מֵידָע

1.4: רקמות ראשוניות של בעלי חיים - ביולוגיה

1.4: רקמות ראשוניות של בעלי חיים - ביולוגיה


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

כישורים לפיתוח

  • תאר רקמות אפיתל
  • דון בסוגים השונים של רקמות חיבור בבעלי חיים
  • תאר שלושה סוגים של רקמות שריר
  • תאר רקמה עצבית

הרקמות של בעלי חיים רב -תאיים ומורכבים הם ארבעה סוגים עיקריים: אפיתל, חיבור, שריר ועצבני. נזכיר שרקמות הן קבוצות של תאים דומים קבוצה של תאים דומים המבצעים פונקציות קשורות. רקמות אלה מתאחדות ליצירת איברים - כמו העור או הכליה - בעלי פונקציות ספציפיות מיוחדות בתוך הגוף. האיברים מאורגנים במערכות איברים לביצוע פונקציות; דוגמאות לכך כוללות את מערכת הדם המורכבת מהלב וכלי הדם ומערכת העיכול המורכבת מכמה איברים, כולל הקיבה, המעיים, הכבד והלבלב. מערכות איברים מתחברות ליצירת אורגניזם שלם.

רקמות אפיתל

רקמות אפיתל מכסות את החלק החיצוני של איברים ומבנים בגוף ומצפות את לומן האיברים בשכבה אחת או בשכבות מרובות של תאים. סוגי האפיתליה מסווגים לפי צורות התאים הקיימות ומספר שכבות התאים. אפיתליה המורכבת משכבה אחת של תאים נקראת אפיתליה פשוטה; רקמת אפיתל המורכבת משכבות מרובות נקראת אפיתליה מרובדת. הטבלה מסכמת את סוגי הרקמות האפיתל השונות.

טבלה (PageIndex{1}): סוגים שונים של רקמות אפיתל
צורת התאתיאורמקום
קשקשצורה עגולה שטוחה ולא סדירהפשוט: אלוואולי ריאה, נימים מרובדים: עור, פה, נרתיק
קובייתיבצורת קובייה, גרעין מרכזיבלוטות, צינוריות כליה
עמודיםגבוה, צר, גרעין לעבר בסיס גבוה, צר, גרעין לאורך התאפשוט: מערכת העיכול פסאודוסטריטית: דרכי הנשימה
מָעֳבָרעגול, פשוט אך נראה מרובדשלפוחית ​​השתן

אפיתליה קשקשתית

תאי אפיתל קשקשי הם בדרך כלל עגולים, שטוחים ובעלי גרעין קטן וממוקם במרכז. מתאר התא מעט לא סדיר, והתאים מתאימים זה לזה כדי ליצור כיסוי או רירית. כאשר התאים מסודרים בשכבה אחת (אפיתליה פשוטה), הם מקלים על דיפוזיה ברקמות, כגון אזורי חילוף הגזים בריאות והחלפת חומרים מזינים ופסולת בנימי דם.

איור ( PageIndex {1} ) ממחיש שכבה של תאים קשקשיים כאשר ממברנותיהם מחוברות יחד ליצירת אפיתל. תמונה איור (PageIndex{1}) ממחיש תאי אפיתל קשקשיים המסודרים בשכבות מרובדות, בהן יש צורך בהגנה על הגוף מפני שחיקה ונזקים חיצוניים. זה נקרא אפיתל קשקש מרובד ומופיע בעור וברקמות המצפות את הפה והנרתיק.

אפיתליה קובייתית

תאי אפיתל קובוידאליים, המוצגים באיור ( PageIndex {2} ), הם בצורת קובייה בעלי גרעין מרכזי יחיד. הם נמצאים לרוב בשכבה אחת המייצגת אפיתליה פשוטה ברקמות הבלוטות בכל הגוף, שם הם מכינים ומפרישים חומר בלוטה. הם נמצאים גם בדפנות הצינורות ובצינורות הכליה והכבד.

אפיתליה עמודים

תאי אפיתל עמודים גבוהים יותר מכפי שהם רחבים: הם דומים לערימה של עמודים בשכבת אפיתל, ונמצאים לרוב בסידור חד-שכבתי. נראה כי הגרעינים של תאי אפיתל עמודיים במערכת העיכול מוצבים בשורה אחת בבסיס התאים, כפי שמודגם באיור ( PageIndex {3} ). תאים אלו קולטים חומר מהלומן של מערכת העיכול ומכינים אותו לכניסה לגוף דרך מערכת הדם והלימפה.

נראה כי תאי אפיתל עמודיים המצפים את דרכי הנשימה מרובדים. עם זאת, כל תא מחובר לקרום הבסיס של הרקמה, ולכן הן רקמות פשוטות. הגרעינים מסודרים ברמות שונות בשכבת התאים, מה שגורם לה להיראות כאילו יש יותר משכבה אחת, כפי שניתן לראות באיור (PageIndex{4}). זה נקרא אפיתליה פסאודוסטראטיבית, העמודה. לכיסוי הסלולרי הזה יש ריסים על פני השטח העליון, או החופשי, של התאים. הצלילים משפרים את תנועת החלקיקים הריריים והלכודים מתוך דרכי הנשימה, מסייעים להגן על המערכת מפני מיקרואורגניזמים פולשניים וחומרים מזיקים שננשמו לגוף. תאי הגביע משובצים ברקמות מסוימות (כגון רירית קנה הנשימה). תאי הגביע מכילים ריר הלוכד חומרים מגרים, שבמקרה של קנה הנשימה מונעים מגירויים אלה להיכנס לריאות.

אפיתליה מעברית

תאי מעבר או אורופיתל מופיעים רק במערכת השתן, בעיקר בשלפוחית ​​השתן ובשופכן. תאים אלה מסודרים בשכבה מרובדת, אך יש להם את היכולת להיראות כמו נערמים זה על גבי זה בשלפוחית ​​רגועה וריקה, כפי שמוצג באיור (PageIndex{5}). כאשר שלפוחית ​​השתן מתמלאת, שכבת האפיתל נפרשת ומתרחבת כדי להחזיק את נפח השתן המוכנס לתוכה. כאשר השלפוחית ​​מתמלאת, היא מתרחבת והרירית הופכת לדקה יותר. במילים אחרות, הרקמה עוברת מעבה לדק.

חיבור לאמנות

איזו מהמשפטים הבאים לגבי סוגי תאי אפיתל היא שקר?

  1. תאי אפיתל עמודים פשוטים מצפים את רקמת הריאה.
  2. תאי אפיתל קוביים פשוטים מעורבים בסינון הדם בכליה.
  3. אפיתליה עמודית מפושטת מרופדת מתרחשת בשכבה אחת, אך סידור הגרעינים גורם להופעה של יותר משכבה אחת.
  4. שינוי אפיתליה המעבר משתנה בהתאם לעוצמת השלפוחית.

רקמות חיבור

רקמות החיבור מורכבות ממטריצה ​​המורכבת מתאים חיים וחומר שאינו חי, הנקרא חומר הקרקע. החומר הטחון עשוי מחומר אורגני (בדרך כלל חלבון) ומחומר לא אורגני (בדרך כלל מינרל או מים). התא העיקרי של רקמות החיבור הוא הפיברובלסט. תא זה מייצר את הסיבים הנמצאים כמעט בכל רקמות החיבור. פיברובלסטים הם תנועתיים, מסוגלים לבצע מיטוזה, ויכולים לסנתז כל רקמת חיבור הדרושה. בחלק מהרקמות ניתן למצוא מקרופאגים, לימפוציטים ולעתים גם לויקוציטים. בחלק מהרקמות יש תאים מיוחדים שאינם נמצאים באחרות. המטריצה ​​ברקמות החיבור מעניקה לרקמה את צפיפותה. כאשר לרקמת חיבור יש ריכוז גבוה של תאים או סיבים, יש לה מטריצה ​​פחות צפופה.

החלק האורגני או סיבי החלבון המצויים ברקמות החיבור הם סיבים קולגן, אלסטיים או רשתיים. סיבי קולגן מספקים חוזק לרקמה, ומונעים ממנה להיקרע או להיפרד מהרקמות שמסביב. סיבים אלסטיים עשויים מהחלבון אלסטין; סיב זה יכול להימתח לאחד וחצי מאורכו ולחזור לגודלו ולצורתו המקוריים. סיבים אלסטיים מספקים גמישות לרקמות. סיבי רשתית הם הסוג השלישי של סיבי חלבון המצויים ברקמות חיבור. סיב זה מורכב מחוטים דקים של קולגן היוצרים רשת סיבים לתמיכה ברקמה ובאיברים אחרים שאליהם הוא מחובר. הסוגים השונים של רקמות החיבור, סוגי התאים והסיבים מהם הם עשויים, ומיקומי הדגימות של הרקמות מסוכמים בטבלה.

טבלה ( PageIndex {2} ): רקמות חיבור
רִקמָהתאיםסיביםמקום
רופף/ארולריפיברובלסטים, מקרופאגים, כמה לימפוציטים, כמה נויטרופיליםמעטים: קולגן, אלסטי, רטיקולריסביב כלי דם; עוגנים אפיתליה
רקמת חיבור צפופה וסיביתפיברובלסטים, מקרופאגים,בעיקר קולגןלא סדיר: עור רגיל: גידים, רצועות
סָחוּסכונדרוציטים, כונדרובלסטיםהיאלין: מעט קולגן פיברוסחוס: כמות גדולה של קולגןשלד כריש, עצמות עוברית, אוזניים אנושיות, דיסקים בין חולייתיים
עֶצֶםאוסטאובלסטים, אוסטאוציטים, אוסטאוקלסטיםחלקם: קולגן, אלסטישלדי חוליות
שומניאדיפוציטיםמְעַטִיםשומני (שומן)
דָםתאי דם אדומים, תאי דם לבניםאף אחדדָם

רקמת חיבור רופפת/ארולרית

ברקמת חיבור רופפת, הנקראת גם רקמת חיבור ארזולרית, יש דגימה של כל מרכיבי רקמת החיבור. כפי שמוצג באיור ( PageIndex {6} ), לרקמת חיבור רופפת יש כמה פיברובלסטים; מקרופאגים קיימים גם כן. סיבי הקולגן רחבים יחסית ומכתימים בוורוד בהיר, בעוד שסיבי אלסטי הם דקים ומכתימים כחול כהה עד שחור. החלל בין האלמנטים שנוצרו של הרקמה מלא במטריצה. החומר ברקמת החיבור נותן לו עקביות רופפת הדומה לצמר גפן שנפרק. רקמת חיבור רופפת נמצאת סביב כל כלי דם ועוזרת לשמור על הכלי במקום. הרקמה נמצאת גם סביב ובין רוב איברי הגוף. לסיכום, רקמה אראולרית היא קשוחה, אך גמישה, וכוללת ממברנות.

רקמת חיבור סיבית

רקמות חיבור סיביות מכילות כמויות גדולות של סיבי קולגן ומעט תאים או חומר מטריקס. ניתן לסדר את הסיבים באופן לא סדיר או קבוע כשהגדילים מסודרים במקביל. רקמות חיבור סיביות לא מסודרות נמצאות באזורים בגוף בהם מתח מתרחש מכל הכיוונים, כגון הדרמיס של העור. רקמת חיבור סיבית רגילה, המוצגת באיור (PageIndex{7}), נמצאת בגידים (המחברים שרירים לעצמות) וברצועות (המחברים עצמות לעצמות).

סָחוּס

סחוס הוא רקמת חיבור עם כמות גדולה של המטריצה ​​וכמויות משתנות של סיבים. התאים, הנקראים כונדרוציטים, יוצרים את המטריצה ​​והסיבים של הרקמה. כונדרוציטים נמצאים בחללים בתוך הרקמה הנקראים lacunae.

