١١ الجز ُء ُ الا َٔ َّول
العـــلوم الحياتيـــة العلمي والزراعي
الـمــ َؤلِّــفـــــون: د .ﺳﺤﺮ ﻋﻮدة )ﻣﻨﺴﻘًﺎ(
أ .ﻟﻴﲆ ﺑﺸري
أ .ﻣﺼﻄﻔﻰ أﺑﻮ اﻟﻄﻴﺐ
أ .ﻛﺮميﺔ ﻋﻮض اﻟﻠﻪ.
أ .أﺳامء اﻟﻨﱪﻳﺺ
قررت وزارة التربية والتعليم العالي في دولة فلسطين
تدريس هذا الكتاب في مدارسها بد ًءا من العام الدراسي ٢٠١٨ /٢٠١٧م الإ شراف العام رئــيـــــس لــجــنـــة الـمناهــــج نائـب رئيـس لجـنــة المنـاهـج
د .صـبري صيــدم د .بصــري صالـح
رئـــيـــــس مـركـــــز الـمـنـاهـــج
أ .ﺛــــﺮوت زﻳـــــﺪ
مدير عام المناهج الإ نسانيــــة
أ .عــلي منـاصــرة
الدائـــرة الفنية أ .ﺣـﺎزم ﻋـﺠـــﺎج م .مهدي أبو علبة
الإ شـــــــراف الإ داري التصميــم الـفــنــــــــي
أ.د .خالد صويلــح
التحكـيــم العـلــمي
أ .وفــــــاء الجيوسي أ .ســــــالم نعيـــــم د .سميـــة ّ نخالــــة
التحـريـــــر اللغــــوي الــــــــرســـومــــــــات المتابعة للمحافظات الجنوبية
اﻟﻄﺒﻌﺔ اﻟﺘﺠﺮﻳﺒﻴﺔ 2017م 1438 /ﻩ جميع حقوق الطبع محفوظة ©
ﺣﻲ اﳌـﺎﺻﻴــﻮن ،ﺷــﺎرع اﻟـﻤـﻌـﺎﻫــﺪ ص .ب – 719رام اﻟﻠﻪ – ﻓﻠﺴﻄني
| pcdc.edu.ps
pcdc.mohe@gmail.com
moehe.gov.ps
|
| mohe.pna.ps
mohe.ps
.com/MinistryOfEducationWzartAltrbytWaltlym فاكــس | +970 -2- 2969377هاتــف +970 -2- 2969350
تــقــديــم يتصــف الإ صــلاح التربــوي بأنــه المدخــل العقلانــي العلمــي النابــع مــن ضــرورات الحالــة ،المســتند إلــى واقعيــة النشـأة ،الأمــر الــذي انعكــس علــى الرؤيــة الوطنيــة المطــورة للنظــام التعليمــي الفلســطيني فــي محــاكاة الخصوصيــة الفلســطينية والاحتياجــات الاجتماعيــة، والعمــل علــى إرســاء قيــم تعــزز مفهــوم المواطنــة والمشــاركة فــي بنــاء دولــة القانــون ،مــن خــلال عقــد اجتماعــي قائــم علــى الحقــوق والواجبــات ،يتفاعــل المواطــن معهــا ،ويعــي تراكيبهــا وأدواتهــا ،ويســهم فــي صياغــة برنامــج إصــلاح يحقــق الآمــال ،ويلامــس الأمانــي، ويرنــو لتحقيــق الغايــات والأهــداف. ولمــا كانــت المناهــج أداة التربيــة فــي تطويــر المشــهد التربــوي ،بوصفهــا عل ًمــا لــه قواعــده ومفاهيمــه ،فقــد جاءت ضمن خطــة متكاملة عالجــت أركان العمليــة التعليميــة التعلميــة بجميــع جوانبهــا ،بمــا يســهم فــي تجــاوز تحديــات النوعيــة بــكل اقتــدار ،والإ عــداد لجيــل قــادر علــى مواجهــة متطلبــات عصــر المعرفــة ،دون التــورط بإشــكالية التشــتت بيــن العولمــة والبحــث عــن الأصالــة والانتمــاء ،والانتقــال إلــى المشــاركة الفاعلــة فــي عالــم يكــون العيــش فيــه أكثــر إنســانية وعدالــة ،وينعــم بالرفاهيــة فــي وطــن نحملــه ونعظمــه. ومــن منطلــق الحــرص علــى تجــاوز نمطيــة تل ّقــي المعرفــة ،وصــو ًلا لمــا يجــب أن يكــون مــن إنتاجهــا ،وباســتحضار وا ٍع لعديــد المنطلقــات التــي تحكــم رؤيتنــا للطالــب الــذي نريــد ،وللبنيــة المعرفيــة والفكريّــة المتوخّ ــاة ،جــاء تطويــر المناهــج الفلســطينية وفــق رؤيــة محكومــة بإطــار قوامــه الوصــول إلــى مجتمــع فلســطيني ممتلــك للقيــم ،والعلــم ،والثقافــة ،والتكنولوجيــا ،وتلبيــة المتطلبــات الكفيلــة بجعــل تحقيــق هــذه الرؤيــة حقيقــة واقعــة ،وهــو مــا كان لــه ليكــون لــولا التناغــم بيــن الأهــداف والغايــات والمنطلقــات والمرجعيــات، معرفيــا وتربو ًيــا وفكر ًيــا. فقــد تآلفــت وتكاملــت؛ ليكــون النتــاج تعبيـ ًـرا عــن توليفــة تحقــق المطلــوب ً ث ّمــة مرجعيــات تؤطّــر لهــذا التطويــر ،بمــا يعـ ّزز أخــذ جزئيــة الكتــب المقــر ّرة مــن المنهــاج دورهــا المأمــول فــي التأســيس؛ لتــوازن إبداعي معرفيــا ،وفكر ًيــا، ووطنيــا ،وفــي هــذا الإ طــار جــاءت المرجعيــات التــي تــم الاســتناد إليهــا ،وفــي طليعتهــا وثيقــة ً خـلّاق بيــن المطلــوب ً لتوجــه الجهــد ،وتعكــس ذاتهــا علــى مجمــل الاســتقلال والقانــون الأساســي الفلســطيني ،بالإ ضافــة إلــى وثيقــة المنهــاج الوطنــي الأول؛ ّ
المخرجات. ومــع إنجــاز هــذه المرحلــة مــن الجهــد ،يغــدو إزجــاء الشــكر للطواقــم العاملــة جميعهــا؛ مــن فــرق التأليــف والمراجعــة ،والتدقيــق، والإ شــراف ،والتصميــم ،وللجنــة العليــا أقــل مــا يمكــن تقديمــه ،فقــد تجاوزنــا مرحلــة الحديــث عــن التطويــر ،ونحــن واثقــون مــن تواصــل هــذه الحالــة مــن العمــل. وزارة التربية والتعليم العالي مــركــز الــمـنـاهـج الفلسطينية آب ٢٠١٧ /
مــقــدمــة نعيــش فــي عالــم متطــور وســريع التغيــر ،فمــع التقــدم العلمــي الكبيــر والســريع الشــامل لمجــالات المعرفــة العلميــة كافّــة ،ومنهــا العلــوم الحياتيــة بشــكل خــاص ،تواجهنــا تحديــات لمواكبتــه ،وإبــراز دوره لتحقيــق نقلــة نوعيــة ،وبنــاء مجتمــع حديــث قائــم علــى التكنولوجيــا. تــم إعــداد هــذا الكتــاب الــذي يحظــى بمكانــة خاصــة فــي العمليــة التعلميــة التعليميــة بطبعتــه المطــورة؛ لتلافــي العــرض الســردي والنمطــي ،ولإ يجــاد تــوازن فــي توزيــع موضوعاتــه بيــن الفصليــن ،وقاعــدة مفاهيميــة متكاملــة فــي إطــار مجــالات محتــوى العلــوم الحياتيــة ،وكذلــك لمواكبــة التغيــرات التــي طــرأت علــى الطالــب ،والبيئــة ،والمجتمــع ،والمعرفــة. يشــتمل هــذا الكتــاب علــى وحدتيــن الأولــى بعنــوان الخليــة :التركيــب الكيميائــي وعمليــات ،وتضــم فصليــن ،الفصــل الأول حــول التركيــب الكيميائــي للخليــة ،والثانــي حــول طــرق انتقــال المــواد عبــر الأغشــية .أمــا الوحــدة الثانيــة فهــي بعنــوان أجهــزة جســم الإ نســان وتضــم ثلاثــة فصــول ،الفصــل الأول حــول الجهــاز العصبــي ،والثانــي حــول جهــاز الغــدد الصمــاء ،أمــا الثالــث فهــو حــول الجهــاز العضلــي . جــاء تنظيــم وبنــاء محتــوى كتــاب العلــوم الحياتيــة بأســلوب شــائق ،وتوظيــف فاعــل للا ٔنشــطة ،والصــور ،والرســومات التوضيحيــة، والأشــكال البيانيــة ،واســتخدام التقويــم التكوينــي ،والنهائــي؛ ليشــجع الطلبــة علــى القــراءة النشــطة الناقــدة ،ويســهم فــي تعزيــز الاتصــال والتواصــل بيــن الطلبــة والكتــاب؛ كونــه أداة فاعلــة فــي تحقيــق الأهــداف المرجــوة .كمــا يتيــح الكتــاب الفــرص المتعــددة أمــام الطلبــة لممارســة الاســتقصاء العلمــي ،فعــرض مشــرو ًعا فــي كل وحــدة ،وركّــز علــى الأنشــطة التجريبيــة كوســيلة لإ كســاب الطلبــة مجموعــة مــن المهــارات الحياتيــة اليوميــة ،كالبحــث ،والتفكيــر العلمــي ،وحــل المشــكلات ،لتعمــل علــى تنميــة شــخصيتهم فــي جوانبهــا العقليــة والجســمية والوجدانيــة كافــة .كمــا ناقــش العديــد مــن القضايــا الحياتيــة ،وربطهــا مــع التقانــات الحديثــة ،والمجتمــع، وذلــك فــي إطــار فلســطيني. وكلنا أمل في أن يلبي الكتاب ميول طلبتنا الأعزاء ،وحاجاتهم ،ورغباتهم ،ويثير حماسهم ،ويزيد انخراطهم في التعلم. وموجهــا للعمليــة التربويــة ،دون أن يفقــد دوره فــي تزويــد الطلبــة بالمزيــد مــن الأمثلــة أمــا معلمنــا العزيــز فقــد تطــور دوره ليصبــح مرشـدًا ً التوضيحيــة ،ومتابعــة تعلمهــم ،والســعي إلــى تنميــة قدراتهــم الإ بداعية. نضع بين أيديكم النسخة التجريبية ،ونأمل ألا تبخلوا علينا بملاحظاتكم الق ّيمة ،للإ ستفادة منها في تطوير النسخة.
وزارة التربية والتعليم العالي المؤلفون
المحتويات
الخلّية :التركيب الكيميائي وآليات النقل 2 ..................................................
)العلمي والزراعي(
الوحدة الأولى
الفصل الأول :التركيب الكيميائي للخلية 4.......................................................................... 1.1التركيب الكيميائي للخلية4................................................................................... 2.1المركبات غير العضويّة 6...................................................................................... 3.1المركبات العضويّة 9......................................................................................... أسئلة الفصل33.................................................................................................. الفصل الثاني :الغشاء الخلوي :التركيب والوظيفة 35 .................................................................... 1.2الغشاء الخلوي 36 .......................................................................................... 2.2طرق انتقال المواد عبر الغشاء الخلوي 39......................................................................... أسئلة الفصل 47 ................................................................................................ تقانات حيوية49 ................................................................................................ أسئلة الوحدة 51 ................................................................................................
ٔاجهزة جسم الإ نسان 54 ...................................................................................
)العلمي( )العلمي والزراعي(
الوحدة الثانية
الفصل الأول :الجهاز العصبي56 ................................................................................... 1.2العصبون 57................................................................................................ 2.2أنواع الخلايا العصبية 59 ..................................................................................... 3.2السيال العصبي 61........................................................................................... 4.2انتقال السيال العصبي 64 ..................................................................................... 5.2تركيب الجهاز العصبي67 ..................................................................................... 6.2مشكلات صحية 78 ........................................................................................ 7.2تأثير بعض العقاقير على الجهاز العصبي 79 ...................................................................... أسئلة الفصل 81 ................................................................................................ الفصل الثاني :جهاز الغدد الصماء 83 ............................................................................. 1.2تركيب جهاز الغدد الصماء83 ................................................................................ 2.2الغدد الرئيسة 85 .......................................................................................... 3.2مشكلات صحية 93....................................................................................... 4.2التكامل بين العصبي والغدد الصماء96 ......................................................................... أسئلة الفصل 97 ..............................................................................................
)العلمي والزراعي(
الفصل الثالث :الجهاز العضلي 98 ............................................................................... 1.3أنواع الأنسجة العضلية 99 .................................................................................. 2.3انقباض العضلات المخططة 103............................................................................. 3.3مشكلات صحية 105 ..................................................................................... أسئلة الفصل 107 ............................................................................................. تقانات حيوية 109 ............................................................................................ أسئلة الوحدة 111 ............................................................................................. المراجع 115 .................................................................................................
اﻟﻮﺣﺪة اﻷوﻟﻰ
الكيميائي و ٓاليات النقل الخل ّية :التركيب ّ The Cell:Chemical Structure & Transport Mechanisms
كيف تُسهم دراستنا للكيمياء في َفهمنا العمل ّيات الحيو ّية في خلايا الكائنات الح ّية؟
2
يرتكــز علــم كيميــاء الخل ّيــة علــى دراســة المســتوى الــذري والجزيئــي لتركيــب الخلايــا ،وخصائــص بعــض العناصــر والمركبــات الكيميائ ّيــة .ومــن خــلال دراســتك هــذه الوحدة ســتكون قاد ًرا علــى عبور الحدود الفاصلــة بيــن اللاحيــاة والحيــاة ،للانتقــال مــن مســتوى التركيــب الجزيئــي )غيــر الحــي( إلــى الخليــة الحيــة المرتكــزة علــى تكامــل وظائــف المركبــات والمــواد وتآزرها؛ لتمكينها من القيــام بالعمليات الحيوية .وكذلك تحقيــق النتاجــات الآتيــة: * تصنيف المواد الداخلة في تركيب الخلية إلى مواد عضوية ،ومواد غير عضوية ،والمقارنة بينها. * توضيح تركيب الغشاء الخلوي وأهميته في نقل المواد عبره. * ممارسة عادات غذائية صحية تتوافق مع حاجة الخلايا للمواد. * التعرف إلى تقانات حديثة في دراسة الخلية. * إعداد مشروع حول: تصميم برنامج ،أو تطبيق باستخدام ،Visual basicأو أي برمجية أخرى ،يبين أهم المركبات العضوية وغير العضوية ،وطرق انتقالها ،وأهميتها للجسم ،ومصدرها.
ملاحظة :الصيغ البنائية الواردة للإ طلاع فقط.
3
الكيميائي للخلية الفصل الأول :التركيب ّ )(Cell Chemical Structure تحــد ُُث العديــد مــن التفاعــلات الكيميائ ّيــة فــي خلايــا الكائنــات الحيــة حتــى تســتطيع القيــام بوظائفهــا كافّــة ،وإنتــاج مــا تحتــاج إليــه مــن مــواد وتراكيــب .بعــض هــذه المــواد توجــد علــى شــكل مركبــات بســيطة التركيــب ،كالمــاء والســكريّات الأحاديــة ،وبعضهــا مركبــات مع ّقــدة التركيب ،مثل بعــض البروتينات والحمــوض النوويــة .فمــا خصائصهــا؟ ومــا أهــم العناصــر الداخلــة فــي تركيبهــا؟ ومــا أهم ّيــة كل منهــا؟ كل هــذه الأســئلة وغيرهــا ســتتمكن مــن الإ جابــة عنهــا بعــد دراســتك هــذا الفصــل ،وســتكون قــاد ًرا علــى أن: 1 2 3 4 5 6
تصنف المواد الداخلة في تركيب الخلية إلى مواد عضوية ومواد غير عضوية. تتعرف إلى أهم المواد غير العضوية والمواد العضوية في الخلية ،وتوضح أهم ّيتها وتقارن بينها. توضح تركيب وخصائص ك ٍّل من :الكربوهيدرات ،والليبيدات ،والبروتينات ،والحموض النووية، وتب ّين أهم ّية ك ٍّل منها. تب ّين خصائص الإ نزيمات وأهم ّيتها. توضح آليات عمل الإ نزيمات. تكشف عمل ًّيا عن بعض المواد العضوية الداخلة في تركيب الخلية .
1.1التركيب الكيميائي للخلية : يوجــد فــي الطبيعــة مجموعـ ٌة مــن العناصــر يبلــغ عددهــا حوالــي 92عنصـ ًـرا (% 25 - 20) ،منهــا عناصــر أساسـ ّية للكائــن الحــي حتــى يعيــش حيــاة صح ّيــةُ .تعـ ُّد العناصــر الأساســية متشــابهة بيــن الكائنــات الحيــة ،وتتفــاوت الكائنــات الحيــة فــي حاجتهــا للعناصــر ،فمثــلا يحتــاج الإ نســان 25عنصـ ًـرا ،بينمــا يحتــاج النبــات 17عنصـ ًـرا .وهنــاك أربعــة عناصــر وهي :الأكســجين ،والكربــون ،والهيدروجين ،والنيتروجين تشـكّ ُل مــا نســبته % 96مــن كتلــة الكائــن الحــي .بينمــا يشـكّ ُل الكالســيوم ،والفوســفور ،والبوتاســيوم ،والكبريــت، وبعــض العناصــر الأخــرى % 4المتبق ّيــة مــن كتلــة الكائــن الحــي .الجــدول ) (1يب ّيــن بعــض هــذه العناصــر، مرتبــة حســب النســب المئويــة لكتلتهــا فــي الأرض وجســم الإ نســان ،اســتخد ْمه للإ جابــة عــن الأســئلة التــي تليــه.
4
الجدول ) :(1بعض العناصر الأكثر وجو ًدا في الأرض ،ونسب تواجدها في جسم الإ نسان
العنصر
الرمز
الأكسجين
O
النسبة التقريبية لكتلته في الأرض )(% 46.6
النسبة الكتلية لوجوده في الانسان )(% جسم ٕ
Fe
5
نادر
Ca
3.6
1.5
Na
2.8
0.2
K
2.6
0.4
Mg
2.1
0.1
H
0.14
9.5
Mn
0.1
نادر
F
0.07
نادر
P
0.03
1
C
0.03
18.5
S
0.01
0.3
Cl
0.01
0.2
Cu
0.01
نادر
N
نادر
3.3
Zn
نادر
نادر
I
نادر
نادر
الحديد
الكالسيوم الصوديوم
البوتاسيوم
المغنيسيوم
الهيدروجين المنغنيز الفلور
الفوسفور الكربون
الكبريت الكلور
النحاس
النيتروجين
الزنك )الخارصين( اليود
65
-1مــا نســبة تواجــد ك ٍّل مــن الأكســجين ،والكربــون ،والهيدروجيــن ،والنيتروجيــن ،والكبريــت ،والفوســفور فــي الأرض وجســم الإ نســان؟ مــاذا تلاحــظ؟ -2أ ّي العناصــر الأعلــى نســبة فــي الطبيعــة وفــي جســم الإ نســان؟ اذكــر بعــض المركّبــات التــي يدخــل فــي تركيبهــا هــذا العنصــر التــي جعلتــه يتصــدر القائمــة. -3تدخــل العديــد مــن المــواد الكيميائ ّيــة فــي تركيــب خلايــا الجســم ،فــي رأيــك مــا أهــم هــذه المــواد؟ لمــاذا اختــرت هــذه المــادة؟ 5
الانســان ٕالا ٔانــه مه ـ ّم جــدً ا فســر :علــى الرغــم مــن نــدرة نســبة الحديــد فــي جســم ٕ سؤال ّ لحياتــه. ابحــث :تتواجــد عناصــر ٔاخــرى بنســب قليلــة جــدً ا ،ابحــث عــن هــذه العناصــر، ونســب تواجدهــا فــي خلايــا الكائنــات الحيــة. تدخــل العناصــر الســابقة الذكــر فــي تكويــن وبنــاء العديد مــن المركبات الكيميائ ّيــة ،منهــا مــا هــو بســيط التركيــب ،ومنهــا مــا هــو معقــد التركيــب، وتُســهم هــذه المركبــات فــي تكويــن أجــزاء خلايا الكائن الحــي كافّة .وتحتوي الخليــة الحيــة نوعيــن مــن المركبــات همــا :مركبــات غيــر عضو ّيــة ومركبــات عضو ّيــة.
2.1
نواقــل عصبيــة بيــن الخلايــا العصبيــة التقطــت بواســطة المجهــر الضوئــي الفوســفوري.
المركبات غير العضو ّية ):(Inorganic Compounds
تُع ـ ُّد مــواد بســيطة التركيــب ،ويحصــل عليهــا الكائــن الحــي عــن طريــق التغذيــة ،أهمهــا المــاء، والأمــلاح المعدنيــة. الماء ):(Water ُيعــ ُّد المــاء المــادة الوحيــدة المتواجــدة فــي الطبيعــة بحالاتهــا الفيزيائيــة الثــلاث .وهــو مكـ ّو ٌن أساسـ ٌّـي فــي تركيب الخلايــا الح ّية ،تتراوح نســبته فــي الكائنــات الحيــة مــا بيــن ) (%95 - 5اعتمــا ًدا علــى نوعهــا. بعض خصائص الماء ووظائفها في الجسم: مذيبا جيدًا للمواد ،فيعمل على إذابة المركبات الكيميائية ُ -1يع ُّد ً )الأيونية وبعض الجزيئية(؛ ما يوفر وس ًطا ملائ ًما لحدوث التفاعلات الكيميائية في الخلايا.
6
هل تعلم؟ * تبلــغ نســبة المــاء العــذب حوالــي % 3مــن كميــة المــاء علــى ســطح الأرض ،ويشــكل المــاء العــذب الصالــح للشــرب حوالــي % 1منــه. * ٔان نســبة المــاء فــي خلايــا العظــم ) (%50-25بينمــا تتجــاوز % 90فــي الــدم وحوالــي % 99فــي الســائل الزجاجــي فــي العيــن.
-2يعمل على نقل المواد بين داخل الخلية وخارجها؛ مما يساعد الخلية في الحصول على حاجتها ،والتخلّص من فضلاتها. رئيسا في ليونة الجسم ومرونته. -3يشكّل عاملًا ً -4يحتفــظ بحــرارة نوع ّيــة عاليــة؛ ممــا ُيكســبه القــدرة علــى امتصــاص الحرارة الناتجــة عــن التفاعــلات الحيويــة فــي الخليــة ،وهــذا يســاعد فــي تنظيــم حرارة الجســم.
سؤال
كيف تعمل قطب ّية جزيء الماء على جعله يتمتع بخصائصه
تمكــن الروابــط الهيدروجينيــة جــزيء مــاء مــن الارتبــاط مــع 4 جزيئــات مــاء أخــرى مــع القــدرة علــى التغييــر المســتمر لهــذه الروابــط بيــن الجزيئــات
المذكورة؟
}:و َج َع ْل َنا ِم َن الْ َماء كُ َّل شَ ْي ٍء َح ٍّي أَ َفلا ُيؤ ِْم ُنونَ{ سورة الأنبياء 30 ْ ناقش َ نشاط ) :(1حساب نسبة الماء في خلايا كائنات حية: تتفــاوت نســبة المــاء فــي أجســام الكائنــات الحيــة بشــكل كبيــر ،فبعــض الكائنــات تتعــدى نســبة المــاء فــي أجســامها % 90مــن كتلتهــا ،مثــل قنديــل البحــر ،بينمــا يصــل إلــى % 85فــي جســم الإ نســان. في هذا النشاط سنقوم بتحديد النسبة التقريبية للماء في بعض عينات من الكائنات الحية. المواد والأدوات: بندورة ،تفاح ،قطعة لحم ،ميزان ،لهب بنسن أو الميكرويف ،جفنة )عدد (3 خطوات العمل: • ضع الع ّينات في الجفنات ك ّل على حدة. • زن كتلة ك ٍّل من الع ّينات المستخدمة ،والجفنات باستخدام الميزان. • قم بتجفيف ك ٍّل من الثمار ،وقطعة اللحم باستخدام لهب بنسن ،أو الميكرويف قدر الإ مكان. ملاحظة :مع مراعاة عدم الوصول ٕالى احتراق الع ّينات.
7
• • •
اترك الجفنات حتى تبرد. احسب كتلة ك ٍّل من الع ّينات بعد التجفيف. أكم ْل الجدول الآتي: المادة بندورة
كتلتها نيئة
كتلتها بعد التجفيف
كتلة الماء المتبخر
نسبة الماء
تفاح اللحم • •
احسب نسبة الماء باستخدام المعادلة: نسبة الماء = كتلة المادة قبل التجفيف – كتلتها بعد التجفيف × %100 كتلة المادة قبل التجفيف قار ْن بين نسب الماء في الع ّينات الثلاث.
الأملاح المعدن ّية ):(Minerals ـلاح المعدن ّيــة مــوا َّد غيــر عضويــة توجــد فــي التربــة والصخــور .وهــي مــن أهــم العناصــر تُع ـ ُّد الأمـ ُ الغذائيــة التــي يحتاجهــا الجســم مــن أجــل البقــاء ،والقيــام بالمهــام ،والعمل ّيــات اليوم ّيــة. سؤال كيف نحصل على حاجتنا من الأملاح المعدن ّية؟ تبلــغ نســبة الأمــلاح المعدنيــة مــن كتلــة خلايــا الكائنــات الحيــة ) .(% 5 - 1وقــد تكــون علــى شــكل أيونــات ذائبــة فــي المــاء داخــل الخليــة ،مثــل أيونــات الصوديــوم والبوتاســيوم فــي الخلايــا العصبيــة ،وأيونــات الكلــور والنتــرات فــي الخلايــا النباتيــة ،أو على شــكل بلورات ِملح ّية مثل ،أوكســالات الكالســيوم )(CaC2O4 ترســبات فــي المــادة بيــن الخلويــة ،مثــل مركبات الكالســيوم فــي العظام، فــي جــدر بعــض الخلايــا النبات ّيــة ،أو ّ ومركبــات الســيليكا فــي الدياتومات.
8
تلعب الأملاح المعدن ّية ٔادوا ًرا مهمة في الكائنات الحية ،منها: أ -تركيبيــة :تدخــل الأمــلاح المعدنيــة فــي كثيــر مــن تراكيــب الخلايــا والأنســجة ،وهنــاك بعــض الأمــلاح التــي تدخــل فــي خلايــا الكائنــات الحيــة بنســب قليلــة ،منهــا الزنــك والمنغنيــز. يبين الجدول )ٔ (2اهم الأملاح ،أكم ْل المعلومات في الجدول. ٔاملاح اليود الفوسفور النيتروجين الحديد المغنيسيوم ب- ج- د- ه-
الجدول ) :(2بعض الأملاح المعدن ّية
خاماته في الطبيعة الأهم ّية التركيب ّية في جسم الكائن الحي
إنتاج الطاقة :تسهم أملاح الفوسفات في إنتاج الطاقة كما في جزيئات ATPفي الخلايا. تُسهم في إتمام وظائف الجهاز ْين العصبي والعضلي :تلعب أملاح البوتاسيوم ،والكالسيوم ،والكلور، العصبي والصوديوم دو ًرا أساس ًّيا في تكامل عمل الجهاز ْين والعضلي. ّ ّ المحافظة على صحة وسلامة الجهاز المناعي :أملاح الزنك يحتاجها الجسم بكمية قليلة جدًا ،إلا أنها ضروريّة لتقوية جهاز المناعة ،والتئام الجروح ،وتعويض الخلايا التالفة. المحافظة على اتّزان الضغط الأسموزي للخلايا ،وتنظيم درجة الحموضة في سوائل الجسم. الانسان. ابحث :زيادة ٔاو نقص الأملاح المعدنية يؤثر سل ًبا في صحة ٕ
3.1
المركبات العضو ّية ):(Organic Compounds
تتكـ ّو ُن بشــكل أساسـ ّـي مــن الكربــون والهيدروجيــن ،وتقســم إلــى مــوا َّد حيويــة مثــل الســكريّات، ومــوا ّد صناعيــة مثــل البلاســتيك .وقــد ُيضــاف إلــى المركبــات الحيويّــة عناصــر أخــرى ،مثــل :الأكســجين، 9
والنيتروجيــن ،والفوســفور ،وغيرهــا .وتحــوي خلايــا الكائنــات الحيــة المئــات من المركبــات العضوية التي ت ّم تصنيفهــا فــي أربــع مجموعــات رئيســة هــي: أولا :الكربوهيدرات.
ثانيا :الليبيدات.
ثال ًثا :البروتينات.
راب ًعا :الحموض النوويّة.
