המתפצל בקצהו לשני צינורות יותר צרים. עליהם לבדוק אלו מהגושים יעברו דרך הצינור. עליהם לעצב את הקוביות בצורות שונות ולברר מה עובר ביתר קלות בצינור.

מקורות:

1. מרכז לטכנולוגיה חינוכית- בנושא רבייה

2. מכון דוידסון- תאים צמחיים.

3. מכון וייצמן- המחלקה להוראת המדעים- גלריה.