1

ביולוגיה על רגל אחת

עדכון: 8/12/2011

(2)

2

- ביולוגיה הוא המדע החוקר את מבנה, תפקוד,תפוצה, קלסיפיקציה ואבולוציה של החי והצומח.

- זואולוגיה: חקר בעלי חיים.- בוטניקה: חקר צמחים, אצות ופטריות.

- מיקרוביולוגיה: חקר אורגניזמים מיקרוסקופיים.

- ביוכימיה

- ביולוגיה מולקולרית- ביולוגיה של התא

3

- מה הם חיים )חי וצומח(?

- רבייה ותורשה- חילוף חומרים

- גדילה והתפתחות- רגישות ותגובה לגירויים חיצוניים

- תנועה'ה ט'ז יאו(ס) - הו(מ*

- אבולוציה ???

4

- בעלי חיים, צמחים, פטריות, חד-תאיים וחיידקים

- וירוסים )נגיפים( אינם תאים.

מורכבים מתאים.

5

צומח

חי

מבנה התא

גרעין

מיטוכונדריון

גרעין

מיטוכונדריון

כלורופלסט

קרום דופן

קרום

ריבוזום

ואקואולה

6

צומח

חי

גרעין

מיטוכונדריון

קרום

ואקואולהריבוזום

7

- קרום התא.

מבנה התא

- דופן התא )בצמחים(.

.ק-ר)יו(ט,ים = (."בעלי גרעין"- גרעין התא )רק בא/ו- כרומוזומים.

- מיטוכונדריון.

- פלסמת התא.

- ועוד, ועוד, ועוד...

- כלורופלסטים )בצמחים(.

- ריבוזומים )פרס נובל - עדה יונת(.- ואקואולה )חלולית(.

8

- דופן התא הצמחי מורכב ברובו מצלולוזה )תאית(.

- דופן התא יוצר מעין שלד לצמח, ויחד עם לחץ

- גרעין התא מהווה את מרכז השליטה של תפקוד התא.

- המיטוכונדריות הן מפעל אספקת האנרגיה של התא.

- הכרומוזומים מכילים את הג/נים.

- הכלורופלסטים מכילים את הכלורופיל.

.ר)גו(ר הוא הלחץ הפנימי של המים בצמח. - לחץ הטו

הטורגור נותנים קשיחות לצמח.

- הריבוזומים הם יצרני החלבונים של התא.

- )דופן התא של הפטריות מורכב ברובו מכ,יט,ין(.

9

חיידקים

חי וצומח

10

- חידקים הם חד-תאיים )חיים(.

( עםRNA )או DNA- וירוסים הם מולקולות מעטה של חלבון )לפעמים גם ציפוי שומן(

(Toxin)- חידקים גורמי מחלות מפרישים רעלנים אשר מציאותם בגוף יוצרת את המחלה.

- וירוסים חודרים לתאי רקמות הגוף ומשתלטיםעל פעילותם.

הם אינם תאים.

- רוב החידקים אינם מזיקים )ואפילו מועילים(. מכל החידקים.5%החידקים המזיקים מהווים רק כ-

11

.(Prokaryote)- לחידקים אין גרעין תא

- לכדוריות דם אדומות ביונקים אין גרעין כדי

.(Eukaryote)- לרוב התאים יש גרעין תא

לנצל באופן מרבי את נפח התא להעברת חמצן.

12

חמש ממלכות החיים

/ר'ה ) חסרי גרעין ] חידקים וכחוליות[( 1 . מו(נ)רו(ט,יס)ט'ה )חד-תאיים בעלי גרעין(2 . פ.

. פטריות3. צמחים4. בעלי חיים5

- פרוקריוטים (Bacteria). חיידקים אמיתיים 1 - פרוקריוטים(Archaea). חיידקים קדומים 2

.ק-ר)יו(ט,ים 3 ]חד-תאיים פטריות, צמחים, בעלי חיים[(Eukaryota). א/או

שלוש על-ממלכות החייםעם התפתחות מדע הגנטיקה - המיון המודרני:

13

חלוקת תאים

- מיטוזה - חלוקת התא ליצירת שני תאים זהים.