ابحـ ْ ـث :عــن مركبــات عضويــة لا تنتجهــا كائنــات حيــةّ ، موض ًحــا العناصــر الداخلــة فــي تركيبهــا و ٔاهــم اســتخداماتها. ٔاولا :الكربوهيدرات ):(Carbohydrates تُعـ ُّد مــن أبســط المركبــات العضويّــة ذات الأصــل الحيــو ّي .تُســهم الكربوهيــدرات فــي العديــد مــن وظائــف الخليــة؛ حيــث إن ّهــا تشــكّل مصــدر الطاقــة الرئيــس للعمليــات الحيويّــة فــي الخلايــا. يب ّين الشكل ) (1بعض المركّبات الكربوهيدرات ّية .استخد ْمه للإ جابة عن الأسئلة التي تليه:
الشكل ) (1كربوهيدرات أحاديّة وثنائية وعديدة التسكّر
-1 -2 -3 -4 -5 -6
ما العناصر المك ّونة لها؟ ما النسبة العدديّة لك ّل عنصر في ك ٍّل من المركبات؟ ما أبسط نسبة للعناصر في المركبات الكربوهيدرات ّية؟ ما الرابطة بين جزيئات السكّر في السكروز؟ أكتب الصيغة الجزيئ ّية لك ٍّل من الغلوكوز والغلاكتوز .ماذا تلاحظ؟ اكتب الصيغة العامة للكربوهيدرات.
سؤال لماذا تسمى الكربوهيدرات مائ ّية الكربون؟
10
تُصنّف الكربوهيدرات في ثلاث مجموعات ،كما في المخطط الآتي:
ٔ - 1احاد ّية التس ُّكر ):(Monosaccharides مركبــات بســيطة تتكــون غالبــا مــن ) (6-3ذرات كربــون ،وصيغتهــا العامــة ،(CH2O)nحيــث n عــدد صحيــح .توجــد الســكريّات علــى شــكل سلاســل ،أو حلقــات كمــا فــي الســكريّات رباع ّيــة وخماسـ ّية وسداس ـ ّية الكربــون. أكم ْل الجدول الآتي: السكر غليسر ٔالدهايد
عدد ذرات الكربون
الصيغة الجزيئ ّية
الصيغة البنائ ّية
ٕاريثروز رايبوز غلوكوز
11
ُيعــ ُّد غليســر ٔالدهايد ٔابســط الســكريّات التــي تصنعهــا النباتــات ،كناتـ ٍـج نهائـ ّـي لعمل ّيــة البنــاء الض ْوئـ ّـي الــذي يش ـكّل أســاس بنــاء معظــم المركبــات العضويّــة. و ُتعــ ّد الســكريّات سداســ ّية الكربــون أكثــر الســكريات الأحاديّة انتشــا ًرا وشــهرةً ،وتض ّم العديد من الســكريّات، منهــا :الغلوكــوز والفركتــوز والغلاكتــوز ،ويعتبــر الغلوكــوز ألفا ) ،(αوغلوكوز بيتا ) (βالموضح في الشــكل )(2 الأكثــر شــيوعا بينهــا .لاحــظ الفــرق بينهمــا.
الشكل ) :(2الغلوكوز
سؤال ما الصيغة الجزيئ ّية للسكر ّيات سداس ّية الكربون؟ ابحـ ْ ـن فيمــا ٕاذا كانــت ـث :عــن الصيغــة الجزيئ ّيــة لــك ٍّل مــن المركبــات الآتيــة ،ثــم ب ّيـ ْ كربوهيــدرات ٔام لا ،مب ّي ًنــا الأســاس الــذي اعتمــدت عليــه فــي تصنيفــك. ثنائــي هيدروكســيد الأســيتون ) ،(dihydroxyacetoneزايلــوز )ٔ ،(xyloseالتــروز الايثانويــك ).(acid ethanoic ) ،(altroseحمــض ٕ -2ثنائية التس ّكر ):(Disaccharides مركبــات تتكــون مــن اتّحــاد جزيئيــن مــن الســكريّات الأحاديّــة عــن طريــق تفاعــلٍ ُيسـ ّمى تفاعــل التجفيــف ) .(dehydrationومــن الأمثلة عليها: الســكروز والمالتــوز.
سؤال
ما الصيغة العامة للسكر ّيات ثنائية التس ّكر؟
هل تعلم؟ قليلة التسكر)(oligosaccharides مركبــات عضوية تتكــون من 3-1 جزيئــات مــن ســكريات أحاديــة تلعــب دوراً فــي تكويــن الغشــاء الخلــوي مــن خــلال ارتباطهــا بالليبيــدات والبروتينــات.
يبين الجدول ) (3بعض تفاعلات اتّحاد السكريّات الأحاديّة لتكوين سكريات ثنائ ّية ،أكم ْل الجدول:
12
الجدول ) (3تفاعلات سكريات أحاديّة لإ نتاج سكريات ثنائ ّية
التفاعل
المصدر
الأهمية تحلية الأغذية والمشروبات
الحليب
الشعير
سؤال لماذا تُس ّمى تفاعلات اتّحاد السكر ّيات الأحاد ّية تفاعلات التجفيف؟ نشاط ) :(2الكشف عن السكريات الأحاد ّية والثنائية: امتصاصــا وإفــاد ًة فــي جســم الإ نســان ،وســكر تُع ـ ّد الســكريّات الأحاديّــة أســهل الســكريات ً الســكروز )ســكر المائــدة( أكثــر الســكريات تنــاو ًلا واســتخدا ًما فــي حياتنــا اليوم ّيــة .وهنــا ســنتعرف طريقــة للكشــف عــن الســكريات الأحاديّــة والثنائ ّيــة فــي المــواد الغذائيــة المختلفــة. المواد والأدوات: مــوز أو عنــب )ســكر غلوكــوز( ،عســل )ســكر فركتــوز( ،ســكر المائــدة ) أو أي ســكر ثنائــي( ،ومــاء، ومحلــول بندكــت ،حمــض HClمركــز ،هيدروكســيد الصوديــوم ،وأنابيــب اختبار عــدد ) ،(5حامل أنابيب، ســحاحة ،لهــب بنســن.
13
خطوات العمل: -1رقّ ْم أنابيب الاختبار الخمسة. -2ض ْع 3مل من كل من :الماء في الأنبوب رقم ) ، (1ومحلول الموز أو الغلوكوز تركيزه % 2في الأنبوب رقم ) ، (2ومحلول العسل أو الفركتوز تركيزه % 2في الأنبوب رقم ).(3 -3ض ْع 3مل من محلول السكروز في ك ٍّل من الأنابيب ).(5 ،4 رج الأنابيب جيدًا. ضف 2مل من محلول بندكت إلى ك ٍّل من الأنابيب ) ، (4-1ثم ّ -4أ ْ -5في الأنبوب رقم ):(5 ضف 3قطرات من حمض HClالمركّز إلى المحلول ،لماذا؟ أ .أ ْ ب .سخّ ْن المحلول لدرجة الغليان لمدة دقيقتين. ٍ قطرات من محلول هيدروكسيد الصوديوم إلى المحلول. ضف )(6-5 ج .أ ْ ٍ قطرات من محلول بندكت للمحلول. ضف )(6-5 د .أ ْ مائي ساخن لمدة دقيقت ْين .لماذا؟ -6ض ْع الأنابيب الخمسة في حمام ّ راقب التغ ّير في اللون .سجل ملاحظاتك. -7 ْ فسر النتيجة. -8ما اللون الناتج؟ ّ -9ما أهم ّية استخدام الأنبوب رقم )(1؟ سج ْل النتائج التي حصلت عليها ِو ْف َق الجدول الآتي: ّ رقم الأنبوب
أنبوب )(1
أنبوب )(2
أنبوب )(3
أنبوب )(4
أنبوب )(5
التغ ّير في اللون
- 3عديدة التس ّكر ):(Polysaccharides توجــد كمبلمــرات كبيــرة الحجــم تتكــون مــن عــدد مــن الســكريات الأحاديّــة ،منهــا :النشــا، والغلايكوجيــن ،والســليولوز وصيغتهــا الجزيئيــة ،Cn(H2O)mوالكايتيــن وصيغتــه الجزيئيــة .(C8H13O5N)n صحيحــا. حيــث يمثــل كل مــن الرمــز mو nعــد ًدا ً
14
ومن ٔاهم عديدات التس ّكر ،و ٔاكثرها انتشا ًرا: النشا ):(Starch مركّــب نباتــي ُيعـ ُّد مــن المركّبــات الأكثــر شــيو ًعا فــي غــذاء الإ نســان ،وتخ ّزنــه النباتــات فــي ثمارهــا، وبذورهــا ،وجذورهــا كمصــدر للطاقــة .والنشــا النقـ ّـي مســحو ٌق أبيــض لا طعــم لــه ولا رائحــة .يتكـ ّون النشــا مــن ) (1000-250جــزيء مــن ألفــا غلوكــوز ،ويوجــد منــه نوعــان: الأميلوز :يذوب في الماء ،ويشكل حوالي ) (% 30-20من مجمل النشا في النباتات. الأميلوبكتيــن :وهــو غيــر ذائــب فــي المــاء ويشــكل حوالــي ) (% 80-70مــن مجمــل النشــا فــي النبــات. يب ّيــن الشــكل ) (3تركيــب ك ٍّل مــن الأميلــوز والأميلوبكتيــن .اســتخد ْمه للإ جابــة عــن الأســئلة التــي تليــه:
أميلوز
أميلوبكتين الشكل ) (3جزيئات النشا
صف تركيب سلاسل ك ٍّل من :الأميلوز ،والأميلوبكتين. -1 ْ -2ما رقم ذرات الكربون التي تك ّون الروابط بين جزيئات الغلوكوز المتتالية في ك ٍّل من المركّب ْين؟ الغلايكوجين ):(Glycogen تخزنــه الخلايــا الحيوان ّيــة فــي الكبــد والعضــلات كمصــدر للطاقــة علــى شــكل مبلمــر ،وذلــك نتيجــة لزيــادة الغلوكــوز فــي الــدم ،ويص ـ ُل عــدد جزيئــات الســكر فيهــا إلــى 30ألــف جــزيء. فــي حــال نقــص تركيــز الســكر عــن الحــد الطبيعــي فــي الــدم تعمــل الخلايــا علــى تكســير الروابــط فســر ذلــك. بيــن جزيئــات الســكر فــي الغلايكوجيــنّ .
15
يبين الشكل ) (4تركيب جزء من الغلايكوجين .استخد ْمه للإ جابة عن الأسئلة التي تليه:
الشكل ) (4تركيب الغلايكوجين
-1ما الوحدة البنائية )المونومر( المك ّونة للغلايكوجين؟ -2أ ّي ذرات الكربون تشارك في تكوين الروابط بين جزيئات السكر؟ -3أ ّي أنواع النشا أشبه بالغلايكوجين؟ السليولوز ):(Cellulose تنتجــه الخلايــا النباتيــة والطحالــب علــى شــكل مبلمــر غيــر متفــرع ،كمكـ ّون رئيــس للجــدار الخلــوي ولا يــذوب فــي المــاء .تصــل عــدد الجزيئــات فيــه إلــى 10آلاف جــزيء ،وهــو أكثــر المبلمــرات انتشــارا فــي الطبيعــة ،لمــاذا؟ استعن به للإ جابة عن الأسئلة التي تليه: يب ّين الشكل ) (5تركيب مبلمر السليولوز، ْ
الشكل ) (5السليولوز
-1ما الوحدة البنائية المك ّونة للسليولوز؟ وما نوعها؟ -2ما رقم ذرات الكربون التي تشارك في تكوين الروابط بين جزيئاته؟ -3ما نوع الروابط بين الوحدات البنائية في السليولوز؟
16
ســؤال تســتطيع بعــض الكائنــات الحيــة هضــم النشــا والســليولوز كمــا فــي الأرانــب ،بينمــا فســر ذلــك. يســتطيع ٕ الانســان هضــم النشــا ،ولا يســتطيع هضــم الســليولوزّ .
الكايتين ):(Chitin يتك ـ ّون مبلمــر الكايتيــن مــن وحــدات بنائيــة تســمى الغلوكــوز أميــن ،التــي تتكــون مــن الغلوكــوز ومجموعــة أســيتيل أميــن ،والكايتيــن مركــب أبيــض اللــون شــديد القســاوة وغيــر مــرن ،يمتــاز بأنــه غيــر منفــذ للمــاء .يدخــل فــي تركيــب الهيــاكل الخارجيــة لبعــض الكائنــات الحيــة مثــل الحشــرات .يبيــن الشــكل )(6 تركيــب مبلمــر الكايتيــن ،اســتخدمه للإ جابــة عــن الأســئلة التــي تليــه: هل تعلم؟
هنــاك أنــواع مــن الخنافــس تعيــش فــي الصحــراء ،وتعتمــد بشــكل كلــي علــى مــا يتكاثــف مــن مــاء علــى هيكلهــا فــي الصبــاح الباكــر ،ومــن ثــم شــربه لســد حاجتهــا اليوميــة مــن المــاء.
الشكل ) (6الكايتين
-1ما العناصر المك ّونة له؟ -2ما رقم ذرات الكربون التي تشارك في تكوين الروابط بين الوحدات البنائية؟ -3هل سلاسل الكايتين متفرعة؟ سؤال ٔاذكر كائنات حية ٔاخرى درستها ساب ًقا يدخل في تركيبها الكايتين. نشاط ) :(3الكشف عن عديدات التس ّكر: نتناول عديدات التسكّر في الكثير من الأغذية ،وأشهرها :البطاطا ،والخضار ،والفواكه ،واللحوم. وفي هذا النشاط سنقوم بالكشف عن أنواع مختلفة من عديدة التسكر في مواد غذائية متنوعة.
17
المواد والأدوات: بطاطا أو أرز )نشا( ،كبد )غلايكوجين( ،وورقة نشاف )سليولوز( ،وقطن ،وماء ،ومحلول لوغول ) ،(IKIومحلول كارمن ،وأنابيب اختبار عدد ) ،(5وحامل أنابيب ،وسحاحة. غني بالنشا. • هرس البطاطا وتصفيتها ،أو نقع الأرز ثم تصفيته للحصول على محلول ّ • طحن كبد الدجاج ،أو أي كبد آخر في الخلاط الكهربائي بعد غمره بالماء ،وتصفيته؛ للحصول غني بالغلايكوجين. على محلول ّ خطوات العمل: -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7
رقّ ْم أنابيب الاختبار ).(5-1 ضع 3مل من محلول النشا في الأنبوب رقم ) .(3،1وض ْع 3مل من محلول الغلايكوجين في الأنبوب رقم ) ،(4،2و 3مل ماء في الأنبوب رقم ).(5 أضف 2مل من محلول لوغول إلى ك ٍّل من الأنبوب ْين ).(5،2،1 أضف 2مل من محلول كارمن إلى ك ٍّل من الأنبوب ْين ).(3،4 سجل ملاحظاتك. ضع الأنبوب ْين في حمام ماء ساخنّ ، سجل ملاحظاتك. ضع قطرة من محلول لوغول على كل من ورقة النشاف وقطعة القطنّ . ما أهمية استخدام الأنبوب رقم )(5؟ لماذا تم اختيار النشا والغلايكوجين ،ولم يتم الاعتماد على ٔاحدهما فقط؟
ثانيا :الليبيدات ):(Lipids تتشــابه الليبيــدات مــع الكربوهيــدرات فــي العناصــر المك ّونــة لهــا ،وتختلــف عنهــا فــي نســب هــذه العناصــر فــي جزيئاتهــا وقابليتهــا للذوبــان فــي المــاء .وتشــمل الليبيــدات: -1الدهون والزيوت -2 .الليبيدات المفسفرة.
-3الستيرويدات.
-4التيربينات.
وتش ـكّل الدهــون والزيــوت المصــدر الثانــي للحصــول علــى الطاقــة بعــد الكربوهيــدرات .وتنتــج تنتجــه الكميــة نفســها مــن الكربوهيــدرات؛ بســبب احتوائهــا الدهــون والزيــوت كم ّيــة طاقـ ٍة أكبــر بكثيــر م ّمــا ُ
18
علــى نســبة هيدروجيــن أعلــى م ّمــا هــو موجــود فــي الكربوهيــدرات. استعن به للإ جابة عن الأسئلة التي تليه: يب ّين الشكل ) (7تركيب ك ٍّل من الكربوهيدرات والليبيدات. ْ
غليسرول
جزيء من الكربوهيدرات
الشكل ) (7تركيب الكربوهيدرات والليبيدات
-1ما العناصر المك ّونة لك ٍّل من الجز ْيئين؟ -2ما النسبة بين عدد ذرات ك ٍّل من :الكربون ،والأكسجين ،والهيدروجين في كلا المركب ْين؟ -1الدهون والزيوت ):(Fats & Oils الدهــون مركبــات عضويــة ُصلبــة )شــحمية( ،تنتجهــا وتخ ّزنهــا الحيوانــات كمصــدر للطاقــة ،وحمايــة أجــزاء غالبــا الجســم الداخليــة ،وتش ـكّل طبقــة عازلــة للحــرارة والبــرودة .أ ّمــا الزيــوت فتنتجهــا بعــض النباتــات ً كمصــدر طاقــة لبذورهــا لحيــن نم ّوهــا. جب عن الأسئلة التي تليه: بالاعتماد على الشكل ) ،(8أ ْ
-1 -2 -3 -4 -5
الشكل ) (8تشكّل وتحلّل الدهون والزيوت
ما الوحدة البنائية في جزيء الدهن؟ كم عدد ذرات الكربون في الغليسرول؟ ما الفرق بين الحموض الدهنية الثلاثة؟ ماذا ُيس ّمى ك ّل نوع؟ كيف يرتبط ك ٌّل من الحموض الدهنية مع الغليسرول؟ ماذا يس ّمى تفاعل اتّحاد الحموض الدهنية مع الغليسرول؟
19
فسر إجابتك. -6ما نواتج التفاعل؟ ما الجزيء الناتج دهن أم زيت؟ ّ -7ماذا يس ّمى التفاعل المنعكس؟ ماذا يحتاج لإ تمامه؟ تتك ّون معظم الحموض الدهنية في الخلايا من ) (18-16ذرة كربون لك ٍّل منها ،بعضها حموض دهنية ُمشْ بعة كما في الدهون ،وبعضها الآخر غير مشبعة كما في الزيوت. ناقش :هناك مصادر للزيوت غير المصدر النباتي. نشاط ) (5الكشف عن الدهون والزيوت: تدخــل الدهــون والزيــوت فــي تصنيــع وتحضيــر العديــد مــن الأغذيــة ،ونتنــاول بعضهــا منفــر ًدا كزيــت الزيتــون ،والزبــدة ،وأنــواع الأجبــان المختلفــة .فــي هــذا النشــاط ســنحاول الكشــف عــن الدهــون والزيــوت فــي بعــض المــواد الغذائيــة. المواد والأدوات: زيــت نباتــي وحليــب )منــزوع الدســم ،ودســم ،% 1ودســم ،% 3وبقــري( ،محلــول ســودان )،(III أنابيــب اختبــار عــدد ) ،(5وحامــل أنابيــب ،وســحاحة. خطوات العمل: -1ض ْع 2مل من الزيت ،وأنواع الحليب الأربعة في الأنابيب ،ك ٌّل على حدة. ضف حوالي 10قطرات من محلول سودان IIIلك ّل أنبوب. -2أ ْ سجل ملاحظاتك. ّ -3 -2الليبيدات ال ُمفسفرة ):(Phospholipids تتكــ ّون مــن جــزيء غليســرول وحمض ْيــن دهنييــن أحدهمــا غيــر مشــبع ،وتختلــف عــن الدهــون والزيــوت فــي تركيــب أحــد أطرافهــا ووظيفتهــا .تدخل الليبيدات المفســفرة في تركيب الغشــاء الخلو ّي )ســتتم مناقشــة تركيبه بالتفصيل فــي الفصــل القــادم( ،وأغشــية العض ّيــات الداخل ّيــة للخل ّيــة. استعن به للإ جابة عن الأسئلة الآتية:
20
الشكل ) (9تركيب جزيء الليبيدات المفسفرة.
-1 -2 -3 -4
ما العناصر الداخلة في تركيبه؟ ماذا ح ّل مكان الحمض الدهني الثالث؟ ما أهم ّية وجود مجموعة الفوسفات في الليبيدات المفسفرة؟ ماذا تتوقّع أن يحدث عند وضع الليبيدات المفسفرة في الماء؟ ْ ابحث :في ٔاوجه الشبه والاختلاف بين تركيب الليبيدات المفسفرة والصابون النابلسي. نشاط ) (6صناعة الصابون السائل:
ُيسهم الصابون بشكل رئيس في الحفاظ على نظافة أجسامنا؛ مما ينعكس إيجا ًبا على صحتنا. المواد والادوات:
صــودا كاويــة 40غــم ،ســلفونيت 40غــم ،روائــح ،غليســرين ،ســليكات 70غــم ،مــاء 8.5لتــر ،أوانــي غيــر قابلــة للصــدأ )بلاســتيك أو زجــاج( ،عبــوات تعبئــة غيــر قابلــة للصــدأ. خطوات العمل:
ضف الصودا الكاوية إلى الماء مع التقليب حتى تبرد. -1ضع نصف كمية الماء في إناء ،ثم أ ْ ضف إليه مادة السلفونيت مع التقليب . -2ضع نصف كمية الماء المتبقي في إناء آخر ،ثم أ ْ ضف محلول الصودا الكاوية إلى المحلول المخ ّفف لمادة السلفونيت. -3أ ْ -4أضف إلى المزيج السليكات والروائح والجلسرين ،مع التقليب لفترة حتى يت ّم الدمج الكامل للصابون. -5املا ٔ الصابون في العبوات المقترحة. -3الستيرويدات ):(Steroids تتشــابه الســتيرويدات مــع الليبيــدات الأخــرى؛ كونهــا لا تــذوب فــي المــاء ،وإنمــا تــذوب فــي الدهــون ،وتــؤدي أدوا ًرا حيويّــة مهمــة فــي الخلايــا والجســم ،منهــا مــا هــو تركيبــي ،مثــل الكوليســترول الــذي يدخــل فــي تركيــب الغشــاء الخلــوي ،ومنهــا مــا هــو وظيفــي كمــا فــي الهرمونــات الجنســية، والكورتيــزون ،وفيتاميــن )د( الــذي يســاعد فــي امتصــاص الكالســيوم فــي القنــاة الهضميــة ،ومنهــا مــا ُيشــتق منــه حمــوض خاصــة ) (Bile acidsتفــرز مــع العصــارة الصفــراء ،وتســاعد فــي هضــم الدهــون .وينتــج الكبــد أكثــر مــن % 50مــن حاجــة الجســم مــن الكوليســترول ،كمــا تســتطيع خلايــا الجســم إنتاجــه حســب الحاجــة ،ويمكــن الحصــول عليــه أيضــا مــن الأغذيــة الحيوانيــة.
21
جب عن الأسئلة الآتية: يب ّين الشكل ) (10تركيب بعض المركبات الستيرويدية ،تم ّع ْن بالشكل ،ثم أ ْ -1 -2 -3 -4
ما العناصر الداخلة في تركيب الستيرويدات؟ صف شكل المركّب؟ كم عدد الحلقات في ْ ك ٍّل منها؟ وهل هي متشابهة؟ ب ّي ْن أوجه الاختلاف مع الليبيدات الأخرى؟ ما أهمية هرمون التستوستيرون؟ الشكل ) (10تركيب الستيرويدات
ناقش :تر ّوج معظم شركات الزيوت النباتية لزيْتها؛ على ٔانّه ٍ خال من الكوليسترول. نشاط ) :(7قراءة فحص الدهون والكوليسترول في الدم. الكوليســترول مركّبــات لا تــذوب فــي المــاء؛ ولهــذا تنقــل في الدم من خلال نواقــل بروتينية .وهناك نوعــان مــن النواقــل البروتينيــة التــي تنقلــه ،وهــي :البروتيــن الدهنــي عالــي الكثافــة ) (HDLالمسـ ّمى الكوليســترول الجيــد ،والبروتيــن الدهنــي منخفــض الكثافــة ) (LDLالمسـ ّمى الكوليســترول الســيء. تشـكّل ك ٌّل مــن ،LDLو ،HDLوحوالــي % 20مــن الدهــون الثلاثيــة ) (TGنســبة الكوليســترول فــي الــدم ،التــي يمكــن تحديدهــا بفحــص ع ّينـ ٍة مــن الــدم .وارتفــاع نســبة الكوليســترول فــي الــدم مرتبــط بأمــراض الجهــاز الدورانــي ،مثــل تصلّــب الشــرايين ،وحــدوث الجلطــة. المواد والأدوات: نتائج فحوص الدهون الثلاث ّية والكوليسترول في الدم. خطوات العمل: -1في نتائج الفحص استعرض نسبة كل من الدهون الثلاثية ،والبروتين الدهني عالي الكثافة، ْ والبروتين الدهني منخفض الكثافة. ْ ابحث في العلاقة بين الاختلال في نسبة ك ٍّل منها والمشاكل الصحية المحتملة. -2
22
-4التيربينات ):(Terpenes تتك ـ ّون معظمهــا مــن وحــدات بنائيــة أيزوبريــن )،(Isoprene وتوجــد هــذه المركبــات فــي بعــض النباتــات كالحمضيــات ،وتُصنّــف كمركبــات عطريّــة ،وهــي المســؤولة عــن مختلــف النكهــات والعطــور. ويب ّين الشكل ) (11تركيب الأيزوبرين ،وعديد أيزوبرين )الفارنيسول(، والليمونيــن أحــد أنــواع التيربينــات الــذي يتواجــد فــي الحمضيــات.
الأيزوبرين
هل تعلم؟ مركبــا تــم اســتخلاص أكثــر مــن ً 120 تيربينيــا مــن نبــات القنــب ،ولــك ٍّل مــن ً هــذه المركبــات اســتخداماته الطبيــة.
الفارنيسول
الليمونين
الشكل ) (11تركيب الأيزوبرين والفارنيسول والليمونين
23
نشاط ) :(8تقطير التيربينات. ينتشــر اســتخدام التيربينــات بشــكل كبيــر فــي عــلاج الكثيــر مــن الأمــراض فــي مجتمعنــا ،وهنــاك طــرق عــدة لاســتخلاصها مــن مصادرهــا ،منهــا :الغلــي ،والنقــع بالمــاء الدافــئ ،والتقطيــر. المواد والأدوات: جهاز التقطيرٔ ،اعشاب طبية )زعتر ،بابونج ،حصى البان( ،أو أ ّي أعشاب طبية أخرى ،دورق تجميع. خطوات العمل: -1ضع العشب المراد استخلاص التيربين منه في دورق جهاز التقطير. -2أضف الماء إلى الدورق حتى يمتلئ إلى نصفه. -3ق ْم بعملية التسخين حتى الغليان ،و َب ْدء عملية التقطير. -4استمر بالغلي حتى يشارف الماء على الانتهاء من جهاز التقطير الأسئلة: -1صف الخصائص الفيزيائ ّية للمحلول الذي ت ّم تجميعه . -2لماذا ُينصح بعدم غلي الأعشاب الطبية؟ -3قارن بين ما ت ّم تنفيذه في النشاط وما يت ّم من استخلاص التيربينات بيت ًّيا. بيتيا بطريقة التقطير. -4اقترح طريقة لاستخلاص التيربينات ً
ثالثا :البروتينات ):(Proteins
تُعـ ّد البروتينــات أكثــر المركبــات العضويــة تعقيـدًا فــي تركيبهــا ،وتتكـ ّون مــن اتّحــاد وحــدات بنائيــة تســمى الحمــوض الأمينيــة .تتبايــن البروتينــات فيمــا بينهــا فــي عــدد ،ونــوع ،وترتيــب الحمــوض الأمينيــة. ـتعن بــه للإ جابــة عــن يب ّيــن الشــكل ) (12التركيــب العــام للحمــض الأمينــي وتكويــن الرابطــة الببتيديــة .اسـ ْ الأســئلة الآتيــة:
الشكل ) (12أ .التركيب العام للحمض الأميني
24
ب .ارتباط حمضان أمينيان لتكوين رابطة ببتيدية
-1 -2 -3 -4 -5 -6 -7
ما العناصر الداخلة في تركيب جزيء الحمض الأميني؟ ما المجموعات الوظيف ّية فيه؟ ماذا يحدث لها عند وضعها في الماء؟ ماذا يعني الرمز )(R؟ وما علاقته بالحموض الأمينية؟ اكتب الصيغة البنائية للحمض الأميني غلايسين ،إذا علمت أن Rفيه عبارة عن ذرة هيدروجين. ماذا ُيدعى تفاعل اتّحاد الحموض الأمينية مع بعضها؟ لماذا؟ أين يحدث تفاعل اتّحاد الحموض الأمينية مع بعضها في الخلية الحية؟ ماذا تسمى الرابطة بين الحموض الأمينية؟
تقسم الحموض الأمينية ٕالى مجموعتين هما: الحمــوض الأمين ّيــة الأساسـ ّية :وعددهــا ثمانيــة ،ولا يســتطيع جســم الإ نســان إنتاجهــا؛ لذلــك لا بــد مــن الحصــول عليهــا عــن طريــق الغــذاء. حمضــا أمين ّيــا ،ويســتطيع جســم الإ نســان إنتاجهــا فــي الحمــوض الأمينيــة غيــر الأساســية :وعددهــا )ً (12 حــال لــم يتـ ّم الحصــول عليهــا مــن الغــذاء. يدخــل فــي تركيــب بعــض الحمــوض الأمين ّيــة عنصــر الكبريــت ،كمــا فــي الحمــض الأمينــي ميثيونيــن. تتّحـ ُد الحمــوض الأمينيــة مــع بعضهــا لتكويــن عديــد ببتيــد أثنــاء عمليــة الترجمــة علــى الرايبوســوم .وتلعــب البروتينــات أدوا ًرا حيويــة متنوعــة ،منهــا: الدور تركيبي
الأهمية
مثال
تدخــل فــي تركيــب الخليــة كما فــي الهيكل الخلــوي والغشــاء الخلــوي ،والأنســجة ومــن أهمهــا الأنســجة العضليــة ومــن أشــهر البروتينــات الداخلــة فــي تركيبهــا بروتينــات الأكتيــن والميوســين.
