הומאוסטזיס ברמה מולקולריתמפת האתרעל האתרעקרונותספריהאאוקריוטיםפרוקריוטים?מוכנים  
*

ספריה

חיידקים (Bacteria , Microbe) :

מבוא
הבדלים בין תא פרוקריוטי לאאוקריוטי
אנרגיה
מקור לחומרי מבנה
דרישות חמצן
גידול חיידקים
עקום גידול חיידקים
מחזור חומרים בטבע
חיידקים בשירות האדם
פלורה טבעית
חיידקים גורמי מחלות


מבוא

חיידקים הם יצורים מיקרוסקופים חד תאיים.
חיידקי Burkholderia cepacia במיקרוסקופ אלקטרוני סורק
התמונה באדיבות:http://phil.cdc.gov/Phil/search_page.asp

קישור לתמונת חיידקי סטרפטוקוקוקס

החיים בודדים או במושבות.
חיידקים נמצאים בכל מקום על פני כדור הארץ בכמויות אדירות.
בתוך גופנו הבריא היחס בין החיידקים לתאים הוא 9 ל - 1 לטובת החיידקים.
אפשר למצוא חיידקים באוויר, במים, באדמה, במעיינות גפרית, במעיינות מים רותחים, אפילו בים המוות (ים המלח) נמצא חיידקים
חיידקים הם חלק ממערכת אקולוגית.
חיידקים הם שותפים חשובים בתהליכים המתרחשים במערכות אקולוגיות, ביניהם:

  • חיידקים המפרקים תרכובות אורגניות.
  • חיידקים הקושרים חנקן מהאוויר.
  • חיידקים המייצרים ויטמינים בתוך גופנו.
  • חיידקים המייצרים תרכובות אורגניות. ועוד ועוד…

מעט מהחיידקים שייכים ל"קבוצת גרילה" קטנה של חיידקים פתוגנים, חיידקים אלו גורמים למחלות באדם וביצורים אחרים, ויכולים בהחלט לפגוע בשגרת חיינו, למשל חיידקי הדבר, השחפת או העגבת.


הבדלים בין תא פרוקריוטי לאאוקריוטי

תכונה תא אאוקריוטי תא פרוקיוטי
דוגמאות תא אנימלי (בעל חיים), תא צמח תא חיידק
תרשים חתך של תא חתך 
                  תא אאוקריוטי חתך תא חיידק
גודל קוטר 2-100 מיקרומטר קוטר עד 2 מיקרומטר
גרעין יש גרעין. מכיל מספר זוגי של כרומוזומים עטופים קרום גרעין. אין גרעין. יש כרומוזום אחד מעגלי, אינו מוקף קרום גרעין.
אברונים מוקפים בקרום יש אברונים. לדוגמה: מיטוכנדריה, גולג'י. אין אברונים מוקפים קרום.
קרום תא יש יש
יצור חלבונים על ידי הריבוזומים על תבנית רנ"א שליח, על סמך מידע מה-דנ"א על ידי הריבוזומים על תבנית רנ"א שליח, על סמך מידע מה- דנ"א
חלוקת תא מיטוזה אמיטוזה (חלוקה ישירה)
דופן תא  אין בתאים אנימלים, יש בתאי צמחים ופטריות יש
 הרכב הדופן שונה בסוגי תאים שונים
ציטופלסמה יש יש
תוספות מבנה בתאי זרע - שוטון ייתכן שוטון, ריסים, קופסית, יכולת הפיכה לנבג
אנזימים בתוך אברונים, בציטופלסמה ועל גבי קרום התא מעוגנים בקרום התא או בציטופלסמה.

