الفصل الأول تركيب الخلية ووظائفها

الفصل الأول تركيب الخلية ووظائفها

1-1 التراكيب الخلوية والعضيات

ماذا قرأت؟

الخلايا البدائية النواة عادةً أصغر من الخلايا الحقيقية النواة.

الشكل 1-3

يجب أن تنتقل عبر الغشاء البلازمي بواسطة البروتينات الناقلة.

ماذا قرأت؟

يسمح للطبقة المزدوجة بوجود حاجز أكثر فاعلية.

ماذا قرأت؟

تسيطر النواة على وظيفة الخلية.

مختبر تحليل البيانات 1-1:

التفكير الناقد:

1.     يسبب زيادة في الكالسيوم الذي يتدفق إلى الخلية مما يحفز تحرير إنزيم يحطم مضخة الكالسيوم.

2.     نقص مستويات الكالسيوم في الخلية العصبية خلال السكتة الدماغية يمنع الكالسيوم الزائد من التراكم في الخلية، لذا يمنع موت الخلية.

الشكل 1-7

قد تظهر التراكيب المختلفة التي تسبح في النواة في المقاطع العرضية المختلفة.

مختبر تحليل البيانات 1-2:

التفكير الناقد:

1.     المركبان المعقدان هما المركب الهدف المعروف، والمركب الهدف الآخر غير معروف.

2.     يوجه نقل الحويصلة في السيتوبلازم بواسطة الأنيبيبات الدقيقة.

الشكل 1-13:

يحوي الغشاء الداخلي الكثير من الانثناءات التي توفر للميتوكندريا مساحة سطح مناسبة لحدوث التفاعلات فيها.

الشكل 1-16:

تُبطن الخلايا التي لها أهداب السطوح التي تُستخدم في نقل المواد.

التقويم 1-1:

1-     ينظم المواد التي تدخل إلى الخلية وتخرج منها.

2-     يساعد الغشاء البلازمي على السيطرة على ما يدخل الخلية أو يخرج منها وتؤدي العضيات الوظائف المتخصصة في الخلية.

3-     تعمل طبقة الدهون المفسفرة المزدوجة التي تكوّن الغشاء البلازمي عمل حاجز يفصلها عن البيئة حولها.

4-     يجب أن تتضمن المخططات الترتيب الصحيح للدهون المفسفرة والبروتينات والكربوهيدرات والكلسترول في الغشاء.

5-     تراكيب الغشاء الأساسية: الدهون المفسفرة، تمييز الخلية: البروتينات والكربوهيدرات، سيولة الغشاء: الكلسترول.

6-     تحوي النواة DNA وتسيطر على عملية بناء البروتينات.

7-     يوجد على الشبكة الإندوبلازمية الخشنة رايبوسومات تنتج البروتينات لتنقل فيما بعد إلى الخلايا الأخرى أما الشبكة الإندوبلازمية الناعمة فلها دور في تصنيع الكربوهيدرات والدعون المعقدة.

8-     الرايبوسومات تراكيب غير محاطة بغشاء.

9-     إذا كانت التراكيب الداخلية مميزة تكون الخلية حقيقية النواة وإن لم تكن كذلك فإن الخلية تكون بدائية النواة.

10-   زيادة مستوى الكلسترول في الغشاء يجعل الغشاء أكثر سيولة.

11-   تتنوع الإجابات، لكنها يجب أن تتضمن دور الأجسام المحللة في هضم أنسجة اليسروع حتى يتحول إلى الفراشة.

12-   تتنوع الإجابات حسب التركيب الحيوي الذي يختاره الطالبات.

13-   قوّم قوائم الطالبات وخرائطهم المفاهيمية واقبل جميع الإجابات المعقولة.

1-2 كيمياء الخلية

ماذا قرأت؟

قد يشمل التشابه سلسلة الدراجة الهوائية وخرز العقد وطوبة الجدار ...إلخ.