סחוס עם מעט קולגן וסיבים אלסטיים הוא סחוס היאליני, המודגם באיור (PageIndex{8}). הלקונים מפוזרים באופן אקראי ברחבי הרקמה והמטריצה ​​מקבלת מראה חלבי או משופשף עם כתמים היסטולוגיים שגרתיים. לכרישים יש שלדים סחוסיים, כמו כמעט כל השלד האנושי בשלב התפתחותי ספציפי שלפני הלידה. שריד של סחוס זה נמשך בחלק החיצוני של האף האנושי. סחוס היליין נמצא גם בקצות עצמות ארוכות, מה שמפחית את החיכוך ומרפד את מפרקי העצמות הללו.

לסחוס אלסטי יש כמות גדולה של סיבים אלסטיים, המעניקים לו גמישות אדירה. האוזניים של רוב בעלי החוליות מכילות סחוס זה כמו חלקים של הגרון או תיבת הקול. פיברוסחוס מכיל כמות גדולה של סיבי קולגן, המעניקים לרקמה חוזק אדיר. Fibrocartilage כולל את הדיסקים הבין חולייתיים בחיות חוליות. סחוס היאליני המצוי במפרקים נעים כמו הברך והכתף ניזוק כתוצאה מגיל או טראומה. סחוס היאלין פגוע מוחלף על ידי פיברקרטיל וכתוצאה מכך המפרקים הופכים ל"נוקשים ".

עֶצֶם

עצם, או רקמת עצם, היא רקמת חיבור שיש בה כמות גדולה של שני סוגים שונים של חומר מטריקס. המטריצה ​​האורגנית דומה לחומר המטריצה ​​המצוי ברקמות חיבור אחרות, כולל כמות מסוימת של קולגן וסיבים אלסטיים. זה נותן כוח וגמישות לרקמה. המטריצה ​​האי -אורגנית מורכבת ממלחים מינרליים - בעיקר מלחי סידן - המעניקים לרקמות קשיות. ללא חומר אורגני מתאים במטריצה, הרקמה נשברת; ללא חומר אורגני מתאים במטריצה, הרקמה מתכופפת.

ישנם שלושה סוגי תאים בעצם: אוסטאובלסטים, אוסטאוציטים ואוסטאוקלסטים. אוסטאובלסטים פעילים בייצור עצם לצמיחה ושיפוץ. אוסטאובלסטים מפקידים חומר עצם למטריצה, ולאחר שהמטריצה ​​מקיפה אותם, הם ממשיכים לחיות, אך במצב מטבולי מופחת כאוסטאוציטים. אוסטאוציטים נמצאים בחסר של העצם. אוסטאוקלסטים פעילים בפירוק עצם לצורך שיפוץ עצם, והם מספקים גישה לסידן המאוחסן ברקמות. אוסטאוקלסטים נמצאים בדרך כלל על פני השטח של הרקמה.

ניתן לחלק את העצם לשני סוגים: קומפקטי וספוגית. עצם קומפקטית נמצאת בפיר (או בדיאפיזה) של עצם ארוכה ובמשטח העצמות השטוחות, ואילו עצם ספוגית נמצאת בקצה (או אפיפיזה) של עצם ארוכה. עצם קומפקטית מאורגנת ליחידות משנה הנקראות אוסטונים, כפי שמוצג באיור ( PageIndex {9} ). כלי דם ועצב נמצאים במרכז המבנה בתוך התעלה האברסיאנית, כשסביבו מעגלים של לקונות מקרינים המכונים lamellae. הקווים הגליים הנראים בין הלקונים הם מיקרו-ערוצים הנקראים canaliculi; הם מחברים את החסר כדי לסייע בדיפוזיה בין התאים. עצם ספוגית עשויה מצלחות זעירות הנקראות trabeculae צלחות אלו משמשות כתמוכות להענקת חוזק העצם הספוגית. עם הזמן, צלחות אלו עלולות להישבר ולגרום לעצם להיות פחות עמידה. רקמת עצם יוצרת את השלד הפנימי של בעלי חיים בעלי חוליות, המספקת מבנה לבעלי החיים ונקודות חיבור לגידים.

רקמת שומן

רקמת השומן, או רקמת השומן, נחשבת לרקמת חיבור למרות שאין לה פיברובלסטים או מטריצה ​​אמיתית ויש לה רק כמה סיבים. רקמת השומן מורכבת מתאים הנקראים אדיפוציטים האוספים ושומרים שומן בצורה של טריגליצרידים, למטבוליזם של אנרגיה. רקמות השומן משמשות בנוסף כבידוד כדי לסייע בשמירה על טמפרטורת הגוף, מה שמאפשר לבעלי חיים להיות אנדותרמיים, והן מתפקדות כריפוד מפני נזק לאיברי הגוף. תחת מיקרוסקופ, תאי רקמת השומן נראים ריקים עקב מיצוי השומן במהלך עיבוד החומר לצפייה, כפי שניתן לראות בתרשים ( PageIndex {10} ). הקווים הדקים בתמונה הם ממברנות התא, והגרעינים הם הנקודות הקטנות והשחורות בשולי התאים.

דָם

דם נחשב לרקמת חיבור מכיוון שיש לו מטריצה, כפי שמוצג באיור ( PageIndex {11} ). סוגי התאים החיים הם תאי דם אדומים (RBC), הנקראים גם אריתרוציטים, ותאי דם לבנים (WBC), המכונים גם לויקוציטים. חלק הנוזלים של דם מלא, המטריצה ​​שלו, נקרא בדרך כלל פלזמה.

התא שנמצא בשפע הגדול ביותר בדם הוא אריתרוציט. אריתרוציטים נספרים במיליונים בדגימת דם: המספר הממוצע של כדוריות הדם האדומות בפרימטים הוא 4.7 עד 5.5 מיליון תאים למיקרוליטר. אריתרוציטים הם באופן עקבי באותו גודל במין, אך משתנים בגודלם בין המינים. לדוגמה, הקוטר הממוצע של כדורית דם אדומה של פרימט הוא 7.5 µl, כלב קרוב ל-7.0 µl, אבל קוטר RBC של חתול הוא 5.9 µl. אריתרוציטים של כבשים קטנים עוד יותר ב -4.6 µl. אריתרוציטים יונקים מאבדים את הגרעינים והמיטוכונדריה כאשר הם משתחררים ממח העצם במקום בו הם נוצרים. דגי דם, דו -חיים ותאי דם אדומים של עופות שומרים על הגרעינים והמיטוכונדריה שלהם לאורך כל חיי התא. תפקידו העיקרי של אריתרוציט הוא לשאת ולהעביר חמצן לרקמות.

לוקוציטים הם תאי הדם הלבנים השולטים הנמצאים בדם ההיקפי. לויקוציטים נספרים באלפים בדם עם מדידות המבוטאות בטווחים: ספירת פרימטים נעה בין 4,800 ל-10,800 תאים למיקרוגל, כלבים בין 5,600 ל-19,200 תאים למיקרוליטר, חתולים בין 8,000 ל-25,000 תאים ל- 40,000 תאים לחתול, לכל µl, וחזירים מ -11,000 עד 22,000 תאים לכל µl.

לימפוציטים מתפקדים בעיקר בתגובה החיסונית לאנטיגנים זרים או לחומר. סוגים שונים של לימפוציטים מייצרים נוגדנים המותאמים לאנטיגנים הזרים ושולטים על ייצורם של אותם נוגדנים. נויטרופילים הם תאים פגוציטים והם משתתפים באחד מקווי ההגנה המוקדמים מפני פולשים מיקרוביאליים, המסייעים בסילוק חיידקים שחדרו לגוף. לויקוציט נוסף שנמצא בדם ההיקפי הוא המונוציט. מונוציטים מולידים מקרופאגים פגוציטים המנקים תאים מתים ופגועים בגוף, בין אם הם זרים ובין מהחי המארח. שני לויקוציטים נוספים בדם הם אאוזינופילים ובזופילים - שניהם עוזרים להקל על התגובה הדלקתית.

החומר המעט גרגרי בין התאים הוא שבר ציטופלסמי של תא במח העצם. זה נקרא טסיות או טרומבוציטים. הטסיות משתתפות בשלבים שלפני קרישת הדם כדי לעצור דימום דרך כלי דם פגומים. לדם יש מספר תפקידים, אך בעיקר הוא מעביר חומר דרך הגוף כדי להביא חומרים מזינים לתאים ולסלק מהם חומרי פסולת.

רקמות שרירים

ישנם שלושה סוגי שרירים בגוף החי: חלק, שלד ולב. הם נבדלים זה מזה על ידי נוכחות או היעדר פסים או פסים, מספר ומיקומם של הגרעינים, בין אם הם נשלטים מרצון או בלתי רצוני, ומיקומם בתוך הגוף. הטבלה מסכמת את ההבדלים הללו.

טבלה ( PageIndex {3} ): סוגי שרירים
סוג השרירStriationsגרעיניםלִשְׁלוֹטמקום
חלקלאיחיד, במרכזלֹא רְצוֹנִיאיברים קרביים
שִׁלדִיכןרבים, בפריפריהמִרָצוֹןשרירי שלד
שֶׁל הַלֵבכןרווק, במרכזלֹא רְצוֹנִילֵב

שריר חלק

לשריר חלק אין פסים בתאים שלו. יש לו גרעין יחיד, הממוקם במרכז, כפי שמוצג באיור ( PageIndex {12} ). כיווץ שריר חלק מתרחש תחת שליטה עצבית לא רצונית, אוטונומית ובתגובה לתנאים מקומיים ברקמות. רקמת שריר חלק נקראת גם לא מפוספסת מכיוון שהיא חסרה את המראה החבוש של שרירי השלד והלב. דפנות כלי הדם, צינורות מערכת העיכול וצינורות מערכות הרבייה מורכבות בעיקר משריר חלק.

שריר שלד

לשרירי השלד יש פסים על פני התאים הנגרמים כתוצאה מסידור החלבונים האקטין והתכווצות המיוזין. תאי שריר אלה ארוכים יחסית ויש להם גרעינים מרובים לאורך קצה התא. שרירי השלד נמצאים תחת שליטה רצונית וסומטית של מערכת העצבים והוא נמצא בשרירים המניעים עצמות. איור ( PageIndex {12} ) ממחיש את ההיסטולוגיה של שרירי השלד.

שריר הלב

שריר הלב, המוצג באיור (PageIndex{12}), נמצא רק בלב. בדומה לשריר השלד, יש לו תאים צולבים בתאיו, אך לשריר הלב יש גרעין יחיד הממוקם במרכז. שריר הלב אינו תחת שליטה רצונית אך יכול להיות מושפע ממערכת העצבים האוטונומית להאיץ או להאט. תכונה נוספת לתאי שריר הלב היא קו המשתרע לאורך קצה התא כאשר הוא ניגש לתא הלב הבא בשורה. קו זה נקרא דיסק אינטראקאלי: הוא מסייע בהעברת דחף חשמלי ביעילות מתא אחד למשנהו ושומר על הקשר החזק בין תאי הלב השכנים.

רקמות עצביות

רקמות עצביות עשויות תאים המתמחים לקבל ולהעביר דחפים חשמליים מאזורים ספציפיים בגוף ולשלוח אותם למקומות ספציפיים בגוף. התא הראשי של מערכת העצבים הוא הנוירון, המתואר באיור ( PageIndex {13} ).המבנה הגדול בעל גרעין מרכזי הוא גוף התא של הנוירון. תחזיות מגוף התא הן דנדריטים המתמחים בקבלת קלט או אקסון יחיד המתמחה בהעברת דחפים. מוצגים גם כמה תאי גליה. האסטרוציטים מווסתים את הסביבה הכימית של תא העצב, ואוליגודנדרוציטים מבודדים את האקסון כך שהדחף העצבי החשמלי מועבר ביעילות רבה יותר. תאי גליה אחרים שאינם מוצגים תומכים בדרישות התזונה והפסולת של הנוירון. חלק מתאי הגליה הם פגוציטים ומסירים פסולת או תאים פגומים מהרקמה. עצב מורכב נוירונים ותאי גליה.

