מתכונת 9 בביולוגיה - מבוא לביולוגיה 043182

במבחנה 2 הונחו על הג'לי מים בלבד – בלי האנזים.

•פירוק של חלבון הוא תגובה איטית מאוד בלי זרז, ולכן במשך 3 שעות הג'לטין לא פורק, והג'לי נשאר מוצק.

•זוהי מבחנת בקרה: היא מראה שהג'לי במבחנה 1 נעשה נוזלי בגלל האנזים שבתמצית האננס, ולא בגלל הנוזל שהונח עליו או הטמפרטורה.

במבחנה 3 הייתה תמצית אננס, כמו במבחנה 1, אבל היא הורתחה לפני הניסוי.

•האנזים שבאננס הוא חלבון. בהרתחה נשברים הקשרים המחזיקים את המבנה המרחבי שלו, והוא עובר דנטורציה – צורת האתר הפעיל משתנה.

•הדנטורציה אינה הפיכה: גם אחרי שהתמצית קוררה ל־25°C, האנזים לא חזר למבנהו.

•לכן הג'לטין אינו נקשר לאתר הפעיל ואינו מתפרק, והג'לי נשאר מוצק.

(מסיבה זו אננס משומר, שחומם בתהליך הייצור, אינו מונע מג'לי להתמצק, ואילו אננס טרי מונע זאת.)

במבחנה 4 הייתה תמצית אננס טרי, כמו במבחנה 1, אבל הג'לי היה עשוי מעמילן ולא מג'לטין.

•כל אנזים פועל באופן ייחודי (ספציפי): צורת האתר הפעיל שלו מתאימה למצע מסוים בלבד.

•לאתר הפעיל של האנזים שבאננס מתאימים חלבונים. עמילן הוא רב־סוכר, בעל מבנה שונה לגמרי, והוא אינו נקשר לאתר הפעיל.

•לכן העמילן לא פורק, וג'לי העמילן נשאר מוצק.

1. ההורמון מופרש מתאי דופן העליות אל הדם – כמו כל הורמון.

2. הדם יוצא מן הלב אל כל הגוף, ומוביל את ההורמון בכל מחזור הדם, וכך ההורמון מגיע גם לכליות, אף שהן רחוקות מן הלב.

3. לתאי הכליה יש קולטנים ספציפיים להורמון זה. ההורמון נקשר לקולטנים (התאמה במבנה), והקישור מפעיל בתאי הכליה את התגובה – הפרשה מוגברת של מים ומלחים בשתן.

ההורמון מגיע בדם גם אל העור, כמו לכל איבר אחר. אבל לתאי העור אין קולטנים להורמון זה, ולכן הוא אינו נקשר אליהם ואינו מפעיל בהם תגובה. ההשפעה של הורמון נקבעת לפי הקולטנים שבתאי המטרה, ולא לפי המקום שבו הוא נמצא.

(התוצאה: כשהכליות מפרישות יותר מים ומלחים, נפח הדם קטן וחוזר לתקין, והמתיחה של דופן העליות פוחתת – זה משוב שלילי.)

הדמיון: שני ההורמונים פועלים על אותו איבר מטרה – הכליות, ושניהם משתתפים בויסות כמות המים בגוף (הומאוסטזיס). השוני: השפעותיהם על נפח השתן מנוגדות – כל אחד מהם מתקן סטייה בכיוון אחר.

קשר בין הרמות:

1. כלי דם: עורק שהוצר מעביר פחות דם בכל דקה. לכן לשרירי השוק מגיעים פחות חמצן וגלוקוז.

2. תא: בזמן הליכה תאי השריר מתכווצים שוב ושוב וצריכים הרבה ATP, המופק בנשימה התאית מגלוקוז וחמצן. כשהאספקה אינה מספיקה, מופק פחות ATP, וחלק מן הגלוקוז מפורק בתסיסה לקטית – תהליך המפיק מעט ATP ויוצר חומצה לקטית.

3. איבר ואורגניזם: השרירים אינם יכולים להמשיך להתכווץ בעוצמה – חולשה וכאב, והאדם נאלץ לעצור.