- מיוזה - חלוקת הפחתה - ברבייה מינית

- למה תאים מתחלקים ואינם גדולים יותר?'נים יחס נפח לשטח פ.

- חלוקה בינארית - בחידקים.

- סוגי חלוקת תאים:

14

- מיטוזה - חלוקת התא ליצירת שני תאים זהים.

- מיוזה - חלוקת הפחתה - ברבייה מינית

מיטוזה

מיוזה)תאי זרע או ביציות(

תא נבטג'מ/טו(ת

15

- חלוקת תאים בחידקים חלוקה בינארית

16

עיכול )אצל בעלי חיים(

- פרוק חלבונים לחומצות אמינו.

- פרוק סוכרים ועמילנים לגלוקוזה.- פרוק שומנים לחומצות שומן וכולסטרול.

17

פוטוסינתזה

- הפוטוסינתזה הוא תהליך של יצירת סוכרים מהאויר, ופליטתCO2תוך שימוש במים ו-

חמצן כ"פסולת" של התהליך.

- הכלורופיל מספק את האנרגיה הדרושה לתהליך.

- הכלורופיל בולע את האור האדום והכחול מאורהשמש וזה נותן לו את הצבע הירוק.

6CO2 + 6H2O C6H12O6 + 6O2

18

- מולקולת כלורופיל.

- הכלורופיל נמצא בתוך הכלורופלסטים בתא.

ללא פוטוסינתזה אין חיים )מזון וחמצן(.-

19

- מחמצן הוא חומר שיכול לקלוט אלקטרוןממולקולה אחרת. בחומר החי התהליך יוצר

רדיקלים חופשיים )יונים ( היוצרים תגובותשרשרת המזיקות לתא החי.

- נוגדי חמצון הם חומרים מחזרים שעוצרים תהליך זה ומג*נים על התאים.

, A, ויטמין E , ויטמין Cויטמין פרי הדר, אגוזים, גזר, ועוד רבים אחרים.

20

המערכת החיסונית, חיסונים ואנטיביוטיקה

- חומר זר )חידק, וירוס,(Antigen)- אנטיגן

הנוצר על פניְס�ִפ��ִצ�יִפ�י - חלבון (Antibody) נוגדן -

- כדוריות דם לבנות - תאים המזהים גורם זר,

פטריה, או חלבון זר( החודר לגוף ומייצר נוגדנים .

כדוריות לבנות עם זיהוי נוכחות של אנטיגן.

מייצרים נוגדנים וכך נלחמים בגורם הזרעד השמדתו )לפעמים על ידי בליעתו(.

- תפקיד העור.

21

- חשיפת הדם לאנטיגן(Vaccination)- חיסון

- חומר כימי(Drug, Medication)- תרופה

בצורה מבוקרת במטרה לגרום ליצירת נוגדנים.

הפועל לתיקון בעיה בגוף.

- אנטיביוטיקה - תרופה למלחמה באורגניזםהחודר לגוף.

- סוגי חיסון:. חידק או וירוס מוחלשים.1. חידק או וירוס מתים.2. "שברים" של וירוס או חידק.3

22

- פעולת האנטיביוטיקה - חדירה לתוך החידקואחר כך:

. מניעת ייצור קרום התא של החידק.1. עצירת ייצור חלבוני התא של החידק.2

.RNA ו- DNA. מניעת ייצור רכיבי 3)ר,ימ-ת" 4 .DNA. מניעת "פ.