مختبر تحليل البيانات 1-1:

التفكير الناقد:

1.     البكتين: يقل في الرجال بنسبة 50%، وفي النساء بنسبة 33%. وعلكة الجوار: تقل بنسبة 75% في الرجال، وتصل 50% عند النساء. والسيليوم: يقل لدى النساء والرجال بنسبة 50%.

2.     تساهم الألياف الذائبة في الماء في تقليل مستويات الكولسترول.

الشكل 1-21:

الماء (H2O).

الشكل 1-23:

تقل طاقة التنشيط بوجود الإنزيم.

التقويم 1-2:

1-     لا، لأن جميع أشكال الحياة المعروفة تحتوي على الكربون.

2-     تخزن الكربوهيدرات الطاقة وتوفر الدعم، الدهون تخزن الطاقة وتعمل بوصفها نواقل، تعمل البروتينات بوصفها مواد ناقلة وتسرع التفاعل وتدخل في تركيب الهرمونات وتسيطر على نمو الخلايا، الأحماض النووية تخزن المعلومات الوراثية وتنقلها.

3-     تتكون الكربوهيدرات من الكربون والهيدروجين والأكسجين وتتكون البروتينات من الكربون والهيدروجين والأكسجين وأحيانا الكبريت.

4-     تتنوع البروتينات تبعا للارتباط المتنوع بين جميع الأحماض الأمينية العشرين المختلفة.

5-     تقلل الإنزيمات طاقة التنشيط التي تحتاج إليها التفاعلات لبدء التفاعل الكيميائي.

6-     يحتوي كل إنزيم على موقع نشط يربط بمادة متفاعلة محددة وهذا الموقع النشط يتكون عندما يلتوي المركب البروتيني مكونا شكلا خاصا ثلاثي الأبعاد.

7-     تتنوع الرسومات كما في الشكل 1-18.

مختبر الأحياء:

حلل ثم استنتج:

1.     الدهون المفسفرة، الإنزيمات، DNA وجزيئات الدهون كبيرة جداً، لذا فإنها لا تمر عبر الغشاء البلازمي، أما جزيئات الأكسجين والفركتوز فتمر بسهولة.

2.     تساعد البروتينات الناقلة والمضخات البروتينية على حركة الجزيئات في الخلية. قد تبتلع طبقة الدهون المفسفرة المزدوجة الجزيئات الكبيرة أو مجموعة الجزيئات وتغلفها في فجوات لتنقلها إلى داخل الخلية أو خارجها.

3.     إذا لم تُغسل الأكياس جيداً بعد ملئها بالمحلول فستبقى بعض المحاليل عالقة في الكيس من الخارج. لذا ستجدها في الدورق دون أن تمر من خلال غشاء الديلزة. اقبل جميع التحليلات المعقولة.

مراجعة الفصل الأول

1-1

مراجعة المفردات

1.     الغشاء البلازمي.

2.     خلية حقيقية النواة.

3.     الخلايا.

4.     الدهون المفسفرة.

5.     القنوات البروتينية.

6.     النفاذية الاختيارية.

7.     الفجوة.

8.     النوية.

9.     الميتوكوندريا.

10.   جهاز جولجي.

تثبيت المفاهيم الرئيسة

11.   b

12.   a

13.   a

14.   c

أسئلة بنائية

15.   تتنوع الإجابات ولكن يجب ان تصف أن المواد لها جدار خلوي أو غشاء خلوي.

16.   ينظم الغشاء البلازمي ما يدخل إلى الخلية أو يخرج منها، ويحافظ على اتزانها الداخلي.

17.   الفسيفساء نوع من العمل الفني الذي تكون فيه الصورة الكلية مركبة من وحدات صغيرة من مواد أخرى كالقرميد أو أشياء أخرى. ويستخدم مصطلح النموذج الفسيفسائي المائع في وصف سطح الخلية لأنه يتكون من وحدات أساسية تكون التركيب كاملا.

18.   في الغشاء البلازمي تكون مجموعة الرؤوس القطبية المحبة للماء إلى الخارج لتسمح لها بالتفاعل مع البيئة المائية خارج الخلية أما الذيول الكارهة للماء غير القطبية فتكون وسط الغشاء ولا تتفاعل مع البيئة الخارجية.