قطعة عضلية في عضلة هيكلية
التنظيم والاتزان تســهم العديــد مــن البروتينــات فــي تنظيــم الكثيــر مــن العمليــات الحيويــة فــي الخليــة والجســم ،مثــل الهرمونــات.
25
تنشيط التفاعلات الحيوية )الإ نزيمات(
تنشــيط التفاعــلات الحيويــة فــي الخلايــا وبعــض تجاويــف الجســم ،مثــل تفاعــلات إنتــاج الطاقــة فــي المايتوكوندريــا ،وعمليــات الهضــم فــي الأمعــاء.
النقل
نقــل المــواد داخــل الجســم مثــل بروتيــن الهيموغلوبيــن ونقــل المــواد مــن وإلــى الخليــة مثــل بروتينــات النقــل فــي الآغشــية الخلويــة
مصدر طاقة
خيــرا للطاقــة تلجــأ إليــه يســبب نقــص البروتيــن تشــكل البروتينــات مصــد ًرا أ ً الخلايــا بعــد نفــاذ ك ّل مــن الكربوهيــدرات والدهــون .مرض المرازمس )نقص الطاقة(.
ناقش :اتّباع نظام غذائي يعتمد فقط على الغذاء النباتي. ابحث عن وظائف ٓاخرى للبروتينات نشاط ) (9الكشف عن البروتينات: تلعــب البروتينــات الــدور الأساســي فــي بنــاء خلايــا الجســم وأنســجته ،وتتواجــد فــي العديــد مــن الأطعمــة التــي نتناولهــا وبنســب متفاوتــة .فــي هــذا النشــاط ســنتعرف إلــى طريقــة الكشــف عــن البروتينــات فــي الأطعمــة المختلفــة. المواد والأدوات: زلال بيــض ) عينــات بروتيــن أخــرى نباتيــة وحيوانيــة ( ،حمــض النيتريــك المركــز ،HNO3محلــول الأمونيــا ،أنبــوب اختبــار. خطوات العمل: -1ضع 2مل زلال بيض في أنبوب الاختبار. ٍ قطرات من حمض النيتريك. -2أضف إلى الأنبوب 5 -3سخّ ن المحلول لمدة دقيقتين. ٍ قطرات من محلول الأمونيا إلى الأنبوب. -4أضف 5 فسر النتيجة. ما اللون الناتج؟ ّ 26
الانزيمات ):(Enzymes ٕ تحــدث الكثيــر مــن التفاعــلات الحيويــة داخــل الخلايــا بكفــاءة وســرعة ،ودقــة عاليــة؛ بهــدف القيــام بعمليــات الأيــض كافّــة .بعــض هــذه التفاعــلات ُيمكــن أن تحــدث داخــل الخلايــا ،أو خــارج جســم الكائــن الحــي مثــل أكســدة الغلوكــوز لإ نتــاج الطاقــة ،إ ّن حــدوث مثــل هــذا التفاعــل يحتــاج لرفــع درجــة حــرارة المــواد المتفاعلــة إلــى درجــة الاحتــراق ،بينمــا فــي الخلايــا يحــدث التفاعــل نفســه عنــد درجــة حــرارة الجســم؛ وذلــك بفضــل وجــود الإ نزيمــات .فمــا الإ نزيمــات؟ وكيــف يحــدث ذلــك؟
هل تعلم؟ يلعــب r-RNAالرايبوســومي دو ًرا إنزي ًمــا؛ حيــث يعمــل علــى ربــط الحمــوض الأمينيــة ببعضهــا لإ نتــاج عديــد الببتيــد أثنــاء مرحلــة الترجمــة علــى الرايبوســوم.
الإ نزيمــات :عوامــل مســاعدة حيويــة تنتجهــا الخلايــا بهــدف تســريع التفاعــلات الكيميائيــة فــي الخلايــا، وتنظيــم حدوثهــا علــى درجــة حــرارة الجســم بشــكل عــام .تتكــون معظــم الإ نزيمــات مــن بروتينــات ذات سلســلة واحــدة مــن عديــد الببتيــد ،أو عــدة سلاســل مرتبطــة مــع بعضهــا .وتمتــاز بالتخصــص فــي عملهــا: أ .ما الذي يجعل الإ نزيم ينشط تفاعلًا واحدًا ،أو عد ًدا محدو ًدا منها؟ ب .ماذا يدعى موقع ارتباط المواد بالإ نزيم؟ بم يمتاز هذا الموقع؟ ج .ما مقدار التفاعلات التي تحدث في الجسم؟ وما علاقتها بعدد أنواع الإ نزيمات؟ الانزيمات؟ لماذا؟ سؤال ما الكمية التي تحتاجها الخلية من كل نوع من ٕ
تحتــاج بعــض الإ نزيمــات إلــى وجــود مــواد أخــرى حتــى تصبــح ف ّعالــة وقــادرة علــى القيــام بوظيفتهــا ،وتسـ ّمى العامــل المرافــق إذا كانــت المــادة غيــر عضويــة ،أو مرافــق الإ نزيــم هل تعلم؟ إذا كانــت المــادة عضويــة. الانزيم: مبد ٔا عمل ٕ تُع ـ ُّد العوامــل المرافقــة مــواد غيــر عضويــة ،مثــل تحــول المــواد المتفاعلــة تحــدث التفاعــلات مــن خــلال ّ إلــى مــواد ناتجــة عنــد توفــر طاقــة تنشــيط كافيــة )وهــي الحــد الأدنــى مــن الطاقــة اللازمــة لبــدء التفاعــل( .يبيــن الشــكل )(13 تفاع ـلًا بوجــود إنزيــم ،وتفاع ـلًا بعــدم وجــود إنزيــم ،بالاســتعانة جــب عــن الأســئلة الآتيــة : بالشــكل ) ،(13أ ْ
الزنــك الــذي يرتبــط مــع الموقــع النشــط مــع إنزيم .carbonic anhydrase أمــا مرافقــات الإ نزيــم فهــي غالبــا مشــتقات مــن الفيتامينــات ،منهــا نواقــل الإ لكتــرون فــي البنــاء الضوئــي والتنفــس الخلــوي FAD+, NADP+ التــي ستدرســها لاح ًقــا.
27
-1أ ّي التفاعل ْيــن يحتــاج لطاقــة تنشــيط أ علــى؟ -2أ ّي التفاعليــن تتوقّــع أن يســير بشــكل أســرع؟ -3كيف عمل الإ نزيم على تسريع التفاعل؟ الشكل ) (13دور الإ نزيم في التفاعل
الانزيم: ٓال ّية عمل ٕ
يعتمــد الإ نزيــم فــي عملــه علــى وجــود الموقــع النشــط فيــه الــذي يتــلاءم تركيبــه وشــكله مــع تركيب المــادة المتفاعلــة وشــكلها ،ويمكــن توضيــح عمــل الإ نزيــم وفــق نمــوذج )التــلاؤم المســتحث( بالخطــوات الموضحــة فــي الشــكل ).(14 استعن به ،للإ جابة عن الأسئلة الآتية.
)(4 -1 -2 -3 -4 -5 28
)(3 الشكل ) (14آل ّية عمل الإ نزيم
تتبع مراحل حدوث التفاعل. أين ارتبطت المواد المتفاعلة؟ ماذا حدث لشكل الموقع النشط؟ ماذا حدث للمواد بعد تحولّها إلى مواد ناتجة؟ ماذا حدث للإ نزيم بعد التفاعل؟
)(2
)(1
الانزيمات؟ سؤال ٔاعط ٔ 3امثلة لتفاعلات مرت بك في هذا الفصل ،تستخدم فيها ٕ الانزيم: العوامل المؤثرة في نشاط ٕ يب ّيــن الشــكل ) (15العلاقــة بيــن التغيــر فــي الرقــم الهيدروجينــي )أ( ودرجــة الحــرارة )ب( مــع نشــاط الإ نزيــم .اســتخد ْمه للإ جابــة عــن الأســئلة التــي تليــه:
الشكل ) (15أ -العلاقة بين التغير في الرقم الهيدروجيني ونشاط الإ نزيم
-1 -2 -3 -4 -5 -6 -7
ب -العلاقة بين التغير في درجة الحرارة ونشاط الإ نزيم
ِصف التغ ّير في نشاط الإ نزيم تب ًعا للتغير في الرقم الهيدروجيني .ماذا تلاحظ؟ ما مقدار الرقم الهيدروجيني الأمثل للإ نزيمات المب ّينة في الشكل؟ ماذا تلاحظ؟ ماذا يحدث لنشاط الإ نزيم عند التغير في الرقم الهيدروجيني عن الرقم الأمثل؟ أ ّي الإ نزيمات يعمل في المعدة؟ وأيّها يعمل في الأمعاء الدقيقة في الشكل )أ(؟ ِصف التغير في نشاط الإ نزيم تبعا للتغ ّير في درجة الحرارة .ماذا تلاحظ؟ ما مقدار درجة الحرارة المثلى للإ نزيمات المبينة في الشكل؟ ماذا تلاحظ؟ ماذا يحدث لنشاط الإ نزيم عند ك ًّل من زيادة ،أو انخفاض درجة الحرارة عن الدرجة المثلى؟
نســتنج ممــا ســبق أ ّن هنــاك العديــد مــن العوامــل التــي تؤثّــر فــي نشــاط الإ نزيــم إ ّمــا ايجا ًبــا ،أو سـ ًـلبا ،نذكــر منهــا: -1
درجة الحرارة:
معظــم الإ نزيمــات فــي جســم الإ نســان تعمــل فــي درجــة حــرارة °37س بأعلــى كفــاءة ،وبعضهــا يعمــل فــي درجــات أعلــى ،مثــل إنزيمــات جهــاز المناعــة التــي تعمــل عنــد درجــة حــرارة )°40-°38س(، وتســمى هــذه الدرجــة درجــة الحــرارة المثلــى.
29
ْ الانسان درجة حرارتها المثلى ٔاقل من °37س. ابحث :عن ٕانزيمات في جسم ٕ -2الرقم الهيدروجيني :pH لكل إنزيم رقم هيدروجيني يعمل عنده بأعلى كفاءة .ماذا يس ّمى هذا الرقم؟ الانزيمات: نشاط )ٔ :(10اثر درجة الحرارة على نشاط ٕ
تعمــل الإ نزيمــات علــى تســريع العمليــات الحيويــة فــي جســم الإ نســان ،إلا أن نشــاطها يتأثــر بتغيــر درجــة الحــرارة بشــكل كبيــر .وفــي هــذا النشــاط ســنحاول التوصــل إلــى العلاقــة بيــن التغ ّيــر فــي درجــة الحــرارة وعمــل الإ نزيم. المواد والأدوات: محلــول نشــا ،ومحلــول كلوريــد الكالســيوم المخ ّفــف ،ومحلــول لوغول )(IKI ومــاء ،وأنابيــب اختبــار عــدد ) ،(5وميــزان حــرارة ،ولهــب ،وثلــج ،وصفيحــة فحــص متعــددة التجاويــف ،ولعــاب ،وكأس. خطوات العمل: -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9
30
اجمع ) (3مل من اللعاب في أنبوب اختبار ) .إ ّن مضغ قطعة من شمع البرافين يساعد في إفراز اللعاب (. ضف 9مل من محلول كلوريد الكالسيوم المخ ّفف إلى اللعاب في أنبوب )لتحصل على محلول أ ْ لعاب مخ ّفف(. أحض ْر 4انابيب اختبار ورقّ ْمها. َضع في ك ّل أنبوب اختبار 10مل من محلول النشا. وسج ْلها في دفترك. س درجة الحرارةّ ، َضع الأنبوب رقم ) (1في كأس ثلج .ثم ِق ْ وسج ْل درجة حرارة الغرفة في دفترك )°25-°20س(. َضع الأنبوب رقم ) (2في حامل الأنابيب ّ مائي درجة حرارته °31س. ضع الأنبوب رقم ) (3في حمام ّ مائي درجة حرارته °70س. ضع الأنبوب رقم ) (4في حمام ّ ضف 2مل من محلول اللعاب المخفف إلى ك ّل من الأنابيب ،وامزجها جيدًا. أ ْ
-10ضع قطرة من محلول لوغول في ك ٍّل من تجاويف صفيحة الفحص. -11انتظر 10دقائق ،ثم قم بفحص مادة النشا في كل أنبوب بأخذ قطرة من المزيج ،ووضعها في أحد تجاويف صفيحة الفحص المحتوي على محلول لوغول .لاحظ تغ ّير لون النشا مع محلول لوغول. -12ك ّرر الخطوة السابقة مرة كل 10دقائق حتى يتم هضم النشا بشكل كامل. -13حدد الزمن اللازم لإ تمام التفاعل في ك ّل أنبوب. سج ْل النتائج التي حصلت عليها في جدول ،كما يأتي: ّ رقم الأنبوب
1
2
3
4
درجة الحرارة الزمن اللازم لهضم النشا بالدقيقة
-1 -2 -3 -4
في أ ّي الأنابيب لم يحدث تغير في اللون؟ لماذا؟ في أ ّي الأنابيب يتم هضم النشا بزمن أقل؟ وأيهما استغرق زم ًنا أطول؟ تفسر خطورة ارتفاع درجة حرارة المصاب بعدوى بكتيرية ،أو فيروسية على حياته؟ كيف ّ ص ّمم تجربة لدراسة أثر الرقم الهيدروجيني على نشاط الإ نزيم.
رابعا :الحموض النووية ):(Nucleic Acids تتكــون مــن وحــدات بنائ ّيــة تســمى النيوكليوتيــدات ،وتضــم كلًّا مــن DNAو RNAالتــي درســت تركيبهــا ووظيفتهــا فــي الصــف العاشــر ،ونواقــل الطاقــة ATPو .ADP استعن به للإ جابة عن الأسئلة التالية: يب ّين الشكل ) (16كلا ً من DNAو .ATP ْ
31
الشكل ) :(16أ .تركيب ) ATPآدينوسين ثلاثي الفوسفات(
-1 -2 -3 -4 -5
ب .تركيب DNA
ما العناصر المكونة لهذه المركبات؟ م ّم يتركب النيوكليوتيد؟ ما نوع السكر في ك ٍّل منها؟ وكم عدد ذرات الكربون فيه؟ أين تُنتج ك ٌّل منها؟ ما أهميتها للكائن الحي؟
تعمل نواقل الطاقة على تزويد الخلايا بحاجتها من الطاقة اللازمة للقيام بالعمليات الحيوية المختلفة ،من بناء المواد ،وانتقالها عبر الغشاء الخلوي ،وحركة الأعضاء ،وغيرها ،من خلال تفكّك جزيئات نواقل الطاقة وفق المعادلات الآتية: ADP + Pi + 7.3 kcal /mol AMP + Pi + 7.3 kcal/mol
ATP ADP
وتعمل الخلية على إعادة بناء ATPمن خلال عمليات حيوية أشهرها التنفس الخلوي والتخمر.
32
ٔاسئلة الفصل السؤال الأول :اختر رمز الإ جابة الصحيحة في ك ٍّل من الفقرات الآتية: 1أ ّي من المركّبات الآتية مركّب غير عضوي؟ أ( الميثان.
ب( ثاني أكسيد الكربون .ج( الزيت.
د( حمض اللبن.
2أ ّي الخصائص الآتية لا تعطي الماء القدرة على توفير وسط ملائ ٍم لحدوث التفاعلات الكيميائية داخل الخلية؟ أ( يساعد على تأين الأملاح. مذيبا جيد للأملاح. ب( ُيع ُّد ً
ج( يطلق الحرارة الناتجة عن التفاعلات الحيوية. د( يمتاز بحرارة نوعية عالية.
3ما أ ّول سكر تصنعه النباتات؟ أ( غلوكوز.
ج( رايبوز.
ب( غليسرالدهايد.
د( رافينوز.
4أ ّي الآتية يمثل عديد تسكّر غير متفرع؟ أ(غلايكوجين.
ج( نشا.
ب( سليولوز.
د( أميلوبكتين.
5أ ّي المركّبات الآتية الأكثر تن ّو ًعا وظيفيا؟ ً أ( الكربوهيدرات.
ج( البروتينات.
ب( الليبيدات.
د( الحموض النووية.
6ما العبارة الصحيحة فيما يخص الإ نزيمات م ّما يأتي؟ أ( تغير اتجاه التفاعل. ب( تستهلك في التفاعلات.
ج( تتحكم في اتزان التفاعلات. د( تغير في سرعة التفاعلات.
7أ ّي من الأملاح المعدنية الآتية يسهمان م ًعا في عمل الجهاز العصبي؟ أ( كالسيوم وفوسفور. ب( صوديوم ومغنيسيوم.
ج( كالسيوم وبوتاسيوم. د( صوديوم وخارصين.
33
أ ّي المواد الآتية تعمل على نقل الطاقة في الخلايا الحية؟
8
أ( الكربوهيدرات.
ب( الحموض النووية.
ج( البروتينات.
د( الدهون.
من: السؤال الثاني :قار ْن بين ك ٍّل ْ أ الأوكسيتوسين والكورتيزون من حيث :العناصر المكونة لها ،ونسبة ك ّل عنصر ،والأهمية. ب النشــا والســليولوز والغلايكوجيــن مــن حيــث :نــوع الســكر ،عــدد وحــدات البنــاء لــكل جــزيء ،ونــوع الروابــط ،والمصــدر ،والأهميــة. ج الزيوت والكوليسترول من حيث :التركيب ،والأهمية ،والمصدر. فس ْر ما يأتي: السؤال الثالثّ : أ ب ج
تسهم الحرارة النوعية للماء البالغة 4180جول ) /كغم .درجة سيلسيوس ( في تنظيم درجة حرارة الجسم في الإ نسان. قابلية الليبيدات المفسفرة للذوبان في الماء وعدم قابلية الدهون لذلك. تتنوع وظائف البروتينات بشكل كبير في جسم الكائن الحي.
وضح بالرسم منحنى العلاقة بين التغ ّير في درجة الحرارة مع نشاط إنزيمات بكتيريا تعيش السؤال الرابعْ : في: أ ينابيع حارة مثل ) ينبوع السخنة في منطقة بيسان( درجة حرارة الماء فيها حوالي ْ 60س. ب القطب الشمالي درجة حرارته ْ 20س تحت الصفر.
34
الفصل الثاني الغشاء الخلوي :التركيب والوظيفة Cell Membrane: Structure and Function عنــد اســتخدامك أفضــل أنــواع المجاهــر الض ْوئيــة ،ســترى أ ّن الغشــاء الخلــوي يظهــر كخــط رقيــق معتــم يحيــط بالخليــة ،ولا تقتصــر وظيفتــه علــى أنّــه حاجــز يحيــط بمكونــات الخليــة ،وإن ّمــا لــه العديــد مــن الوظائــف المهمــة ،فمــا تلــك الوظائــف؟ ومـ ّم يتكــون هــذا الغشــاء؟ وكيــف يتــلاءم تركيبــه مــع وظيفتــه؟ وكيــف تنتقــل المــواد عبــره؟ ك ُّل هــذه الأســئلة وغيرهــا ســتتمكن مــن الإ جابــة عنهــا بعــد دراستك هذا الفصل ،وتكون قاد ًرا على أن: 1 2 3 4
تتعرف إلى تركيب الغشاء الخلوي. توضح وظيفة الغشاء الخلوي. تشرح طرق انتقال المواد عبر الغشاء الخلوي. تستنتج مفهوم الخاصية الأسموزية.
5تقارن بين الانتشار البسيط والانتشار المسهل والنقل النشط. 6تتعرف إلى آليات نقل الجزيئات الكبيرة. 7تميز بين الإ دخال الخلوي والإ خراج الخلوي.
35
1.2الغشاء الخلوي ):(Cell Membrane يمثل الشكل ) (1أحد المعالم التاريخية في فلسطين أ -ما الذي تراه في الصورة؟ ب -في رأيك ما الهدف الرئيس من وراء بنائه؟ ج -ما وجه الشبه بينه وبين الغشاء الخلوي من حيث الأهمية؟ ٔاهمية الغشاء الخلوي:
الشكل ) (1معلم تاريخي
تكمــن أهميــة الغشــاء الخلــوي فــي أنــه مــن التراكيــب الخلويــة التــي تحافــظ علــى الاتّــزان الداخلــي للخل ّيــة ،فهــو حاجــز رقيــق مـ ِر ٌن يفصــل بيــن مكونــات الخليــة وبيئتهــا الخارجيــة ،وينّظــم عملية دخــول المواد وخروجهــا حســب حاجــة الخليــة ،وتعــرف هــذه الخاصيــة بالنفاذيــة الاختياريــة .وللتعــرف أكثــر إلــى هــذه الخاص ّيــة قــم ب ٕاجــراء النشــاط الآتــي: نشاط ) (1نفاذية الغشاء تُعـ ّد جميــع الأغشــية فــي الخلايــا ســواء الغشــاء الخلــوي ،أو الأغشــية المحيطــة بالعضيــات أغشــية منفــذة اختيار ًيــا ،وفــي هــذه التجربــة سنســتخدم غشــاء الديلــزة الــذي يشــابه الغشــاء الخلــوي بخاصيــة النفاذيــة الاختياريــة. المواد والأدوات: ـص ،خيــط متيــن ،دورق 400مــل عــدد ،2أنابيــب اختبــار عــدد ،2 أنابيــب ديلــزة )الســيلوفان(ِ ،مقـ ّ حامــل أنابيــب ،قطــارة ،لهــب بنســن ،مــاء مقطــر ،محلــول نشــا ،محلــول غلوكــوز ،محلــول ملــح الطعام ،محلول يود ،محلول بندكت ،محلول نيترات الفضة ) للكشف عن .(NaCl خطوات العمل: -1خذ ثلاثة قطع من أنابيب الديلزة ،وقم بربط أحد أطرافها. -2املا ٔ كل قطعة من أنابيب الديلزة بأحد المحاليل ،ثم قم بربط الطرف الآخر.
36
-3ضع أنبوب الديلزة في دورق يحتوي على ماء مقطر. ضي 45دقيقة انق ْل بعض الماء من الدورق إلى أنبوب اختبار. -4بعد ُم ّ
الأسئلة: فسر إجابتك. -1هل انتقلت جزيئات المحلول الذي فحصته عبر أنبوب الديلزة؟ ّ -2قار ْن بين المحاليل الثلاثة في قدرتها على اختراق غشاء السيلوفان .مع التفسير. تركيب الغشاء الخلوي: يمثــل الشــكل ) (2رســم ْين للغشــاء الخلــوي ،الأول )أ( يوضــح صــورة حقيقيــة باســتخدام ال ِمجهــر ـائي خليتيــن) ،ب( الإ لكترونــي لغشـ ّ يمثــل رســ ًما توضيح ًّيــا لمكونــات الغشــاء الخلــوي. -1لماذا يســتخدم المجهر الإ لكتروني لمشــاهدة مكونــات الغشــاء الخلــوي؟ -2مــ ّم تتكــون الطبقتيــن الخارجيــة والداخليــة للغشــاء؟ -3عـ ّد ْد مكونــات الغشــاء كمــا يظهــر فــي الشــكل ).(2
)أ(
الشكل ) (2تركيب الغشاء الخلوي
)ب(
37
تمكّـ َـن العالمــان )ســنغر ونكلســون( مــن تقديــم أفضــل نمــوذج لتركيــب الغشــاء الخلــوي ،وأطلقــا عليــه النمــوذج ــب بالمائــع لا ٔ ّن مكوناتــه تغ ِّيــر الفسيفســائي المائــع .ولُ ِّق َ موض َعهــا مــن وقــت إلــى آخــر .لمــاذا أطلــق عليــه الفسيفســائي؟ مك ّونات الغشاء الخلوي:
شكل ) (3اللبيدات المفسفرة في الغشاء
يوضــح تركيــب -1الليبــدات ال ُمفســفرة :الشــكل )ّ (3 طبقتــي الليبيــدات المفســفرة المكونــة للغشــاء الخلــوي .أن غشــاء خلايــا الــدم الحمــراء هل تعلم؟
تحــوي علــى اكثــر مــن 50نو ًعا سؤال كيف يتلاءم تركيب الطبقتين مع خاصية النفاذية مــن البروتينــات التــي تميزهــا الاختيارية لانتقال المواد عبر الغشاء الخلوي؟ عــن باقــي الخلايــا ،وتســاهم أيضــا فــي تحديــد فصائــل الــدم -2البروتينــات :كمــا تظهــر بالشــكل ) ،(2حيــث إ ّن بعضهــا المختلفــة. بروتينــات ســطحية ،مثــل البروتينــات الســكرية التــي تســهم فــي تحديــد خصائــص الخليــة وتعـ ّرف بهــا ،وبعــض البروتينــات غائرة مثــل البروتينــات الناقلــة.
-3الكوليســترول :وهــو مكـ ّون مهـ ٌّم فــي الغشــاء ،ويعمــل علــى منــع التصــاق الحمــوض الدهنيــة فــي الليبيــدات المفســفرة مــع بعضهــا البعــض ،ويحافــظ علــى ســيولة الغشــاء الخلــوي عنــد انخفــاض درجــة حــرارة الخليــة ،بينمــا يحافــظ علــى صلابــة الغشــاء عنــد ارتفــاع درجــة الحــرارة. -4الكربوهيدرات :توجد على السطح الخارجي للغلاف ،قد ترتبط مع الليبيدات أو مع البروتينات السطحية مك ّونة الليبيدات السكّرية أو البروتينات السكرية. ابحــث :لا تســتطيع النباتــات تكويــن و ٕانتــاج الكوليســترول ،مــا المركــب البديــل الموجــود فــي ٔاغشــيتها؟
سؤال ما خصائص الغشاء الخلوي التي تجعله ين ّظم حركة الجزيئات بدرجة ٔاكبر من غشاء الديلزة؟
38
2.2
طرق انتقال المواد عبر الغشاء الخلوي
ترتبــط الكثيــر مــن الظواهــر فــي حياتنــا مــع مــا يحــدث فــي خلايــا الجســم ،ومــن هــذه الظواهــر عــدم اختــلاط الميــاه إذا كانــت تختلــف فــي خصائصهــا عــن الأخــرى ،اذكــر بعــض هــذه الخصائــص. تنتقــل المــواد عبــر الغشــاء الخلــوي بطــرق عــدة مختلفــة ،وذلــك حســب طبيعــة المــادة المنقولــة، موضــح بالخريطــة وحاجــة الخليــة لهــا ،كمــا هــو ّ المفاهيميــة الآتيــة:
قال الله تعالى في كتابه: اج َو َج َع َل َ"و ُه َو الَّ ِذي َم َر َج الْ َب ْح َر ْينِ َه َذا َع ْذ ٌب فُ َر ٌ ات َو َه َذا ِم ْل ٌح أُ َج ٌ َب ْي َن ُه َما َب ْر َزخً ا َو ِح ْج ًرا َم ْح ُجو ًرا" )الفرقان(53 :
السلبي ):(Passive Transport ٔاو ًلا :النقل ّ
ـلبي؛ لأنــه لا يحتــاج إلــى طاقــة ،حيــث تنتقــل المــواد مــن الوســط الأعلــى تركيـ ًزا أُط ِلـ َق عليــه السـ ّ إلــى الوســط الأقــل تركيــ ًزا لهــذه المــادة. الانتشار البسيط ):(Simple Diffusion
َمـ ْـن منّــا لــم يش ـ َّم رائح ـ ًة انتقلــت عبــر الهــواء ،ووصلــت إلــى أنفــه، ـواء كانــت ذك ّي ـ ًة كرائحــة الأزهــار الف ّواحــة ،أو كريه ـ ًة كرائحــة غــاز سـ ً
الشكل ) (4انتشار الصبغات في الماء
39
الطبــخ ،أو الغــاز المســيل للدمــوع؟ كيــف انتقلــت جزيئــات الرائحــة عبــر الهــواء؟ وكيــف تتــوزع جزيئــات قطــرة الحبــر الملــون عنــد وضعهــا فــي الماء )الشــكل ،(4وهــل هنــاك مــوا ّد فــي جســم الكائــن الحــي تنتقــل عبــر الخلايــا ،كمــا فــي انتقــال الروائــح وقطــرة الحبــر؟
هل تعلم؟ ٔان غــاز البيوتــان وغــاز البروبــان المســتخدمان فــي غــاز الطبــخ ليــس لهمــا أي رائحــة ،والرائحــة التــي نشــتمها هــي بســبب إضافــة مــادة أخــرى لــه.