- החידק יודע להתחסן ולהיות עמיד נגדהאנטיביוטיקה על ידי:

. פרוק מולקולת האנטיביוטיקה.1. פליטת החומר האנטיביוטי אל מחוץ לתא.2. שינוי החלבון המהווה "מטרה" לתרופה.3

23

.AIDS ומחלת ה- HIV- וירוס

- אנטיביוטיקה אנטי ויראלית:איננה הורגת וירוסים, אלא מעכבת

. מניעת חדירה לתא ה"מארח".1. מניעת "קילוף" הוירוס.2 של הוירוס.DNA. מניעת שכפול ה- 3 "מזויפים".DNA. אספקת רכיבי 4. מניעת שחרור הוירוס מתוך התא הנגוע.5

את התפתחותם על ידי:

24

- תמיפלו -Oseltamivir) Tamiflu . )

C16H28N2O4נוסחה:

נועד להאט את קצב שחרור הוירוסמהתא הנגוע.

25

סוגי דם

-A מכיל אנטיגן A. -B מכיל אנטיגן B. -AB מכיל גם אנטיגן A וגם אנטיגן B.

-O אינו מכיל לא אנטיגן A ולא אנטיגן B. -Rh+ - רזוס( מכיל אנטיגן ספציפי Rhesus.)

-Rh-.אינו מכיל אנטיגן זה

-AB +.הוא מקבל אוניברסלי -O -.הוא תורם אוניברסלי

26

התאמה של סוגי דם

A -יכול לתרום ל A -ול AB.

B -יכול לתרום ל B -ול AB.

AB -יכול לתרום רק ל AB.

O.יכול לתרום לכל סוג

A -יכול לקבל מ A -ומ O.

B -יכול לקבל מ B -ומ O.

AB.יכול לקבל מכל סוג

O -יכול לקבל רק מ O.

27

התאמה של סוגי דם

מקב תורםל

28

גנטיקה

- המערך הגנטי של האורגניזם.(genotype)- גנוטייפ

- התבטאות המערך הגנטי(phenotype)- פנוטייפ

~(.1885- כרומוזומים ) ( .1909- ג/נים )

/ן יכול גם לא להתבטא עקב השפעות סביבתיות. - ג

1865 - גרגור מנדל

בתכונות האורגניזם.

29

: צורה אחת מתוך מגוון צורות של(Allele)- א'ל*ל ג/ן המיועד לנושא אחד.

- א'ל*ל דומיננטי.יב,י. יב,י(.- א'ל*ל ר/צ/ס, /ן ר/צ/ס, )ג

/ן דומיננטי(. )ג

: סדרה של קודים השולטת בתכונה(Gene)- גן מסוימת של האורגניזם.

- הומוזיגוט : אורגניזם הנושא שני אללים זהים.- הטרוזיגוט : אורגניזם הנושא שני אללים שונים.

30

1865 גרגור מנדל

דומיננטיהאבקה צולבת דור הורים

f0

האבקה עצמית

דור f1

דור f2

דור f3

רצסיבי

31

דומיננטי

גנוטייפרצסיבי

פנוטייפ

מנדל ראה את זה:

ההסבר:

דומיננטירצסיבי

f0 דור הורים

f1דור

דור f2

האבקה צולבתf0 דור הורים

האבקה עצמית

32

.DNA( Deoxyribonucleic acid )- מולקולת

33

.(RNA )Ribonucleic acid- מולקולת

RNA DNA

34

16 42 64 43

"מלים" לפחות.20זקוקים ל-

Guanine G

Cytosine CThymine T )Uracil U in RNA )Adenine A

4 4

4 4 4

(:Bases- בסיסים )

חומצות אמינו ולכן20- קיימות

35

A – T )U for RNA)

G - C- הזוגות:

- דוגמה ל"מלה" )קו(דו(ן(:

AT

טירוזיןT

TAT

AU

טירוזיןU

UAU

DNAב-

RNAב-

36

Inverse table

Ala/AGCT, GCC, GCA, GCGLeu/LTTA, TTG, CTT, CTC, CTA, CTG

Arg/RCGT, CGC, CGA, CGG, AGA, AGGLys/KAAA, AAG

Asn/NAAT, AACMet/MATG

Asp/DGAT, GACPhe/FTTT, TTC

Cys/CTGT, TGCPro/PCCT, CCC, CCA, CCG

Gln/QCAA, CAGSer/STCT, TCC, TCA, TCG, AGT, AGC

Glu/EGAA, GAGThr/TACT, ACC, ACA, ACG

Gly/GGGT, GGC, GGA, GGGTrp/WTGG

His/HCAT, CACTyr/YTAT, TAC

Ile/IATT, ATC, ATAVal/VGTT, GTC, GTA, GTG

STARTATGSTOPTAA, TGA, TAG

DNAטבלת הקודים של

37

Inverse table

Ala/AGCU, GCC, GCA, GCGLeu/LUUA, UUG, CUU, CUC, CUA, CUG

Arg/RCGU, CGC, CGA, CGG, AGA, AGG

Lys/KAAA, AAG

Asn/NAAU, AACMet/MAUG

Asp/DGAU, GACPhe/FUUU, UUC

Cys/CUGU, UGCPro/PCCU, CCC, CCA, CCG

Gln/QCAA, CAGSer/SUCU, UCC, UCA, UCG, AGU, AGC

Glu/EGAA, GAGThr/TACU, ACC, ACA, ACG

Gly/GGGU, GGC, GGA, GGGTrp/WUGG

His/HCAU, CACTyr/YUAU, UAC

Ile/IAUU, AUC, AUAVal/VGUU, GUC, GUA, GUG

STARTAUGSTOPUAA, UGA, UAG

RNAטבלת הקודים של

38

המאגר הגנטי של האדם:

ספרים.46 כרומוזומים = ספריה של 46-

עמודים )גנים(.400 - 3340- כל כרומוזום = ספר בן

מיליון אותיות.48 - 250- כל ספר מכיל

מיליארד אותיות.6- הספריה מכילה מעל

.([A, C, G, T] אותיות 10,000- )כל גן מכיל בממוצע

.mm )~ 5μm 0.005= (כל זה מוכל בגרעין התא

39

DNA- שכפול

שכפול

)ר,ימ-ת" המולקולה "פ. מולקולות.2ובניית

וידאו

40

- כל תא בגוף החי )למעט כדוריות דם אדומות( מכילDNA.המכיל את כל הקוד הגנטי של הגוף כולו

- תא של רקמה מסוימת מכיל מנגנוני שליטההמפעילים רק את הקוד הדרוש לרקמה זאת

ומדכאים את הקודים שאינם נחוצים.

- קודים אלה כוללים "הנחיות" ליצור תאים זהים,לא לחדור לתחום של רקמה אחרת, וגם

"לתקן פצעים".

) גם ביציות ותאי זרע מכילים קוד חלקי(.

41

- טעות בשכפול של הקוד הגנטי יכול לגרוםלמות התא או לשינוי תכונותיו.

מוטציות

- טעות יכולה להיגרם כתוצאה של כמה אפשרויות:

- טעות אקראית.

- קרינה מייננת )אולי גם אחרת ?(.

,ים(. *נ .ט'ג - חומרים כימיים )מו

42

- במרבית המקרים המוטציות הן "רעות" וגורמותלמות התא או למחלה גנטית היכולה לעבור

מדור לדור.

- במיעוט של המקרים המוטציות הן "טובות"ויכולות לגרום להתפתחות אורגניזם בעל

תכונות המשפרות את סיכויי השרידה שלו.

43

- האפשרות למוטציות "רעות" היא המנחה אותנולהמנע מחשיפה מיותרת לשמש )אולטרה-סגול(,

( ולקרינה רדיו-אקטיבית.Xלקרינת רנטגן )קרני

- טלפונים סלולריים וקרינות לא מייננות אחרות )?(

- סוגי סרטן רבים נגרמים על ידי מוטציות. תאי הרקמה הנפגעת מאבדים את מנגנוני

השליטה ומתחילים להתפתח בצורה "פרועה".