קישור ללמידה

לחץ על הסקירה האינטראקטיבית למידע נוסף על רקמות אפיתל.

חיבורי קריירה: פתולוג

פתולוג הוא רופא או וטרינר שהתמחה באיתור מעבדה של מחלות בבעלי חיים, כולל בני אדם. אנשי מקצוע אלה משלימים את השכלה בבית הספר לרפואה ועוקבים אחריו עם התמחות נרחבת לאחר תואר שני במרכז רפואי. פתולוג רשאי לפקח על מעבדות קליניות להערכת רקמות הגוף ודגימות דם לאיתור מחלות או זיהומים. הם בודקים דגימות רקמות באמצעות מיקרוסקופ לזיהוי סוגי סרטן ומחלות אחרות. חלק מהפתולוגים מבצעים נתיחה שלאחר המוות כדי לקבוע את סיבת המוות והתקדמות המחלה.

סיכום

אבני הבניין הבסיסיות של בעלי חיים מורכבים הם ארבע רקמות ראשוניות. אלה משולבים ליצירת איברים, שיש להם תפקיד ספציפי, מיוחד בגוף, כגון העור או הכליה. האיברים מאורגנים יחד לביצוע פונקציות משותפות בצורה של מערכות. ארבע הרקמות הראשוניות הן אפיתליה, רקמות חיבור, רקמות שריר ורקמות עצבים.

מילון מונחים

canaliculus
מיקרו-ערוץ המחבר את החסר ומסייע בדיפוזיה בין התאים
סָחוּס
סוג של רקמת חיבור עם כמות גדולה של מטריצת חומר טחון, תאים הנקראים כונדרוציטים, וכמה סיבים
כונדרוציט
תא שנמצא בסחוס
אפיתליה עמודית
אפיתליה עשויה תאים גבוהים יותר מכפי שהם רחבים, מתמחה בספיגה
רקמת חיבור
סוג הרקמה העשויה תאים, מטריצת חומר טחון וסיבים
אפיתליה קוביתית
אפיתליה עשויה תאים בצורת קובייה, המתמחה בתפקודי בלוטות
רקמת אפיתל
רקמה המכסה או מכסה איברים או רקמות אחרות
רקמת חיבור סיבית
סוג רקמת חיבור עם ריכוז גבוה של סיבים
חֶסֶר
מקום בסחוס ובעצם המכיל תאים חיים
רקמת חיבור רופפת (areolar)
סוג של רקמת חיבור עם כמויות קטנות של תאים, מטריצה ​​וסיבים; נמצא סביב כלי דם
מַטרִיצָה
מרכיב של רקמת חיבור העשוי מתאי חיים ותאים שאינם חיים (חומרי אדמה).
אוסטיאון
יחידת משנה של עצם קומפקטית
פסאודוסטרטגי
שכבת אפיתליה המופיעה רב שכבתית, אך היא כיסוי פשוט
אפיתליה פשוטה
שכבה אחת של תאי אפיתל
אפיתליה קשקשתית
סוג אפיתליה עשוי תאים שטוחים, המתמחה בסיוע דיפוזיה או מניעת שחיקה
אפיתליה מרובדת
שכבות מרובות של תאי אפיתל
טרבקולה
צלחת זעירה המרכיבה עצם ספוגית ונותנת לה כוח
אפיתליה מעבר
אפיתליה שיכולה לעבור להופעה מרובת שכבות לפשוטה; נקרא גם uroepithelial

רקמות שרירים

ישנם שלושה סוגי שרירים בגוף החי: חלק, שלד ולב. הם נבדלים זה מזה על ידי נוכחות או היעדר פסים או פסים, מספר ומיקומם של הגרעינים, בין אם הם נשלטים מרצון או בלתי רצוני, ומיקומם בתוך הגוף. טבלה מסכמת הבדלים אלה.

סוגי שרירים
סוג השריר Striations גרעינים לִשְׁלוֹט מקום
חלק לא רווק, במרכז לֹא רְצוֹנִי איברים קרביים
שִׁלדִי כן רבים, בפריפריה מִרָצוֹן שרירי שלד
שֶׁל הַלֵב כן רווק, במרכז לֹא רְצוֹנִי לֵב


שלב פיתוח 3: קיבה

בסוף מַחשׂוֹף, הפיצוץ הטיפוסי הוא כדור תאים עם חלל חלול באמצע (הבלסטוקואל). השלב הבא בהתפתחות העוברית הוא קיבה, שבו התאים בבלסטולה מסדרים את עצמם מחדש ליצירת שלוש שכבות של תאים ויוצרים את תוכנית הגוף. העובר בשלב זה נקרא א גסטרולה. קיבה מביאה לשלוש תוצאות חשובות:

  1. היווצרות הרקמות העובריות, הנקרא שכבות חיידקים. שכבות הנבט כוללות את אנדודרם, אקטודרם, ו מזודרם. כל שכבת נבט תתמקד מאוחר יותר לרקמות ומערכות איברים שונות.
  2. היווצרות המעיים העובריים, ה ארצ'נטרון.
  3. ה מראה חיצוני של הגדול צירי גוף. נזכיר שבמינים מסוימים, ה מידע המפרט צירי הגוף כבר היו קיימים במהלך המחשוף כתוצאה מכך גורמים ציטופלסמיים ו/או קוטביות חלמון, אבל הצירים למעשה הופכים גלוי כתוצאה מגסטרולציה.

הפרטים הספציפיים של גסטרולציה שונים במינים שונים של בעלי חיים, אך התהליך הכללי כולל תנועה דרמטית של תאים על פני העובר ובתוכו. בטריבלובלסטים (בעלי חיים עם שלוש שכבות נבט עובריות), קבוצה אחת של תאים עוברת לתוך הבלסטוקואל, החלק הפנימי של העובר, באמצעות פלישה הנקראת blastopore. תאים פנימיים אלה יוצרים את אנדודרם. קבוצה נוספת של תאים נעה להקיף לחלוטין את העובר, ויוצרת את אקטודרם, וקבוצה שלישית של תאים נעה למיקומים שבין השכבות החיצוניות והפנימיות של התאים, כדי ליצור את מזודרם. התאים האנדודרמליים ממשיכים דרך פנים העובר עד שהם מגיעים לצד השני, ויוצרים מסלול רציף דרך העובר. ארצ'נטרון, או מעיים עובריים. בפרוטוסטומים, הבלסטופור הופך לפה של העובר ב-deuterostome, הבלסטופור הופך לפי הטבעת של העובר.

לדיפלופלסטים (בעלי חיים עם שתי שכבות נבט בלבד) אין תאים מזודרמליים. לבעלי חיים אלה, הכוללים מדוזות וג'לי מסרק, יש סימטריה רדיאלית ולא דו-צדדית ויש להם הרבה פחות סוגי רקמה מאשר טריפלופלסטים בגלל היעדר מזודרם.

במהלך גסטרולציה, תאי העובר נעים באופן דרמטי. השכבה החיצונית של התאים נעה לכיוון הבלסטופור, המיקום על העובר שבו תאים אלו חודרים ליצירת שלוש השכבות העובריות, האקטודרם, המזודרם והאנדודרם. הסהר האפור הוא אזור ספציפי ב קסנופוס עוברי צפרדע המכוונים את תנועת התאים במהלך הקיבה. ההפלשה תימשך עד שתגיע לצד השני של העובר, תיצור פי הטבעת וגם הפה. אם blastospore מתפתח לפה או פי הטבעת קובע אם האורגניזם הוא פרוטוסטום או דו -דוסטרוסטום. קרדיט תמונה: שונה מאקדמיית Khan https://www.khanacademy.org/science/biology/ap-biology/developmental-biology/signaling-and-transcription-factors-in-development/a/frog-development-examples

שלוש שכבות החיידקים, המוצגות להלן, הן האנדודרם, האקטודרם והמזודרם. האקטודרם מולידה את מערכת העצבים ואת האפידרמיס. המזודרם מוליד את תאי השריר ורקמת החיבור בגוף. האנדודרם מוליד תאים עמודיים הנמצאים במערכת העיכול ואיברים פנימיים רבים.

שלוש שכבות הנבט מולידות סוגי תאים שונים בגוף החי. (קרדיט: שינוי עבודה על ידי NIH, NCBI)

סרטון זה מספק סקירה מרתקת של התפתחות בעלי חיים, עם דגש על קיבה (והעובדה שכולנו אוהבים, צינורות). התמקדו בדקות 7:40 הראשונות:

והסרטון הזה מתאר את הרקמות והאיברים השונים העולים משכבות הנבטים השונות במהלך התפתחות האדם:


מערכות חילופי גז

תפקידה העיקרי של מערכת הנשימה הוא להעביר חמצן לתאי רקמות הגוף ולהסיר פחמן דו חמצני, תוצר פסולת תא. המבנים העיקריים של מערכת הנשימה האנושית הם חלל האף, קנה הנשימה והריאות.

כל האורגניזמים האירוביים דורשים חמצן לביצוע תפקידם המטבוליסטי. לאורך העץ האבולוציוני, אורגניזמים שונים המציאו אמצעים שונים להשגת חמצן מהאטמוספירה שמסביב. הסביבה בה חיה החיה קובעת במידה רבה כיצד חיה נושמת. המורכבות של מערכת הנשימה מתואמת לגודל האורגניזם. ככל שגודל בעלי החיים גדל, מרחקי הדיפוזיה גדלים והיחס בין שטח הפנים לנפח יורד. באורגניזמים חד-תאיים, דיפוזיה על פני קרום התא מספיקה לאספקת חמצן לתא (איור 11.10). דיפוזיה היא תהליך הובלה איטי ופסיבי. על מנת שדיפוזיה תהיה אמצעי אפשרי למתן חמצן לתא, קצב ספיגת החמצן חייב להתאים לקצב הדיפוזיה על פני הממברנה. במילים אחרות, אם התא היה גדול או עבה מאוד, דיפוזיה לא הייתה יכולה לספק חמצן מספיק מהר לחלק הפנימי של התא. לכן, התלות בדיפוזיה כאמצעי להשגת חמצן והסרת פחמן דו חמצני נשארת אפשרית רק עבור אורגניזמים קטנים או בעלי גוף גושט במיוחד, כגון תולעים שטוחות רבות (Platyhelminthes). אורגניזמים גדולים יותר נאלצו לפתח רקמות נשימתיות מיוחדות, כגון זימים, ריאות ומעברי נשימה מלווים במערכות מחזוריות מורכבות, כדי להעביר חמצן בכל גופם.

איור 11.10 התא של האצות החד -תאיות Ventricaria ventricosa הוא אחד הגדולים ביותר, ומגיע לקוטר אחד עד חמישה סנטימטרים. כמו כל האורגניזמים החד תאיים, V. ventricosa מחליף גזים על פני קרום התא.


מעבדה 2: מיקרוסקופיה וחקר הרקמות

רקמות מורכבות מסוגים דומים של תאים הפועלים באופן מתואם לביצוע משימה משותפת, וחקר רמת הרקמות של הארגון הביולוגי הוא היסטולוגיה. ארבעה סוגי רקמות בסיסיים נמצאים בבעלי חיים.

אפיתל הוא סוג של רקמה שתפקידה העיקרי הוא לכסות ולהגן על משטחי הגוף אך יכול גם ליצור צינורות ובלוטות או להתמחות בהפרשה, הפרשה, ספיגה ושימון.

רקמות האפיתל מסווגות לפי מספר שכבות התא המרכיבות את הרקמה וצורת התאים. אפיתל פשוט מורכב משכבת ​​תאים אחת ואילו אפיתל מרובד מכיל מספר שכבות.

מכירת אפיתל יכולה להיות שטוחה (קשקשית = "דמוית קנה מידה"), בצורת קובייה (קובית) או גבוהה (עמודית). לכן, כדי לזהות נכון את סוג הרקמה נדרשות שלוש מילים (למשל, אפיתל עמודי פשוט, אפיתל קשקש, קשקש וכו '.