نشاط ) :(2انتشار الأصباغ في الماء ُيع ّد الانتشار البسيط من الطرق التي تنتقل فيها المواد بين داخل الخلايا الحية وخارجها. المواد والأدوات: ِمخبــار مــد ّرج ســعة 50مــل ،صبغــة طعــام ،أو قطــرة حبــر ،أو أي أصبــاغ أخــرى ،قطّــارة ،مــاء ســاخن ،ســاعة توقيــت. خطوات العمل: املا ٔ المخبار المد ّرج بالماء الساخن. أضــف 1مــل مــن الصبغــة باســتخدام القطــارة إلــى قــاع المخبــار المــدرج ،مــع مراعــاة عــدم وجــود فقاعــات فيهــا. احسب ارتفاع الصبغة في المخبار كل 5ث ،حتى تصل إلى القمة. الأسئلة: ُ -1صغ فرضية لانتشار الصبغة في المخبار. -2كيف انتقلت جزيئات المادة الملونة في الماء؟ حدد اتجاه انتشارها. ـت درجــة حــرارة المــاء؟ -3مــاذا تتوقّــع لســرعة الانتشــار :أ( إذا زادت درجــة حــرارة المــاء ،أو ب( قلّـ ْ فســر ذلــك. ّ فسر اجابتك. سؤال ٔايهما ٔاسرع انتشا ًرا :الغازاتٔ ،ام السوائل؟ ّ
40
الانسان: ٔامثلة على الانتشار البسيط في خلايا جسم ٕ
تنتقــل الغــازات بيــن داخــل الخليــة وخارجهــا عــن طريــق الانتشــار ،حيــث يمثــل الشــكل )(5 حويصلة هوائية وشعيرة دموية محيطة بها. ا -هــل يواجــه كل مــن غــاز الأكســجين وغــاز ثانــي أكســيد الكربــون أي عائــق فــي المــرور عبــر أغشــية الخلايــا ؟ بِ .صــف اتّجــاه حركــة جزيئــات ك ٍّل مــن غــاز الأكســجين، وغــاز ثانــي أكســيد الكربــون بيــن الأوعيــة الدمويــة ،وك ّل مــن: -1الحويصلات الهوائية في الرئتين. الشكل ) :(5حويصلة هوائية وشعيرة دموية. -2الخلايا العضلية. الخاصية الأسموزية ):(Osmosis تمثــل الخاصيــة الأســموزية طريقــة لانتقــال جزيئــات المــاء )المذيــب( بيــن المحاليــل عبــر غشــاء شــبه من ّفــذ، موضــح فــي الشــكل ).(6 كمــا هــو ّ ا -صــف تركيــز المحاليــل فــي ك ّل مــن الجــزء )(2،1 فــي الشــكل )أ(. ب -في أيّهما تركيز المذاب أعلى؟ ج -في أيّهما تركيز المذيب أعلى؟ د -ما اتجاه حركات جزيئات الماء بعد فترة من الزمن؟ ه -ماذا يحدث في النهاية؟
الشكل ) (6الخاصية الأسموزية
نشاط ) (3دراسة الخاص ّية الأسموزية على ٔانسجة نباتية مختلفة: مــن المعــروف أ ّن سيتوســول الخليــة عبــارة عــن محلــول مكـ ّون مــن الماء ،والعديد من المــواد المذابة، وعنــد حــدوث فــرق بيــن تركيــز المحلــول داخــل الخليــة وخارجهــا ينتقــل المــاء مــن أو إلــى الخليــة، وهــذا مــا ُيعــرف بالخاص ّيــة الأســموزيّة ،وتختلــف الأنســجة النباتيــة فــي تراكيــز محاليلهــا الخلويّــة. المواد والأدوات:
قطــع متســاوية الحجــم مــن ك ٍّل مــن :البطاطــا ،الباذنجــان ،الخيــار ،أو أي نــوع آخــر مــن الخضــار،
41
مــاء مقطــر ،محاليــل ملحيــة مختلفــة التركيــز) ،(% 8 ،% 6 ،% 4 ،%2ميــزان ،كــؤوس زجاجيــة. خطوات العمل: -1 -2 -3 -1 -2 -3 -4
ُصغ فرض ّية عن أيّها سيفقد من كتلته عند وضعه بالمحلول الأكثر تركيزا بالمادة المذابة. استخدم المواد والأدوات لبناء تجربة تستطيع تحقيق التأكد من فرضيتك. سجل ملاحظاتك. ّ ٔاسئلة: ما اتجاه انتقال جزيئات الماء بين المحاليل وقطع العينات؟ فسر إجابتك. أيّها يحتوي على محلول ِملحي أعلى داخل الخلايا؟ ّ مثل بيان ًّيا نتائج تجربتك. فسر التفاوت بين منحنيات المحاليل. ّ
نشاط ) : (4الفرق بين الخلايا النباتية الحيوانية عند وضعها في محاليل مختلفة التركيز: تتأثــر الخلايــا عنــد وضعهــا فــي محاليــل مختلفــة التركيــز عــن تركيــز السيتوســول ،هــذا مــا ستشــاهده تحــت ال ِمجهــر. المواد والأدوات:
جهــر َضوئــي، بصــل ،مــاء مقطــر ،محلــول ملحــي تركيــزه ) ،(% 10قطــرة دم ،شــرائح ،أغطيــة شــرائحِ ،م َ قطــن ،كحــول طبــي ،ثاقــب طبــي مع ّقــم ،أنابيــب اختبــار ،صبغــة أزرق ميثليــن.
خطوات العمل: ـزءا ـاء مقطـ ًـرا مصبو ًغــا ،وجـ ً ـزءا منهــا فــي أنبــوب يحتــوي مـ ً -1قــم بنــزع قشــرة البصــل الداخليــة ،ثــم ضــع جـ ً آخـ ًـرا فــي أنبــوب يحتــوي المحلــول الملحــي المصبــوغ ،ثــم بعــد ســاعة قــم بوضعهــا علــى الشــريحة وشــاهدها تحــت ال ِمجهــر. -2امســح طــرف الإ صبــع بقطــن مشْ ــبع بالكحــول ،ثــم اســتخدم الثاقــب الطبــي لوخــز الإ صبــع ،وخــذ قطرتيــن مــن الــدم ،ضــع الأولــى فــي أنبــوب يحتــوي علــى 2مــل مــن المــاء المقطــر ،والقطــرة الثانيــة فــي أنبــوب يحتــوي علــى 2مــل مــن المحلــول الملحــي .خــذ قطــرة مــن ك ّل أنبــوب ،وضعهمــا علــى شــريحتين منفصلتيــن ،وافحصهمــا تحــت ال ِمجهــر. -3د ّون ملاحظاتك مع الرسم.
42
عينتي البصل والدم في المحاليل المختلفة؟ * ما وجه التشابه والاختلاف بين ّ * صف شكل الخلايا في كل الحالات. اتبع قواعد السلامة.
ناقش :استخدام التمليح في حفظ الأطعمة. ســؤال يعطــي الأطبــاء مرضاهــم عنــد الحاجــة محلــو ًلا ِملح ًّيــا تركيــزه % 0.9عــن طريــق حقنــه فــي الوريــد .مــا التركيــز الملحــي داخــل خلايــا الــدم حســب توقّعاتــك؟ ومــاذا ينتــج لــو ٔاعطــي المريــض خط ـ ٔاً محلــول تركيــزه % 9.0؟ الانتشار ال ُمسهَّ ل ):(Facilitated Diffusion ٕ تــذوب الكثيــر مــن المــواد فــي المــاء مثــل الأيونــات التــي لا تســتطيع المــرور عبــر الغشــاء الخلــوي؛ لــذا تحتــاج إلــى بروتيــن ناقــل للعبــور ِمــن وإلــى الخليــة حســب حاجتهــا .الشــكل ) (7يب ّين أحــد البروتينــات الناقلــة لإ حــدى المــواد ،حيــث يتــلاءم شــكل البروتيــن الناقــل مــع شــكل المــادة المنقولــة ،فمثــلا لا تســتطيع الحمــوض الأمين ّيــة المــرور عبــر قنــاة الغلوكــوز.
الشكل ) (7الإ نتشار ال ُمس َّهل
ابحــثُ :يعـ ّد مــرض التل ّيــف الكيســي مرضً ــا وراث ًّيــا؛ حيــث يفتقــر الغشــاء الخلــوي ٕالــى ـرض نتائــج وجــود بروتيــن يعمــل علــى نقــل ٔايــون الكلــور ،ابحــث عــن هــذا المــرض ،واعـ ْ بحثــك علــى زملائــك. سؤال ما الفرق بين الانتشار البسيط والانتشار المسهل ،مع ذكر ٔامثلة لك ّل نوع؟
ثان ًيا :النقل النشط ):(Active Transport
تحتــاج خلايــا الجســم المحافظــة علــى تــوازن البيئــة الداخليــة لهــا ،وذلــك من خلال التحكــم بتركيز المــواد ضمــن معدلهــا الطبيعــي ،لكنهــا أحيانــا تحتــاج المزيــد مــن بعــض المــواد التــي يكــون تركيزهــا داخــل 43
الخلايــا أعلــى مــن خارجهــا ،أو تحتــاج إلــى التخلّــص مــن الفضــلات التــي يكــون تركيزهــا فــي الخلايــا أقــل مــن خارجهــا ،لا تســتطيع طــرق النقــل الســلبي تحقيــق ذلــك ،لمــاذا؟ الشــكل ) (8يمثــل ِمضخّ ــة صوديــوم بوتاســيوم التــي تعمــل علــى مبــدأ النقــل النشــط ،وتكثــر هــذه ال ِمضخــة فــي الخلايــا العصبيــة.
الشكل ) (8مضخة صوديوم -بوتاسيوم
-1 -2 -3 -4 -5
أين يظهر تركيز أيون الصوديوم وأيون البوتاسيوم أعلى في الجزء رقم )(1؟ صف اتجاه حركة أيونات الصوديوم والبوتاسيوم. كيف استطاعت أيونات الصوديوم والبوتاسيوم الانتقال عبر الغشاء. قــارن بيــن اتجــاه انتقــال ك ٍّل مــن أيونــات الصوديــوم والبوتاســيوم بهــذه الطريقــة مــع انتقالهمــا بطريقــة الانتشــار المســهل. بناء على ما سبق ،ما المقصود بالنقل النشط؟
تنتقــل الكثيــر مــن الأيونــات فــي النباتــات عبــر الشــعيرات الجذريــة مــن الأقــل تركيـ ًزا )التربــة( إلــى الأعلــى تركيــ ًزا )الجــذور( ،وذلــك مــن خــلال ِمضخّ ــات خاصــة ،مثــل ِمضخــة أيونــات الفوســفات.
44
نشاط )ٔ :(5اثر التغير في نسبة الآكسجين على امتصاص الجذور لأيون الفوسفات:
قــام أحــد الباحثيــن بدراســة أثــر التغيــر فــي نســبة الأكســجين علــى امتصــاص الشــعيرات الجذريــة لأيــون الفوســفات فــي نبت ـ ٍة مــا ،والجــدول الآتــي يبيــن النتائــج التــي حصــل عليهــا.
-1صــف التغيــر فــي كميــة امتصــاص الشــعيرات الجذريــة لأيونــات الفوســفات مــع التغيــر فــي نســبة الأكســجين. فس ْر أثر تغير نسبة الأكسجين في قدرة الخلية على امتصاص الفوسفات. ّ -2 نسبة الأكسجين نسبة النيتروجين
امتصاص الفوسفات )مايكرو مول( 0.07
0.1
99.9
0.3
99.7
0.15
0.9
99.1
0.27
2.1
97.1
0.32
21.0
79.0
0.33
بعــد ذلــك قــام بتثبيــت نســبة الأكســجين ،% 21وغ ّيــر مــن تركيــز بروتيــن يدعــى ) DNPهــذا البروتيــن يعمــل علــى وقــف انتــاج ال ATPفــي عمليــة التنفــس الخلــوي( ،ثــم درس أثــر تغيــر تركيــز هــذا البروتيــن علــى امتصــاص الشــعيرات الجذريــة للنبتــة لأيونــات الفوســفات ،وف ًقــا للرســم البيانــي المجــاور.
تأثير بروتين DNPعلى امتصاص الفوسفات في الجذور
-3ماذا يحدث لمعدل امتصاص أيونات الفوسفات عند زيادة تركيز البروتين DNP؟ فسر ذلك. -4بأيّة طريقة تنتقل أيونات الفوسفات في الشعيرات الجذرية للنبتة مع ذكر السبب؟
45
ثال ًثا :النقل الخلوي الكلي ):(Bulk Membrane Transport تحتــاج الخليــة إلــى بعــض المــواد التــي تكــون ذات حجــم كبيــر كالبروتينــات ،ولا تســتطيع المــرور عبــر طــرق الانتقــال التــي تــم ذكرهــا ســابقًا؛ لــذا تســتخدم الخليــة طريقــة خاصــة لإ دخــال أو إخــراج تلــك المــواد مــن خــلال قــدرة الغشــاء الخلــوي ،أو العضيــات الغشــائية علــى تكويــن حويصــلات تســتطيع الاندمــاج ،أو الانفصــال عــن الغشــاء الخلــوي وتُقســم هــذه الطريقــة بنــاء علــى اتجــاه النقــل إلــى نوعيــن: الادخال الخلوي ):(Endocytosis ٕ ويقصــد بــه نقــل المــواد مــن خــارج الخليــة إلــى داخلهــا ،كمــا هــو مب ّيــن فــي الشــكل ) ،(9ويقســم إلــى ثلاثــة أنــواع: أ( الشــرب الخلــوي ويحــدث فــي الكثيــر مــن خلايــا الجســم؛ حيــث يتــم إدخــال مــادة ســائلة ،كمــا فــي إدخــال المحاليــل. ب( الأكل الخلــوي )البلعمــة( ،كمــا فــي الأميبــا، والخلايــا الأكولــة فــي جهــاز المناعــة .مــا طبيعــة المــادة المدخلــة؟ الادخــال المعتمــد علــى وجــود مســتقبلات ج( ٕ خاصــة علــى الغشــاء الخلــوي ،كمــا فــي إدخــال جزيئــات الكوليســترول عبــر الغشــاء.
الشكل ) :(9أنواع الإ دخال الخلوي
الاخراج الخلوي ):(Exocytosis ٕ ويقصــد بــه نقــل المــواد مــن داخــل الخليــة إلــى خارجها، مثلمــا تقــوم بــه أجســام غولجــي التــي تفــرز الإ نزيمــات ،أو الهرمونــات التــي تــم تصنيعهــا على رايبوســومات الخليــة ،وإخراج بعــض الفضــلات كمــا هــو مب ّيــن فــي الشــكل ).(10 الشكل ) :(10الإ خراج الخلوي
46
ٔاسئلة الفصل الاجابة الصحيحة فيما ي ٔاتي: السؤال الأول :ضع دائرة حول رمز ٕ 1أ ّي من مكونات الغشاء الخلوي الآتية يسهم في تكوين مع ّرفات الخلية؟ أ( الليبيدات المفسفرة. ج( الكوليسترول.
ب( الليبيدات السكرية. د( البروتينات السكرية.
2ما طريقة انتقال سكر الغلوكوز من خارج الخلية إلى داخلها؟ أ( الانتشار.
ج( النقل النشط.
ب( الانتشار المسهل.
د( الإ دخال الخلوي.
3أ ّي من الآتية ليست من خصائص الأسموزية: أ( وجود غشاء شبه نفاذ. ب( الحاجة إلى الطاقة.
ج( وجود فرق تركيز للمواد المذابة. د( انتقال المذيب مع فرق تركيزه.
4ما طريقة التهام خلايا الدم البيضاء لمس ّببات المرض )البكتيريا(؟ أ( الشرب الخلوي .ب( الأكل الخلوي.
ج( الإ دخال الخلوي .د( النقل النشط.
5أ ّي المواد الآتية تفرز إلى خارج الخلية بطريقة الإ خراج الخلوي؟ أ( ثاني أكسيد الكربون .ب( أيونات الكالسيوم.
ج( الهرمونات .د( السكريات الأحادية.
السؤال الثاني :بناء على دراستك تركيب الغشاء الخلوئ ،اجب ع ّما ي ٔاتي: 1 2 3 4
ارسم مقط ًعا للغشاء الخلوي مب ّي ًنا مك ّوناته. اكتب المكونات التي تجعله يتميز بخاصية النفاذيّة الاختياريّة. فسر :كيف يحافظ الغشاء الخلوي على الاتّزان الداخلي في الخلية؟ ّ ما أثر فقدان الغشاء الخلوي لنفاذيّته الاختياريّة؟
47
فس ْر ما يحدث في الحالات الآتية: السؤال الثالثّ : 1تنقع الجبنة المحفوظة المالحة بالماء قبل تناولها. 2حدوث حالة احتراق الجذور عند إضافة كمية كبيرة من السماد على التربة. نقي فترة من الزمن. 3زيادة صلابة قطع البطاطا بعد وضعها في ماء ّ الســؤال الرابــع :يمثّــل الشــكل المجــاور ،طــرق انتقــال المــواد عبــر الغشــاء الخلــوي: 1 2 3 4
عدد طرق النقل المب ّينة في الشكل. أعط أمثلة لك ّل طريقة. قارن بينها. بأيّة طريقة تنتقل جزيئات الحموض النووية؟
4
3
2
1
السؤال الخامس: الشــكل المجــاور يمثــل خليــة نباتيــة قبــل وبعــد وضعهــا فــي محلــول معيــن، )اســتخدم رمــز دائــرة بلــون معيــن لتمثيــل جزيئــات المــاء ،ورمــز المثلــث بلــون آخــر لتمثيــل جزيئــات المــادة المذابــة( ،ثـ ّم ب ّيــن اتجــاه حركــة كل مــن جزيئات المــاء والمــادة المذابــة عبــر الخليــة. السؤال السادس: 1أعط مثالين لخلايا في جسمك تقوم بعملية الإ خراج الخلوي. 2تقــوم خلايــا الــدم البيضــاء الأكولــة بمغــادرة الأوعيــة الدمويــة لالتهــام )ابتــلاع( الخلايــا الميتــة ،أو خلايــا البكتيريــا .مثّــل ذلــك بالرســم ،والكلمــات المناســبة لوصــف تلــك العمليــة. 3كيف يعمل تركيب الغشاء الخلوي على تسهيل َمه ّمة الإ دخال والإ خراج الخلوي؟ 4قارن بين طبيعة المواد المدخلة في الإ دخال الخلوي. 48
تقانات حيوية الانزيمات في المنظفات تكنولوجيا ٕ بدأ الناس بتجارب استخدام الإ نزيمات في الغسيل منذ عام .1913وبما أ ّن بقع الأوساخ ليست ذات طبيعة واحدة ،وهي عبارة عن أنواع مختلفة من الجزيئات ،فهناك حاجة لأنواع مختلفة من الإ نزيمات لتفكيكها. الإ نزيمــات البروتينيــة تحطّــم البروتينــات ،وبذلــك فهــي ج ّيــدة للــدم ،والبيــض ،والمــرق ،وبقــع بروتيــن أخــرى .أمــا الأميليــز فيفــكك النشــا وإنزيــم اللايبيــز فيعمــل علــى تفكيــك الدهــون والشــحوم المعدنيــة .وبالرغــم مــن أن بــودرة الغســيل عــاد ًة تحتــوي نو ًعــا واحــدًا مــن الإ نزيمــات، ومــع ذلــك فقــد تحتــوي بعــض أصنــاف البــودرة علــى نوعيــن أو ثلاثــة إنزيمــات م ًعــا. الإ نزيمات المتوفرة في الأسواق: -1 -2 -3 -4
إنزيمات بروتينية ) (savinaseو )(alcalase الأميليز اللايبيز. السيلوزايم والسليوليز ابحث :في تقنيات حديثة ٕلانتاج الأجبان.
بروتينات وحيدة الخلية يمكــن أن يتـ ّم إنتــاج البروتينــات والكربوهيــدرات وغيرهــا مــن المــواد العضويــة مــن كائنــات وحيــدة الخليــة ،باســتخدام المخلفــات النباتيــة والحيوانيــة ،مثــل نشــارة الخشــب ،وكيــزان الــذرة ،وغيرهــا الكثيــر. ويتــم ذلــك مــن خــلال اتبــاع الخطــوات الآتيــة: -1توفير مصدر الكربون الذي قد يحتاج لمعالجة فيزيائية أو كيميائية أو كليهما. -2إضافــة مصــادر النيتروجيــن والفوســفور وغيرهــا مــن العناصر الغذائية اللازمة لدعــم النمو الأمثل للكائنات الحيــة الدقيقة المختارة. -3الوقايــة مــن التلــوث مــن خــلال الحفــاظ علــى ظروف مع ّقمــة أو صحية ،عن طريق تســخين المكونات، أو تعقيمها عن طريق الترشــيح والتخمير ،ويجب كذلك أ ْن تكون ال ُمعدّات المســتخدمة مع ّقمة.
49
-4تنمية الكائن الحي الدقيق المستخدم بصورة نقية. -5يجــب توفيــر وســط غنــي بالأكســجين إلا فــي حالــة اســتخدام الطحالــب .وكمــا يجــب توفير نظــام تبريد فــي حــال ارتفعــت درجــة الحــرارة بفعــل عمليات إنتــاج الطاقة. -6معالجة المادة الحيوية؛ لتعزيز قدرتها الإ نتاجية والتخزينية. ويجب مراعاة اختيار الكائن الحي الدقيق المناسب لإ نتاج المادة الغذائية المراد إنتاجها.
استخلاص التيربينات
هــي مك ّونــات الزيــوت الط ّيــارة فــي النباتــات العطريــة التــي تحتــوي مركبــات ذات صيــغ كيميائيــة يدخــل فــي تركيبهــا عــدد مكــرر مــن وحــدات بنائيــة الآيزوبريــن. استخلاص التربينات من النباتات : هناك طرق عدة متّبعة لاستخلاص التربينات من المصادر النباتية ،منها: -1التقطير بالبخار. -2الاستخلاص بواسطة مذيبات متطايرة. -3الادمصاص على سطح المركب. نظرا لقابليــة تطبيقها منزلياً بســهولة .ولكن وهنــا ســنركّز علــى طريقــة اســتخلاصها بالتقطيــر بالبخــار؛ ً يجــب أن نن ـ ّوه إلــى أماكــن تواجدهــا فــي أجــزاء النبــات المختلفــة. -1 -2 -3 -4 -5 -6
الأزهار :مثل الورد ،والياسمين ،والبابونج. الأوراق :مثل الريحان ،والزعتر ،والنعناع. الثمار :مثل البرتقال والليمون. البذور :مثل الهيل ،و حبة البركة ،والخروع ،واليانسون ،والكمون. الجذور :مثل العرقسوس ،والزنجبيل. السيقان والقلف :مثل أخشاب الصنوبر ،و الحور ،والصفصاف ،والقرفة.
اســتخلاص الزيــوت العطريــة مــن النباتــات العطريــة بطريقــة التقطيــر تعتمد على تطايــر الزيوت العطرية مــع البخــار؛ حيــث إ ّن درجــة غليــان الزيــوت العطريــة تنخفــض عنــد خلطهــا بالمــاء. يرجــع تاريــخ التقطيــر إلــى عصــر الفراعنــة كمــا تــدل النقــوش علــى ذلــك ،وهــي أشــهر طرق اســتخراج الزيوت العطريــة ،وهــو تحويــل الســائل إلــى بخــار بالتســخين ،ثــم تكثيــف هــذا البخــار و تحويلــة إلــى ســائل بالتبريــد.
50
ٔاسئلة الوحدة السؤال الأول :ضع دائرة حول رمز الإ جابة الصحيحة فيما يأتي: 1أ ّي من الرباعيات الآتية تشكل العناصر الأساسية في تركيب المادة الحية؟ أ( الاكسجين ،الهيدروجين ،الكالسيوم ،الكربون. ب( الأكسجين ،الهيدروجين ،الكربون ،النيتروجين. ج( الاكسجين ،الكربون ،النيتروجين ،الفوسفور . د( الأكسجين ،الهيدروجين ،النيتروجين ،الكالسيوم. 2أ ّي من المركّبات الآتية مركب كربوهيدراتي؟ أ( CH3CH2COOH
ب( C12H22O11
د( CaCO3
ج( H2CO3
3أ ّي العناصر الآتية يعمل على تقوية جهاز المناعة؟ أ( الكبريت.
ب( النيتروجين.
ج( الفوسفور.
د( الزنك.
4ماذا يحدث عند وضع خلية دم حمراء في محلول ملحي عالي التركيز؟ أ( تقوم بالشرب الخلوي .ب( تنكمش.
ج( تنفجر.
د( تبقى كما هي.
5مــاذا تسـ ّمى طريقــة انتقــال أيونــات الصوديــوم عبــر بروتيــن ناقــل مــن خــارج الخليــة إلــى داخلهــا ،دون الحاجــة إلــى طاقــة؟ أ( الانتشار.
ب( الانتشار المسهل.
6أ ّي من الآتية يعمل على تقليل طاقة التنشيط؟ ب( العامل المرافق. أ( الأيون.
ج( النقل النشط ج( المواد المتفاعلة.
د( الادخال الخلوي. د( الإ نزيم.
7أي من الآتية لا يلعب الفوسفور فيها دوراً مه ًما في الخلايا الحية؟ ب( يدخل في تركيب النسيج العظمي. أ( يدخل في تركيب الغشاء الخلوي. د( يؤثر في دخول المواد وخروجها في الخلية. ج( يدخل في تركيب بروتينات الخلية.
51
8ما الوحدة البنائية لتركيب الكايتين؟ أ( αغلوكوز.
ب( βغلوكوز.
ج( غلوكوز أمين.
د( غلوكوز.
9أ ّي الأنزيمات الآتية يعمل بأعلى كفاءة عند الأرقام الهيدروجينية المنخفضة؟ أ( الفم. ج( الأمعاء الدقيقة.
ب( المعدة. د( الدم.
10في أيّة حالة ينتقل الماء من خارج الخلية إلى داخلها؟ أ( تركيزه في الداخل أعلى منه خارجها. ب( تركيزه في الخارج أعلى منه داخلها. ج( تركيز المذابات في الداخل أقل منه في خارجها. د( تركيز المذابات في الداخل مساويا له في خارجها. السؤال الثاني :ب ّين الدور الحيوي الذي يؤديه ك ٌّل م ّما يأتي في الكائنات الحية: أ أملاح الزنك.
ب البروتينات السكرية.
ج الكوليسترول.
الســؤال الثالــث :كيــف يســهم الكايتيــن فــي الحفــاظ فــي الحفــاظ علــى حيــاة المفصل ّيــات فــي الصحــاري الجافة؟ فس ْر ما يأتي: السؤال الرابعّ : 1 2 3 4 5
52
يشكل الأكسجين حوالي ثلثي كتلة جسم الإ نسان. الصوديــوم والكلــور عنصــران ســا ّمان للإ نســان ،وعنــد اتّحادهمــا يك ّونــان ملــح الطعــام المفيــد للإ نســان. ُضل عدم غلي الزعتر والبابونج للحصول منه على علاج للاستخدام البشري. يف ّ عد ُد أنواع الإ نزيمات في الجسم كبير جداً ،بينما كمية ك ّل نوع قليلة جدًا. ارتفاع درجة حرارة الأطفال أكثر خطورة منها على كبار السن.
الســؤال الخامــس :يب ّيــن الشــكل الآتــي العلاقــة بين نشــاط ثلاثــة إنزيمات مع التغير في الرقــم الهيدروجيني، اســتخدمه للإ جابــة عــن الأســئلة ي التي تليه: نشاط الإ نزيم
(1أ ّي هذه الإ نزيمات يعمل في الفم ،والمعدة ،والأمعاء ؟ (2ماذا تتوقّع أن يحدث لإ نزيم الببسين عند وصوله إلى الأمعاء؟ الســؤال الســادس :أعطــى المعلــم كلًا مــن أحمــد ،وعبداللــه ،ومريــم ،وســعاد عينــة مــن مــوا ّد عضويــة، وطلــب منهــم تحليلهــا؛ لمعرفــة العناصــر الداخلــة فــي تركيبهــا ،ونســبة كل عنصــر .فكانــت نتائــج التحاليــل كمــا هــي فــي الجــدول: العينة
الكربون
الاكسجين
الهيدروجين
النيتروجين
الفوسفور
عينة أحمد عينة عبدالله عينة مريم عينة سعاد
%77 %40 موجود موجود
%13 %53.5 موجود موجود
%10 %6.5 موجود موجود
0 0 موجود موجود
0 0 موجود غير موجود
ب ّي ْن نوع المواد العضوية في ال ّعينات الأربع. السؤال السابع :ما الذي يحدث للخلية إذا لم يعد بمقدورها إنتاج الكوليسترول؟
53
اﻟﻮﺣﺪة اﻟﺜﺎﻧﻴﺔ الانسان ٔاجهزة جسم ٕ )(Human Body Systems
نجح َ فلسطين في الت ٔا ّهل ٕالى نهائ ّيات ك ٔاس ٓاسيا )(2015 منتخ ُب َ كيف تتكام ُل ٔاجهز ُة جسم اللاعب ٔاثناء المباراة؟
54
يتح ّقــق التناغــم الوظيفــي بيــن أعضــاء جســم الإ نســان المختلفــة وأجهزتــه ،عــن طريــق التنســيق والتكامــل بينهــا بدرجــة عاليــة مــن الكفــاءة ،ســنتناول فــي هــذه ال َوحــدة كلًا مــن :الجهــاز العصبــي ،والغــدد الص ّمــاء ،والجهــاز العضلــي. من خلال دراستك هذه ال َوحدة يمكنك تحقيق النتاجات الآتية: * الربط بين تركيب ك ّل من أجهزة جسم الإ نسان )العصبي ،الغدد الصماء ،العضلي( ،ووظائف أجزائها ،وآل ّية عملها وتكاملها. * اكتساب كفايات لتحسين نوعية حياتنا. * زيادة الوعي لأهمية التقانات التي تُسهم في رفاهيتنا. تنفيــذ مشــاريع حــول مخاطــر مخلّفــات المســتوطنات ،وأثــر اســتخدام المبيــدات الزراعيــة فــي المجتمع ـطيني فــي صحــة الأجهــزة العصبيــة ،والغــدد الصمــاء ،والعضليــة ،وآثارهــا البيئيــة ،ودور وزارة الفلسـ ّ
الزراعــة والمؤسســات فــي تنظيــم اســتخدامها.