19.   الخلايا البدائية النواة والخلايا الحقيقية النواة هي وحدات التركيب الأساية للمخلوقات الحية لا تحوي الخلايا البدائية النواة تراكيب داخلية متخصصة كما هو حال الخلايا الحقيقية النواة.

20.   قد لا تستطيع الخلية المحافظة على الاتزان الداخلي فيها لذا فإنها تموت.

21.   يصبح الغشاء البلازمي في الخلية أقل سيولة دون وجود الكلسترول مما يمنع المواد المهمة من المرور خلاله.

1-2

مراجعة المفردات

22.   c.

23.   d.

24.   a.

25.   b.

تثبيت المفاهيم الرئيسة

26.   c.

27.   c.

28.   b.

أسئلة بنائية

29.   يمكن مشاهدة الهيكل الخلوي فقط بمجهر ذي قوة تمييز عالية وهذا اختراع حديث.

30.   تحول الميتوكوندريا الطاقة المختزنة في جزيئات الطعام إلى مواد مخزنة للطاقة (ATP) مختلفة والتي يمكن أن تستعملها الخلية. تمتص البلاستيدات الخضراء الطاقة الضوئية وتحولها إلى طاقة كيميائية.

31.   إذا اندمجت مجموعة البروتينات التي تحوي الفضلات مع الأجسام المحللة فسوف يحلل محتوى هذه المجموعات البروتينات.

32.   جزيئات بروتينية، تزيد من سرعة التفاعلات الكيميائية في الخلية، على درجة عالية من التخصص بنوع من التفاعلات لا تستهلك وليس لها تفاعلات جانبية غير مرغوبة.

33.   درجة الحرارة، درجة الحموضة، وتركيز المادة المتفاعلة، وهذه العوامل قد تزيد أو تقلل أو توقف نشاط الإنزيم.

34.   تتنوع الأمثلة. يدعم الجدار الخلوي الموجود في الخلايا الشجرة، حيث تنمو فوق النباتات الأخرى فلا يتم حجب أشعة الشمس عن أوراقها.

35.   تحتاج النباتات إلى طاقة كبيرة لنقل الماء عكس قوة الجاذبية وتزودنا الميتوكوندريا الإضافية بالطاقة.

36.   تزيد درجة الحرارة من معدل كل من التفاعلين ضمن مدى معين.

37.   الإنزيم A  أكثر نشاطا في خلية الإنسان الحية لأن أعلى نشاط له يكون حول درجة حرارة 37°C وهي درجة حرارة جسم الإنسان الطبيعية.

38.  

الجزيء الكبير        الوحدة البنائية الوظيفة        مثال

البروتين       الأحماض الأمينية     العمليات الخلوية      الإنزيمات

الكربوهيدرات السكريات الأحادية    الطاقة الستيروتيدات، الدهون

الحمض النووي       النيوكلوتيدات  معلومات تخزن الشفرات الوراثية   DNA

RNA

اللبييدات       الأحماض الدهنية     الغشاء البلازمي      الجلايكوجين، النشا

تقويم إضافي

أسئلة المستندات

40.   يظهر في الأوراق دائما أن كمية النشا أكبر من السكروز في المحاليل الثلاثة.

41.   يرقع التريهالوز من إنتاج النشا في الأوراق ويقلل غالبا من كمية السكروز التي تدخل الأوراق.

اختبار مقنن

أسئلة اختيار من متعدد

1.     b

2.     b

3.     d

4.     b

5.     a

6.     d.

إجابات الأسئلة القصيرة

7.     النواة: تحوي المعلومات الوراثية التي تتحكم في عملية بناء البروتين.

الرايبوسومات على الشبكة الإندوبلازمية: تخرج من النواة وتنتج البروتينات التي تصدر إلى خارج الخلية وتستعملها خلايا أخرى.

الرايبوسومات في السيتوبلازم: تخرج من النواة لتنتج البروتينات التي تستعمل في سيتوبلازم الخلية نفسها.