רקמת חיבור מבצע פונקציות כה מגוונות כמו כריכה, תמיכה, הגנה, בידוד והובלה. למרות הגיוון שלהן, כל רקמות החיבור מורכבות מתאים חיים המוטבעים במטריצה ​​סלולרית שאינה חיה המורכבת מסיבים תאיים או סוג כלשהו של חומר טחון. לפיכך, מה שמייחד את רקמות החיבור השונות הוא סוג המטריצה. דוגמאות לרקמת חיבור יכללו עצם, סחוס, גידים, רצועות, רקמת חיבור רופפת, רקמת שומן (ואפילו שומן) (אם כי רשויות מסוימות יסווגו את הדם כרקמת כלי דם).

רקמת שריר מתמחה בכיווץ. ישנם שלושה סוגים של רקמות שריר:

  1. שריר חלק (המיועד להתכווצויות איטיות, ממושכות ולא רצוניות) מורכב מתאים בצורת ציר עם גרעין אחד לכל תא.
  2. שִׁלדִי, או שריר מפוספס, המזוהה עם התכווצויות רצוניות, מכיל תאים גליליים עם גרעינים רבים לכל תא המסודרים בצרורות.
  3. שֶׁל הַלֵב (לֵב) שְׁרִיר מופשט כמו שריר שלד, אבל כל תא מכיל גרעין אחד בלבד.

רקמת עצבים מתמחה בקליטת גירויים והולכה של דחפים עצביים. הרקמה מורכבת מתאי עצב (נוירונים), שכל אחד מהם בנוי מגוף תא ותהליכי תאים המובילים דחפים לעבר (דנדריטים) או הרחק (אקסונים) מגוף התא. בדפים הבאים של יחידת מעבדה זו תהיה לך הזדמנות לבחון כמה סוגים (מתוך רבים) של רקמות בעלי חיים.

עם זאת, במונחים של הבנת פעולתו של גוף החי הרב-תאי, עליך להבין שרקמות הן רק אחת מרמות רבות הקשורות לארגון ביולוגי. רקמות רק לעתים נדירות פועלות לבד, אך במקום זאת הן מקובצות לאיברים. איברים משולבים ליצירת מערכות איברים (למשל מערכת הדם, מערכת העצבים, מערכת השלד, מערכת השרירים, מערכת ההפרשה, מערכת הרבייה וכו ') המתפקדות כיחידה משולבת הנקראת אורגניזם.

ביחידות הבאות של אתר Zoo Lab, תתוודע למגוון חיי בעלי החיים הנובע מאינטראקציה של כל מרכיבי המפתח הללו.

Lab-2 01

שקופית זו מציגה קטע דק של עור צפרדעים. החלק החיצוני ביותר של עור זה מורכב משכבה אחת של תאים שטוחים (קשקשיים) בצורה לא סדירה, המעניקה לרקמה את שמה. הערה: אתה צופה בקטע רקמות זה מלמעלה! שקופית זו מציגה קטע דק של עור צפרדעים. החלק החיצוני ביותר של עור זה מורכב משכבה אחת של תאים שטוחים (קשקשיים) בעלי צורה לא סדירה, מה שנותן לרקמה את שמה. הערה: אתה צופה בקטע הרקמה הזה מלמעלה!

Lab-2 02

החצים האדומים והכחולים מצביעים על רקמת אפיתל קובית פשוטה

זוהי שקופית של קטע דק שנלקח מכליית היונקים ומראה את הצינורות הרבים המרכיבים חלק גדול מאיבר זה. הקירות של צינורות אלה (המצביעים עליהם על ידי החצים האדומים) מורכבים מתאי אפיתל קוביים פשוטים, אשר בדרך כלל בצורתם שישה צדדים אך עשויים להיראות מרובעים ממבט צד. שימו לב גם לדופן הדק של אפיתל קובודי פשוט (המצביע עליו החץ הכחול) שיוצר את הקצה העליון של קטע זה.

Lab-2 03

  1. שריר חלק (שכבה ארוכה)
  2. שריר חלק (שכבה מעגלית)
  3. אפיתל עמודי פשוט
  4. תא גביע
  5. לומן של המעי

שקופית זו היא חתך רוחבי מהמעי הדק. אל לומן המעי (החלל) מבצבצות נקודות רבות דמויות אצבע הנקראות villi, אשר מתפקדות להאט את מעבר המזון ולהגדיל את שטח הפנים לספיגת חומרים מזינים. רירית הווילי הללו היא שכבת רקמות הנקראת רירית, המורכבת מתאים אפיתליים עמודים פשוטים. בין תאים עמודים אלו משובצים תאי גביע המפרישים ריר ללומנם של המעי. במהלך ההכנה ההיסטולוגית השגרתית, הריר הולך לאיבוד ומשאיר ציטופלזמה בהירה או מוכתמת קלות. מתחת לכיסוי דק וחיצוני של המעי הנקרא סרוסה נמצאת שכבה עבה של תאי שריר חלקים הנקראים muscularis externa. Muscularis externa מחולק לשכבת שריר אורכית חיצונית עם תאים הנמשכים לאורך ציר המעי ושכבת שריר פנימית ועגולה שסיביה מקיפים את האיבר. כיווץ פריסטלטי של שתי שכבות השרירים הללו שומר על תנועת המזון דרך מערכת העיכול.

1- שריר חלק (שכבה ארוכה) & 2 - שריר חלק (שכבה מעגלית)

3 - אפיתל עמוד פשוט & amp 2 - תא גביע

Lab-2 04

  1. תא גביע
  2. תאי אפיתל עמודים
  3. גרעין תא אפיתל
  4. לומן של המעי

Lab-2 06

שקף זה מציג חתך רוחב של הוושט, החלק הראשון של מערכת העיכול המוביל אל הקיבה. שים לב שהאיבר מרופד בשכבות רבות של תאים המכונות יחד אפיתל קשקש מרובד. לפי ההסכמה, רקמות האפיתל השכבות נקראות לפי צורת התאים החיצוניים ביותר שלהן. לכן, למרות שהשכבות העמוקות והבסיסיות מורכבות מתאים קוביים ולעתים אף עמודים, תאים אלה על פני השטח הם בצורת קשקש (שטוחים), ונותנים לרקמה את שמה.

1 - אפיתל קשקש מרובד

Lab-2 07

Lab-2 08

שקופית זו מציגה קטע דק של רקמת חיבור רופפת (המכונה לפעמים רקמה ארזולרית). סוג זה של רקמות משמש באופן נרחב בכל הגוף לחיזוק העור, הממברנות, כלי הדם והעצבים וכן חיבור שרירים ורקמות אחרות יחד. לעתים קרובות הוא ממלא את הרווחים שבין רקמת האפיתל, השריר והעצב, ויוצר את מה שמכונה סטרומה של איבר, בעוד שהמונח פרנכימה מתייחס למרכיבים התפקודיים של איבר. הרקמה מורכבת מרשת נרחבת של סיבים המופרשים על ידי תאים הנקראים פיברובלסטים. הסיבים הרבים ביותר הם סיבי הקולגן העבים יותר, המכתים קלות (ורוד) (1). ניתן לראות בקטע גם סיבים אלסטיים דקים יותר וכתמים כהים (2) המורכבים מהחלבון אלסטין. s הוא שקופית של קטע דק שנלקח מהכליה של היונק ומראה את הצינורות הרבים המרכיבים חלק גדול מהאיבר הזה. דפנות הצינורות הללו (החצים האדומים מצביעים אליהם) מורכבים מתאי אפיתל קוביים פשוטים, שהם בדרך כלל בעלי צלעות דו-צדדיות אך עשויים להיראות מרובעים ממבט צדדי. שימו לב גם לדופן הדקה של אפיתל קובובידי פשוט (שהחץ הכחול מצביע עליו) היוצר את הקצה העליון של קטע זה.

Lab-2 09
  1. לומן של קנה הנשימה
  2. אפיתל עמודי פסאודוסטרוט (סיילי).
  3. סחוס היליין (100x)
  4. רקמת שומן

שקופית זו המציגה חתך של קנה הנשימה של יונקים (צינור הרוח) מכילה דוגמאות למספר סוגים שונים של רקמות. התמיכה בקנה הנשימה היא טבעת של רקמת חיבור הנקראת סחוס היליין. הכונדרוציטים (תאי סחוס) המפרישים את המטריצה ​​התומכת הזו ממוקמים בחללים הנקראים lacunae.

3 - סחוס היליין (100x)

Lab-2 10

1 - סחוס היאלין (400x)

Lab-2 11

Lab-2 09

  1. לומן של קנה הנשימה
  2. אפיתל עמודי פסאודוסטראטי (עמודה מקרוב)
  3. סחוס היליין
  4. רקמת שומן

2 - אפיתל עמודי פסאודוסטרטטי (מבט מקרוב)

Lab-2 12

Lab-2 09

  1. לומן של קנה הנשימה
  2. אפיתל עמודי פסאודוסטראטי (עמודה מקרוב)
  3. סחוס היליין
  4. רקמת שומן (100x)

4 - רקמת שומן (100x)

Lab-2 10

2 - רקמת שומן (400x)

Lab-2 13

Lab-2 14

שקופית זו מכילה קטע של עצם קומפקטית מיובשת. שים לב כי מטריצת העצם מופקדת בשכבות קונצנטריות הנקראות lamellae. יחידת המבנה הבסיסית בעצם קומפקטית היא האוסטאון. בכל אוסטון, הלמות מסודרות סביב תעלה המרכזית האברסיאנית המאכלסת עצבים וכלי דם בעצמות חיות. האוסטאוציטים (תאי העצם) ממוקמים בחללים הנקראים lacunae, המחוברים ביניהם באמצעות צינורות הסתעפות דקים הנקראים canaliculi. "התעלות הקטנות" הללו מקרינות החוצה מהלקונות ויוצרות רשת ענפה המחברת תאי עצם זה לזה ולאספקת הדם.

מבט מקרוב על מערכת האברסיאן

Lab-2 15

Lab-2 16

זוהי שקופית של צרור רקמת שריר חלק שהוקפצה לגילוי התאים הבודדים. לכל אחד מתאי השריר הללו בצורת ציר יש גרעין יחיד ומוארך. ברוב בעלי החיים, רקמת שריר חלקה מסודרת בשכבות מעגליות ואורכיות הפועלות בצורה אנטגוניסטית לקיצור או להארכה ולכווץ או להרחיב את הגוף או האיבר. לדוגמא לסידור כזה, ראה את שתי שכבות השריר החלק על חתך של מעי יונקים.

מעבדה 2 17

  1. אפיתל קשקש מרובד
  2. צינור המורכב מאפיתל קובוידאלי פשוט
  3. שריר השלד
  4. רקמת שומן
  5. רקמת חיבור לא סדירה צפופה

מבט מקרוב על הלשון

Lab-2 18

Lab-2 20

שקופית זו מכילה קטע של שריר הלב, המפוספס כמו שריר שלד אך מותאם להתכווצויות קצובות לא רצוניות כמו שריר חלק. למרות שה-myofibrils הם מפוספסים לרוחב, לכל תא יש רק גרעין אחד במיקום מרכזי. שימו לב לרצועות הרוחביות המוכתמות קלות, הנקראות דיסקים אינטראקאליים (המסומנים בחצים הכחולים) המסמנים את הגבולות בין קצות התאים. אזורי צומת מיוחדים אלו ייחודיים לשריר הלב.

Lab-2 19

Lab-2 21

שקופית זו מכילה קטע אורך של גיד, המורכב מרקמת חיבור רגילה צפופה. שים לב לצרורות המסודרות באופן קבוע של סיבי קולגן ארוזים היטב הפועלים באותו כיוון, מה שמביא לרקמה גמישה עם עמידות רבה לכוחות משיכה.