55
الفصل الأول الجهاز العصبي )(Nervous System يتم ّيــز الإ نســان عــن بقيــة الكائنــات الحيــة عصبيــا متطــو ًرا ،يشــكّل شــبكة الأخــرى بامتلاكــه جهــا ًزا ً اتصــالات داخــل جســمه ،ويتحكّــم الجهــاز العصبــي وينســق فــي أنشــطة جميــع أجهــزة الجســم ووظائفهــا، ّ عملهــا بدقــة بالغــة بالتــآزر مــع جهــاز الغــدد الص ّمــاء. يتألــف الجهــاز العصبــي مــن بلاييــن الخلايــا عاليــة التخصــص تســمى عصبونــات )َ .(Neuronsفمــ ّم يتركــب العصبــون؟ ومــا أنواعــه؟ ومــا المقصــود بالســيال العصبــي؟ ومــا آل ّيــة تكوينــه وانتقالــه؟ ومـ ّم يتركــب الجهــاز العصبــي؟ ومــا وظائفــه؟ ومــا أهــم المشــكلات الصحيــة التــي يتعــرض لهــا؟ مــن خــلال دراســتك هــذا الفصل ســتتمكن مــن الإ جابة عــن هــذه الأســئلة ،وســتكون قــادراً علــى أن: 1 2 3 4 5 6
56
تصف تركيب الخلية العصبية )العصبون( ،وتصنّفها من حيث الشكل والوظيفة. توضح مفهوم السيال العصبي ،وتستنتج آل ّية تكونه وانتقاله . ّ توضح تركيب الجهاز العصبي ،وتب ّين وظيفة ك ّل ِمن أقسامه. تت ّب َع آل ّية حدوث الفعل المنعكس. تقارن بين الجملة الودية والجملة شبه الودية من حيث التركيب والوظيفة. تتعرف إلى بعض المشكلات الصحية التي تصيب الجهاز العصبي.
1.2العصبون )الخلية العصبية( ):(Neuron ُيع ـ ّد العصبــون ال َوحــدة التركيبيــة والوظيفيــة للنســيج العصبــي؛ حيــث يش ـكّل % 10مــن النســيج العصبــي .ويختــص باســتقبال المنبهــات ،ونقلهــا ،والاســتجابة لهــا علــى صــورة ســيالات عصبيــة تصــل إلــى أعضــاء الاســتجابة مثــل الغــدد والعضــلات.
شكل ) (1النسيج العصبي
والعصبونــات لا تُعــوض فليــس لهــا القــدرة علــى الانقســام ،ويحــاط ك ّل عصبــون بحوالي عشــر خلايا بنائيــة مختلفــة الأشــكال والوظائــف ،تسـ ّمى الخلايــا الدبقيــة ) (Glial cellsلاحــظ الشــكل ) ،(1تعمــل هــذه الخلايــا علــى ربــط العصبونــات ببعضهــا البعــض ،وبالتالــي دعــم النســيج العصبــي ،كمــا تســهم فــي إمــداد العصبونــات بالغــذاء ،والأكســجين ،ونقــل الفضــلات مثــل ثانــي أكســيد الكربــون مــن العصبونــات إلى الــدم. تركيب العصبون تختلــف العصبونــات عــن بعضهــا فــي الحجــم والطــول والشــكل ،فقــد تتــراوح مابيــن عــدة مليمترات إلــى حوالــي المتــر .ويقســم إلــى أقســام ّعــدة ،لاحــظ الشــكل ):(2 57
-1الزوائــد الشــجرية :زوائــد عصبيــة متفرعــة ،وتُعـ ّد امتــدادات للســيتوبلازم ،وتتناقــص فــي القطــر كلمــا ابتعــدت عــن جســم الخليــة، وتســتقبل المعلومــات وتنقلها باتجاه جســم الخليــة .مــا أهميــة زيــادة عــدد التفرعــات والتشــعبات فــي الزوائــد الشــجرية؟
-2جســم الخليــة :يشــكّل الجــزء المركــزي فــي العصبــون ،ويحــوي شكل ) (2تركيب العصبون معظم عضيات الخلية ما عدا الســنتريولات )المريكزات(، اذكرهــا .ويقــوم بالعمليــات الأيض ّيــة ،وتزويــد الخليــة بالطاقــة اللازمــة لعملهــا وإنتــاج البروتيــن والنواقــل العصبيــة .لمــاذا لا يســتطيع العصبــون الانقســام؟ -3المحــور الأســطواني :امتــداد لجســم العصبــون يحــوي العديــد مــن الميتوكوندريــا والأنيبيبــات الدقيقــة والإ نزيمــات ،وينتهــي بنهايــات طرفيــة تحــوي الأزرار الطرفيــة التشــابكية .تحيــط ببعــض المحــاور طبقــة رقيقــة مــن مــادة دهنيــة بروتينيــة تدعــى الغمــد الميلينــي ،تنشـأ مــن خلايــا شــفان ،وتســمى ٔاليا ًفــا ميلينيــة ،وتحــوي الأليــاف الميلينيــة انغمــادات غيــر مغلفــة تدعــى ُع َقــد رانفييــه .ويخلــو بعضهــا مــن الغمــد الميلينــي ،وتدعــى أليا ًفــا لا ميلينيــة .مــا اتجــاه انتقــال الســيال العصبــي فيــه؟ مــا أهم ّيــة الغمــد الميلينــي؟ مــا أهم ّيــة الأزرار التشــابك ّية فــي نهايــة المحــور الأســطواني؟
58
نشاط ) :(1فحص نسيج عصبي: وحتى تتعرف إلى شكل العصبونات قم بالنشاط الآتي: المواد والأدوات: شرائح مجهرية جاهزة لعصبونات ،مجاهر ض ْوئية. خطوات العمل: الضوئي افحص شرائح جاهزة لنسيج عصبي. -1باستخدام المجهر ّ -2ارسم ما شاهدته تحت المجهر .مع كتابة الأجزاء على الرسم.
ٔ 2.2انواع الخلايا العصب ّية: تُصنّــف العصبونــات مــن ناحيــة الشــكل اعتمــا ًدا علــى عــدد الزوائــد التــي تخــرج مــن جســم الخليــة، وطريقــة تفــرع زوائدهــا إلــى أشــكال عــدة ،وهــي :عديــم المحــور ،أحــادي القطــب ،ثنائــي القطــب ،متعــدد الأقطاب .تأ ّمل الشكل ) ،(3ثم اربط بين أسماء العصبونات وأشكالها.
شكل ) :(3أشكال العصبونات
تُصنّف العصبونات من حيث الوظيفة التي تقوم بها إلى: -1عصبونات حسـ ّية ) :(Sensory Neuronsوحيدة القطب متصلة بأعضاء الاســتقبال الحســي،
59
تســتقبل المؤثــرات الخارجيــة والداخليــة ،وتنقلهــا علــى شــكل ســيالات عصبيــة إلــى الجهــاز العصبــي المركــزي )الدمــاغ والحبــل الشــوكي( .توجــد أجســام بعــض خلاياهــا فــي عقــدة الجــذر الظهــري للحبــل الشوكي. ابحث في مكان تواجد ٔاجسام خلايا المستقبلات الض ْوئية والكيميائية. -2عصبونــات حركيــة ) :(Motor Neuronsعديــدة الأقطــاب ،تنقــل الأوامــر مــن الجهــاز العصبــي المركــزي إلــى أعضــاء الاســتجابة )العضــلات والغــدد( .وتوجــد أجســامها داخــل المــادة الرماديــة فــي الجهــاز العصبــي المركــزي. -3عصبونــات موصلــة ) :(Inter Neuronsذات أشــكال مختلفــة ،تش ـكّل حلقــة وصــل تعمــل علــى ربــط العصبونــات المتجــاورة ببعضهــا .توجــد بأكملهــا داخــل المــادة الرماديــة فــي الجهــاز العصبــي المركزي. سؤال بالاستعانة بالشكل ) ،(4أجب عن الأسئلة الآتية: ف العصبونات حسب الشكل -1صنّ ْ والوظيفة. -2بم يتصل كل عصبون؟
شكل ) (4أنواع العصبونات حسب الوظيفة
60
الحــ َزم العصبيــة التــي العصــب :يتكــون مــن مجموعــة مــن ُ تضــم مجموعــة مــن الزوائــد ،والمحــاور الإ ســطوانية للعصبونات الحســية والحركيــة ،وتحــاط بنســيج ضــامّ يدعــى غــلاف المحــور الأســطواني .كل حزمــة تحــاط بنســيج ضــام يدعــى غــلاف الحزمــة ،كمــا تحــاط جميــع الحــزم بنســيج ضــام آخــر يدعــى غــلاف العصــب .لاحــظ الشــكل ) (5الــذي يب ّيــن تركيــب العصــب. شكل ) (5العصب
3.2
السيال العصبي ):(Nerve Impulse
عنــد تعــرض العصبــون لمؤثــر مــا تتولــد فيــه إشــارات كهروكيمائيــة ،تنتقــل عبــر أجــزاء العصبــون إلــى عصبــون آخــر ،أو غــدة ،أو عضلــة .وهــذا مــا يعــرف بالســيال العصبــي.
ٓال ّية تكوين السيال العصبي : تمر الخلية العصبية في حالتين: الأولــى :جهــد الغشــاء الخلــوي فــي حالــة الراحــة )الاســتقطاب ٔاو الت ٔا ّهــب الكهربائــي( ):(Polarization تأ ّمل الشكل ) ،(6ثم أجب عن الأسئلة الآتية: -1 -2 -3 -4
ما نوع الشحنة داخل العصبون وخارجه؟ قارن بين كمية ك ّل من أيونات الصوديوم والبوتاسيوم خارج العصبون وداخله. كيف تنتقل كل من أيونات الصوديوم والبوتاسيوم؟ ما مقدار فرق الجهد الكهربائي بين داخل العصبون وخارجه ؟
شكل ) (6حالة الاستقطاب )الراحة(
61
العوامل التي تسهم في جعل داخل العصبون سال ًبا مقارنة مع خارجه: -1النفاذيّة الاختيارية العالية لغشاء محور العصبون لأيونات البوتاسيوم ،وقلة نفاذيّة أيونات الصوديوم. ِ -2مضخــة صوديــوم بوتاســيوم الموجــودة فــي غشــاء العصبــون؛ حيــث تضــخ ثلاثــة أيونات صوديــوم )(3Na+ نحــو الخــارج مقابــل أيونــي بوتاســيوم ) (2K+نحــو الداخــل. -3وجــود بروتينــات وأيونــات أخــرى كبيــرة الحجــم مشــحونة بشــحنة ســالبة داخــل العصبــون ،ولا تســتطيع النفــاذ عبــر الغشــاء. الثانيةٓ :ال ّية تكوين جهد الفعل ):(Production of Action Potential ـالبا مــن الداخل مقارنة مــع خارجه ،وفرق فــي حالــة الراحــة )الاســتقطاب( يكــون غشــاء العصبــون سـ ً الجهــد الكهربائــي)_ 70مللــي فولــت( .وعنــد تنبيــه العصبــون تحــدث تغيــرات فــي نفاذيّــة الغشــاء الخلــوي فــي منطقــة المؤثــر علــى الزوائــد الشــجرية ،لإ حــداث جهــد الفعــل حســب الخطــوات الآتيــة: ٕ -1ازالة الاستقطاب ):(Depolarization اســتعن بالشــكل ) (7إزالــة الاســتقطاب وانعكاســه للإ جابــة عــن الأســئلة الآتيــة: -1ما التغيرات التي تحدث عند وصول من ّبه؟ ٔ -2ا ّي القنوات مفتوحة ،وأيّها مغلقة؟ -3ماذا تتوقّع أن يحدث لفرق التركيز )(Na+،K +؟ شكل ) (7ازالة الاستقطاب وانعكاسه -4ماذا تتوقّع أن يحدث لفرق الجهد؟ عنــد تنبيــه غشــاء العصبــون يســتجيب للعديــد مــن المنبهــات التــي يجــب أن تكــون شــدتها كافيــة لتغييــر حالــة الاســتقطاب فــي العصبــون ،التــي تدعــى جهــد العتبة):أقــل جهــد فعــل يلــزم لاســتمرار فتــح قنــوات الصوديــوم ليحــدث تغييــر فــي حالــة الإ ســتقطاب )_ 60إلــى_ 55مللــي فولــت(. تــزداد نفاذيّــة الغشــاء لأيونــات الصوديــوم ) (Na+وتفتــح قنــوات الصوديــوم؛ مــا يــؤدي إلــى اســتمرار دخــول كميــات كبيــرة مــن أيونــات ) (Na+مــن خــارج الخليــة إلــى داخلهــا ،مــع بقــاء قنــوات البوتاســيوم مغلقــة؛ مــا يزيــد مــن الشــحنات الموجبــة داخــل الخليــة ،ويقلّــل مــن فــرق الجهــد علــى جانبـ ّـي الغشــاء تدريجيــا حتــى يصــل إلــى صفــر ،وهــذا مــا ُيدعــى ب ٕازالــة الاســتقطاب. ً 62
-2انعكاس الاستقطاب ):(Reverse Polarization يــزداد دخــول أيونــات الصوديــوم ) (Na+إلــى داخــل الخليــة مــع بقــاء قنــوات أيونــات البوتاســيوم مغلقة ،فينعكس فرق الجهد ليصل إلى ) 35+ - 30+مللي فولت(. ٕ - 3اعادة الاستقطاب ):(Repolarization لاحــظ الشــكل ) ،(8وأجــب عــن الأســئلة التــي تليــه: -1ماذا حدث لقنوات أيونات الصوديوم وقنوات أيونات البوتاسيوم؟ -2ماذا تتوقع أن يحدث لفرق الجهد داخل الخلية وخارجها ؟ شكل ) (8اعادة الإ ستقطاب عنــد وصــول فــرق الجهد إلى)35+ - 30+ مللــي فولت(يبــدأ خــروج أيونــات البوتاســيوم )(K+؛ مــا يزيــد الشــحنات الموجبــة فــي الخــارج حتــى تعــود الخليــة إلــى فــرق الجهــد الطبيعــي ) 70-مللــي فولــت(. سؤال ماذا يحدث ٕاذا بقيت قنوات ٔايونات البوتاسيوم مفتوحة مع استمرار بقاء قنوات الصوديوم مغلقة؟ -4فوق الاستقطاب ):(Hyper Polarization يســتمر خــروج أيونــات البوتاســيوم إلــى أن يصــل فــرق الجهــد إلــى) 90-مللــي فولــت( ،مــع بقــاء قنــوات الصوديــوم مغلقــة ،وهــذا مايدعــى بفــوق الاســتقطاب .ثــم تُغلــق قنوات البوتاســيوم ،وتنشــط مضخة صوديــوم – بوتاســيوم ،لإ عــادة فــرق الجهــد إلــى حالــة الراحــة )70-مللــي فولــت( ،ولا تســتجيب هــذه المنطقــة لا ٔ ّي مؤثــر حتــى يعود فيها الغشــاء العصبــي إلــى حالــة الاســتقطاب الأصل ّيــة، وتســمى فتــرة الجمــوح )Refractory Pe- (riodوتســتمر هــذه الفتــرة لمــدة تتــراوح ما بين ) 3 -1مللــي ثانيــة( ،عنــد ذلــك يمكــن لهــذه النقطــة أن تســتقبل مؤثّــرا جديـدًا. شكل ) (9فوق الإ ستقطاب
63
ـب ســؤال يمثّــل الرســم البيانــي منحنــى مراحــل تكـ ّون الســيال العصبــي )جهــد الفعــل( :ادرســه ثـ ّم أجـ ْ عن الأسئلة الآتية: -1 -2 -3 -4
ماذا تمثّل ك ٌّل من المناطق ) أ ،ب ،ج ،د، هـ ،و(؟ لماذا انخفض فرق الجهد إلى ) 90-مللي فولت( عند النقطة هـ؟ كيف ت ّمت إعادتة إلى )70-مللي فولت(؟ أ ّي القنوات تكون مفتوحة في ك ّل من المناطق )ب ،ج ،د(؟
4.2
العصبي انتقال السيال ّ
العصبي في مرحلتين : تتم عمل ّية انتقال السيال ّ المرحلــة الأولــى :انتقــال الســيال العصبــي علــى طــول محــور العصبون. ٔا -انتقــال الســيال العصبــي علــى طــول محــور العصبــون اللاميلينــي. مــا تأثيــر حــدوث جهدالفعــل نتيجــة مؤثّــر فــي منطقـ ٍة مــا على غشــاء العصبــون ،وعلــى باقــي أجــزاء العصبــون؟ يع ّد حدوث جهد الفعل في منطقة على الغشاء من ّب ًها جديدًا للمنطقة المجاورة ،فيعمل على:
شكل ) (10انتقال السيال العصبي
-1زيــادة نفاذيــة الغشــاء الخلــوي لأيونــات الصوديــوم إلــى داخــل الخليــة عبــر القنــوات -المعتمــدة علــى تغير فرق موجبا مقارنة بخارجه. الجهد ،ويتبعه خروج أيونات البوتاسيوم عبر قنواته للخارج ،فيصبح داخل العصبون ً -2يؤثــر جهــد الفعــل فــي المنطقــة المجــاورة مــن الغشــاء ،وتنتشــر أيونــات الصوديــوم خــلال السيتوســول للمنطقــة المجــاورة مش ـكّلة تيــا ًرا داخل ًّيــا بمــا يشــبه انتقــال التيــار الكهربائــي ،مؤ ّدي ـا ّ إلــى تغ ّيــر فــرق الجهــد مــن )70 -مللــي فولــت( إلــى ) 55-مللــي فولــت( ،ومس ـ ّب ًبا حــدوث جهــد فعــل بالمنطقــة المجــاورة .وفــي الوقــت نفســه تعــود المنطقــة الأولــى فــي العصبــون إلــى حالــة الاســتقطاب.
64
-3تتكـ ّرر الخطــوات الســابقة علــى طــول المحــور مــن موقــع إلــى آخــر ،مسـ ّبب ًة انتقــال الســيال العصبـ ّـي علــى شــكل سلســلة متعاقبــة حتــى نهايــة محــور الخليــة العصبيــة ،والأزرار التشــابك ّية .وتُعرف هــذه الآل ّية بآل ّية النقل المتواصل ،أو المســتمر ).(Continuous conduction سؤال ما ٔاهم ّية فترة الجموح في اتجاه انتقال السيال العصبي؟ ب -انتقال السيال العصبي على طول المحور العصبون الميليني: جب عن الأسئلة الآتية: تأ ّمل الشكل ) ،(11ثم أ ْ -1في أي المناطق يتكون جهد الفعل؟ -2كيف تسهم ُعقَد رانفييه في نقل السيال العصبي؟ العصبي النق َل -3لماذا س ّم َي انتقا ُل السيال ّ شكل ) (11انتقال السيال العصبي في العصبون الميليني القافز؟ -4أيّهما تتوقع أن يكون أسرع في نقل السيال العصبي :العصبون الميليني أم العصبون اللاميليني؟ يفسـ ُـر ســرعة انتقــال الســيال تنتقــل الأيونــات الموجبــة مــن عقــدة إلــى أخــرى كأن ّهــا تقفــز ،وهــذا ّ العصبــي فــي الأعصــاب الميلينيــة ،وتس ـ ّمى هــذه الآلي ـ ُة آل ّي ـ َة النقــل القافــز )،(Saltatory conduction وهــو أســرع خمســين مــرة مــن النقــل المتواصــل؛ حيــث تصــل الســرعة حوالــي 120م/ث. فسـ ْر ســؤال ٔا ّيهمــا يســتهلك طاقــة ٔاكبــر فــي نقــل الســيال :النقــل المتواصــلٔ ،ام النقــل القافــز؟ ّ ٕاجابتــك. يوضح آل ّية نشاط ) :(2باستخدام برنامج فيجول بيسك ) ،(Visual Basicص ّم ْم تطبيقًا تفاعلياّ ، ً انتقال السيال العصبي على طول ِمحور العصبون.
65
المرحلــة الثانيــةٓ :ال ّيــة انتقــال الســيال العصبــي عنــد منطقــة التشــابك العصبــي )Synaptic :(Transmission ـتعن بــه للإ جابــة عــن يمثّــل الشــكل ) (12خطــوات انتقــال الســيال العصبــي فــي التشــابكات العصب ّيــة ،اسـ ْ الأســئلة التــي تليــه:
العصبي شكل ) (12آل ّية انتقال السيال العصبي عند منطقة التشباك ّ
-1 -2 -3 -4
صف تركيبها. ماذا تُدعى المنطقة بين عصبون وآخر؟ ْ العصبي. العصبي عند منطقة التشابك تت ّب ْع خطوات انتقال السيال ّ ّ وضح ذلك بمثال. تنبيها خارج ًّيا؟ ّ هل يلزم تنبيه كل عصبون ً قار ْن بين انتقال السيال العصبي عبر المحور الأسطواني ،والشق التشابكي من حيث :طبيعة التأثير وسرعة النقل.
سؤال ماذا يحدث ٕاذا لم تت ّم ٕازالة النواقل العصب ّية من الشق التشابكي؟
66
5.2
تركيب الجهاز العصبي ):(Structure of the Nervous System
ـزي ) :(Central nervous systemيتكــون الجهــاز العصبــي المركــزي ـي المركـ ّ ٔاو ًلا :الجهــاز العصبـ ّ مــن الدمــاغ والحبــل الشــوكي .ويعمــل علــى تنظيــم جميــع أنشــطة الجهــاز العصبــي والتحكــم فيهــا؛ ونظـ ًـرا لأهم ّيــة هــذا الجهــاز فقــد منحــه اللــه وســائل متعــددة للحمايــة؛ حيــث يحيــط بالدمــاغ والحبــل الســحايا ،وتقســم إلــى: الشــوكي ثلاثــة أغشــية تتك ـ ّون مــن أنســجة ضا ّمــة تدعــى ٔاغشــية ّ ٔا -الأم الجافية :غشاء ليفي سميك متصل بجدار الجمجمة والعمود الفقري. ب -الأم الحنــون :غشــاء رقيــق يحيــط بالدمــاغ والحبــل الشــوكي مباشــرة ،وتنتشــر فيــه أوعيــة دمويــة كثيــرة، لتغذيــة الدمــاغ والحبل الشــوكي. ج -الغشــاء العنكبوتــي :غشــاء رقيــق شــفاف يقــع بيــن الأم الجافيــة والأم الحنــون ،يفصــل بينهمــا ح ّي ـ ٌز يحــوي الســائل المخــي الشــوكي. سؤال -1كيف ُيسهم السائل المخي الشوكي في حماية الدماغ والحبل الشوكي؟ -2اذكر وسائل حماية أخرى للدماغ والحبل الشوكي.
)ب(
)أ( شكل ) (13أغشية السحايا
مســتعي ًنا بالشــكل ) (13قــار ْن بيــن موقــع ك ّل مــن المــادة البيضــاء والمــادة الرماديــة فــي ك ٍّل مــن الدمــاغ والحبــل الشــوكي.
67
ٔا .الدمــاغ )ُ (Brainيعـ ّد الدمــاغ مــن أهــم أعضــاء جســم الإ نســان ،ويتك ـ ّون مــن حوالــي 100بليــون خليــة عصب ّيــة، ويشــغل أغلــب ح ّيــز الجمجمــة ،وتبلــغ كتلتــه فــي الإ نســان البالــغ حوالــي 1400غــم ،ويســتهلك نحــو % 20مــن الأكســجين الواصــل للجســم .و ُيعـ ّد الغلوكلــوز الغــذاء الوحيــد لخلايــا الدمــاغ .ويتكــون الدمــاغ مــن المــخ ،والدمــاغ البينــي ،وجــذع الدمــاغ ،والمخيــخ ،لاحــظ الشــكل ).(14 المخ ):(Cerebrum أكبــر أجــزاء الدمــاغ حج ًمــا وأكثرهــا تعقيــدًا، ويشـكّل حوالــي % 90مــن حجــم الدمــاغ .يوجــد علــى وثنيــات تســمى التلافيــف ،مــا ــات ٌ ســطح المــخ ط ّي ٌ أهميتهــا؟ يتكـ ّون المــخ مــن طبقــة رماديّــة تحــوي أجســام العصبونــات ،وتوجــد علــى الســطح وتدعــى القشــرة المخ ّيــة .أمــا المــادة البيضاء فتوجد فــي الداخل وتحتوي علــى الأليــاف الميلين ّيــة للعصبونــات .يرتبــط نصفـ ّـي الكرة ـيج ضــامّ يدعــى الجســم المخ ّيــة مــع بعضهــا البعــض بنسـ ً الجاســئ .يب ّيــن الشــكل ) (15وجــود تصالــب فــي أداء المــخ؛ حيــث يســيطر نصــف الكــرة المخيــة الأيمــن علــى الوظائــف الحرك ّيــة والحس ـ ّية للجانــب الأيســر مــن الجســم ،بينمــا يســيطر نصــف الكــرة الأيســر علــى وظائــف الجانــب الأيمــن مــن الجســم .ب ّيـ ْـن مهــام ك ٍّل مــن الجــزء الأيمــن والأيســر.
شكل ) (14مقطع طولي للدماغ
الشكل ) :(15نصفا الكرة المخية وتصالب الأداء
تقسم القشرة المخية )ٕ (Cerebral cortexالى ثلاثة مراكز وظيف ّية: ٔا -مراكز حس ّية ) :(Sensory centersتستقبل السيالات العصبية من المستقبلات الحس ّية ،وتحلّلها.
68
ب -مراكز حرك ّية ) :(Motor centersمسؤولة عن إعطاء أوامر انقباض العضلات الهيكل ّية الإ راديّة. ج -مراكز من ّظمة ) :(Association centersوتحتوي على مراكز اللغة والتفكير والذاكرة والذكاء والعواطف ،وتقوم بتحليل المعلومات الحس ّية وتفسيرها . ويقســم المــخ إلــى مناطــق )فصــوص( ،تعــرف بأســماء عظــام الجمجمــة التــي تغطيهــا .وهــي: الفــص الجبهــي ،والجــداري ،والقفــوي ،والصدغــي .حــ ّد ْد موقعهــا علــى الشــكل ).(15 الدماغ البيني ) : (Diencephalonويتك ّون من أربعة أجزاء منها: ٔا -المهاد )الأيمن والأيسر( ) :(Thalamusيقع أسفل المخ مباشرة ،ويع ّد مرك ًزا لتنظيم وتجميع السيالات العصبية القادمة من جميع أعضاء الحس باستثناء الش ّم ،ويم ّررها إلى مراكز الإ حساس المختلفة في قشرة المخ. ب -تحــت المهــاد ) :(Hypothalamusيقــع مباشــرة أســفل المهــاد ،ويتصــل عصب ًّيــا مــع الغــدة النخاميــة ،كمــا يتصــل بقشــرة المــخ ،والمهــاد ،والجهــاز العصبــي الطرفــي ،وهــو مســؤول عــن: -1 -2 -3 -4 -5
تنظيم البيئة الداخلية للجسم. تنظيم نشاطات الجسم مثل الشعور بالجوع ،والعطش، والنوم ،وحفظ توازن الماء والحرارة. مركز رئيس لضبط الجهاز العصبي الذاتي ،لارتباطه عصبيا مع هذا الجهاز. ً يساعد جذع الدماغ في تنظيم الحركات التنفسية، وضغط الدم ونبض القلب. نصفي الكرة المخية وبين جذع الدماغ. يصل بين ّ
جــذع الدمــاغ ) :(Brain Stemيتكــو ّن مــن )الدمــاغ المتوســط ،القنطــرة ،النخــاع المســتطيل(.
الشكل ) :(16الدماغ البيني وجذع الدماغ
ٔا -الدمــاغ المتوســط ) :(Midbrainتتــم فيــه معالجــة المعلومــات البصريّــة والســمع ّية ،مثــل تحريك العين والرقبــة والــرأس باتجــاه مصــدر الصــوت المفاجــئ .وهــذا مــا يسـ ّمى بالفعل المنعكــس الدماغي.