4. במנוחה השרירים כמעט אינם מתכווצים וצורכים מעט חמצן; הדם המועט שעובר בעורקים הצרים מספיק לצורכיהם, והכאב חולף.

עורקים (הלחץ הגבוה ביותר, ישירות מן הלב) ← נימים ← ורידים (הלחץ הנמוך ביותר).

- עורק: מקבל דם ישירות מן החדר המתכווץ; הלחץ גבוה ועולה בכל פעימה – הדם פורץ בסילון חזק ופועם.

- וריד: מקבל דם אחרי שעבר בנימים, שבהם הלחץ ירד ותנודותיו נעלמו; הלחץ נמוך וקבוע – הדם זורם לאט ובאופן רציף.

קבוצות א ו־ב ישנות שתיהן פחות משש שעות בלילה, ושתיהן עוסקות בפעילות גופנית; ההבדל היחיד ביניהן הוא שטיפת הידיים.

•קבוצה ב (שוטפים ידיים): 24% חלו.

•קבוצה א (אינם שוטפים ידיים): 40% חלו.

אחוז החולים קטן ב־16 נקודות אחוז – ירידה של 40% (16/40). המסקנה: שטיפת ידיים מקטינה את ההדבקה בהצטננות. ההסבר: נגיפי ההצטננות מגיעים לידיים ממשטחים וממגע עם אנשים חולים, ומן הידיים – לאף, לפה ולעיניים. שטיפה במים ובסבון מסלקת אותם מן הידיים לפני שהם חודרים לגוף.

קבוצות א ו־ג אינן שוטפות ידיים, ושתיהן עוסקות בפעילות גופנית; ההבדל היחיד ביניהן הוא משך השינה.

•קבוצה א (פחות משש שעות שינה): 40% חלו.

•קבוצה ג (יותר שעות שינה): 26% חלו.

אחוז החולים בקבוצה א גדול פי 1.5 בערך (40/26 ≈ 1.54). המסקנה: שינה של פחות משש שעות בלילה מגדילה את ההדבקה בהצטננות – כנראה משום ששינה מספקת חשובה לתפקוד תקין של מערכת החיסון.

טעות נפוצה: להשוות בין קבוצות ב ו־ג – הן נבדלות בשני הרגלים (שינה ושטיפת ידיים), ולכן אי אפשר לדעת איזה מהם גרם להבדל.

הימנעות מעישון – עישון פוגע בריסים ובתאי הריר בדרכי הנשימה, ומגדיל את הסיכון לזיהומים ולמחלות ריאה ולב.

תשובות מתקבלות נוספות: תזונה מאוזנת העשירה בירקות ובפירות, קבלת חיסונים, שתיית מים מספקת. אין לציין הרגל המופיע בטבלה (שינה, שטיפת ידיים, פעילות גופנית).

גובה הקצף מבטא את כמות החמצן שנוצרה בדקה, כלומר את קצב הפעילות של הקטלאז.

- מבחנה 2 (30°C) – 5 ס"מ, הקצף הגבוה ביותר: בטמפרטורה זו, הקרובה לטמפרטורה האופטימלית של האנזים, המולקולות נעות מהר, מי החמצן נקשרים לאתר הפעיל של הקטלאז לעתים קרובות, וקצב הפירוק גבוה – השתחרר הרבה חמצן.

- מבחנה 1 (4°C) – 1 ס"מ, מעט קצף: בטמפרטורה נמוכה המולקולות נעות לאט, ויש מעט התנגשויות בין האנזים לבין המצע, ולכן קצב התגובה איטי. האנזים לא נפגע – רק פעילותו איטית (אילו היו מחממים את המבחנה ל־30°C, הפעילות הייתה עולה).

- מבחנה 3 (90°C) – אין קצף: הקטלאז הוא חלבון. בטמפרטורה גבוהה כל כך הוא עובר דנטורציה – המבנה המרחבי שלו נהרס וצורת האתר הפעיל משתנה, ולכן מי החמצן אינם נקשרים אליו ואינם מתפרקים, וחמצן אינו משתחרר.

