פרקי מידע הזמנה לחקר




כל התאים החיים מצליחים לתפקד כהלכה, רק אם כל החומרים החיוניים להם נמצאים בהם, ובכמות מתאימה. אם יש בתא חומרים מיותרים או אם חסרים בו חומרים, פעילותו התקינה של התא עלולה להיפגע, והוא עלול להיקלע לסכנת מוות. מיהו האחראי על תכולת החומרים בתא, שומר הסף של "דלת הכניסה" של התא, הקובע אילו חומרים ייכנסו פנימה ואילו חומרים ייצאו החוצה?


הקרום - אחד מפלאי הטבע
כל התאים, הבונים את גופם של היצורים החיים בעולמנו, עטופים בקרום. קרום זה איננו מעטפת פשוטה, אלא הוא אחד מפלאי הטבע שהתפתחו על כדור-הארץ. הוא בעל תכונה, הקובעת את היכולת של חומרים מסוימים לחדור אל תוך התא או לצאת מן התא החוצה, כלומר - קרום התא הוא בררני. אם כך, לקרומי התאים יש תפקיד חיוני בשמירה על פעילותם התקינה של תאי הגוף ועל פעילותו של הגוף כולו.

לתא של צמח יש גם דופן
כדאי לזכור כי גם תאים של צמחים וגם תאים של בעלי-חיים עטופים בקרום בררני, בעל מבנה ופעילות דומים. אמנם, לצמחים יש מחוץ לקרום הבררני גם דופן תא, המקנה לתא חוזק מכני וצורה קבועה, אך הדופן חדירה לתמיסות ולמומסים, והיא מאפשרת תנועה חופשית של כל החומרים דרכה. החומרים השונים העוברים דרך הדופן, מגיעים אל קרום התא, ורק שם נקבע מה חודר אל התא.

איך זה קורה?
כיצד הקרום מונע את המעבר של חומרים שונים ומאפשר רק לחומרים מסוימים לעבור דרכו? - קרום התא עשוי משכבה כפולה של מולקולות שומניות, והמולקולות האלה גורמות לדחייה של תמיסות מימיות. המים והגזים החיוניים לתהליכי הנשימה והפוטוסינתזה (הטמעה): חמצן ופחמן דו-חמצני (CO2) מפעפעים באופן ישיר דרך הקרום. אך כיוון שחומרים רבים בגופם של צמחים ושל בעלי-חיים מומסים במים, והם בעלי מטען חשמלי (יונים), הם אינם יכולים לעבור ישירות דרך קרום התא. מעבר של חומרים כאלה יכול להתבצע רק באמצעות מבנים מיוחדים, הממוקמים לכל רוחבו של הקרום, וחוצים אותו מצדו החיצוני ועד לצד הפונה אל פנים התא. כל מבנה כזה מסוגל להעביר רק חומר מסוים או קבוצה של חומרים בעלי מבנה דומה, והשילוב של כולם הוא הגורם לתכונת הבררנות של קרום התא.

סוגי המבנים
מקובל למיין את המבנים, המאפשרים לחומרים לעבור דרך הקרום, לטיפוסים אחדים, על-פי סוג החומרים ובהתאם למנגנון פעולתם: תעלות, נשאים ומשאבות אקטיביות.


קרום התא מכיל תעלות, המאפשרות למולקולות קטנות לעבור אל תוך התא או מן התא החוצה. החומרים העוברים דרך התעלות, מפעפעים על-פי 'מפל' הריכוזים - ממקום שריכוזם בו גבוה, אל מקום של ריכוז נמוך. בתהליך זה אין צורך בהשקעת אנרגיה: התעלות פתוחות כל הזמן, ולכן אם ריכוז החומר גבוה יותר מחוץ לתא - החומר יחדור פנימה, ואם ריכוזו גדול יותר בתוך התא - החומר ייצא החוצה.