69
نشــاط ) :(2الفعل المنعكس الدماغي: تتأثر منطقة الرأس والرقبة بمؤثرات خارجية مفاجئة تؤدي إلى أفعال منعكسة لمنطقة الرأس. المواد والأدوات:
مصدر ضوء شديد ،مصدر صوت ،ليمون ،أو أ ّي موا ّد أو أدوات أخرى تراها مناسبة. خطوات العمل: -1ص ّمم خطوات عمل تب ّين فيها حدوث أفعال منعكسة دماغية. راع قواعد السلامة خلال تنفيذك لهذا النشاط. في أ ّي جزء من أجزاء الدماغ تت ّم معالجة المعلومات في هذا النشاط؟ ماذا تستنتج؟ ب -القنطرة-الجســر) :(Ponsتحــوي مراكــز حساســة لتركيــز الأكســجين والرقــم الهيدروجينــي ،وتســيطر علــى معـدّل التنفــس وعمقــه. ج -النخاع المســتطيل ) :(Medulla Oblongataيحوي مراكز تنظيم نبض القلب ،والتنفس ،وانقباض العضــلات الملســاء فــي الأوعيــة الدمويــة ،والهضــم ،إضافــة إلــى مراكــز الأفعــال المنعكســة ،مثــل الســعال، والعطــس ،والتقيؤ ،والبلع. المخ ْيخ ):(Cerebellum
أ -المخيخ
شكل ) (17المخيخ
ب -مقطع عرضي في المخيخ
ثانــي ٔاكبــر ٔاجــزاء الدمــاغ ،يوصــف بأنــه شــجرة الحيــاة ويتكــون مــن ثلاثــة فصــوص: الفص الدودي الشــكل ) .(17يســتقبل ويعالــج المعلومات فصيــن جانبي ْيــن علــى شــكل نصفــي كــرة ،بينهمــا ّ ّ 70
وينســق الحســية الــواردة مــن الأذن الداخل ّيــة ،ومعلومــات بصريــة ولمسـ ّية ،فيرســل الســيالات للعضــلاتّ ، عملهــا للمحافظــة علــى تــوازن الجســم بعــد أن يســتلم المعلومــات القادمــة مــن المــخ عــن الوضــع المرغــوب فيــه للأطــراف ،ثــم يرســلها إلــى الحبــل الشــوكي الــذي يرســل أوامــره للعضــلات الهيكل ّيــة مسـ ّببا انقباضهــا وانبســاطها لتحريــك الجســم بالوضــع المطلــوب. سؤال ماذا يحدث لو ٔاصيبت خلايا المخ ْيخ بتلف؟ نشاط ) :(3تشريح دماغ خروف: للتع ّرف على أجزاء الدماغ قم بالنشاط الآتي: المواد والأدوات: حــوض تشــريح ،دمــاغ خــروف أو عجــل ،أدوات تشــريح ،قفازات،كمامــة ،فورماليــن )فورمالدهايد( مخفــف ،% 5معطــف مختبــر. خطوات العمل: -1اغمر الدماغ في محلول الفورمالين % 5مدة 4-2ساعات .لماذا؟ -2اغسل الدماغ بالماء مرات عدة. تفحص ِكلا السطح ْين للدماغ ) البطني والظهري( ،وتع ّرف أجزاءه .ماذا تلاحظ. ّ -3 -4افتح نصفي كرة المخ قليلًا وذلك بشدهما بعيدًا عن بعضهما ،هل هما مفصولان تما ًما؟
الأسئلة: -1مــاذا ُيسـ ّمى ك ّل نصــف؟ هــل هــو كــروي تما ًمــا؟ هــل ســطحه أملــس؟ لاحــظ وجــود تلافيــف عديــدة تفصــل بينهــا شــقوق جانبيــة صغيرة. نصفي الكرة المخ ّية؟ -2ما اسم مجموعة الألياف العرضية التي تربط ّ
71
-3قار ْن بين تلافيف المخ وتلافيف المخيخ. -4ح ّد ْد موقع المادة الرمادية والبيضاء في كل من المخ وال ُمخيخ. راع اتباع قواعد السلامة العامة في تنفيذ النشاط. الشوكي )(Spinal Cord ب -الحبل ّ ـطواني الشــكل ،يتكـ ّون مــن النســيج العصبــي ،ويمتــد مــن جــذع الدمــاغ حبـ ٌل عصبـ ٌّـي أبيـ ُ ـض أسـ ّ إلــى منطقــة الظهــر العجزيّــة ،ويتــراوح طولُــه مابيــن 45-42ســم .وقطــره 1.5ســم ،وتتفــرع منــه آعصــاب شوكية. الشوكي : وظائف الحبل ّ
-1نقل المعلومات العصب ّية بين الدماغ وسائر أجزاء الجسم عدا منطقة الرأس. -2يشكل مرك ًزا للأفعال المنعكسة. نشاط ) :(4فحص مقطع عرضي في الحبل الشوكي. ـت تركيبــه الخارجــي والداخلي، الحبــل الشــوكي جــزء مهـ ّم فــي الجهــاز العصبــي المركــزي ،لقد درسـ َ وموقــع المــادة الرماديــة والمــادة البيضــاء ،ولكــي تتعــرف إليــه جيـدًا قــم بالنشــاط الآتــي: المواد والأدوات: شرائح جاهزة لمقطع عرضي في الحبل الشوكي ،مجاهر ضوئية خطوات العمل: -1باســتخدام ال ِمجهــر قــم بفحــص شــرائح جاهــزة لمقطــع عرضــي فــي الحبــل الشــوكي. -2ارسم ما تشاهده تحت المجهر ،وع ّين الأجزاء على الرسم .
72
الفعل ال ُمنعكس ):(Reflex هل تعرضت من قبل لأي من المواقف الآتية؟ -2الإ مساك بكأس شاي ساخن. -1وخزة دبوس. ما ردة فعلك عند تعرضك لمثل هذه المواقف؟ هل احتجت إلى وقت طويل للتفكير والابتعاد عن الخطر؟ إ ّن ردة فعلك هذه تُس ّمى الفعل المنعكس .فما الفعل المنعكس؟
الشكل ) :(18خطوات الفعل المنعكس
الفعــل المنعكــس :هــو اســتجابة ف ْوريــة تلقائ ّيــة مــن الجســم ،أو أحــد أجزائــه لمح ّف ـ ٍز مــا ،أو حركــة لا ـريع لبعــض المؤثــرات الخارجيــة ،أو الداخليــة التــي يتعــرض لهــا الجســم. إرادية،كــر ّد فعــلٍ سـ ٍ جب ع ّما يأتي : تأمل الشكل ) ،(18ثم أ ْ -1ما المثير أو المنبه ؟ -2حدد عضو استقبال المنبه؟ -3ما نوع العصبون الذي نقل التنبيه ؟ -4أين تمت معالجة المعلومات ؟ -5ما نوع العصبون الذي نقل الأوامر ؟ -6ما عضو الاستجابة؟ ناقــش :هنــاك ســياّل عصبــي يصــل مــن الخلايــا الموصلــة فــي الحبــل الشــوكي إلــى الدمــاغ .مــا أهمية ذلــك فــي الفعــل المنعكس؟ سؤال ٔاعط ٔامثلة للفعل المنعكس من حياتك اليومية.
73
نشاط ) :(5الفعل المنعكس في انتفاضة الركبة: تحـد ُُث الأفعــال المنعكســة اســتجاب ًة فوريّـ ًة تلقائ ّيـ ًة مــن الجســم ،أو أحــد أجــزاء الجســم لمح ّفـ ٍز مــا، أو حركــة لا إراديــة ،كــرد فعــل ســريع لبعــض المؤثــرات الخارجيــة ،والداخليــة التــي يتعــرض لهــا الجســم المواد والأدوات: ِمطرقة طب ّية صغيرة – كرسي أو طاولة. خطوات العمل: .1 .2 .3 .4
يجلس أحد الطلبة على الكرسي أو الطاولة ،ويضع رِجله اليمنى فوق اليسرى بحيث تكون مرتخية. يقوم طالب آخر بالضرب على وتر العضلة أسفل عظم رضفة ال ِّرجل )صابونة ال ِّرجل( ضربة خفيفة، ماذا تلاحظ؟ وسجل ملاحظاتك. ك ّر ْر الخطوة السابقة مرات عدة ّ ، فس ْر سبب حركة ال ِّرجل الفجائية . بالاستعانة بالشكل) ّ ،(19 أين تحدث معالجة المعلومات في هذا النشاط ؟
ابحــث :يقــوم الأطبــاء باختبــار ضــرب الركبــة بال ِمطرقــةٕ .الــى مــاذا يشــير هــذا الاختبــار مــن الناحيــة الطبيــة؟
74
ثان ًيا :الجهاز العصبي الطرفي ):(Peripheral Nervous System يتكـ ّون مــن الأعصاب المتصلة بالجهاز العصبي المركزي ،والمنتشــرة فــي أنحــاء الجســم المختلفــة شــكل )(19؛ حيــث تقــوم بنقــل المعلومــات مــن ـاء علــى منشــئها: وإلــى الجهــاز العصبــي المركــزي .وتقســم إلــى قســمين بنـ ً
-1الأعصاب الدماغية :
شكل ) :(19الجهاز العصبي الطرفي
زوجــا ،تخــرج مــن وهــي الأعصــاب المتصلــة بالدمــاغ وعددهــا ً 12 جانبـ ّـي أســفل الدمــاغ ،ولهــا أســماء تــدل علــى وظائفهــا ،أو الأعضــاء التــي تتصــل بهــا ،وقد تُعــرف بأرقامها، مــا عــدا زوج العصــب العاشــر ،ويس ـ ّمى العصــب الحائــر الــذي يتصــل بالأعضــاء الداخل ّيــة فــي الصــدر والبطــن.
-2الأعصاب الشوك ّية:
زوجــا ،تخــرج مــن الحبــل الشــوكي علــى جانبـ ّـي العمــود الفقــري مــن فتحــات تضــم الأعصــاب ً 31 بيــن الفقــرات المتتاليــة ،وجميعهــا مختلطــة )تضــم محــاور لعصبونــات حركيــة وزوائــد شــجرية للعصبونــات قســم الجهــاز العصبــي الطرفــي حســب الوظيفــة إلــى قســمين الشــكل ):(20 الحســية( .و ُي َ الأعصاب الحسية – الداخلة(Sensory – afferent division) :
وهــي عصبونــات حســية تنقــل المعلومــات مــن الأعضــاء الحســية إلــى الجهــاز العصبــي المركــزي . الأعصاب المحركة – الخارجة(Motor-efferent division) : وهــي عصبونــات حركيــة تنقــل أوامــر الجهــاز العصبــي المركــزي إلــى أعضــاء الاســتجابة ،وتقســم إلــى: الجهاز العصبي الجسمي :(Somatic Nervous System):
شكل ) (20الحبل الشوكي والاعصاب الشوكية
يتألــف مــن الأعصــاب الدماغيــة ،والشــوكية التــي تربــط الجهــاز العصبــي المركــزي بالجلــد والعضــلات الهيكليــة الإ راديــة ،ولهــا ْدور فــي الأنشــطة والحــركات الإ راديــة. 75
الجهاز العصبي الذاتي ):(Autonomic Nervous System ويتكون من أعصاب دماغية وشــوكية تربط الجهاز العصبي المركزي بالأحشــاء كالقلب ،والمعدة، والأمعــاء ،والغــدد المختلفــة ،ولــه دور فــي الأنشــطة اللاإراديــة .ويشــمل الجهــاز العصبــي الذاتــي: ٔاعصاب الجملة الود ّية ) ،(Sympatheticو ٔاعصاب الجملة شبه الود ّية ).(Parasympathetic و ِكلا الجملت ْيــن تعمــلان ذات ًّيــا ،حيــث تعمــل أعصــاب الجملــة الوديــة علــى زيــادة معــدلات الا ٔ ْيــض، ورفــع طاقــة الجســم ،وتهيئتــه لمجابهــة ظــروف الضغــط النفســي والجســمي كالغضــب والتوتــر ،بينمــا تعمــل أعصــاب الجملــة شــبه الوديّــة علــى نقصــان معــدلات الا ٔ ْيــض ،وذلــك فــي ظــروف الراحــة والتهدئــة بعــد زوال مصدر القلق ،والخطر وعند تناول الطعام ،كما يوضح الشكل ).(21
الشكل ) (21الجهاز العصبي الذاتي
76
سؤال من الشكل )ْ (21 قارن بين ٔاعصاب الجملة الودية ،و ٔاعصاب الجملة شبه الودية حسب الجدول الآتي: وجه المقارنة
ٔاعصاب الجملة الودية
مصدر خروج الأعصاب
ٔاعصاب الجملة شبه الودية
طول المحور
موقع منطقة التشابك بالنسبة للمحور الناقل العصبي في منطقة التشابك
أسيتيل كولين ،نورأدرينالين
أسيتيل كولين
ســؤال تأ ّمــل الصــورة ،مبين ـاً أي الجمــل التــي تعمــل فــي هــذه الحالــة وأهــم مؤثراتهــا علــى أعضــاء الجســم. بالاســتعانة بالشــكل ) (21قــار ْن بيــن أثــر أعصــاب الجملــة الوديّــة وشــبه الوديّــة علــى ك ٍّل مــن الأعضــاء فــي الجــدول الآتــي: العضو ٔاو الجهاز بؤبؤ العين
ت ٔاثير الجملة الودية
ت ٔاثير الجملة شبه الودية
معدل ضربات القلب المثانة معدل التنفس في الرئتين ٕافرازات الغدد اللعابية سؤال ما الذي يجعلك تشعر بالخدر ٔاو التنميل ؟
77
نشاط ) (6تركيب الجهاز العصبي ك ّون خريطة مفاهيمية أو ذهنية لتركيب الجهاز العصبي؟ 6.2
مشكلات صحية للجهاز العصبي الصرع:
اختــلال ناتــج عــن الاضطرابــات العصبيــة الناتجــة عــن نوبــات مــن النشــاط الكهربائــي الدماغــي رضــا ،وفقــدان المشــوش ،والخــارج عــن التحكــم ،وقــد يصحبهــا حــركات تشــنجية لا إراديــة ،والســقوط أ ً الوعــي. المســببات :ليــس هنــاك ســبب واضــح لحــدوث نوبــات الصــرع ،ولكــن الصــرع الــذي يظهــر لأول مــرة فــي مرحلــة البلــوغ قــد يكــون سـ ُـببه إصابــة فــي الــرأس ،أو ســكتة دماغيــة ،أو ور ًمــا فــي الدمــاغ . رضــا ،وتتراخــى العضــلات ،وفــي الحــالات الشــديدة الأعــراض :يفقــد المريــض الوعــي فجـأة ،ويســقط أ ً يصاحبهــا حــركات تشــنج ّية لا إراديــة. العــلاج :يعالــج المريــض بتنــاول المهدئــات ،وفــي حــالات نادرة ُيمكــن أن يكون العــلاج بالجراحة ،وكلما كان العــلاج مبكـ ًـرا كانــت النتائــج أفضــل. لشخص ما ٔامامك؟ ناقش :كيف ُيمكنك التصرف في حالة حدوث نوبة صرع ٍ مرض باركنسون: مرض ناج ٌم عن الإ ضطرابات العصبية لبعض خلايا الدماغ؛ نتيجة عدم وصول الناقل العصبي ٌ دوبامين إلى بعض الخلايا المسؤولة عن حركات الجسم. الأعــراض :تي ُّبــس فــي العضلات،اضطرابــات فــي النطــق والمشــي ،وأداء المهارات اليوميــة ،وارتعاش اليد ْين فــي حالة الســكون. العــلاج :يتــم باســتخدام عقاقيــر تحتــوي مــادة دوبامين،تعمــل علــى تثبيــط عمــل الأســتيل كوليــن التــي تــزداد نسبيا مقارنة مع دوبامين في حالة الإ صابة،أو عقاقير تعمل على تثبيط الأستيل كولين بشكل مباشر. كميتة ً 78
من أشهر المصابين بمرض باركنسون )محمد علي كلاي ،رونالد ريغان ،أدولف هتلر،وغيرهم(. التهاب السحايا : تشخيصه من خلال فحص السائل ال ُمخي الشوكي. مرض يصيب أغشية السحايا،يتم ُ ٌ ابحثّ : للاصابة بالتهاب السحايا. الرضع والأطفال ٔاكث ُر عُرض ًة ٕ المســببات:ينتج التهــاب الســحايا نتيجــة العــدوى الشــديدة بالبكتيريــا ،أو الفيروســات؛ حيــث تحــدث تغ ّيــرات فــي الدمــاغ. الأعــراض :تشــمل الحمــى ،آلام الظهــر والعضــلات ،تشـنّجات ،وارتعــاش الأطراف،تصلّــب فــي العنــق، ويعـ ّد التهــاب الســحايا البكتيــري أكثــر خطــورة مــن التهــاب الســحايا الفيروســي .لمــاذا؟ العــلاج :يعالــج التهــاب الســحايا البكتيــري بالمضــادات الحيويــة ،ويعتمــد نــوع المضــاد الحيــوي علــى نــوع البكتيريــا المسـ ّببة للمــرض ،أمــا الالتهــاب الفيروســي فليــس هنــاك عــلاج ف ّعــال لــه. نشاط )ٕ (7اعداد ندوة صحية علمية: قــم أنــت وزمــلاؤك بالتحضيــر لعقــد نــدوة حــول المشــكلات الصحيــة المتعلقــة بالجهــاز العصبــي وطــرق الوقايــة منهــا .مســتعي ًنا بمختصيــن ومراجــع علميــة. 7.2
ت ٔاثير بعض العقاقير على الجهاز العصبي:
ـواء كانــت مــواد طبيعيــة ،أو مصنّعــة ،حيــث تغ ّيــر وظيفــة تؤثــر العقاقيــر فــي الجهــاز العصبــي سـ ً الجســم ،وهــي عــدة أنــواع ،وتقســم إلــى: -1المن ّبهــات :تزيــد مــن اليقظــة والنشــاط الجســمي ،مثــل النيكوتيــن الموجــود فــي الســجائر والأرجيلــة الــذي يعمــل علــى زيــادة كميــة الناقــل العصبــي الدوباميــن ،الــذي يطلــق إلــى التشــابك العصبــي. ويعـ ّد الكافييــن مــن أكثــر المنبهــات التــي ُيســاء اســتخدامها ،وهــو متوفــر فــي القهــوة والشــاي ،وبعــض المشــروبات الأخــرى ،وبعــض الأطعمــة حيــث ينشــط عمــل الجهــاز العصبــي المركــزي.
79
-2المث ّبطــات :تبطــئ الســيالات العصبيــة فــي الجهــاز العصبــي الطرفــي .مثــل الكحــول الــذي يؤثــر فــي مراكــز الحركــة فــي المــخ. -3المســكنات :تقلّــل مــن نشــاط الجهــاز العصبــي المركــزي ،مثــل الباراســيتامول .والإ كثــار مــن تناولهــا يــؤدي إلــى التعــود عليهــا ،وعــدم الاســتغناء عنهــا. -4المــواد المخــدرة :تؤثــر فــي عمــل الجهــاز العصبــي المركــزي فــي نقــل الســيالات العصبيــة ،والنواقــل العصبيــة ،أومعــدل إفرازهــا ،أو منــع تحطمهــا ،كمــا فــي غــاز الأعصــاب المســتخدم فــي الحــروب؛ حيــث يثبــط عمــل إنزيــم أســتيل كوليــن اســتريز. الاعتيــاد والإ دمــان :يحــدث الاعتيــاد عندمــا يحتــاج الشــخص إلــى المزيــد مــن العقاقيــر لكــي يحصــل علــى الأثــر نفســه؛ مــا يضطّــره إلــى زيــادة الجرعــة ،والإ دمــان هــو الاعتمــاد النفســي والوظيفــي علــى العقاقيــر. ناقش :خطورة تناول العديد من الطلبة الكثير من مشروبات الطاقة.
80
ٔاسئلة الفصــل
السؤال الأول :اختر رمز الاجابة الصحيحة في ك ٍّل من الفقرات الآتية: 1ما الجزء المسؤول عن تحريك الرقبة باتجاه مصدر صوت مفاجئ ؟ أ( الدماغ البيني.
ب( الدماغ المتوسط.
ج( النخاع المستطيل.
د( القنطرة .
2أين يوجد مركز التحكم في حركة اليد اليسرى؟ أ( الفص الأيمن للمخيخ. ج( الفص الأيسر للمخ.
ب( الفص الأيمن للمخ. د( الفص الأيسر للمخيخ.
3أي جزء من الدماغ مسؤول عن تنظيم التوازن المائي في الجسم؟ أ( المخ.
ب( الدماغ البيني.
ج( الدماغ المتوسط.
د( النخاع المستطيل.
أي أجزاء العصبون مغلّف بالغمد الميليني؟
4
أ( الزوائد الشجرية. ج( محور أسطواني.
ب( جسم الخلية. د( النهايات الطرفية.
السؤال الثاني :علّل ما يأتي: 1 2 3 4 5 6
فرق الجهد الكهربائي داخل العصبون سالب بالنسبة إلى خارجه . لا يستجيب العصبون لأي من ّبه في فترة الجموح. لا يمكن نقل السيال العصبي في المحاور الميلينية بالنقل المتواصل. تعمل الجملة الودية على تهيئة الجسم لمواجهة الظروف الصعبة . يمر السيال العصبي ببطء في منطقة التشابك العصبي. تكثر المايتوكندريا في النهايات الطرفية للعصبون.
السؤال الثالث :ماذا يحدث في ك ٍّل من الحالات الآتية : 1ضرب شخص على مؤخرة رأسه بشدة.
81
2وقوع حادث أدى إلى كسر العمود الفقري وتلف في الحبل الشوكي. 3انخفاض الرقم الهيدروجيني) (pHللدم . 4عدم قدرة البروتين الناقل على إدخال أيونات الكالسيوم للزر التشابكي. الدور الحيوي الذي يؤديه ك ٌّل من: السؤال الرابع :ما ْ 1الخلايا الدبقية للنسيج العصبي. 2الغشاء العنكبوتي. 3تحت المهاد. السؤال الخامسٔ :ا ّي الجمل العصبية التي تعمل في الحالات الآتية ،وما ت ٔاثيرها على ك ٍّل من الجهاز الهضمي ،والجهاز الدوراني؟ 1تعرض مزارع لهجوم قطيع من الخنازير أطلقتها المستوطنات. 2تناول وجبة غداء دسمة. ّ وموض ًحا الجزء السؤال السادسٔ :اعط مثا ًلا لمؤثر ،مب ّي ًنا الفعل المنعكس المناسب له، المسؤول عنه ،ومتتب ًعا بالرسم الأجزاء المك ّونة له ،ومراحله.
السؤال السابع :من خلال دراستك مراحل تك ّون السيال العصبين ٔاكم ْل الجدول الآتي: الرقم
الخطوة
1
حالة الراحة استقطاب
2 3 4
5
قنوات الصوديوم قنوات البوتاسيوم مغلقة مفتوحة
70 60-إلى صفر
انعكاس الاستقطاب
صفر إلى30+ مفتوحة
فوق الاستقطاب
فرق الجهد )مل فولت(
30+إلى 70- 70-إلى 90-
السؤال الثامن :ما ٔاسباب مرض باركنسون ،وما ٔاعراضه ،وما طريقة علاجه ؟
82
الفصـل الثاني
جهاز ال ُغد ِد الص ّماء ):(Endocrine System ـؤدي وظائفَهــا يتـآزر الجهــا ُز العصبـ ّـي وال ُغــد ُد الص ّمــاء فــي التحكــم بعمــل الأنســجة والأعضــاء؛ لتـ َ بشــكلٍ منظّـ ٍم ومتكامــل .فمــا المقصــود بالغــدة الص ّماء؟ومــا الهرمــون ،ومــا وظيفتــه؟ وكيــف ينتقــل الهرمــون إلــى الخليــة الهــدف؟ ومــا آل ّيــة عملــه فــي الخلايــا؟ ومــا أثــر الخلــل فــي إفــراز الهرمــون علــى جســم الإ نســان ؟ هذه الأسئلة وغيرها ستتمكن من الإ جابة عنها بعد دراستك هذا الفصل ،وستكون قاد ًرا على أن : 1 2 3 4 5
توضح المقصود بالمفاهيم الآتية) :الغدد القنوية ،والغدد الص ّماء،والهرمون ( ... ّ تتعرف إلى الغدد الرئيسة في جسم الإ نسان ،وبعض الهرمونات التي تفرزها ،وأهم ّيتها ،وآل ّية عملها والتحكم في إفرازها. تستنتج بعض المشكلات الصحية الناتجة عن الاختلالات في عمل النظام الهرموني. تتعرف إلى بعض استخدامات الهرمونات في العلاج. تب ّين التكامل بين عمل الجهاز العصبي وجهاز الغدد الص ّماء.
1.2
تركيب جهاز الغدد الص ّماء:
استعن به للإ جابة عن الأسئلة الآتية: يب ّين الشكل) (1مواقع الغدد الص ّماء في جسم الإ نسان. ْ -1اذكر الغدد الص ّماء ،وح ّد ْد مواقعها. -2ما الغدد المختلفة بين الجنس ْين؟ يتكــ ّون جهــاز الغــدد الص ّمــاء مــن مجموعــة غــدد لاقنويــة ،تفــرز مــوا ّد كيميائيــة بكميــات قليلــة فــي الــدم ،تسـ ّمى الهرمونــات ،ويقــوم الــدم بنقلهــا إلــى خلايــا تمتلــك مســتقبلات تســ ّمى الخلايــا الهــدف .والهرمــون كلمــة يونان ّيــة تعنــي المنشّ ــط ،أو المثيــر ،أو حامــل الرســالة. شكل ) (1الغدد الصماء
83
ســؤال يتكـ ّون ٔا ّي جهــاز مــن ٔاجهــزة الجســم مــن ٔاعضــاء متصلــة مــع بعضهــا البعــض ،والغــدد الص ّمــاء منتشــرة فــي ٔانحــاء الجســم ،فلمــاذا ُســم ّيت جهــا ًزا؟ ولمــاذا ســم ّيت ص ّمــاء؟
تصنيف الهرمونات: ـات حســب طبيعتهــا الكيميائيــة إلــى ســتيرويدية ،وغيــر ســتيرويدية )ببتيديــة(، تُصنّــف الهرمونـ ُ تختلــف عــن بعضهــا فــي تركيبهــا ،وطــرق نقلهــا في الــدم ،وآل ّية عملها .حيــث تنتقل الهرمونات الســتيرويدية عــن طريــق ارتباطهــا ببروتينــات ناقلــة فــي الــدم ،بينمــا تنتقــل الهرمونــات غيــر الســتيرويدية ذائبــة فــي بلازمــا الــدم.
ٓال ّية عمل الهرمونات والتح ّكم في ٕافرازها: تؤثــر الهرمونــات فــي الخلايــا الهــدف عــن طريــق ارتباطهــا بمســتقبلات بروتينيــة ،إ ّمــا أن تكــون علــى ســطح الغشــاء الخلــوي للخليــة ،أو فــي داخــل الخليــة فــي الســيتوبلازم أو النــواة. جب عن الأسئلة التي تليه: تأ ّمل الشكل ) ،(2ثم أ ْ
)أ(
)ب( شكل ) (2الية عمل الهرمونات
-1أ ّي نــوع مــن الهرمونــات يمكنــه النفــاذ مــن خــلال الغشــاء الخلــوي للخليــة الهــدف؟ -2أيــن تقــع مســتقبلات ك ّل مــن الهرمونــات الســتيرويدية ،والهرمونــات غيــر الســتيرويدية فــي الخلايــا الهــدف؟
84
ٔآ -ال ّية عمل الهرمونات الستيرويدية: تــذوب الهرمونــات الســتيرويدية فــي الدهــون ،وتنتقــل عبــر الغشــاء الخلــوي إلــى سيتوســول الخليــة، ثــم إلــى النــواة ليرتبــط بالمســتقبل ،كمــا هــو مب ّيــن فــي الشــكل ) .(2تؤثّــر هــذه المســتقبلات بعــد ارتباطهــا بالهرمونــات فــي جينــات محــددة ،فتنشـطّها أو تثبطّهــا؛ مــا يــؤدي إلــى إحــداث اســتجابة فســيولوجية ،عــن طريــق التأثيــر علــى إنتــاج البروتينــات مــن هــذه الجينــات. بٓ -ال ّية عمل الهرمونات غير الستيرويدية: ترتبــط الهرمونــات غيــر الســتيرويدية بمســتقبل بروتينــي موجــود علــى ســطح الغشــاء الخلوي ،وينشّ ــط ـزءا مــن المســتقبل الهرمونــي هــذا الارتبــاط إنزيمــات خاصــة موجــودة فــي الأغشــية الخلويــة ،أو تكــون جـ ً نفســه؛ مــا يــؤدي إلــى تنشــيط رســول كيميائــي ثـ ٍ بدورِه ـان ،مثــل ) (cAMPالناتــج مــن تفــكك ،ATPوهــذا ْ ينشــط إنزيمــات وبروتينــات أخــرى فــي سيتوســول الخليــة ،تعمــل علــى إحــداث تغيـ ّرات وظيفيــة فــي الخليــة الهــدف.
2.2
الغدد الرئيسة في الجسم والهرمونات التي تفرزها.