Lab-2 22

מכיוון שהוא מורכב משכבה אחת של תאים דמויי קנה מידה, אפיתל קשקש פשוט מתאים היטב לפיזור וסינון מהיר. תאים אלה נראים משושה במבט פני השטח, אך במבט מהצד (כפי שמוצג בתמונה של הדגם למעלה), הם נראים שטוחים עם בליטות היכן שהגרעינים ממוקמים. אפיתל קשקש פשוט יוצר את הקירות הפנימיים של כלי הדם (אנדותל), את דופן הכמוסה של באומן של הכליה, את רירית חלל הגוף ואת הקרביים (הצפק הפריטונאלי והקרביים) ואת דפנות שקיות האוויר (alveoli) וצינורות הנשימה של הריאה.

נוף פני השטח

Lab-2 23

Lab-2 24

תאי אפיתל קובוידאליים פשוטים בדרך כלל בעלי שישה צדדים (בצורת קובייה), אך הם נראים מרובעים במבט הצד (כפי שמוצג בתמונה למעלה של הדגם) ומצולעים או משושים במבט מלמעלה. הגרעינים הכדוריים שלהם מכתים כהה ולעתים קרובות נותנים לשכבה מראה של מחרוזת חרוזים. סוג זה של רקמות מותאם להפרשה וספיגה. ניתן למצוא אותו באזורים כגון צינורות הכליות, כיסוי השחלה וכמרכיב בצינורות של בלוטות רבות.

במבט מלמעלה

Lab-2 25

Lab-2 26

אפיתל עמודי פשוט מורכב מתאי גבוה (עמודים) ארוזים זה בזה. במבט מהשטח הם נראים משושים אך במבט מהצד (כפי שמוצג בתמונת הדגם למעלה) הם מופיעים כשורת מלבנים כאשר הגרעינים המוארכים נמצאים לעתים קרובות באותה רמה, בדרך כלל בחלק התחתון של תָא. תאי אפיתל עמודים פשוטים עשויים להתמחות להפרשה (כגון תאי הגביע המפרישים שכבת מגן של ריר במעי הדק), לספיגה או להגנה מפני שחיקה. תאי אפיתל עמודיים מרפדים חלק גדול ממערכת העיכול, הביציות ובלוטות רבות.

מבט מהשטח

Lab-2 27

Lab-2 28

התמונה משמאל מציגה דגם של אפיתל עמודים פסאודוסטרוט. סוג זה של רקמה מורכב משכבה אחת של תאים הנשענים על קרום בסיס לא תאי המאבטח את האפיתל. הרקמה נראית מרובדת (המופיעה במספר שכבות) מכיוון שהתאים אינם כולם באותו גובה וכיוון שהגרעינים שלהם (המוצגים כמבנים אליפסים שחורים) ממוקמים ברמות שונות. אפיתל עמודי מסולסל מסווג מסומן בקו הנשימה (קנה הנשימה) ובדרכי מעבר נשימתיות גדולות יותר.

Lab-2 29

שריר השלד הוא הסוג הנפוץ ביותר של רקמת שריר המצוי בגוף החוליות, המהווה לפחות 40% ממסתו. למרות שהוא מופעל לרוב על ידי רפלקסים המתפקדים באופן אוטומטי בתגובה לגירוי חיצוני, שריר השלד נקרא גם שריר מרצון מכיוון שהוא הסוג היחיד הכפוף לשליטה מודעת. מכיוון שלסיבי שריר השלד יש רצועות ברורות הנקראות פסים שניתן לצפות בהן במיקרוסקופ, הוא נקרא גם שריר מפוספס. שים לב שתאי שריר השלד הם רב גרעיניים, כלומר לכל תא יש יותר מגרעין אחד.

Lab-2 30

שריר חלק הוא הפשוט מבין שלושת סוגי השרירים. הוא נמצא היכן שיש צורך בהתכווצויות איטיות, ממושכות ולא רצוניות כגון במערכת העיכול, מערכת הרבייה ואיברים פנימיים אחרים. תאי שריר חלק הם ארוכים וצירים בציר עם גרעין יחיד הממוקם במרכז. שריר חלק מסודר לרוב בשתי שכבות הפועלות בניצב זו לזו, שכבה עגולה שסיביה מופיעים בחתך כפי שמוצג בדגם למעלה ושכבה אורכית שסיביה נראים כקצוות כבל חתוך כשמסתכלים על הקצה.

מעבדה 2 31

שריר הלב מפוספס כמו שריר שלד אך מותאם להתכווצויות לא רצוניות וקצביות כמו שריר חלק. המיופיברילים מפוספסים לרוחב, אך לכל תא יש רק גרעין אחד במיקום מרכזי. שימו לב להקות הרוחביות הכחולות הכהות בדגם הנקראות דיסקים אינטראקאליים המסמנים את הגבולות בין קצוות תאי השריר. אזורי צומת מיוחדים אלו ייחודיים לשריר הלב.

Lab-2 32

מודל זה מציג חתך של עצם קומפקטית. שימו לב כי מטריצת העצם מופקדת בשכבות קונצנטריות הנקראות lamellae (5). יחידת המבנה הבסיסית בסוג זה של עצם היא המערכת האברסית, או אוסטאון. בכל אחד מהאוסטאונים הללו, הלמלות מסודרות סביב תעלה האוורסית המרכזית (1) המכילה עצבים (4) וכלי דם (2, 3) בעצם החיה. אוסטאוציטים או תאי עצם, (6) ממוקמים בחללים הנקראים lacunae (7) המחוברים באמצעות צינורות הסתעפות דקים הנקראים canaliculi (8). "התעלות הקטנות" הללו מקרינות החוצה מהלקונות ויוצרות רשת נרחבת, המאפשרת לתאי עצם לתקשר זה עם זה ולהחליף מטבוליטים.

Lab-2 33

התמונה למעלה היא של נוירון רב קוטבי מוגדל מאוד, סוג הנוירון הנפוץ ביותר שנמצא בבני אדם. שימו לב שגוף התא (1) מכיל את הגרעין (2) עם הגרעין הבולט כהה שלו (3). הסתעפות מגוף התא הן הרחבות ציטופלסמיות הנקראות תהליכי תאי עצב. בנוירונים מוטוריים (המוליכים דחפים עצביים לעבר תאי שריר), תהליכים אלה מורכבים מאקסון יחיד וארוך (4) ורבים מדנדריטים קצרים יותר (5).

4 - אקסון

Lab-2 34

שימו לב בתצוגה מוגדלת זו של אקסון שהוא מוקף בתאים מיוחדים הנקראים תאי שוואן (1) שממברנות הפלזמה שלהם יוצרות כיסוי של האקסון הנקרא נוירילמה (2), שמוצג בחום בדגם. תאי שוואן אלה מפרישים מעטפת מיאלין שומנית (3), המופיעה בצהוב על המודל, המגנה ומבודדת סיבי עצב זה מזה ומגבירה את מהירות העברת דחפים עצביים. תאי שוואן הסמוכים לאורך אקסון אינם נוגעים זה בזה ומשאירים פערים במעטפת הנקראים צמתים של רנבייר במרווחי זמן קבועים (4).


7.3 חמצון של פירובאט ומחזור חומצת הלימון

בחלק זה, תחקור את השאלה הבאה:

  • כיצד מכינים את פירובט, תוצר הגליקוליזה, לכניסה למחזור חומצת הלימון?
  • מהם תוצרי מחזור חומצת הלימון?

חיבור לקורסי AP ®

בשלב הבא של הנשימה הסלולרית - ובנוכחות חמצן - פירובט המיוצר בגליקוליזה הופך לקבוצת אצטיל המחוברת למולקולת נשא של קואנזים A. ה- COA של האצטיל המתקבל מועבר בדרך כלל מהציטופלזמה למיטוכונדריה, תהליך שמשתמש בכמה ATP. במיטוכונדריה, אצטיל CoA ממשיך למחזור חומצת הלימון. מחזור חומצת הלימון (CAC או TCA- מחזור חומצה tricarboxylic) ידוע גם בשם מחזור קרבס. במהלך ההמרה של פירובט לקבוצת האצטיל, מולקולה של CO2 ושני אלקטרונים בעלי אנרגיה גבוהה מוסרים. זכור שגליקוליזה מייצרת שתי מולקולות של פירובאט, וכל אחת יכולה להיצמד למולקולה של CoA ולאחר מכן להיכנס למחזור חומצת הלימון. (כלל פשוט הוא "לספור את הפחמנים". מכיוון שלא ניתן ליצור או להרוס חומר ואנרגיה, עלינו לתת את הדעת על הכל.) האלקטרונים נקלטים על ידי NAD +, ו-NADH נושא את האלקטרונים למסלול מאוחר יותר (האלקטרון שרשרת ההובלה המתוארת להלן) לייצור ATP. מולקולת הגלוקוז שנכנסה במקור לנשימה התאית בגליקוליזה התחמצנה לחלוטין. אנרגיה פוטנציאלית כימית שנאגרה בתוך מולקולות הגלוקוז הועברה ל-NADH או שימשה לסינתזה של מולקולות ATP.

מחזור חומצת הלימון מתרחש במטריקס המיטוכונדריאלי וכולל סדרה של תגובות חיזור ודקרבוקסילציה ששוב מסירות אלקטרונים באנרגיה גבוהה ומייצרות CO2. אלקטרונים אלה נושאים על ידי NADH ו- FADH2 לשרשרת העברת האלקטרונים הממוקמת בקריסטה של ​​המיטוכונדריון. (אינך צריך לשנן את השלבים במחזור חומצת הלימון, אך אם מצויד בתרשים של המחזור, תוכל לפרש את השלבים.) במהלך המחזור, ATP מסונתז מ- ADP ופוספט אנאורגני על ידי מצע- זרחון ברמה.

רעיון גדול 2 מערכות ביולוגיות מנצלות אנרגיה חופשית ואבני בניין מולקולריות כדי לצמוח, להתרבות ולשמור על הומאוסטזיס דינאמי.
הבנה מתמשכת 2. א צמיחה, רבייה ותחזוקה של מערכות חיות דורשות אנרגיה וחומר חופשיים.
ידע חיוני 2. א .2 אורגניזמים לוכדים ומאחסנים אנרגיה חופשית לשימוש בתהליכים ביולוגיים.
תרגול מדע 1.4 התלמיד יכול להשתמש בייצוגים ובמודלים כדי לנתח מצבים או לפתור בעיות בצורה איכותית וכמותית.
תרגול מדע 3.1 התלמיד יכול להעלות שאלות מדעיות.
מטרת למידה 2.4 התלמיד מסוגל להשתמש בייצוגים כדי להעלות שאלות מדעיות לגבי אילו מנגנונים ותכונות מבניות מאפשרים לאורגניזמים ללכוד, לאחסן ולהשתמש באנרגיה חופשית.
ידע חיוני 2. א .2 אורגניזמים לוכדים ומאחסנים אנרגיה חופשית לשימוש בתהליכים ביולוגיים
תרגול מדע 6.2 התלמיד יכול לבנות הסברים לתופעות על סמך ראיות שהופקו באמצעות פרקטיקות מדעיות.
מטרת למידה 2.5 התלמיד מסוגל לבנות הסברים על המנגנונים והתכונות המבניות של תאים המאפשרים לאורגניזמים ללכוד, לאחסן או להשתמש באנרגיה חופשית.
רעיון גדול 4 מערכות ביולוגיות מקיימות אינטראקציה, ולמערכות אלו ולאינטראקציות ביניהן יש תכונות מורכבות.
הבנה מתמשכת 4. א אינטראקציות בתוך מערכות ביולוגיות מובילות למאפיינים מורכבים.
ידע חיוני 4. א .2 המבנה והתפקוד של רכיבים תת -תאיים, ואינטראקציות שלהם, מספקים תהליכים סלולריים חיוניים.
תרגול מדע 1.4 התלמיד יכול להשתמש בייצוגים ובמודלים כדי לנתח מצבים או לפתור בעיות בצורה איכותית וכמותית.
מטרת למידה 4.6 התלמיד מסוגל להשתמש בייצוגים ובמודלים כדי לנתח מצבים בצורה איכותית כדי לתאר כיצד אינטראקציות של מבנים תת-תאיים, בעלי פונקציות מיוחדות, מספקות פונקציות חיוניות.

