B.2.2 · אורגנלות ותאי מרוכזים

IB Diploma Programme · IB Diploma · Biology · HL · נושא 13

אימון

13.1

היקף ותנאי מקדימים

חומר הדפסה זה מכסה נושאים נבחרים ברמת HL/SL לקורס שנבחר לראשונה ב2025; הוא אינו כולל את כל תוכנית הלימודים.

דרישות מקדימות: מבנה התא מ-A.2.2 והובלת ממברנה מ-B.2.1.

הדוגמאות הן מקוריות ודמיוניות: הן אינן מדידות אמיתיות או חקירות תלמיד אמיתיות.

13.2

אורגנלות וקומpartmentליזציה

מה would explain this observation?

תא פנכראטי המשחרר אנזימים צפוף ברטיקולום אנדופלזמטי מחוספס וגולג'י, בעוד שתא עור יש לו מעט מאוד. מדוע תוכן התא צריך לשקף את תפקידו?

בנה את המודל

תא אוקאריוטי מחלק את עבודתו בין אורגנלות המוקפות בממברנה: הגרעין מאחסן את הוראות ה-DNA, הרטיקולום האנדופלזמטי המחוספס סינתזי חלבונים להוצאה, גולג'י מעבד וארוז אותם, וקושריות נושאות אותם, ומיטוכונדריות משחררות אנרגיה דרך נשימה.
קומpartmentליזציה שומרת על כל תהליך בתנאים שלו: אנזימים ומצע מרוכזים במקום אחד, תגובות פוגעניות מבודדות, ו-pH או כימיה בלתי תואמים יכולים להתקיים בו-זמנית בתוך תא אחד. לדוגמה, ליזוסומים מחזיקים אנזימי עיכול רחוק מהציטופלזמה.
ארגון תאי: מבנה מיוחד בתוך התא עם פונקציה ספציפית; רבים מארגוני התאים מוקפים בממברנות.
קומפרטימנטליזציה (חלוקה לתאים): חלוקת התא לאזורים מוגבלים בממברנה, כאשר לכל אזור יש את התנאים הייחודיים שלו.

הדרך השחרורית מהגרעין לרשת אנדופלזמטית מחוספסת, וק्यूיקל, גולג'י וממברנה; לצדו, תמונה בגודל 30 מ"מ של מיטוכונדריה בגודל 50 מיקרון נותנת ×600 — חלבון משוחרר עובר מחלקה לחלקה; הגדלה = תמונה ÷ למעשה = ×600

בחר עדויות שיכולות לבחון אותו

השוו בין מיקרוגרפות אלקטרון של תא מפרש ושל תא שאינו מפרש: המודל צופה כמות משמעותית יותר של רשת אנדופלאסמטית מחוספסת וגולגי בתא המפרש. זיהוי כל אורגנל מתבצע על בסיס הממברנות והצורה שלו, ולא על בסיס צבע — המיקרוגרפות הן בשחור-לבן.
השתמש בקו סקאלה או בהגדלה הנקובה כדי למדוד אורגנל: המר את אורך התמונה ואורך האמיתי ליחידה אחידה לפני החלוקה, כך שההשוואה תהיה בין גדלים אמיתיים.

עבוד מכמויות ידועות

נתון: אורך התמונה של מיטוכונדריון הוא 30 מ"מ והמידע על הסקאלה מציין שאורך האמיתי הוא 50 מיקרון. השתמש בהגדלה = גודל התמונה / גודל אמיתי. המרה: 30 מ"מ = 30,000 מיקרון. הצבה: M = 30,000 / 50 = ×600. התמונה גדולה פי 600 מהאורגנל האמיתי; היחס אינו יחידות.

דוגמה:

באותה מיקרוגרפה, אורך תמונת וקוזיקולה נמדד ב-4 מ"מ. מצא את הקוטר האמיתי שלה באמצעות אותה סדרת פעולות: נתונים ידועים → מודל → קשר → הצבה → יחידות ופרשנות. (תשובה: אמיתי = תמונה / הגדלה = 4 מ"מ / 600 = 0.0067 מ"מ ≈ 6.7 מיקרון. שמור על היחידות עם כל ערך.)

בדוק את המסקנה ואת הגבולות שלה

מיקרוגרפה סטטית מראה מבנה, ולא תנועה: מסלול הווקוזיקולה מושקע ממגוון תמונות ומניסויי סימון, ולא נצפה במסגרת אחת. חישוב ההגדלה מניח שהסקאלה הנקובה מדויקת; טעות בקריאת קו הסקאלה פוגעת בכל המדידות מתוך התמונה הזו.

אזהרה:

לכל תא יש אותו סוג של ארגנלים באותה כמות. טענה זו שגויה: תאים הם ספציפיים — תא שחרורי משקיע ברשת אנדופלזמטית מחוספסת ובגולג'י, בעוד שתא דם אדום מוותר לגמרי על גרעינו כדי לשאת יותר המוגלובין. תכולת הארגנלים נקבעת לפי תפקיד התא.

מפת מושגים:

ארגנלים ותאימות: ארגנלים מחלקים את עבודת התא, וחלוקה זו מאפשרת לכל תהליך להתבצע בתנאים משלו. מסלול הפרשה פועל: גרעין → רשתית אנדופלזמטית מחוספסת → וקוזיקולה → גולג'י → ממברנה; מדדו מבנים באמצעות (גודל בתמונה ÷ גודל אמיתי) באותו יחידה.

כתבו מתוך הגדלה של 200

תמונת ארגנל מוצגת בגודל 24 מ"מ; אורכה האמיתי הוא 120 מיקרומטר.
מצאו את ההגדלה: 24 מ"מ = 24,000 מיקרומטר; 24,000 ÷ 120 = ×200 — יחידה אחת לפני החילוק.

כתבו מתוך תמונה בגודל 30 מ"מ

מבנה בעל אורך 2 מיקרומטר שורט ב-GIF 15,000.
מצאו את גודל התמונה: 2 × 15,000 = 30,000 מיקרומטר = 30 מ"מ.

כתבו מתוך נוכחות ארגנלים

תא לבלב מייצא אנזימים; תא שריר מתכווץ חוזר ונשנה.
ציינו את הארגנל הדומיננטי בכל אחד: רשתית אנדופלזמטית מחוספסת וגולג'י בתא המפרש; מיטוכונדריה בתא השריר – תכולת הארגנלים נובעת מתפקיד התא.

חקור

Follow the information, then follow the secreted protein

Distinguish DNA and mRNA from the protein cargo. Follow one soluble secreted protein from an ER-bound ribosome through the ER lumen, transport vesicle, Golgi and secretory vesicle to exocytosis, showing how membranes keep the cargo out of the cytoplasm and fusion releases it outside.

מילון מונחים אימון