1. ירידה בנפח הדם: רוב הדם הוא פלסמה, ורובה מים. כשהגוף מאבד מים רבים בזיעה, נפח הדם קטן, לחץ הדם יורד, ולאיברים – לשרירים, ללב ולמוח – מגיעים פחות דם, חמצן וגלוקוז. התאים מפיקים פחות ATP: מופיעים חולשה, סחרחורת ועייפות, ובמקרה חמור – התעלפות.

2. פגיעה בוויסות החום: על פי הקטע, בהתייבשות הגוף מזיע פחות; בנוסף, כשנפח הדם קטן, פחות דם יכול לזרום אל העור. לכן הגוף אינו מצליח לפלוט את החום שמייצרים השרירים, וטמפרטורת הגוף עולה. מעל 40°C עלולה להתפתח מכת חום: האנזימים בתאים מאבדים את פעילותם, ואיברים חיוניים מפסיקים לתפקד – מצב מסכן חיים.

1. האנזימים: כמעט כל התהליכים בתאים – ובהם הנשימה התאית המפיקה ATP – מזורזים בידי אנזימים. אנזימים הם חלבונים, ופעילותם בגוף האדם מרבית סביב 37°C.

2. דנטורציה: בטמפרטורה גבוהה בהרבה מ־37°C המבנה המרחבי של החלבונים משתנה – הם עוברים דנטורציה, וצורת האתר הפעיל נהרסת. האנזימים מאבדים את פעילותם, וגם חלבונים אחרים בתאים (בקרום התא, בשריר) נפגעים.

3. פגיעה בתאים ובאיברים: תהליכים חיוניים בתאים נעצרים, התאים אינם מפיקים די אנרגיה, ורבים מהם מתים. איברים חיוניים – הלב, המוח, הכליות – מפסיקים לתפקד, והאדם עלול למות.

4. מעגל מחמיר: כשהוויסות נכשל (פחות זיעה, פחות דם בעור), החום ממשיך להצטבר, והטמפרטורה ממשיכה לעלות.

- נפח השתן ביממה: מבטא את כמות הנוזל שהכליות מוציאות מן הגוף ביממה – כלומר כמה מן המים שסוננו בכליות לא הוחזרו לדם. נפח גדול מבטא שהגוף מסלק מים רבים; נפח קטן – שהכליות חוסכות במים.

- ריכוז המומסים בשתן: מבטא את כמות החומרים המומסים בשתן (שתנן, מלחים) ביחס לכמות המים שבו. ריכוז גבוה מבטא שהכליות החזירו לדם הרבה מים (כשה־ADH גבוה), ולכן חומרי הפסולת יוצאים במעט מים; ריכוז נמוך מבטא שבשתן יצאו הרבה מים (כשה־ADH נמוך).

- מתאמן ג' – שתה כמות מתאימה: נפח השתן שלו 1.6 ליטרים ביממה – קרוב לערך התקין (כ־1.5 ליטרים), וריכוז המומסים בינוני (400).

- מתאמן ב' – סובל מהתייבשות: נפח השתן הקטן ביותר – 0.5 ליטר (כשליש מן התקין), וריכוז המומסים הגבוה ביותר – 1,100.

- מתאמן א' – שתה כמות גדולה מאוד של מים: נפח השתן הגדול ביותר – 4.0 ליטרים (פי 2.7 בערך מן התקין), וריכוז המומסים הנמוך ביותר – 150 (שתן מהול).

התבססתי על שני הנתונים של מתאמן ב':

1. נפח השתן שלו קטן מאוד – 0.5 ליטר ביממה, לעומת כ־1.5 ליטרים אצל אדם השותה כמות מתאימה.

2. ריכוז המומסים בשתן שלו הגבוה ביותר – 1,100 יחידות, פי 2.75 ממתאמן ג' (400).

הנימוק: בהתייבשות הגוף איבד מים, וריכוז המומסים בדם עולה. בתגובה גוברת הפרשת ההורמון ADH, והכליות מחזירות לדם הרבה מים מן הצינוריות. לכן מופרש מעט שתן, וחומרי הפסולת יוצאים בו במעט מים – שתן מרוכז. כך הגוף חוסך במים.