תמיכה במורים

הצג את מחזור חומצת הלימון באמצעות תמונות חזותיות כגון סרטון זה.

שאלות האתגר לתרגול המדעי מכילות שאלות מבחן נוספות לפרק זה שיעזרו לך להתכונן לבחינת AP. שאלות אלו עוסקות בסטנדרטים הבאים:
[APLO 2.1] [APLO 2.5] [APLO 2.16] [APLO 2.17] [APLO 2.18]

אם חמצן זמין, הנשימה האירובית תתקדם. בתאים אוקריוטים, מולקולות הפירובאט המיוצרות בסוף הגליקוליזה מועברות למיטוכונדריה. שם, פירובט יהפוך לקבוצת אצטיל שתאסוף ותופעל על ידי תרכובת נשאית הנקראת קואנזים A (CoA). התרכובת המתקבלת נקראת אצטיל CoA. CoA עשוי מוויטמין B5, חומצה פנטותנית. התא יכול לשמש אצטיל CoA במגוון דרכים, אך תפקידו העיקרי הוא להעביר את קבוצת האצטיל שמקורה בפירובאט לשלב הבא של המסלול בקטבוליזם של גלוקוז.

פירוק פירובט

על מנת שפירובט, תוצר הגליקוליזה, יכנס למסלול הבא, עליו לעבור מספר שינויים. ההמרה היא תהליך בן שלושה שלבים (איור 7.9).

שלב 1. קבוצת קרבוקסיל מוסרת מהפירובט, ומשחררת מולקולה של פחמן דו חמצני לתוך המדיום שמסביב. התוצאה של שלב זה היא קבוצת פחמן הידרוקסיאתיל הקשורה לאנזים (פירובט דהידרוגנאז). זהו הראשון מבין שישה הפחמנים ממולקולת הגלוקוז המקורית שיוסרו. שלב זה מתקדם פעמיים (זכור: יש שתיים מולקולות פירובט המיוצרות בסוף הגליקולזיס) עבור כל מולקולת גלוקוז המטבולית ולכן, שניים מתוך שש הפחמנים יוסרו בסוף שני השלבים.

שלב 2. קבוצת ההידרוקסיאתיל מתחמצנת לקבוצת אצטיל, והאלקטרונים נאספים על ידי NAD + ויוצרים NADH. האלקטרונים בעלי אנרגיה גבוהה מ- NADH ישמשו מאוחר יותר ליצירת ATP.

שלב 3. קבוצת האצטיל הקשורה לאנזים מועברת ל-CoA, ומייצרת מולקולה של אצטיל CoA.

שים לב שבשלב השני של חילוף החומרים של הגלוקוז, בכל פעם שאטום פחמן מוסר, הוא נקשר לשני אטומי חמצן, המייצרים פחמן דו חמצני, אחד מתוצרי הקצה העיקריים של הנשימה התאית.

אצטיל CoA ל- CO2

בנוכחות חמצן, אצטיל CoA מעביר את קבוצת האצטיל שלה למולקולה של ארבעה פחמן, אוקסלואצטט, ליצירת ציטראט, מולקולה בת שש פחמן עם שלוש קבוצות קרבוקסיל מסלול זה יסיק את שארית האנרגיה הניתנת להתחלה כגלוקוז מולקולה. מסלול יחיד זה נקרא בשמות שונים: מחזור חומצת הלימון (עבור אמצע הביניים הראשון שנוצר - חומצת לימון, או ציטראט - כאשר אצטט מצטרף לאוקסלאצטט), מחזור ה- TCA (מכיוון שחומצת לימון או ציטראט ואיזוציטרט הן חומצות טריקרבוקסיליות), ומחזור קרבס, אחרי הנס קרבס, שזיהה לראשונה את המדרגות במסלול בשנות השלושים בשרירי מעוף יונים.

מעגל החומצה הציטרית

בדומה להמרה של פירובאט לאצטיל CoA, מחזור חומצת הלימון מתרחש במטריצת המיטוכונדריה. כמעט כל האנזימים במחזור חומצת הלימון מסיסים, למעט האנזים succinate dehydrogenase, המוטבע בממברנה הפנימית של המיטוכונדריון. שלא כמו הגליקוליזה, מחזור חומצת הלימון הוא לולאה סגורה: החלק האחרון של המסלול מייצר מחדש את המתחם המשמש בשלב הראשון. שמונה שלבי המחזור הם סדרה של תגובות חמצון, התייבשות, לחות ודקרבוקסילציה המייצרות שתי מולקולות פחמן דו חמצני, אחת GTP/ATP וצורות מופחתות של NADH ו- FADH2 (איור 7.10). זה נחשב למסלול אירובי מכיוון שה- NADH ו- FADH2 המיוצרים חייבים להעביר את האלקטרונים שלהם למסלול הבא במערכת, שישתמש בחמצן. אם העברה זו אינה מתרחשת, גם שלבי החמצון של מחזור חומצת הלימון אינם מתרחשים. שים לב שמחזור חומצת הלימון מייצר מעט מאוד ATP ישירות ואינו צורך ישירות חמצן.

שלבים במחזור חומצת לימון

שלב 1. לפני תחילת השלב הראשון, מתרחש שלב מעבר שבמהלכו הופכת חומצה פירובית לאצטיל CoA. לאחר מכן, מתחיל השלב הראשון של המחזור: זהו שלב עיבוי, המשלב את קבוצת האצטיל הדו-פחמנית עם מולקולת ארבעה פחמן אוקסלואצטט ליצירת מולקולה של ציטראט בעלת שש פחמן. CoA נקשר לקבוצת סולפידריל (-SH) ומתפזר משם ובסופו של דבר משתלב עם קבוצת אצטיל נוספת. שלב זה הוא בלתי הפיך מכיוון שהוא אקסרגוני ביותר. קצב התגובה הזה נשלט על ידי משוב שלילי וכמות ה-ATP הזמינה. אם רמות ה- ATP עולות, קצב התגובה הזו יורד. אם יש מחסור ב- ATP, השיעור עולה.

שלב 2. בשלב שני, ציטראט מאבד מולקולת מים אחת ומרוויח אחר כאשר ציטראט הופך לאיזומר שלו, איזוציטרט.

שלב 3. בשלב השלישי, איזוציטרט מתחמצן, ומייצר מולקולה של חמישה פחמן, α-ketoglutarate, יחד עם מולקולה של CO2 ושני אלקטרונים, המפחיתים את NAD + ל- NADH. שלב זה מוסדר גם על ידי משוב שלילי מ- ATP ו- NADH, והשפעה חיובית של ADP.

שלבים 3 ו-4. שלבים שלוש וארבע הם שלבי חמצון וגם שלבי דה-קרבוקסילציה, המשחררים אלקטרונים המפחיתים NAD + ל-NADH ומשחררים קבוצות קרבוקסיל היוצרות CO2 מולקולות. α-Ketoglutarate הוא תוצר של שלב שלישי, וקבוצת סוקסיניל היא תוצר של שלב רביעי. CoA קושר את קבוצת succinyl ליצירת CoA succinyl. האנזים המזרז את שלב רביעי מווסת על ידי עיכוב משוב של ATP, succinyl CoA ו-NADH.

שלב 5. בשלב חמישי, קבוצת קרבוקסיל מוחלפת בקו-אנזים A, ונוצר קשר עתיר אנרגיה. אנרגיה זו משמשת בפוספורילציה ברמת המצע (במהלך ההמרה של קבוצת הסוקסיניל לסוקסינט) ליצירת גואנין טריפוספט (GTP) או ATP. ישנן שתי צורות של האנזים, הנקראות איזואנזים, לשלב זה, בהתאם לסוג הרקמה החיה בה הן נמצאות. צורה אחת נמצאת ברקמות המשתמשות בכמויות גדולות של ATP, כגון לב ושרירי שלד. טופס זה מייצר ATP. הצורה השנייה של האנזים נמצאת ברקמות שיש להן מספר גבוה של מסלולים אנבוליים, כמו רקמות כבד. טופס זה מייצר GTP. GTP שווה מבחינה אנרגטית ל- ATP אולם השימוש בו מוגבל יותר. בפרט, סינתזת החלבון משתמשת בעיקר ב- GTP.

שלב 6. שלב שישי הוא תהליך התייבשות שהופך את הסוקסינט לפומאראט. שני אטומי מימן מועברים ל- FAD ומייצרים FADH2. האנרגיה הכלולה באלקטרונים של אטומים אלה אינה מספיקה להפחתת NAD + אך מספקת להפחתת FAD. בניגוד ל-NADH, נשא זה נשאר מחובר לאנזים ומעביר ישירות את האלקטרונים לשרשרת הובלת האלקטרונים. תהליך זה מתאפשר על ידי לוקליזציה של האנזים המזרז שלב זה בתוך הממברנה הפנימית של המיטוכונדריון.

שלב 7. מים מתווספים לפומרט במהלך שלב שבע, ומייצרים מאלאט. השלב האחרון במחזור חומצת לימון מחדש את אוקסלואצטט על ידי חמצון של מאלאט. מולקולה נוספת של NADH מיוצרת בתהליך.

קישור ללמידה

לחץ כאן על כל שלב של מחזור חומצת הלימון.

  1. הגליקוליזה מתרחשת במיטוכונדריה, המפיקות אנרגיה למטבוליזם תאי על ידי פירוק גלוקוז.
  2. רוב ה- ATP בו תא משתמש מיוצר במיטוכונדריה על ידי זרחון חמצוני.
  3. כל המסלולים המעורבים בייצור ATP מתרחשים במיטוכונדריה.
  4. הממברנה החיצונית של המיטוכונדריה עמוסה בחלבונים המעורבים בהעברת אלקטרונים ובסינתזת ATP.

מוצרים ממחזור חומצת לימון

שני אטומי פחמן נכנסים למחזור חומצת הלימון מכל קבוצת אצטיל, המייצגים ארבעה מתוך ששת הפחמנים של מולקולת גלוקוז אחת. שתי מולקולות פחמן דו חמצני משתחררות בכל סיבוב של המחזור, אולם אלה אינן מכילות בהכרח את אטומי הפחמן שנוספו לאחרונה. שני אטומי הפחמן האצטיל ישוחררו בסופו של דבר בפניות מאוחרות יותר של המחזור ולכן, כל ששת אטומי הפחמן ממולקולת הגלוקוז המקורית משולבים בסופו של דבר בפחמן דו חמצני. כל סיבוב במחזור יוצר שלוש מולקולות NADH ו-FADH אחד2 מולקולה. נשאים אלה יתחברו לחלק האחרון של הנשימה האירובית כדי לייצר מולקולות ATP. בכל מחזור נעשה גם GTP או ATP אחד. ניתן להשתמש בכמה מתרכובות הביניים במחזור חומצת הלימון בסינתזת חומצות אמינו לא חיוניות ולכן המחזור הוא אמפיבולי (קטבולי ואנאבולי).

חיבור תרגול מדע לקורסי AP®

תחשוב על זה

הסבר כיצד ציטראט ממחזור חומצת הלימון עשוי להשפיע על הגליקוליזה.אילו גורמים נוספים עשויים להשפיע על יעילות מחזור חומצת הלימון ומוצריו?

תמיכה במורים

שאלה זו היא יישום של מטרת הלמידה 2.4 ותרגול המדע 6.2 מכיוון שהתלמידים מתבקשים להסביר את הקשרים בין הגליקוליזה לבין מחזור חומצת הלימון וגורמים העשויים להשפיע על היעילות של תהליכים אלה.