מה עובר בתעלות? - בין החומרים העוברים דרך התעלות, נכללים חומרים שהתמוססו במים והם בעלי מטען חשמלי (יונים), כגון: אטומים טעונים של נתרן ושל אשלגן. קצב העברת החומרים דרך התעלות הוא מהיר מאוד - הוא יכול להגיע עד למאות-מיליוני מולקולות בדקה(!), והוא מסוגל לענות על מצבים של צורך מידי בחומרים כאלה בתאי הגוף.


בדומה לתעלות, גם הנשאים שנמצאים בקרום התא, מאפשרים מעבר של חומרים אל תוך התא או מן התא החוצה - בהתאם ל'מפל' הריכוזים. אבל, בנשאים מנגנון העברת החומרים מורכב יותר: לכל חומר קיים נשא ייחודי לו, וכשהחומר נקשר אל אחד הקצוות של הנשא, הוא גורם לשינוי בנשא. כתוצאה מכך החומר מועבר אל צדו האחר של הקרום, ורק אז הוא יכול להשתחרר.

יש נשאים המסוגלים להעביר באותו הזמן שני חומרים שונים - באותו הכיוון. ויש גם נשאים המסוגלים להעביר חומרים בכיוונים הפוכים - כלומר, אותו הנשא מעביר במקביל - חומר אחד אל מחוץ לתא וחומר אחר אל תוך התא. קצב העברת החומרים בנשאים הוא איטי יותר - "רק" אלפי מולקולות יכולות לעבור דרך כל נשא במשך דקה אחת.



בקרום התא יש גם נשאים בעלי מנגנון פעולה מורכב הרבה יותר, המאפשרים להעביר חומרים שונים אל תוך התא או מן התא החוצה, בניגוד ל'מפל' הריכוזים. העברה כזאת של חומרים, בניגוד לכיוון הפעפוע, מחייבת השקעה של אנרגיה, ולכן נשאים כאלה נקראים: משאבות אקטיביות.

המשאבות האקטיביות מאפשרות לאגור, בתוך תאים מיוחדים, ריכוז גבוה של חומרים מסוימים, או להעביר חומרים ממקום שריכוזם בו נמוך אל מקום של ריכוז גבוה. כך, לדוגמה, מולקולות הסוכר מועברות אל תוך פקעות האגירה של תפוח האדמה (סולנום הפקעות), או אל תוך התאים של צינורות השיפה, שהסוכר נע בהם מהחלקים הירוקים אל שאר חלקי גופו של הצמח.





קרום התא מכיל מנגנונים שונים, ה"מפקחים" על מעבר החומרים דרכו.
קראו שוב את המידע שלמעלה, והתאימו (בגרירה) כל אחד מההסברים הבאים אל המנגנון המתאים לו.








מבנים המאפשרים לחומרים מסוימים לעבור דרך הקרום וחוסמים את דרכם של חומרים אחרים, קיימים לא רק בקרום העוטף את התא. קרומים בררניים כאלה תוחמים גם את האברונים המצויים בתוך התא, כגון: הגרעין והכלורופלסטים שבצמח, והם מפוזרים גם בתוך הפלזמה של התא, כרשת קרומים תוך-תאית.

חזרו להדמיה שלמעלה, והתבוננו במגוון המנגנונים להעברה של חומרים דרך קרומי התא.
1. קרומים בררניים מצויים גם בכלורופלסטים של תא הצמח, שתהליך הפוטוסינתזה מתקיים בהם. אילו חומרים הקרומים האלה יכולים להעביר אל תוך הכלורופלסטים או מהם החוצה?
2. מהי, לדעתכם, חשיבותם של הקרומים האלה לתהליך הפוטוסינתזה?
3. האם, לדעתכם, יש חשיבות לקרומים בעלי מנגנונים כאלה גם באברונים האחרים של התא? הסבירו.


מה הקשר בין תכונת הבררנות של קרומי התא, לבין התפקוד התקין של הגוף כולו, בצמחים ובבעלי-חיים?