أجسام جولجي: تغلف البروتينات في الحويصلة لتنتقل إلى داخل الخلية أو خارجها.

8.     الكربوهيدرات مهمة لتخزين الطاقة ودعم البناء الخلوي وتخزن الدهون أيضا الطاقة كما أنها المكون الأساسي في الغشاء الخلوي وتعمل الدهون أيضا عمل السترويدات فتكون غلافا ضد الماء لحماية الخلايا الصغيرة. تنقل البروتينات المواد المتفاعلة الصغيرة، وتسرع التفاعلات الكيميائية كما تعمل أيضا عمل الهرمونات والوظائف الرئيسة للأحماض النووية هي تخزين وضمان تواصل المعلومات الوراثية.

9.     تسمح النفاذية الاختيارية للخلية بالسيطرة على ما يدخل إليها أو يخرج منها. وهذا يعني أن الكمية الصحيحة من مركبات محددة تدخل إلى الخلية لأنها تحتاج إليها في عملها وتخرج الفضلات منها حتى لو كان التركيز لا يشجع على حركة هذه المواد.

10.   للتأكد من أن الإنزيمات تعمل على مواد خاصة بها وكذلك دخولها في تفاعلات خاصة تتخصص الإنزيمات في تفاعلات كيميائية معينة لتسرعها مما يجعل من العمليات الكيميائية داخل المخلوق الحي تحدث بسرعة.

11.   تتنوع الإجابات اعتمادا على المكونات التي تختارها الطالبات وتشمل الإجابات المحتملة:

•       طبقتين من الليبيدات المفسفرة: التي تعمل عمل حاجز بين داخل الخلية وخارجها والمواد غير الذائبة في الماء لا تستطيع المرور بسهولة من خلالها.

•       البروتينات الناقلة: تسمح لمواد معينة بالدخول إلى الخلية أو مغادرتها وحتى ضد فرق التركيز.

•       جزيئات الكلسترول: تساهم في تركيب الغشاء البلازمي لذلك تتمكن الخلية من الحفاظ على شكلها.

12.   وجه التشابه: كلاهما منفذ، ويسمحان للمواد بالدخول إلى الخلية والخروج منها.

أوجه الاختلاف: لا يتمتع الجدار الخلوي بنفاذية اختيارية كما في الغشاء البلازمي فهو مثقب شكل الجدار الخلوي أكثر صلابة لأنه يتكون من السليلوز وليس من الفسيفساء المائعة كما في طبقات الليبيدات المفسفرة في الغشاء البلازمي.

13.   توفر الأنبيبيات الدقيقة دعامة بنائية وتشترك في النقل داخل الخلية. وتساعد أيضا على فصل الكروموسومات في أثناء الكروموسومات في أثناء الانقسام الخلوي، الخلايا التي لا تحوي أنبيبيات دقيقة ربما يكون لها قابلية ضعيفة على نقل المواد أو الانقسام الخلوي.

14.   كل من البلاستيدات الخضراء والميتوكوندريا تراكيب توفر مساحة سطح عالية. هذا مهم جدا لأن كلتا العمليتين البناء الضوئي وإنتاج الطاقة من السكر تصبح أكثر كفاءة عند زيادة مساحة السطح الذي تحدث عنده التفاعلات.

سؤال مقالي

15.   بالرغم من أن المبلمرات جزيئات كبيرة ومعقدة فوحداتها الأساسية متوافرة في الخلايا. تتكون الجزيئات الكبيرة المتشابهة في الخلايا من عدد محدد من الوحدات الأساسية فمثلا، يستعمل عدد قليل من السكريات الأحادية (البسيطة) في بناء سكريات ثنائية متعددة وسكريات معقدة ونشا وسليلوز. كما يستخدم عدد قليل من القواعد النيتروجينة في بناء جزيئات DNA وRNA لذا فإن الجزيئات المعقدة المتنوعة يمكن أن تبني بسهولة لأن الجزيئات المعقدة المرتبطة معا تشترك في أجزاء من الوحدات الأساسية.