תשובה אפשרית

בתור עמית אמזון אנו מרוויחים מרכישות מתאימות.

רוצה לצטט, לשתף או לשנות את הספר הזה? ספר זה הוא Creative Commons Attribution License 4.0 ואתה חייב לייחס את OpenStax.

    אם אתה מפיץ מחדש את כל הספר הזה או חלק ממנו בפורמט מודפס, עליך לכלול בכל עמוד פיזי את הייחוס הבא:

  • השתמש במידע שלהלן כדי ליצור ציטוט. אנו ממליצים להשתמש בכלי ציטוט כגון זה.
    • מחברים: ג'וליאן זדליס, ג'ון אגברכט
    • מוציא לאור/אתר: OpenStax
    • שם הספר: ביולוגיה לקורסי AP®
    • תאריך פרסום: 8 במרץ 2018
    • מיקום: יוסטון, טקסס
    • כתובת URL של הספר: https://openstax.org/books/biology-ap-courses/pages/1-introduction
    • כתובת URL של המדור: https://openstax.org/books/biology-ap-courses/pages/7-3-oxidation-of-pyruvate-and-the-citric-acid-cycle

    © 12 בינואר 2021 OpenStax. תוכן ספרי לימוד שהופק על ידי OpenStax מורשה תחת רישיון Creative Commons Attribution License 4.0. שם OpenStax, לוגו OpenStax, כריכות ספרים של OpenStax, שם OpenXX CNX ולוגו OpenStax CNX אינם כפופים לרישיון Creative Commons ואסור לשכפל אותם ללא הסכמה מראש ובכתב של אוניברסיטת רייס.


    מבוא לתרבות תאים ראשוניים

    תרבית תאים ראשוניים מספקת נתונים רלוונטיים יותר מבחינה ביולוגית מזו שנוצרה באמצעות שורות תאים. חששות משימוש בקווי תאים הביאו לצורך גדל והולך של תאים ראשוניים במגוון יישומים, החל ממחקר בסיסי ועד גילוי תרופות. לעתים קרובות, תאים ראשוניים משולבים עם טכנולוגיות חדשות יותר כגון תרבית תאים תלת-ממדית, בהינתן עלייה לאחרונה בקהילת המחקר להשתמש בריאגנטים טובים יותר כדי לשפר את המחקר.

    אך מהם תאים ראשוניים וכיצד הם שונים מקווי תאים? כיצד תוכל לייעל את תרבות התאים הראשונית שלך או ליצור מודלים רלוונטיים יותר מבחינה פיזיולוגית באמצעות תאים ראשוניים בתלת ממד? מצא את התשובות לשאלות אלה והקדמה מקיפה בנושא כאן בדף יישום התא הראשי שלנו, העמוס באוסף רחב של פרסומים, סמינרים מקוונים ומשאבים מועילים אחרים.

    אם אתם מכירים את תרבות התאים הראשונית ואתם מעוניינים לרכוש תאים או מוצרי מדיה של לונזה, להלן הקישורים המהירים למוצרים שלנו:

    עשה את הבחירות הנכונות בעת מחקר SARS-CoV-2 ו- COVID-19

    למידע נוסף על הפתרונות המשולבים שלנו שיכולים לתמוך בך מגילוי תרופות ועד פיתוח עבור SARS-CoV-2. בחר מתוך פאנל תורמים רחב של תאי דרכי הנשימה והחיסון, מדיית תרבית לתאים ראשוניים, מוצרי מדיה ומוצרי בדיקת אנדוטוקסינים לייצור חיסונים וחלבונים, או השתמש בטכנולוגיית Nucleofector TM שלנו ליצירת וירוסים.

    לונזה מציעה אוסף מקיף של תאים ראשוניים שמורים ורעננים התומכים בתחומי מחקר רבים. כל התאים עברו מקורות אתיים ואומתו על ידי בדיקת QC יסודית. התאים המשומרים בהקפאה שלנו מפחיתים את נטל הבידודים העצמיים וה-QC הדורשים מומחיות, תשתית וגישה לרקמות התורמות המתאימה, שמקורן באתיקה. חוקרים המשתמשים בתאים טריים מתמודדים לעתים קרובות עם מכשולים של בידוד לא מוצלח, השוואת נתונים עם קבוצות מחוץ לאתר או השוואת נתונים במחקר ארוך טווח בשל השונות בין הבידודים. תאים מוגנים של Lonza & rsquos עוזרים להתגבר על אתגרים מעל.

    מוצרי מדיה תא עיקריים של Lonza & rsquos עברו אופטימיזציה לכל סוג תא.

    עבור רוב סוגי התאים הראשוניים, המדיום הקלאסי אינו מספיק כדי לתמוך בצמיחה, או כדי לשמור על הסמנים הפנוטיפיים. BulletKit ™ Media שלנו מנוסח עם גורמי גדילה נוספים והורמונים לתמיכה אופטימלית בגידול עקבי של תאים ראשוניים תוך שמירה על המאפיינים הספציפיים לרקמות. ארכיון הפרסומים והמאמרים הלבנים התומכים שלנו מראים את ההתאמה של ה-Primary Cell BulletKit TM Media שלנו להקמת מודלים מורכבים של תרבות משותפת או לפיתוח מודלים מתקדמים של תרבית תאים.

    הליכי תרבית תאים מתבצעים עם שני סוגי תאים:

    תאים ראשוניים ותאי ndash המבודדים ישירות מרקמת אדם או בעלי חיים באמצעות שיטות אנזימטיות או מכניות. לאחר שהן מבודדות, הן ממוקמות בסביבה מלאכותית במיכלי פלסטיק או זכוכית הנתמכים במדיום מיוחד המכיל חומרים מזינים חיוניים וגורמי גדילה לתמיכה בריבוי. תאים ראשוניים יכולים להיות משני סוגים & חסיד או השעיה. תאים נצמדים דורשים התקשרות לצמיחה ונאמר שהם תאים תלויי עיגון. התאים הנצמדים בדרך כלל נגזרים מרקמות של איברים. תאי ההשעיה אינם דורשים התקשרות לצמיחה ואומרים שהם תאים בלתי תלויים במעגן. רוב תאי ההשעיה מבודדים ממערכת הדם. ישנם תאי השעיה שמקורם ברקמה זמינים כגון הפטוציטים או תאי מעיים המתאימים ליישומי ADMET. למרות שלתאים ראשוניים בדרך כלל תוחלת חיים מוגבלת, הם מציעים מספר עצום של יתרונות בהשוואה לשורות תאים. בעת ביצוע תרבית תאים ראשוניים, חוקרים רוכשים הזדמנות לחקור תורמים ולא רק תאים. ניתן לבחון מספר גורמים כגון גיל, היסטוריה רפואית, גזע ומין בעת ​​בניית מודל ניסיוני. עם מגמה הולכת וגדלה לרפואה מותאמת אישית, ניתן להשיג שינויים בתורם ומורכבות רקמות כאלה רק בעזרת שימוש בתאים ראשוניים וקשה לשכפל אותם עם שורות תאים שהן מאוד שיטתיות ואחידות ואינן לוכדות את המגוון האמיתי של רקמה חיה. .

    קווי תאים ותאי ndash שעברו ללא הפסקה לאורך תקופה ארוכה ורכשו מאפיינים גנוטיפיים ופנוטיפיים הומוגניים. קווי תאים יכולים להיות סופיים או רציפים. קו תאים מונצח או רציף רכש את היכולת להתרבות ללא הגבלת זמן, בין אם באמצעות מוטציות גנטיות או שינויים מלאכותיים. קו תאים סופי תורבה משנה במשך 20-80 מעברים שלאחריהם הם מתבגרים. עדיף להשתמש בקווי תאים מטעמי נוחות מכיוון שהם קלים לטיפול ופורסמים באופן נרחב. עם זאת, הם פחות מועדפים כאופציה רלוונטית מבחינה ביולוגית, מכיוון שאיבדו את המאפיינים האמיתיים של הרקמה המקורית ממנה הם היו מבודדים. ידוע שהמעבר הסדרתי גורם לשונות גנוטיפית ופנוטיפית בשורות התאים. לעתים קרובות השונות יכולה להיות כה רחוקה מזו של הרקמה המקורית למקום שבו הם אינם מחקים את in vivo הסביבה מקרוב מאוד. תאים שאינם מייצגים את הרקמה המקורית עלולים לגרום לממצאים שליליים או שליליים כוזבים.


    תרבות תאים צמחיים

    ניתן לגדל תאי צמחים גם במדיה תזונתית המכילה מולקולות מווסתות צמיחה מתאימות. בניגוד לגורמי הצמיחה של הפוליפפטיד המסדירים את התפשטותם של רוב תאי בעלי החיים, מווסלי הגדילה של תאי הצמחים הם מולקולות קטנות שיכולות לעבור דרך דופן תאי הצמח. כאשר מסופקים להם תערובות מתאימות של מולקולות רגולטוריות גדילה אלה, סוגים רבים של תאי צמחים מתרבים בתרבית, ומייצרים מסה של תאים לא מובחנים הנקראים יבלות (איור 1.41).

    איור 1.41

    תאי צמחים בתרבית. מסה לא מובחנת של תאי צמחים (קלוס) הגדלים על מצע מוצק. (ג'ון נ. א. לוט/שירות צילום ביולוגי.)

    תכונה בולטת של תאים צמחיים המנוגדת בצורה חדה להתנהגותם של תאי בעלי חיים היא התופעה הנקראת טוטיפוטנציה. תאי בעלי חיים מובחנים, כגון פיברובלסטים, אינם יכולים להתפתח לסוגי תאים אחרים, כגון תאי עצב. עם זאת, תאים צמחיים מסוגלים ליצור כל אחד מסוגי התאים והרקמות השונים הנדרשים בסופו של דבר כדי ליצור מחדש צמח שלם. כתוצאה מכך, על ידי מניפולציה מתאימה של חומרים מזינים ומולקולות וויסות גדילה, ניתן לגרום לתאי צמחים לא מובחנים בתרבית ליצור מגוון רקמות צמחיות, כולל שורשים, גבעולים ועלים. במקרים רבים, אפילו צמח שלם יכול להתחדש מתא מתורבת אחד. בנוסף לעניין התיאורטי שלה, היכולת לייצר צמח חדש מתא בודד שעבר מניפולציות בתרבות מקלה על החדרת שינויים גנטיים בצמחים, מה שמפתח אפשרויות חשובות להנדסה גנטית חקלאית.


    החיים מוגדרים באמצעות תצפיות על פעילויות המתבצעות על ידי יצורים חיים

    תזונה –

    • תזונה היא התהליכים שבהם מזון/חומרי מזון נרכשים/מיוצרים ומנוצלים על ידי אורגניזמים חיים.
    • צמחים ירוקים וחיידקים מסוימים מייצרים מזון משלהם.
    • כל שאר האורגניזמים ניזונים מחומרים אורגניים מורכבים.

    נשימה -

    • זהו פירוק המזון כדי לספק אנרגיה.
    • האנרגיה המשתחררת משמשת לפעילויות שונות באורגניזם.

    החלפת גזים -

    תהליך זורק אילו גזים נשימתיים (CO2& ampO2) נלקחים פנימה והחוצה דרך משטח נשימתי.

    הפרשה -

    • הפרשה היא סילוק פסולת מטבולית מהגוף.
    • חומרים כמו אוריאה, פחמן דו חמצני (פחמן (IV) תחמוצת).
    • חומרים אלה הם רעילים אם נותנים להם להצטבר בגוף.

    גדילה והתפתחות -

    • צמיחה פירושה שינוי בלתי הפיך בגודל.
    • כל האורגניזמים גדלים בגודלם כלומר, הם גדלים.
    • התפתחות היא שינוי בלתי הפיך במורכבות.
    • כשהם עושים זאת, הם גם הופכים להיות מובחנים בצורתם.