להשוואה נוספת בין אאוקריוטים לפרוקריוטים

כשאתה חיידק כמות ה-דנ"א שלך היא 0.001 מכמות ה-דנ"א שיש לתא אאוקריוטי.
יש לך מנוע, אך לרוע המזל הוא אינו יכול לעצור, המנוע נע רק בשני כיוונים, קדימה ואחורה. תנועה לאחור גורמת לסחרור.
אתה עשוי לעבור חלוקת תא כל 20 דקות, לפיכך עליך "ללמוד" מחדש כל מה "שלמדת" ב 20 דקות.
אתה עשוי לקבל חומר גנטי מחיידק אחר או לתת לו חומר גנטי, כלומר: ביכולתך להתרבות מינית.
מוטציות מתרחשות בך בקצב גבוה.
אנשים חשבו שאנטיביוטיקה תגרום לניצחון על החיידקים גורמי המחלות.
האדם לא השכיל להבין שלחיידקים ניסיון של 3.5 מיליארדי שנים בלוחמה כימית. שימוש נרחב בתרופות אלו הביא לסלקציה של חיידקים עמידים לאנטיביוטיקה.


אנרגיה

החיידקים שונים מאוד זה מזה. לכל מין של חיידקים דרישות משלו.
כדי לגדל או לחסל חיידק יש להכיר את צרכיו.
מה צריך חיידק בשביל לחיות?

אנרגיה אנרגיית אורפוטוטרופים. משתמשים באנרגיית האור לבניית חומרים אורגניים. אנרגיה כימית
כימוטורופים
משתמשים באנרגיה המופקת מפירוק תרכובות אורגניות ואנאורגניות שונות.
לדוגמה: חיידקי גופרית מפיקים אנרגיה מפירוק תרכובות גפרית.
 
מקור לחומרי מבנה אוטוטרופים מקור הפחמן CO2 הטרוטרופיםמקור הפחמן הוא חומרים אורגניים.
דרישות חמצן ארובים (אווירניים) דורשים חמצן. אנארובים יכולים לחיות גם בהיעדר חמצן, אך נושמים ביעילות רבה יותר בנוכחות חמצן. אנארוביים אובליגטורים חמצן הורג אותם (לדוגמה חיידקים שחיים במעמקי ביצות)


גידול חיידקים

מהו גידול אצל חיידקים? חיידק קולט חומרים מהסביבה, משתמש בהם להפקת אנרגיה ולבנייה. הוא גדל בנפח ובמסה, ואז מכפיל את הדנ"א שלו ומתחלק לשני תאי חיידקים. כך גדלה אוכלוסיית החיידקים.
לשם מה לגדל חיידקים במעבדה?

  • כדי לאבחן איזה סוג חיידק גרם למחלה.
  • כדי לאבחן איזה סוג חיידק חדר למים או לחומוס וזיהם אותם.
  • כדי להשתמש בחיידקים לצורכי האדם (דישון בחקלאות, פירוק כתמי נפט בים , ייצור חלבונים בהנדסה גנטית).
  • כדי לבדוק כיצד תרופות כמו אנטיביוטיקה וחומרים אחרים משפיעים על גידולם של החיידקים.

כדי לזהות חיידק יש לגדלו בתרבית.


כדי שהחיידק יגדל יש לספק לו את כל צרכיו.
כאשר רוצים להרבות חיידק לצורכי מחקר או בתעשייה ביוטכנולוגית להפקת חומרים שונים (לדוגמה: ייצור יוגורט), צריך להכיר את צרכיו ולספק לו את כולם בצורה מיטבית, כך מפיקים את מרב התוצרים מהחיידק.

עקום גידול חיידקים
כדי ללמוד על גידול חיידקים נשתמש בחיידק E. coli .
חיידק E.coli גדל, ומתחלק כל 20 דקות בתנאים מיטביים.
כאשר נותנים לחיידק מסוג E.coli את התנאים המיטביים, סוגרים בכלי ומאפשרים לו להתרבות מתקבל עקום גידול אופייני לאוכלוסיות:


עקום גידול חיידקים

עקום גידול חיידקים
בעקום הגידול ארבעה שלבים עיקרים:

  1. שלב ההשהיה- החיידקים "מסתגלים" למצע, מסנתזים את החומרים, גדֵלים, אך עדיין לא מתרבים.
  2. שלב הגידול הלוגרתמי (המאריכי) - קצב גידול מהיר, התנאים טובים, יש מזון,חמצן, עדיין אין כמויות גדולות של פסולת, ובכל 20 דקות מוכפלת האוכלוסיה.
  3. שלב הגידול היציב - התנאים הולכים ומשתנים, נגמר מזון וחמצן.
  4. שלב המוות - התנאים הופכים גרועים, המזון נגמר וכמות הפסולת עולה, קצב התמותה גדול מקצב ההתרבות. החיידקים מתים.
    אנמציה של עקום גידול


מחזור חומרים בטבע

לחיידקים מקום חשוב ביותר במחזור חומרים. יש לזכור כי מלאי החומרים בכדור הארץ מוגבל, ואין כניסת חומרים חדשים (מלבד מטאורים). החיידקים הם חלק מקבוצת אורגניזמים שמאפשרים פירוק החומרים והפיכתם לחומרים זמינים לתהליכים אחרים.
לדוגמה, מחזור החנקן: החנקן הוא גז שנמצא באטמוספרה בריכוז של כ- 80%, הוא הכרחי לבניית חלבונים, ואולם החיידקים הם היחידים שיכולים להפוך חנקן אטמוספרי לחנקן זמין לצמחים לבניית חלבונים. (גם בתעשייה כימית אפשר ליצר תרכובות חנקן זמינות, דשנים, אך זהו ייצור יקר יחסית). פירוק אורגניזמים לאחר מותם נעשה בחלקו הגדול בידי חיידקים.
מחזור החנקן בטבע
מתוך הספר פרקים באקולוגיה מאת רות אמיר, באדיבות מאייר גדעון דן.


חיידקים בשירות האדם

  • שימוש בחיידקים לפירוק פסולת ביוב באגני חמצון, בהכנת דשנים אורגנים, בדישון חנקני בשדות (מרבים חיידקים קושרי חנקן ומפזרים אותם בשדה להעשרת הקרקע) ואפילו בפירוק כתמי נפט בים.
  • הכנת מזונות - בהכנת ירקות ופירות כבושים ("חמוצים"), מוצרי חלב, יין (פטריות חד תאיות- שמרים).
  • בהנדסה גנטית- יצור חלבונים או הורמונים באמצעות החיידק.
  • ייצור חומרים אנטיביוטים באמצעות חיידקים המפרישים אותם.


הפלורה הטבעית

  • חיידקים החיים בגופנו מייצרים ומספקים לנו ויטמינים שונים. לדוגמה חיידקים
    המייצרים ויטמין B או ויטמין K.
  • חיידקים החיים במערכת העיכול של מעלי גֵרה, מפרקים את התאית לחד סוכר
    ומאפשרים למעלי הגרה לנצל את האנרגיה הגלומה בה.
  • חיידקים ה"גרים" בפתחי הגוף אינם גורמים לנזק, ואינם מאפשרים
    למיקרואורגניזמים גורמי מחלות להתיישב בפתחים או לחדור לגופנו (לדוגמא בפה, בעור ובנרתיק האישה).

חיידקים גורמי מחלות

חיידקים גורמי מחלות יכולים להיות בעלי חלק (או כל) התכונות האלה:

  • יכולת חדירה לגוף- דרך דרכי הנשימה, או עם המזון למערכת העיכול.
  • תוספת מבנה - לדוגמה קופסית או יכולת הפיכה לנבג שמגינה בפני התאים הבלענים.
  • שוטונים או ריסים המאפשרים תנועה מהירה בנוזלים.
  • חיידקים מפרישים אנזימים מפרקי חלבונים או מפרקי שומנים המאפשרים להם לפרק רקמות
    ולחדור לרקמות שונות בגוף, לדוגמה למחזור הדם.
  • הפרשת רעלים - חיידקים המפרישים רעלים שונים וגורמים לנזקים קשים.


 
חזרה

מוכנים? | פרוקריוטים | אאוקריוטים | ספריה | עקרונות | על האתר | מפת האתר | לדף הראשי


כל הזכויות שמורות © 2002, משרד החינוך
האתר נבנה בידי סנונית