44

45

אבולוציה

1744 - 1829- למרק - הורשת תכונות נרכשות במשך

חיי האורגניזם.

46

אבולוציה

1859- דרווין - הספר "על מוצא המינים"

- ברירה טבעית- ואריאציות

- עודף צאצאים- מלחמת הקיום

47

Trofim Denisovich Lysenko - 1948- ליסנקו -

התנגדות על בסיס של תאוריה חברתית

חקלאי בברית המועצות של סטאלין.והתערבות פוליטית במדע גרמה אסון

48

- ניאו-דרוויניזם - שילוב והסבר תורת דרווין

- במיעוט של המקרים המוטציות הן "טובות"ויכולות לגרום להתפתחות אורגניזם בעל

תכונות המשפרות את סיכויי השרידה שלו.

על פי הידע המודרני: - פעולת הכרומוזומים.

ותפקידיו.DNA- הכרת ה- - הבנת המוטציות.

49

- האבולוציה מסתמכת על מוטציות שנותנותלבעל החיים או הצמח יתרון כלשהו.

שיפור "מתוכנן" - היא עונה עלאיננה- האבולוציה צורך ברגע ובזמן מסוימים.

- השיפור נותן סיכויי שרידה טובים יותר, או יתרוןברבייה.

- האורגניזם "המשופר" ישתלט עד מהרה וישארזה שצאצאיו ימשיכו את הזן המשופר.

50

של האדם והשימפנזה, זהים.DNA מה- 98.5%-

תורת האבולוציה נתמכת על ידי:

- התפתחות המינים כפי שמוכח ממאובנים.- אברים מנוונים.

- אברים הומולוגיים.

.DNA- דמיון ושוני במבנה ה- - התפתחות עוברים של בעלי חיים שונים.

של האדם והעכבר, זהים.DNA מה- 85%-

51

אדם ארנב פר חזיר תרנגול צב סלמנדר דג

התפתחות עוברים של בעלי חיים שונים.

52

דוגמאות המוסברות היטב על ידי האבולוציה

- עמידות של מזיקים וצמחים נגד חומרי הדברה.

- עמידות של חידקים בפני אנטיביוטיקה.

- השתנות וירוס השפעת מעונה לעונה.

- התפתחות העש בבריטניה.

53

- היווצרות החיים על פני כדור הארץ.

מילר

- חומרים אורגניים.

'ה. י /ר)מ, פ. )ס) -נ )????( - פ.

(.1953- ניסוי מילר - יורי )

H2O + CH4 + NH3 + H2 הפעלת התפרקויות חשמל על התערובת

בטמפרטורה גבוהה.

חומצות אמינו.11נוצרו

54

- האם יש חיים ביקום?

Communication with Extra-Terrestrial Intelligence -CETI

-SETI Search for Extra-Terrestrial Intelligence

55

N = R . fp . ne . fl . fi . fc . L

משוואת דרייק:

- fp=0.5 .לחצי מהכוכבים הנוצרים יהיו כוכבי לכת -

- R=10 - 10.כוכבים נוצרים בשנה בשביל החלב

- ne=2 כוכבי לכת המסוגלים לתמוך חיים.2- לכל כוכב כזה, יהיו

- fl=1 .חיים . )פ-ת)חו - כל כוכבי הלכת האלה, י

- fi=0.01 .מאלה, אחוז אחד יפ-ת*ח- חיים תבוניים -

- fc=0.01 .מאלה, אחוז אחד יש טכנולוגית תקשורת -

- L=10,000 שנים.10,000- התרבות תחזיק מעמד

תרבויות בשביל החלב שניתן ליצור איתן קשר.N=10 : 10- התוצאה

56

סוף ביולוגיה