    שִׁעתוּק-

    רבייה היא היווצרותם של פרטים חדשים של מין כדי להבטיח את המשך קיומו של מין וגידול אוכלוסייתו.


    ביולוגיה (BIOL)

    הצהרת משימה: המחלקה לביולוגיה היא קהילה העוסקת במקצועיות, שמכשירה את הסטודנטים לתואר ראשון למצוא את התשוקות שלהם, לצאת לקריירה משמעותית ולהפוך לאזרחים אחראיים, בעלי אוריינות מדעית, באמצעות התנסויות אותנטיות במדע.

    הביולוגיה המודרנית מקיפה מגוון דיסציפלינות יוצא דופן, מגנטיקה מולקולרית וכלה בבריאות וקיימות עולמיות. תכנית הלימודים בביולוגיה בסנט תומס משקפת את הגיוון הזה, ומספקת את הבסיס לניסיון שסטודנטים צריכים בלימודים א' ובשנים ב' עם העומק שהם מעריכים בתור זוטרים ומבוגרים. הקורסים בכל רמות תכנית הלימודים מדגישים שני יסודות: שליטה בחומר החיוני של כל תחום ופיתוח הכישורים האינטלקטואליים הדרושים לביצוע מדע - שאלת השאלות הנכונות, פיתוח שיטות לענות על שאלות אלה והערכה ביקורתית של תוצאות החקירות הללו. בנוסף למתן השכלה רחבה באומנויות ליברליות במדעי הביולוגיה, תוכנית הביולוגיה משמשת בסיס מצוין לסטודנטים המתכננים קריירה באקדמיה, חקלאות, ביואינפורמטיקה ומחקר גנומי, ביוטכנולוגיה, מחקר ביו-רפואי, ביולוגיה לשימור, מדעי הסביבה, יערנות וניהול חיות בר, רפואה, רפואת שיניים ומקצועות בריאות אחרים ורפואה וטרינרית.

    מטרתה העיקרית של המחלקה לביולוגיה היא להעניק לסטודנטים הכנה מצוינת לעיסוקים לתואר שני. בוגרי התכנית מחזיקים בהבנה של מושגי ליבה בביולוגיה וכן ביכולת לתכנן וליישם מחקרים בשאלות ביולוגיות. המחלקה מעריכה את הצלחתה בהשגת יעדים אלה באמצעות מספר כלים, כולל הערכות של כל התלמידים ככל שהם מתקדמים בתוכניות שלנו.

    תכנית הלימודים למגמת ביולוגיה מחולקת לשלוש רמות, המציעות אתגרים הולכים וגדלים, דגש רב יותר על עבודה עצמאית ושימוש נרחב יותר בספרות הראשית. כל מגמות הביולוגיה לוקחות סדרת היכרות בת שנים עשר נקודות (BIOL 207, 208 ו- 209) בשורה הראשונה מבין השכבות הללו. קורסי ליבה אלה מכסים את המושגים המרכזיים של הביולוגיה המודרנית ומהווים בסיס ללימוד מיוחד יותר ברמות גבוהות יותר של תכנית הלימודים.

    הקורסים ברמה השנייה (BIOL 301-399) דורשים כולם השלמה מוצלחת של סדרת ההיכרות ובונה על בסיס זה ומציעים מגוון רחב של נושאים ברמת ביניים, כולל מחקר (BIOL 391-392).

    כל קורסי השכבה השלישית (BIOL 401-498) דורשים השלמת קורסים ספציפיים לשכבה השנייה וכוללים מלגות מתקדמות, פרויקטי מחקר עצמאיים ושימוש נרחב בספרות הראשית. קורסי מחקר (BIOL 269, 389, 491) זמינים לסטודנטים המעוניינים להמשיך בלימוד מעמיק במצבי מעבדה ו/או בשטח. קורסי לימוד אישיים (BIOL 495) מאפשרים לימוד הדרכה בתחום נושא מיוחד לפי בחירת התלמיד שאינו זמין אחרת. הצעות נוספות בצורה של קורסי נושאים (BIOL 298, 398, 490) זמינות מעת לעת. קורסים הממוספרים בין BIOL 483-498 (למעט 476 ו-478) עשויים לשמש, באישור יו"ר המחלקה, כדי למלא את דרישת הרמה 400 עבור המגמה.

    קורסים שמספרם BIOL 101-199 מיועדים לתלמידי מגמות אחרות מלבד אלו במדעים ולא ניתן להשתמש בהם כדי לעמוד בדרישות העיקריות או המשניות בביולוגיה. כל הקורסים הללו עונים על דרישת מדעי המעבדה בתכנית הליבה.

    סטודנטים המתכננים להיכנס לבית ספר לתארים מתקדמים או לתכנית מקצועית לאחר עזיבת סנט תומס צריכים להתייעץ עם דרישות הקבלה של תוכניות אלה תוך תכנון בחירת הקורסים לתואר ראשון. סטודנטים מעודדים בחום להתייעץ עם היועץ האקדמי שלהם לביולוגיה תוך כדי תכניות אלה.

    קורסים הנלמדים במכללות אחרות על ידי סטודנטים שכבר בוגרו בסנט תומאס עשויים להיות זכאים לדרישות של המגמה רק באישור מראש ובכתב מפורש של מעריך התמליל המחלקתי. האישור יינתן רק כדי ליישב התנגשויות בלוח הזמנים שאחרת היו בלתי נמנעים, כדי לספק הזדמנויות להירשם לקורסים מתאימים שאינם זמינים בתוכנית הלימודים של סנט תומאס, או כדי לתקן בעיות הנובעות מנסיבות מיוחדות אחרות. מגבלות אלה חלות על כל הדרישות של המגמה, כולל קורסים בדרישות בעלות הברית.

    העברת סטודנטים המעוניינים באשראי למתמחות בעבודות שהושלמו לפני הבגרות בסנט תומאס צריכים לפנות למעריך התמלילים במשרד רשם האוניברסיטאות בטרם יבקש אישור מחלקתי. עבור קורסי ביולוגיה שמספרם גבוה מ- BIOL 209, לא ניתן לספור יותר מ-12 נקודות זכות העברה עבור המגמה. מתוך 12 אלה, לא יותר מ-8 נ"ז יכולים להיות ממוסדות אקדמיים בתוך ארה"ב, ולא יותר מ-12 נ"ז יכולים להיות מקורסים של לימודים בחו"ל הרשומים דרך סנט תומאס.

    סטודנטים שיקבלו ציון של 4 לפחות בבחינת ההשמה המתקדמת בביולוגיה או מדעי הסביבה או ציון 5 לפחות בבחינת הבגרות הבינלאומית יקבלו 4 נקודות זכות במכללה בביולוגיה. סטודנטים שאינם מתכוונים להתמחות בביולוגיה יקבלו קרדיט ל- BIOL 101 (ממלא מדעי הטבע עם דרישת קורס מעבדה). סטודנטים המתכוונים להתמחות בביולוגיה או בתוכניות קשורות שקיבלו ציון 4 בבחינת AP יקבלו קרדיט עבור BIOL 101, אשר ימלא דרישת מדעי מעבדה ליבה אך לא יעמוד בדרישת שדה מרכזית. סטודנטים המתכוונים ללמוד תואר ראשון בביולוגיה או תוכניות נלוות שציונים 5 בבחינת AP או 5-7 בבחינת IB יקבלו 4 נקודות זכות ל- BIOL 243, הנחשב למגמת הביולוגיה.

    ציפיות חוץ -לימודיות

    כל התלמידים צפויים להשתתף בפעילות הערכה מחלקתית ולהשלים את סקר הבכירים במחלקות באביב שנתם האחרונה. כל הסטודנטים מוזמנים מאוד להשתתף בתכנית סמינר הביולוגיה באופן קבוע.

    השתתפות מחלקתית

    מעודדים את הסטודנטים להמשיך לעסוק בדיסציפלינה של הביולוגיה על ידי השתתפות בפעילויות מחלקות שונות. התנסויות יקרות ערך במחלקה כוללות תפקידים בתשלום והתנדבות כעוזרים מחקר (עם פרויקטים מתמשכים של הפקולטה), עוזרי הוראה, מכיני מעבדה ומדריכים לביולוגיה. יחד עם התמחות מחוץ לקמפוס, חברות במועדון הביולוגיה וחברת הכבוד הלאומית לביולוגיה של ביתא ביתא, כמו גם תוכנית הסמינר לביולוגיה ואירועים מיוחדים שונים, הזדמנויות אלה מציעות דרכים רבות לחקור את התחום העצום של הביולוגיה ולהכיר יותר. עם חברי המחלקה וסטודנטים אחרים.

    אגודות כבוד לביולוגיה

    ביתא בטא בטא,חברת הכבוד הלאומית לביולוגיה, רשמה את פרק גמא טאו בסנט תומאס בשנת 1990. מטרת ארגון זה היא להכיר ולעודד מצוינות בחקר הביולוגיה ולתת חסות לאירועים ושירותים המעניינים את הסטודנטים לביולוגיה. לארגון יש עניין מיוחד בקידום והכרה של מחקר סטודנטים, ועידוד סטודנטים לשקול מקצועות בתחום הביולוגיה. Beta Beta Beta מספק הזדמנויות להצגה ופרסום של עבודות סטודנטים ברמה אזורית וארצית.

    סטודנטים זכאים לחברות מלאה לאחר שסיימו את 12 נקודות הזכות במבוא במחלקה, ולפחות ארבע נקודות זכות ברמה 300, ובעלות ממוצע ציונים של 3.0 ומעלה בקורסי מחלקה לביולוגיה. חברות שותפה בפרק זמינה לכל התלמידים המעוניינים.

    תוכנית הצטיינות בביולוגיה

    המועמדים לסיום בהצטיינות בביולוגיה חייבים להשלים ארבע נקודות זכות במחקר ביולוגיה של 400 רמות (491), להציג ולהגן על עבודת תזה המבוססת על עבודתם ולהשיג ממוצע ציוני סופי של לפחות 3.50 בקורסי מחלקה לביולוגיה, 3.25 בביולוגיה ו קורסים של בעלות הברית ו -3.00 בסך הכל ולהציג את המחקר שלהם במפגש מדעי מעבר לקהילת סנט תומאס. סטודנטים המעוניינים בתכנית זו צריכים להתחיל לתכנן מוקדם ובהתייעצות עם היועץ האקדמי שלהם.

    תוכניות בין -תחומיות

    המחלקה לביולוגיה משתתפת בשלוש תכניות בין -תחומיות, שכל אחת מהן מובילה לתואר ראשון במדעים: ביוכימיה (עם כימיה), מדעי הסביבה (עם כימיה וגיאולוגיה) ומדעי המוח (עם פסיכולוגיה). תוכניות אלו מתוארות במקום אחר בקטלוג. סטודנטים המעוניינים להתרכז בביולוגיה במסגרת לימודי הסביבה המפורטים בקטלוג זה צריכים להתייעץ עם יועץ מחלקה לביולוגיה לבחירת קורסים מתאימים.

    תוכניות קדם-בריאות

    סטודנטים המעוניינים בקריירה במקצועות הבריאות צריכים להתייעץ בוועדת הייעוץ של מקצועות טרום בריאות.

    עיין בתכניות קדם מקצועיות בקטלוג זה לקבלת הצעות לימוד, התמחות ומידע אחר.

    חינוך למדעי החיים

    למידע על תוכנית רישוי ההוראה במדעי החיים, עיין בסעיף החינוך בקטלוג זה. סטודנטים המעוניינים להתמחות בביולוגיה ברמה של בית הספר היסודי צריכים לשקול את המקצוע המשולב במדעים ומתמטיקה לחינוך יסודי (SMEE), המתואר גם בחלק החינוך. ראה חינוך למדעי החיים.


    צפו בסרטון: נביטה. ביולוגיה לכיתות י,יא,יב (פברואר 2023).