فيما يأتي بعض الغدد الص ّماء في جسم الإ نسان ،وتركيبها ،وأهم هرموناتها: -1الغدة النخامية ):(Pituitary Gland
شكل ) (3هرمونات الغدة النخامية
85
جب: تأ ّمل الشكل ) ،(3ثم أ ْ أين تقع الغدة النخامية؟ وما أجزاؤها؟ ما الهرمونات التي تفرزها الغدة النخامية؟ وما الغدد التي تؤثر فيها هذه الهرمونات؟الغدة النخام ّية :غدة صغيرة الحجم يبلغ قطرها 1سم ،وكتلتها نصف غرام ،وتقع أسفل تحت المهاد. وتس ّمى الغد ُة النخامية س ّيد َة الغدد ) (Master Glandلماذا؟ تتك ّون الغدة النخامية من فلقتين: ٔا -الفلقة الأمام ّية ):(Anterior lobe تتكـ ّون مــن خلايــا ُغديّــة متخصصــة ،وتقــوم ب ٕانتــاج وإفــراز هرمونــات لهــا وظائــف متعــددة ،معظمهــا تعمــل علــى تنظيــم إفــرازات الغــدد الأخــرى ،ومــن أهمهــا: هرمون النمو ):(Growth hormone هرمــون ببتيــدي يعمــل بشــكل أساســي علــى تحفيــز انقســام الخلايــا ونموهــا ،خاصــة خلايــا العظــام والعضــلات فــي مرحلــة الطفولــة والبلــوغ ،ويلعــب دو ًرا مه ًّمــا فــي التحكــم بعمليــات الا ٔ ْيــض داخــل الخلايــا بعــد مرحلــة البلــوغ .وتس ـ ّب ُب زيــادة إفــرازه بعــد ســن البلــوغ تضخّ ــم نهايــات العظــام ،خاصــة فــي عظــام الوجــه والأطــراف. شكل ) :(4العملقة والقزمة
ناقش :ظهور حالات العملقة والقزمة الظاهرة في الشكل ).(4 الهرمون المح ّفز لعمل الغدة الدرقية ):(TSH هرمون ستيرويدي يعمل على تنظيم إفراز هرمونات الغدة الدرقية. هرمون الحليب البرولاكتين ):(Prolactin هرمون ببتيدي ،يزداد إنتاجه وإفرازه لدى الأمهات بعد الولادة ،ويح ّفز إنتاج حليب الرضاعة.
86
الهرمون المنشط للحويْصلة ):(FSH ِ صلات غراف في المبيض ،وبالتالي يساعد في إنضاج البويضات هرمون) ببتيدي يحفز( ينشّ ط حو ْي عند الأنثى ،والتحكم في إنتاج الحيوانات المنوية عند الذكر. الهرمون المنشط للجسم الأصفر ):(LH هرمــون ببتيــدي ينشّ ــط انفجــار الحو ْيصــلات وخــروج البو ْيضــات منهــا ،والتأثيــر فــي الهرمونــات الجنســية الذكريــة والأنثويــة. ب -الفلقة الخلف ّية ):(Posterior lobe
تتركّــب بشــكل أساسـ ّـي مــن أليـ ٍ ـاف عصب ّيــة ،تقــع أجســامها فــي تحــت المهــاد ،وتع ـ ّد مخزنًــا للهرمونــات التــي تنتجهــا تحــت المهــاد ،ثــم تفرزهــا عنــد الحاجــة ،وهرموناتهــا هــي: الهرمون المانع ٕلادرار البول ):(ADH هرمــون ببتيــدي يفــرز اســتجاب ًة لحــالات انخفــاض حجــم الــدم أوضغطــه؛ حيــث ينشّ ــط ال َوحــدة الأنبوبيــة الكلويّــة علــى إعــادة امتصــاص معظــم المــاء الراشــح فــي ال َوحــدة الأنبوب ّيــة الكلويّــة ،مسـ ّب ًبا زيــاد ًة في قابضــا للأوعيــة الدمويــة؛ مــا يــؤدي إلــى ارتفــاع ضغــط الــدم. حجــم الــدم ،وكذلــك يعمــل ً هرمون الأوكسيتوسين )(Oxytocin هرمــون ببتيــدي يسـ ّمى )هرمــون المخــاض( ،ويعمــل علــى تنبيــه عضــلات الرحــم الملســاء للانقباض أثنــاء الــولادة؛ مــا يسـ ّهل عمليــة الــولادة ،ودفــع الجنيــن خــارج الرحــم ،كمــا يســاعد فــي عــودة الرحــم إلــى حجمــه الطبيعــي بعــد الــولادة .وينشّ ـ ُ ـط إدرار الحليــب مــن الثــدي للخــارج ،عــن طريــق انقبــاض العضــلات الملســاء المحيطــة بقنــوات الغــدد اللبن ّيــة أثنــاء الرضاعــة ،ولكــن ليــس لــه تأثيــر فــي إنتــاج الحليــب. المتعسرة.فسر ذلك. سؤال استخدام هذا الهرمون في الطلق الصناعي في حالات الولادة ّ -2غدة البنكرياس ):(Pancreas يعــ ّد البنكريــاس غــدة قنويّــة تنتــج الإ نزيمــات الهاضمــة ،وغــدة ص ّمــاء تنتــج الهرمونــات مــن خلايــا خاصة الموضحة في الشــكل ) ،(5وسـ ّميت تدعــى جــزر لانغرهانــز ّ بهذا الإ سم نسبة إلى العالم الذي اكتشفها عام 1869م. وتفرز ما يأتي:
شكل ) (5جزر لانغرهانز
87
الانسولين ): (Insulin ٔا -هرمون ٕ هرمــون ببتيــدي تنتجــه خلايــا بيتــا ) (βالموجــودة فــي جــزر لانغرهانــز ،ويفرز اســتجابة لارتفاع تركيز سكر الغلوكوز في الدم؛ حيث يعمل على خفض مستوى السكر في الدم. الانسولين على خفض السكر بالدم ؟ سؤال كيف يعمل ٕ ب -هرمون الغلوكاغون ):(Glucagon هرمــون ببتيــدي تنتجــه خلايــا ألفــا ) (αالموجــودة فــي جــزر لانجرهانــز ،ويفــرز اســتجابة لانخفــاض مســتوى ســكر الغلوكــوز فــي الــدم. ناقش الشعور بالجوع عند اقتراب موعد الوجبة المعتاد عليها يوم ًيا. يمثّل الشــكل ) (6تنظيم تركيز الغلوكوز فــي الــدم .اســتعن بــه للإ جابــة عــن الأســئلة الآتيــة: -1مــاذا يحــدث عنــد ك ٍّل مــن :زيــادة أو انخفــاض مســتوى الغلوكــوز فــي الــدم؟ وضــح آل ّيــة عمــل ك ٍّل مــن :هرمــون ّ -2 الإ نســولين ،وهرمون الغلوكاغون في تنظيــم ســكر الغلوكــوز فــي الــدم؟
الشكل ) :(6تنظيم مستوى الغلوكوز في الدم
88
الانسولين. سؤال اربط بين عمل ٔاعصاب الجملة الود ّية وعمل هرمون ٕ -3الغــدة الدرق ّية ):(Thyroid Gland انظر الشكل ) (7ث ّم أجب عن الأسئلة التالية: -1ح ّد ْد موقع الغدة الدرقية. صف شكلها. -2 ّ شكل ) (7الغدة الدرقية
غدة ص ّماء تتك ّون من فصين ،وتحتوي على خلايا خاصة تقع في بطانتها .تفرز هرمونات: الثيروكســين ) (T4رباعــي يــود الثيرونيــن :ويعـ ّد الهرمــون الرئيــس مــن ناحيــة الكميــة والأقــل فعال ّية، ويشــكّل مصــد ًرا ســري ًعا لإ نتــاج هرمــون .T3 2
هرمــون ثلاثــي يــود الثيرونيــن ) :(T3وهــو الهرمــون الف ّعــال فــي الجســم. يتــم تحفيــز إنتــاج وإفــراز هرمون الثيروكســين) (T4من الغدة الدرق ّية، عــن طريــق الهرمــون المنشّ ــط للغــدة الدرقيــة ) ،(TSHالــذي يفــرز اســتجاب ًة لنقــص تركيــز هرمــون الثيروكســين فــي الــدم .وإذا زادت كميتــه فــي الــدم نقــص إفــراز هــذه الهرمونــات .ويؤثــر فــي عمليــات الا ٔ ْيــض وإنتــاج الطاقــة فــي الخلايــا.
هل تعلم؟ وجــود مشــكلة فــي إنتــاج هرمون ) (TSHمــن الغــدة النخاميــة يــؤدي إلــى عــدم القــدرة علــى الإ نجــاب .ونقــص إنتاجــه عنــد حديثــي الــولادة قــد يــؤدي إلــى تخلــف عقلــي وبــطء النمــو.
سؤال ماذا يحدث ٕان نقص تركيز T3في مرحلة النمو؟ هرمون كالسيتونين ) (Calcitoninهرمون ببتيدي يعمل على خفض تركيز أيونات الكالسيوم في الدم.
89
نشاط ) :(1قراءة فحوص هرمونات الغدة الدرقية والهرمون المنشط للغدة الدرقية ):(TSH
تلعــب الهرمونــات دو ًرا حيو ًيــا فــي تنظيــم العمليــات فــي الجســم ،وتســاعد الفحوصــات ال ِمخبريــة فــي تحديــد المســتويات الموجــودة فــي الجســم ،ومقارنتهــا مــع المســتويات الطبيعيــة؛ مــا يســاعد فــي تشــخيص الكثيــر مــن الاختــلالات.
الأسئلة: -1مــا تركيــز ك ٍّل مــن رباعــي يــود الثيرونيــن ) ،(T4وثلاثــي يــود الثيرونيــن ) ،(T3والهرمــون المنشــط للغــدة الدرقيــة ) (TSHفــي الفحص ْيــن؟ ص مريض؟ -2أ ّي الفحوص لشخص طبيعي ،وأيها لشخ ٍ ّ فس ْر إجابتك. -3ما العلاقة بين تركيز ) (TSHوهرمونات الدرقية؟ ّ
-4الغدد جارات الدرق ّية: من الشكل ) (8أجب عن الأسئلة الآتية: كــم عــدد الغــدد جــارات الدرقيــة؟ حـ ّد ْد موقعهــا .تتكــون مــن أربــع غــدد حجــم الواحدة منهابحجم حبة البازيلاء ،تقوم ب ٕافراز هرمون ببتيدي ،ويس ّمى باراثورمون ) ،(Parathormonويســهم فــي تنظيــم نســبة الكالســيوم فــي الــدم والعظــام.
شكل ) (8الغدد جارات الدرقية
90
يب ّين الشكل ) (9آل ّية تنظيم أيونات الكالسيوم في الدم .استعن به للإ جابة عن الأسئلة الآتية:
شكل ) (9آل ّية تنظيم أيونات الكالسيوم في الدم
-1متى يفرز هرمون الكالسيتونين؟ -2كيف يعمل هرمون كالسيتونين على خفض تركيز أيونات الكالسيوم في الدم؟ -3كيف ُيسهم هرمون الباراثورمون في زيادة تركيز أيونات الكالسيوم في الدم؟ -4ما دور فيتامين د في تنظيم تركيز أيونات الكالسيوم في الدم؟ -5الغدة الكظر ّية )فوق الكلوية( )(Adrenal Gland تركيب الغدة الكظرية. يوضح شكل ) (10تركيب الغدة الكظرية التي تتك ّون من: ٔا -القشــرة ):(Cortex تعمل على إنتاج مجموعة من الهرمونات الستيرويدية وإفرازها ،ومنها:
شكل ) (10تركيب الغدة الكظرية
91
هرمون الكورتيزول ):(Cortisol ينظم عمليات الأيّض للسكريات والدهون والبروتينات داخل الخلايا ،ويث ّبط عمل الخلايا المناعي، وله تأثير على نمو العظام . هرمون الألدوستيرون ):(Aldosterone ُيسهم في تنظيم أسموزيّة بلازما الدم ،ويعمل على إعادة امتصاص أيونات الصوديوم من السائل الراشح في الوحدة الأنبوبية الكلوية مقابل إخراج أيونات البوتاسيوم. ناقش :ماعلاقة هرمون الألدوستيرون بارتفاع ضغط الدم؟ ب -النخاع ):(Medulla
يقــوم النخــاع ب ٕانتــاج وإفــراز هرمــون الأدرينالين)ببتيــدي( فــي حالــة الانفعــال )كالخــوف و الحــزن والفــرح ،(...وحالــة الضغــط النفســي والجســمي ،والــذي يؤثــر بشــكل مباشــر فــي وظائــف بعــض الأعضــاء. أ ّي الجمل العصبية يعمل على تحفيز إفراز هرمون الأدرنالين؟ ومــا أثــر ذلــك في تغيير نشــاط الأجهزة في الجســم؟ ٓال ّية التغذية الراجعة المثبطة : تقــوم الهرمونــات بتنظيــم أنشــطة الخلايا ،والأنســجة، والأعضــاء فــي جميــع أجــزاء الجســم ،وتتحكــم آليــات التغذية الراجعــة فــي إفــراز الهرمونــات ضمــن مــدى محــدد للمحافظــة علــى الاتــزان الداخلــي؛ حيــث تمنــع المــادة الثانويــة المنتجــة مــن إنتــاج المــادة المحف ـ ّزة الأول ّيــة. مثال: شكل ) (11آلية التغذية الراجعة للغدة الدرقية تثبــط التركيــزات العاليــة لهرمونات الغــدة الدرقية تحت المهاد مــن إفــراز الهرمــون المنشّ ــط للغــدة الدرقيــة ،TRHوتثبــط كذلــك الفلقــة الأماميــة للغــدة النخاميــة مــن إفــراز الهرمــون المح ّفــز للغــدة الدرقيــة ،TSHفتتوقــف الغــدة الدرقيــة عــن إفــراز هرموناتهــا حتــى تعــود إلــى حالــة موضــح فــي الشــكل ).(11 الثبــات ،كمــا هــو ّ
92
ســؤال تلعــب التغذيــة الراجعــة دو ًرا مه ًمــا فــي حياتنــا العمليــة ،اذكــر جهــا ًزا فــي بيتــك يعمــل بالتغذيــة موض ًحــا إجابتــك. الراجعــةّ ، ســؤال قــال تعالــى ـن أَ َرا َد أَن ُي ِتـ َّم ال َّرضَ ا َعـ ۚ َة( ـن كَا ِم َل ْيـ ۖ ِ ـن َح ْو َل ْيـ ِ ـن لِ َمـ ْ ـن أَ ْو َلا َد ُهـ َّ )۞وا ْل َوالِــدَ ات ُ ُي ْر ِض ْعـ َ َ )البقرة(233: وضح كيف تسهم الرضاعة الطبيعية في تنظيم النسل؟ ّ ابحث :ما مصير الهرمونات بعد ٔاداء وظيفتها؟
3.2المشكلات الصحية الناتجة عن الاختلالات في عمل النظام الهرموني: اختلالات في عمل الغدد الص ّماء لأسباب عدة ،أه ّمها: تحد ُُث ٌ -1نقص أو زيادة في إنتاج الهرمون. -2إنتاج هرمون غير طبيعي نتيجة حدوث طفرات. -3اختلال في مستقبلات الهرمون ،أو في نقله. -4التهابات مزمنة ،وحدوث أورام حميدة أوخبيثة. ٍ اختلال في إنتاج أو عمل الهرمونات :تضخم الغدة الدرقية ،والسكري. ومن الأمراض الناتجة عن -1مــرض السكري ):(Diabetes
يع ـ ّد مــرض الســكري مــن الأمــراض الشــائعة علــى مســتوى العالــم، ويكــون نتيجــة اختــلال مســتوى ســكر الغلوكــوز فــي الــدم. سؤال ما مستوى سكر الغلوكوز الطبيعي في الدم؟ ٔانواع مرض السكري : للسكري أنواع عدة ،أه ّمها:
يفيــد التقريــر الصحــي الســنوي الصــادر عــن وزارة الصحــة الفلســطينية لعــام 2015 أن حــالات الإ صابــة الجدیــدة بمــرض الســكري المبلّــغ عنهــا فــي مراكــز الســكري الحكوميــة فــي الضفــة الغربيــة بلغــت 5761
مرض السكري نوع ٔاول ):(Type I Diabetes
يعــرف بســكري الأطفــال ،لشــيوعه بيــن الأطفــال ،وإن كان يصيــب البالغيــن بنســبة أقــل ،ويعتمــد
93
فيــه المريــض علــى الإ نســولين الخارجــي ،اعتمــا ًدا كام ـلًا ،بســبب خلــل فــي إنتــاج الإ نســولين؛ نتيجــة لتلــف ،أو تحطــم خلايــا بيتــا فــي البنكريــاس. مرض السكري نوع ٍ ثان ):(Type II Diabetes غالبــا وفــي هــذه الحالــة يفــرز الإ نســولين بشــكل طبيعــي ،حيــث يرتبــط يصيــب الكبــار ً بمســتقبلاته علــى أســطح الخلايــا ،إلا أنــه لا يتــم الاســتجابة بفتــح قنــوات الغلوكــوز فــي الخلايــا لدخولــه إليهــا ،فترتفــع نســبة الســكر فــي الــدم .وقــد تلعــب الوراثــة دو ًرا فــي الإ صابــة بــه ،ولكــن الزيــادة فــي الــوزن ،وقلــة التماريــن الرياضيــة تزيــد مــن احتماليــة الإ صابــة ،ويظهــر بشــكل عــام بعــد ســن .40 اذكر بعض الهرمونات التي يعاكس تأثيرها هرمون الإ نسولين؟ ابحث :عن ٔانواع ٔاخرى من مرض السكري. لت إليه من خلال الإ ذاعة المدرسية ،أو ملصقات جدارية. اعرض على زملائك ما ّ توص َ نشاط ) :(2اعداد تقرير حول مرض السكري قــم بزيــار ٍة لعيــادة رعايــة مرضــى الســكري ،ومقابل ـ ِة الطبيــب المختــص ،وزيــار ِة مختبــر العيــادة فــي منطقتــك ،ثــم اكتــب تقريـ ًـرا توضــح فيــه أهــداف الزيــارة -أهــم الأنشــطة المنفــذة فيهــا – أعداد مرضى الســكري ـجلين فــي العيــادة وتصنيفهــم )ســكري نــوع أول ،ســكري نــوع ثـ ٍ ـان ،الجنــس ،العمــر( طريقة العــلاج لك ّل المسـ ّ نــوع ســكر ،أنــواع الأدويــة التــي تصرفهــا العيــادة ،الحمــلات التوعويــة التــي تنفذهــا العيــادة )إن وجدت( ،أهم الفحوصــات التــي تُجــرى لمريــض الســكري. يبيــن الجــدول ) (1العلاقــة بيــن الســكر التراكمــي والســكر اليومــي ،فعلــى ســبيل المثــال إذا كانــت نســبة الســكر التراكمــي لديــك هــي ،8فـ ٕان هذا يعني أن المتوســط الحســابي للســكر اليومي خلال الشــهرين، أو الثلاثــة الفائتــة كان 183ملغــم /دســل.
السكر التراكمي AIC
المتوسط الحسابي لسكر الدم
المدى التقديري للسكر
12 11 10 9 8 7 6 5
298 269 241 212 183 154 126 97
240-347 217-314 193-282 170-249 147-217 123-185 100-154 76-120
الجدول ) :(1العلاقة بين السكر التراكمي ومتوسط مستوى السكر في الدم
94
والســكر التراكمــي ينتــج عــن التصــاق الســكر بجزيئــات الهيموغلوييــن الموجــود فــي خلايــا الدم الحمــراء ،حيث يتحــول عنــد التصاقــه إلــى مــادة الغلايكيــت ،لذلــك يكشــف فحــص الســكر التراكمــي عــن مســتوى الســكر فــي الــدم خــلال ثلاثــة أشــهر فقــط التــي تمثــل متوســط عمــر خلايــا الــدم الحمــراء الناضجــة.
نشاط ) (3قراءة فحوص السكري: تلعــب الفحــوص دو ًرا أساســ ًّيا فــي تقييــم الحالــة الصحيــة للإ نســان ،وتحديــد نمــط الحيــاة المناســب لــكل شــخص .ومــن ضمــن الفحــوص الشــائعة فحــص مســتوى الســكر والســكر التراكمــي ).(glyco.Hb A1c
الأسئلة: -1كم يبلغ مستوى السكر في الفحص ْين؟ فسر إجابتك. -2أي الشخص ْين مصاب بالسكري؟ ّ -3متى يتم اللجوء إلى فحص السكر التراكمي للشخص المريض؟ الانترنتٔ ،او المكتبة : ابحث باستخدام شبكة ٕ -1الأثــر الســلبي لأدويــة الســلفونيل يوريــا )محفــزات البنكريــاس( التــي تســتعمل فــي عــلاج مــرض الســكري النــوع الثانــي . -2أضرار ال ُمحليات )بديلة السكر(.
95
ناقش :انخفاض السكر في الدم عن المستوى الطبيعي ٔاكثر خطورة من ارتفاعه. -2تضخم الغدة الدرقية ):(Goiter يحــدث نتيجـ ًة لزيــاد ٍة فــي حجــم الغــدة الدرقيــة )تضخــم( .لاحظ الشــكل ) ،(12أو خلــل فــي نشــاط الغــدة ،ويعـ ّد هــذا المــرض الأكثــر شــيو ًعا بيــن النســاء. وللوقايــة ُينصــح بتنــاول الأغذيــة الغنيــة بأمــلاح اليــود الضــروري لإ نتــاج هرمونــات الغــدة الدرقيــة ،وعــادة مــا يضــاف اليــود إلــى ملــح الطعــام فــي فلســطين. شكل ) (12تضخم الغدة الدرقية لمــاذا؟ فسر ذلك. سؤال يزداد وزن الاشخاص الذين يست ٔاصلون الغدة الدرقيةّ ،
4.2التكامل بين عمل الجهاز العصبي وجهاز الغدد الص ّماء: يتصل الجهازان في منطقة تحت المهاد ،حيث يعمل الجهازان م ًعا على: -1تنظيم وظائف أعضاء الجسم المختلفة. -2التحكم في علاقة الإ نسان بالبيئة المحيطة به. تفــرز تحــت المهــاد الهرمونــات التــي تن ّبــه ،أو تث ّبــط إنتــاج وإفــراز هرمونــات الغــدة النخاميــة التــي بدورهــا تنظّــم عمــل الغــدد الص ّمــاء الأخــرى .ادرس الشــكل ) (13الــذي يمثــل العلاقــة بيــن الجهــاز العصبــي والغــدة النخاميــة والكظريــة ثــم أجــب عــن الأســئلة التــي تليــه:
شكل ) (13التكامل بين عمل النخامية والكظرية والجهاز العصبي
-1تت ّب ْع من خلال الرسم العلاقة بين الجهاز العصبي والغدة الكظرية. -2قارن بين استجابة الغدة الكظرية للتنبيه العصبي والهرموني. 96
ٔاسئلة الفصل
السؤال الأول :اختر الإ جابة الصحيحة في ك ٍّل من الفقرات الآتية: ٔ 1ا ّي الهرمونات الآتية تنتج من خلايا عصبية؟ ب( هرمون النمو والثيروكسين. أ( الهرمون المانع لإ درار البول والاكسيتوسين. د( الأدرينالين والنورادرينالين. ج( الإ نسولين والغلوكاغون. 2أ ّي من الغدد الآتية لا تتحكم الغدة النخامية في إفرازاتها؟ ج( نخاع الكظرية. ب( الدرقية. أ( قشرة الكظرية. 3أي الهرمونات الآتية لها تأثير متضاد في عملها ؟ أ( الكالسيتونين والباراثورمون. ج( هرمون النمو والثايروكسين.
د( المبيض.
ب( الأدرينالين والنورأدرينالين. د( ألدوسيترون والكورتيزول.
4أ ّي من الهرمونات الآتية له طبيعة كيميائية ببتيدية؟ د( ألدوسيترون. ج( أدرينالين. ب( تستوستيرون. أ( أستروجين. 5ما الهرمون المفرز من الغدة النخامية ،وينشط بعد الولادة لتحفيز إنتاج حليب الرضاعة؟ ج( المنشط للحوصلة .د( المنشط للجسم الاصفر. ب( برولاكتين. أ( أوكسيتوسين. السؤال الثاني :علّل كلًا م ّما يأتي: 1تفرز الهرمونات بكميات قليلة. 2ضعف وهزل ُبنية جسم مريض السكري المعتمد على الإ نسولين مع تفاقم الحالة. 3عدم اعتبار الفلقة الخلفية من الغدة النخامية غدة ص ّماء. الســؤال الثالــث :قــارن بيــن هرمــون النمــو وهرمــون الكورتيــزول مــن حيــث :الغــدة المفــرزة ،الأهميــة، الطبيعــة الكيميائيــة ،آل ّيــة العمــل. الرابع:وضح دور ك ٍّل من هرمون الإ نسولين والغلوكاغون في تنظيم مستوى السكر في الدم. السؤال ّ ٍسهمي آل ّية التغذية الراجعة المثبطة لهرمون البرولاكتين. السؤال الخامس :تت ّب ْع بمخطّط ّ وضح آل ّية عمل الجهاز العصبي ،وجهاز الغدد الص ّماء م ًعا ،للحفاظ على أسموزية السؤال السادسّ : الدم. 97
الفصل الثالث العضلي ):(Muscular System الجهاز ّ ويمــارس يســتطيع الإ نســان ٔان يتحــرك، َ النشــاطات اليوميــة مــن خــلال التكامــل بيــن عمــل أجهــزة جســمه المتعــددة .فالعضــلات تنقبــض العصبــي مســبب ًة وتنبســط اســتجاب ًة لأوامــر الجهــاز ّ الحركــة .بالإ ضافــة إلــى المســاعدة فــي إتمــام عمليــات أخــرى ،مثــل الهضــم ،والتنفــس ،والــدورة الدمويــة. مــا الأنســجة العضليــة؟ ومــا أنواعهــا؟ وم ـ ّم تتركــب؟ وكيــف تقــوم بوظائفهــا؟ ومــا آل ّيــة انقباضهــا؟ وكيــف نحافــظ علــى ســلامتها؟ ك ّل هــذه الأســئلة وغيرهــا ســتتمكّ ُن مــن الإ جابــة عنهــا بعــد دراســتك هــذا الفصــل ،وســتكون قــاد ًرا علــى أن: 1تتعرف إلى أهم ّية العضلات المخطّطة. 2تقارن بين أنواع العضلات من حيث التركيب والوظيفة. 3تتعرف إلى التركيب ال ِمجهري للييف العضلي المخطّط. تفسر التنبيه العصبي للعضلة ،وطريقة انقباض اللييف العضلي حسب نموذج الخيوط ال ُمنزلقة. ّ 4 5تستنتج دور الطاقة في انقباض العضلة وانبساطها. 6تتعرف إلى بعض المشكلات الصحية المتعلقة بالجهاز العضلي ،وكيفية التعامل معها. يبلــغ عــدد العضــلات فــي جســم الإ نســان نحــو 600عضلــة ،تــؤدي دورهــا منــذ لحظــة الميــلاد، وتشــكل مــا نســبته % 40مــن كتلــة الجســم ،وتعطــي للإ نســان شــكله ،وقدرتــه علــى الحركــة مــن مــكان إلــى آخــر ،وحمايتــه مــن الصدمــات.
98
ٔ 1.3انواع الأنسجة العضل ّية ):(Types of Muscular Tissues
شكل ) (1أنواع الأنسجة العضلية
مستعي ًنا بالشكل ) (1تركيب الأنسجة العضل ّية الهيكل ّية والقلب ّية والملساء ،أكم ْل الجدول الآتي: ٔانواع
العضلات وجه المقارنة موقعها في الاعضاء شكل الالياف نوع التخطيط عدد الأنوية في اللييف العضلي إرادية الحركة /لا إرادية الحركة
هيكلية
قلبية
ملساء
ٔا -العضلات الملساء ):(Smooth Muscles
تتألــف مــن أليــاف مغزل ّيــة ،توجــد علــى شــكل طبقــة، أو طبقــات تحيــط بقنــوات الأعضــاء الداخليــة )القنــاة الهضميــة والتنفســية والبوليــة ،(...تظهــر غيــر مخطّطــة تحــت ال ِمجهــر؛ لأن الخيــوط البروتينيــة )الأكتيــن والميوســين( غيــر مرتبة بشــكل منتظم. شكل ) (2خلايا عضلية ملساء
99
سؤال اذك ْر اسم عضلات ملساء ٕارادية. ناقــش :تحيــط طبقــات منفــردة الاتجــاه مــن العضــلات الملســاء بجــدران الاوعيــة الدمويــة، بينمــا تتصــف جــدران المعــدة والأمعــاء بطبقــات دائريــة ،وبطبقــات طول ّيــة مــن العضلات الملســاء. ب -العضلات القلب ّية ):(Cardiac Muscles تتكـ ّون مــن أليــاف أســطوان ّية ،وتحــوي ك ّل ليفــة نــواة مركزيّــة، تتفــرع الأغشــية الخلويــة بيــن الأليــاف المتجــاورة ،وتتداخــل ،وتتّحــد بعضهــا مــع بعــض مكون ـ ًة الأقــراص البينيــة التــي تلعــب دو ًرا مه ًمــا فــي نقــل جهــد الفعــل مــن ليــف إلــى آخــر بســرعة وســهولة ،وبحركــة منتظمــة إيقاعيــة ،تســتجيب للتنبيــه العصبــي بشــكل كلـ ّـي ،علــى هيئــة موجـ ٍ ـات متعاقبــة تبــدأ بالأذين ْيــن ،وتنتهــي بالبطين ْيــن.
شكل ) :(3خلايا عضلة قلبية
ج -العضلات الهيكل ّية المخططة ):(Skeletal Striated Muscles يب ّين الشكل ) (4تركيب العضلات الهيكل ّية:
شكل ) (4تركيب العضلات الهيكلية
ـهمي المســتويات التركيب ّيــة للعضــلات الهيكل ّيــة )مــن الخيــوط البروتينيــة فــي الخليــة إلــى تت ّبـ ْع بمخطــط سـ ّ العضلــة(. ـيج تتكـ ّون العضــلات مــن ِحـ َز ٍم متوازيــة مــن الأليــاف )خلايــا عضليــة( أســطوان ّية الشــكل ،يغلّفها نسـ ٌ
100
ضــام ،فــي كل ليفــة )خليــة عضليــة( عــد ٌد مــن الأنويــة ،وتتألــف الليفــة مــن َوحـ ٍ ـدات دقيقـ ٍة متوازيـ ٍة تسـ ّمى لييفــات ،تتكـ ّون مــن َوحــدات وظيف ّيــة تســمى ك ٌّل منهــا قطعـ َة عضلــة ،وتتكـ ّون مــن نوعيــن مــن الخيــوط البروتينيــة ،خيــوط رفيعــة تس ـ ّمى الأكتيــن ،وخيــوط ســميكة تســمى الميوســين .وتكــون مرتب ـ ًة بطريقــة منت َظمــة ،فتظهــر الأليــاف مخطّطـ ًة عرض ًّيــا تحــت ال ِمجهــر .أيّهمــا مســؤول عــن حركــة العضــلات الهيكليــة، الجهاز العصبي الجسمي أم الذاتي؟ سؤال ٔاعط ٔامثلة لعضلات هيكل ّية: -1لا ترتبط بالجهاز الهيكلي. -2لا ٕارادية. يتك ّون اللييف من َوحدات وظيفية يس ّمى ك ّل منها قطع ًة عضلي ًة. القطعة العضل ّية ):(Sarcomer تُح ـدّد القطعــة العضليــة بحاجزيــنُ ،يس ـ ّمى ك ٌّل منهمــا خــط ،Zيمتــدان باتجــاه وســط القطعــة العضلية التي تُسمى منطقة ،Hوتتداخل بين خيوط الميوسين السميكة الممتدة وسط القطعة العضلية. يوضح تركيب القطعة العضلية ،ح ّد ْد: سؤال من الشكل ) (5الذي ّ .2خط .3 . Zمنطقة .H .1شريط . Iشريط .A شكل ) (5تركيب القطعة العضلية
نشاط ) :(1مشاهدة شرائح لأنسجة عضلية )هيكلية ،لساء ،قلبية( تحت ال ِمجهر: تركيبا ووظيف ًّيا ،وتظهر بشكل مختلف تحت ال ِمجهر. تختلف العضلات عن بعضها ً الأدوات والمواد: ِمجهر ض ْوئي ،شرائح جاهزة لأنسجة عضلية )هيكلية ،ملساء ،قلبية(.
101
خطوات العمل: -1شاهد شرائح جاهزة لأنسجة عضلية هيكلية ،وملساء وقلب ّية باستخدام ال ِمجهر الض ْوئي. -2أرسم ما تشاهده مح ّد ًدا الأجزاء عليها. نشاط ) :(2مشاهدة العضلات الهيكلية ،وارتباطها بالعظام في جناح دجاجة: ترتبــط العضــلات الهيكليــة بأوتــار َمرِنــة مــع العظــام ،وحركــة العضــلات بانقباضهــا وانبســاطها تعمــل علــى حركــة العظــام المرتبطــة بهــا. الادوات والمواد: أدوات تشــريح ،حــوض تشــريح ،جنــاح دجاجــة ،قفــازات، كمامــة. خطوات العمل: -1ضع الجناح في حوض التشريح ،واضغط عليه برفق لتح ّد َد اماكن العضلات والمفاصل. -2ح ّرك الجناح في اتجاهات مختلفة. -3ق ْم ب ٕازالة الجلد دون قطع العضلات ،وشاهد العضلات وارتباطها بالعظام بواسطة الأوتار. ارسم الجناح ،وحدّد الأجزاء عليه. قار ْن بالرسم الجناح بذراع الإ نسان ،والعضلات ،ومواقعها ،وارتباطها بالجهاز الهيكلي. اتب ْع قواعد السلامة في التعامل مع أدوات المختبر.
102
2.3
انقباض العضلات المخططة
ٔا -التنبيه العصبي للعضلة: تتصــل العصبونــات الحرك ّيــة بالعضــلات مــن خــلال التشــابكات العصبيــة العضليــة ،فتفــرز العصبونــات الناقــل العصبــي أســيتيل كوليــن لنقــل جهــد الفعــل إلــى أليــاف العضلــة .يب ّيــن الشــكل ) (6اتصــال العضــلات بالعصبونــات ،وتشــابك نهايــات الخلايــا العصبيــة مــع الخلايــا العضليــة، جــب عــن الأســئلة الآتيــة: اســتعن بــه ثــم ٔا ْ -1تتبــع خطــوات التنبيــه العصبــي لليــف ا لعضلــي . -2مــا ال ُمح ّفــز لخــروج أيونــات الكالســيوم مــن مخازنهــا فــي الشــبكة الإ ندوبلازميــة؟ -3ما دور ك ٍّل من الناقل العصبي الأستيل كولين؟
شكل ) (6آلية التنبيه العصبي للعضلة
انقباض الليف العضلي وانقباض العضلة: يخضــع انقبــاض الليــف العضلــي لقانــون الــك ّل او العــدم ،وهــذا يعنــي أنّــه لا ينقبــض إذا كانــت شــدة المنبــه أقــل مــن جهــد العتبــة .أمــا إذا كانــت شــدة المنبــه تســاوي جهــد العتبــة أو أكثــر ،فـ ٕا ّن الليــف ينقبــض كل ًّيــا وبأقصــى انقبــاض .بينمــا يكــون انقبــاض العضلــة تدريج ًّيــا ،حيــث يــزداد عــدد أليــاف العضلــة ض المنقبضــة بازديــاد عــدد العصبونــات الحرك ّيــة المنبهــة مــع زيــادة شــدة المنبــه ،وتصــل العضلــة أقصــى انقبا ٍ لهــا عندمــا تنقبــض جميــع أليافهــا. ب -نموذج الخيوط المنزلقة: حالتي الانقباض قــام العالمــان البريطان ّيــان )هكســلي وهانســون( بدراســة اللييف العضلي المخطّط فــي ّ ـاء عليــه وضعــا نمــوذج الخيــوط المنزلقــة لتفســير هــذه الآل ّيــة. والانبســاط باســتخدام المجهــر الإ لكترونــي ،وبنـ ً الــذي ينــص علــى أ ّن ":خيــوط الأكتيــن الرفيعــة تنزلــق علــى خيوط الميوســين الســميكة ،مقربة خطيــن ) (Zمن بعضهمــا البعــض ،مســببة قصــر شــريط ) (Iوالقطعــة العضليــة ،وبالتالــي قصــر العضلــة بأكملهــا".
103
يبين الشكل ) (7تركيب القطعة العضل ّية وآل ّية انقباضها. تنقبض الألياف العضلية الهيكل ّية؟ وكيف تنبسط؟ -1كيف ُ -2ماذا يحدث لخطي Zأثناء الانقباض والانبساط؟ -3هل يتغ ّير طول ك ٍّل من الشريط Aوشريط I؟ -4هل تتغ ّير منطقة ، Hأم تبقى ثابتة؟ -5صف آل ّية الانقباض بخطوات. جٓ -ال ّية انقباض اللييف العضلي:
شكل ) (7تركيب القطعة العضلية وآلية انقباضها
يشـكّل وصــول الأســيتيل كوليــن إلــى الغشــاء الخلــوي للييــف العضلــي من ّب ًهــا لتكـ ّو ُن ُجهـ ِد فعــلٍ فيهــا ،وبالتالــي حــدوث الانقبــاض .تتبــع مــن الشــكل ) 8أ،ب( خطــوات انقبــاض اللييــف العضلــي.
الشكل ) 8أ( :مرحلة وصول أيونات الكالسيوم إلى خيوط الأكتين
شكل ) 8ب( :خطوات انقباض اللييف العضلي
104
بعــد الخطــوة رقــم ) (4ينفـ ّ ـك الارتبــاط بيــن رؤوس الميوســن وخيــوط الأكتيــن نتيجة لاســتنفاذ الطاقة ) ،(ATPويتــم إعــادة ضــخ أيونــات الكالســيوم إلــى مخازنهــا فــي الشــبكة الإ ندوبلازميــة الملســاء؛ مــا يــؤدي إلــى ارتخــاء اللييــف العضلــي ،وتتكــرر الخطــوات الســابقة فــي حــال اســتمرار التنبيــه للعضلــة. تحصــل العضلــة علــى طاقتهــا ) (ATPمــن التنفــس الخلــوي مــن خــلال تفـكّك بعــض المركبــات العضويــة ،أو اللجــوء إلــى عمليــة التخ ّمــر اللبنــي فــي حــال نقــص الأكســجين الواصــل إليهــا. ما الدور الحيو ّي الذي تؤديه أيونات الكالسيوم في انقباض العضلات المخططة؟
3.3المشكلات الصح ّية التي تصيب الجهاز العضلي: التشنّج العضلي ):(Muscle Cramp
توقّــف ســامي عــن التمريــن فــي إحــدى حصــص التربيــة الرياضيــة أثنــاء
هل تعلم؟
أن العضــلات تحتــوي علــى ٔ الجــري الســريع حــول الملعــب مــدة 20دقيقــة؛ حيــث شــعر بتعــب والــم شــديد بروتيــن ميوغلوبيــن )myo- فــي رجلــه اليمنــى ،ولــم يســتطع إكمــال التمريــن ،وعندهــا قــام المعلــم ب ٕاخراجــه (globinلــه القــدرة علــى مــن الملعــب ،ومــن ثــم إســعافه. تخزيــن الأكســجين فــي العضــلات . فسر إجابتك. ماذا حدث لسامي؟ ّ
صف حالتك. هل أُصبت سابقًا بالحالة نفسها ؟ ْ
التشــنّج العضلــي :حالــة مــن الانقبــاض المفاجــئ فــي إحــدى العضــلات أو مجموعــة منهــا ،وعــدم ارتخائهــا .وتســبب شــعو ًرا بألــم شــديد وحــا ّد فــي تلــك العضلــة ،أو العضــلات .ويكثــر حصــول حالة التشـنّج العضلــي عنــد ممارســة الرياضــة بشــكل خاطــئ. ويحــدث التشــنج لأسـ ٍ ـباب عــدة :منهــا نقــص الأكســجين ،والكالســيوم فــي العضــلات ،والإ فــراط فــي اســتخدام العضــلات .اذكــر أســبا ًبا أخــرى. سؤال لماذا ُينصح بالتدليك الخفيف الهادئ في حالة التشنّج؟
105
الاجهاد العضلي ):(Muscle Strain ٕ
يحــدث الإ جهــاد العضلــي نتيجــة للشــد القــوي فــي العضــلات أو تمزقهــا أو الإ فــراط فــي اســتخدامها أو إعيائهــا ،ممــا يســبب الألــم ومحدوديــة الحركــة فــي العضلــة المصابــة ،ويمكــن أن تســتمر هــذه الأعــراض لعــدة أيــام ،ويتــم عــلاج الحــالات البســيطة والمتوســطة مــن الإ جهــاد باســتخدام كمــادات بــاردة أو دافئــة أو مضــادات الالتهــاب .فــي حيــن تتطلــب الحــالات الشــديدة العــلاج الطبــي. تلجــأ العضــلات إلــى تحطيــم الســكر لإ نتــاج ATPفــي حالــة نقــص الأكســجين إلــى التخمــر ســبب إعيــاء العضلــة. اللبنــي ،وإنتــاج حمــض اللبــن )اللاكتيــك( ،الــذي كان ُيعتقــد أ ّن تراك َمــه ُ ولكــن فــي الآونــة الأخيــرة تشــير البحــوث والدراســات إلــى ٔان حمــض اللبــن لا يتراكــم فــي العضــلات، الاعيــاء العضلــي قــد يعــود إلــى أيونــات وإنمــا ُينقــل للكبــد ،وتتــم أكســدته بالتنفــس الهوائــي ،وأن ســبب ٕ البوتاســيوم ) (K+فــي النســيج العضلــي .ولا تــزال البحــوث جاريــة حــول ذلــك. ناقش :الفرق بين ٕاجهاد العضلة و ٕاعيائها التم ّزق العضلي ):(Muscle Torn يمثل الشكل ) (9حالة كدمة في منطقة الفخذ، صف ما تشاهده. ْ -1 -2في رأيك ،ما سبب حدوث هذه الإ صابة؟ -3كيف تؤثر هذه الإ صابة في أداء العضلة؟ شكل ) :(9تمزق عضلي في الفخذ -4كيف يتم إسعاف هذه الحالة؟ -5هل نزيف دموي؟ وضح ذلك. يصاحب جمي َع حالات التم ّزق العضلي ٌ ُ يحــدث تمــزق العضــلات والأوتــار نتيجــة الانقبــاض المفاجــئ الشــديد للعضــلات ،أو التعــرض لضربــة شــديدة علــى العضلــة ،أو حمــل ثقــل أكبــر مــن قــدرة العضلــة ،ينتــج عنــه عــدم التوافــق بين مجموعــة العضلات المتجانســة والمضــادة ،ويكــون التمــزق كل ّيــا أو جزئ ًّيــا ،ويرافــق التمــزق أحيانًــا حــدوث نزيــف دمــوي. فسر اجابتك. سؤال حدوث تو ّرم في منطقة التمزقّ . ابحث :يح ّذر الأطباء من تناول بعض الرياضيين العقاقير الستيرويدية لتنمية الكتلة العضلية.
106
ٔاسئلة الفصل السؤال الأول :ضع دائرة حول رمز الاجابة الصحيحة لك ّل من الفقرات الآتية:
1بم يرتبط رأس زوائد الميوسين بخيوط الأكتين أثناء انقباض اللييف العضلي؟ أ( استيل كولين.
2
ب( تروبونين.
ج( جسر عرضي.
ماذا يحدث عندما يقوم رأس زوائد الميوسين بتحليل مركب الطاقة )(ATP؟ أ( تنكشف مواقع الارتباط. ج( يصبح بحالة الطاقة العالية.
3
د( تروبوميوسين.
ب( يشكل جسور عرضية. د( تتحرر أيونات الكالسيوم.
ماذا يحدث عند وصول جهد الفعل إلى مخازن الكالسيوم في الشبكة الاندوبلازمية الملساء؟ أ( انطلاق الأستيل كولين. ب( سريان جهد الفعل على طول الغشاء الخلوي. ج( ارتباط رأس الميوسين بمواقع ارتباطها بالأكتين . د(انتشار أيونات الكالسيوم بين الخيوط البروتينية.
4
ما الجزء المسؤول عن نقل جهد الفعل من ليف عضلي قلبي إلى الآخر؟ أ( الألياف الأسطوانية المتف ّرعة .ب( الأقراص البينية.
5
ج( النواة.
د( الميتوكوندريا.
ما تصنيف عضلة جدار الشريان الأبهر؟ أ( ملساء إرادية.
ب( قلبية مخططة.
ج( هيكلية لا إراديّة.
د( ملساء غير مخططة.
6أ ّي من الخصائص التركيبية الثنائية تخص العضلات التي تحيط بالقنوات الهضم ّية؟ ب( ألياف أسطوانية غير مدببة متفرعة. أ( ألياف أسطوانية تترتب بشكل حلزوني. د( حزم متوازية من الألياف أسطوانية الشكل. ج( ألياف مغزلية تترتب على شكل طبقات.
107
فس ْر كلًا من الآتية: السؤال الثانيّ : 1عضلة القلب تعمل كوحدة واحدة عند تنبيهها عصب ًّيا. 2عدم انفكاك الجسور العرضية للميوسين عن خيوط الأكتين في حالة التشنج. السؤال الثالث :ما أهمية ك ٍّل من الآتية في آل ّية انقباض العضلات الهيكلية؟ (1جزيئات الطاقة ).(ATP
(2الإ ستيل كولين.
(3خيوط بروتين تروبوميوسين.
الســؤال الرابــع :ارســم قطعــة عضليــة فــي اللييــف العضلــي المخطــط فــي حالــة الانقبــاض وفــي حالــة موضحــا الأجــزاء عليهــا ،والتغيــرات بينهــا. الانبســاط، ً وضـ ْـح المشــكلات الصحيــة المتوقــع حدوثهــا فــي ك ّل مــن الحــالات الآتيــة ،وب ّيــن الســؤال الخامــسّ : طــرق الإ ســعافات المناســبة لــك ّل منهــا: أ َعج ُز بعض اللاعبين عن إكمال سباق الماراثون. طالب لضربة قوية على عضلة الساق. ض ً ب تع ّر ُ
108
تقانات حيوية: ٔ -1اطراف صناع ّية يتحكم بها الدماغ: تمكّــن خبــراء فــي جامعــة )جونــز هوبكنــز( بولايــة )ميريلاند(الأمريكيــة مــن تطويــر ذراع ْيــن اصطناعي ْيــن ،يتحكــم بهمــا الدمــاغ بمجــرد التفكيــر فــي الحركــة التــي يريدهــا .ثــم تواصلــت جهــود العلمــاء فــي هــذا المجــال ،حيــث تضمنــت هــذه التقنية زرع أقطــاب كهربائيــة دقيقــة فــي منطقــة المــخ تنقــل الأوامــر الخاصــة لأداء حركــة معينــة ،وهــذه التقنيــة تقـدّم نقلــة نوعيــة فــي مســاعدة المشــلولين بســبب إصابــات فــي الحبــل الشــوكي والســكتات الدماغيــة ،أو مبتــوري الأطــراف ،للعيــش حيــا ًة أكثــر اســتقلالية. -2استخدام الخلايا الجذع ّية في العلاج. تمكّــن فريــق مــن العلمــاء بجامعــة )كاليفورنيــا( الأمريكيــة مــن إجــراء تجــارب باســتخدام الخلايــا الجذعيــة علــى الفئــران ،حيــث نجحــت الخلايــا الجذعيــة فــي تمكيــن الأطــراف المشــلولة باســتعادة حركتهــا الطبيعيــة ،وتحســين وظائفهــا بشــكل ملحــوظ ،واســتخدامها فــي عــلاج إصابــات الحبــل الشــوكي. ويأمــل الباحثــون فــي اســتخدام هــذه التقنيــة لعــلاج الأشــخاص المصابيــن بالشــلل. -3تقنية النانو فى علاج مرض السكر: مــع تطــور تقنيــة النانــو وانتشــارها ظهــرت أجهزة جديدة يت ّم اســتخدامها في قياس نســب الإ نســولين. حساســة جـدًا ،وأكثــر دقــة مــن أجهــزة قيــاس الســكري العادية.أحــدث أنــواع الأجهــزة يتميــز هــذه الاجهــزة ّ بوجــود جزيئــات نانويــة مضيئــة ،فبمجــرد مــا يقـ ّل مســتوى الســكر فــي الــدم ،يتــم حقــن المريــض بجزيئــات نانويــة حاملــة للإ نســولين ،وتكــون مغطــاة ب ٕانزيــم معين،حيــث يحــدث تفاعــل بيــن الإ نزيــم وســكر الــدم؛ مــا يحــرر الإ نســولين مــن الإ نزيــم ويبــدأ عملــه.
109
-4دور الهرمونات في تسمين المواشي: شــاع اســتخدام هرمونــات النمــو ،والهرمونــات الســتيرويدية كهرمونات الإ ســتروجين ،والبروجســتيرون، والتستوســتيرون ،التــي تــؤدي إلــى تســمين وزيــادة أوزان الحيوانــات فــي فتــرة قصيــرة ،وبالتالــي تســويق المنتجــات بهــدف الربــح المــادي فــي مــزارع الإ نتــاج الحيوانــي .وقــد ح ـ ّذرت منظمــة الصحــة العالميــة مــن انعكاســات اســتخداماتها بعــد صــدور دراســات تؤكــد وجــود علاقــة مــا بيــن اللحــوم والمنتجــات الحيوانيــة المشــبعة بهــذه الهرمونــات ،وبيــن انتشــار الســرطانات، وأمــراض القلــب ،وأعــراض البلــوغ المبكــر عنــد ونظــرا الفتيــات ،والضعــف الجنســي عنــد الذكــور؛ ً لآثارهــا الضــارة والخطيــرة علــى صحــة الإ نســان أوقفــت العديــد مــن الــدول اســتخدامها.
110
ٔاسئلة الوحدة السؤال الأول :ضع دائرة حول رمز الاجابة الصحيحة لك ّل من الفقرات الآتية:
1أ ّي العبارات الآتية ليست صحيحة بالنسبة إلى العضلات الملساء؟ قراصا بينية. أ( تتواجد في الأمعاء. ب( لا تحتوي أ ً ج( تتصل بالجهاز العصبي الجسمي. د( أليافها مغزلية الشكل. 2أ ّي جزء من الدماغ يتحكم في انقباض العضلات الملساء في الأوعية الدموية؟ د( المخ. ج( المخيخ. ب( جذع الدماغ. أ( الدماغ البيني.
3ما شكل العصبونات الحسية؟ ب( ثنائية القطب. أ( أحادية القطب.
ج( عديدة الأقطاب.
د( عديمة المحور.
4أ ّي من المعلومات الحسية الآتية ينقلها الحبل الشوكي إلى الدماغ؟ ج( شم ّية. ب( بصريّة. أ( سمع ّية.
د( لمس ّية.
5أين يقع مركز الأفعال المنعكسة كالسعال والبلع؟ ب( نخاع مستطيل . أ( دماغ متوسط.
د( قنطرة.
ج( دماغ بيني .
6أ ّي من الهرمونات الآتية توجد مستقبلاتها داخل الخلية؟ ج( أدرينالين. ب( النمو. أ( أستروجين.
د( الإ نسولين.
7أ ّي الهرمونات الآتية لا يؤثر في تركيز السكر في الدم؟ ج( الأدرينالين. ب( الغلوكاغون. أ( الباراثورمون.
د( الكورتيزول.
8ما الهرمون الذي ينشط إعادة امتصاص الكالسيوم في الوحدة الانبوبية الكلوية؟ ب( الإ درينالين. أ( الكالسيتونين. د( الباراثورمون. ج( الثيروكسين. 9ما الهرمون الذي يسهم في انقباض عضلات الرحم ودفع الجنين إلى خارج الرحم؟ ب( أوكسيتوسين. أ( برولاكتين. د( المنشط للجسم الأصفر. ج( المنشط للحويصلة.
111
10أ ّي من الآتية تتوافق وخصائص الثيروكسين؟ أ( خفض مستوى الكالسيوم في الدم. ج( توجد مستقبلاته داخل الخلايا.
ب( خفض درجة حرارة اللازمة للجسم. د( إنتاج ATPفي المايتوكوندريون.
السؤال الثاني :ب ّي ْن دور الكالسيوم في وظائف الجهازين العضلي والعصبي. كيف يتشكّل جهد الفعل على طول الليف العضلي؟ وضـ ْـح آل ّيــة اســتخدام الطاقــة العاليــة المختزنــة بــرأس زوائــد الميوســين فــي حركــة اللييــف الســؤال الثالــثّ : العضلــي المخطــط. السؤال الرابع :ماذا تتوقع أن يحدث في ك ٍّل من الحالات الآتية؟ ٔا خل ّو التشابك العصبي من أيونات الكالسيوم. ب حدوث خلل في تحت المهاد. ج حدوث تلف في الحبل الشوكي في المنطقة القطنية. د عدم انفكاك رؤوس زوائد الميوسن عن مواقع ارتباطها. فسر كلًا من الآتية: السؤال الخامسّ : أ انتقال السيال العصبي في اتجاه واحد في العصبونات. ب يتــم الاعتمــاد علــى نتائــج فحــص الســكر التراكمــي فــي تحديــد الإ صابــة بمــرض الســكري مــن النــوع الثانــي. ج تكثر المايتوكوندريا والغلايكوجين في الألياف العضلية المخطّطة. السؤال السادس :قار ْن بين ك ّل من: أ عضــلات الأذيــن الأيســر ،وجــدار الرحــم ،والبلعــوم ،والحجــاب الحاجــز .مــن حيــث :نــوع العضلات، شــكل الأليــاف ،آل ّيــة التنبيه. ب التنظيم العصبي والتنظيم الهرموني من حيث :سرعة الانتقال ،ومدة استمرار التأثير. ج الجملــة الوديــة والجملــة شــبه الوديــة مــن الجهــاز العصبــي الذاتــي مــن حيــث :طــول محــور قبــل العقــدة ،والناقــل العصبــي.
112
الســؤال الســابع :يمثّــل الشــكل المجــاور نوعيــن مــن العصبونــات نوعــي العصبونــات مــن حيــث: )أ ،ب( ،أكتــب أربعــة فــروق بيــن ّ الشــكل ،الوظيفــة ،موقــع جســم العصبــون ،ســرعة الســيال العصبــي. )أ(
)ب(
السؤال الثامن :استخدم المصطلح المناسب لك ّل من العبارات الآتية: )جهد الفعل ،إعادة استقطاب ،مضخة صوديوم -بوتاسيوم ،انعكاس استقطاب ،فترة جموح( خروج أيونات البوتاسيوم من العصبون. يصبح داخل العصبون موجبا. عملية نقل نشط. الفترة الزمنية التي لا يستجيب فيها العصبون لأي مؤثر. إزالة استقطاب محور العصبون وانعكاسه ثم إعادة استقطابه. وضح المقصود بالمفاهيم والمصطلحات الآتية: السؤال التاسعّ : أ( نموذج الخيوط المنزلقة.
ب( الكل او العدم .ج( جهد العتبة.
د( التروبوميوسين.
السؤال العاشر :ما النتيجة المترتّبة على كل حالة من الحالات الآتية؟ 1 2 3 4
زيادة إفراز هرمون النمو بعد البلوغ. نقص كمية اليود في الغذاء الذي يتناوله الانسان. انخفاض ضغط الدم أو نقصان حجمه. توقّف خلايا βفي جزر لانغرهانز في البنكرياس عن الإ فراز.
السؤال الحادي عشر: 1أذكر استخدامات الطاقة في العضلة أثناء الانقباض. 2أكتب ثلاثة مسببات للتشنج العضلي.
113
السؤال الثاني عشر: 1ما أعراض ك ّل من الأمراض الآتية؟ أ( غويتر.
ب( باركنسون.
ج( الإ جهاد العضلي.
وضح طرق علاج ك ّل من المشكلات الصحية الآتية: ّ 2 أ( تمزق العضلات.
ب( الصرع.
الســؤال الثالــث عشــر :وضــح أثــر الجملــة الوديــة ،والغــدد فــي حالــة مهاجمــة كلــب لطفــل ،وأثرهــا فــي عضــلات الجســم الهيكليــة والملســاء والقلبيــة. سهمي خطوات الفعل المنعكس في انتفاضة الركبة. السؤال الرابع عشر :مثّل بمخطط ّ السؤال الخامس عشر :تأمل المخطط الآتي ،ثم أجب عن الأسئلة التي تليه:
أي المضاعفات درجتها أكثر خطورة؟ كم تبلغ درجة الخطورة عند مستوى السكر التراكمي ) (10لكل من؟ ٔا نزيف الشبكية. ب اعتلال الأعصاب. ج الفشل الكلوي.
114
المراجع :المراجع العربية . فلسطين، دار الشروق للنشر والتوزيع. تشريح جسم الانسان.(2000). حكمت عبد الكريم،فريحات . فلسطين، دار الشرق للنشر والتوزيع. علم حياة الانسان بيولوجيا الانسان.(1999). عايش،زيتون . جمهورية مصر العربية، مكتبة النافذة الجيزة. الدليل الكامل لمرض السكر.(2003) . ماهر،يسري . جمهورية مصر العربية،دار الطلائع للنشر. علاج مرض السكر بدون دواء.(2000 ). حسن فكري،منصور
-1 -2 -3 -4
: المراجع الأجنبية 1- Campbell,N.A &Reece J.B & others. (2014) . Campbell BIOLOGY, Peason Education,UNC.,Benjamin Cummings( 10th ed), Puplishings.USA . 2- Sadavam , David and others.(2011). Life , the science of Biology, Sinauer Associates , (9th ed). Inc. U.S.A 3- Silbernagl, S.(2009). Color Atlas of Physiology. Thieme Puplishers, New york . 4- Valerie C.S. , Sanders, T.(2007). Essentials of Anatomy and Physiology . F.A. Davis, (9th ed)m Company Philadelphia .
: الالكتزونية ٕ المواقع 1- https://www.facebook.com/groups/1647380565531923/ 2- https://www.facebook.com/groups/BlueCircleD1/
115
لجنة المناهج الوزارية: د .ﺻﱪي ﺻﻴﺪم
أ .ﺛﺮوت زﻳﺪ
د .ﺷﻬﻨﺎز اﻟﻔﺎر
د .ﺑﴫي ﺻﺎﻟﺢ
أ .ﻋﺰام أﺑﻮ ﺑﻜﺮ
د .ﺳﻤﻴﺔ ﻧﺨﺎﻟﺔ
م .ﻓﻮاز ﻣﺠﺎﻫﺪ
أ .ﻋﲇ ﻣﻨﺎﴏة
م .ﺟﻬﺎد درﻳﺪي
لجنة الخطوط العريضة لمنهاج العلوم الحياتية: د.سحر عودة
أ.أمل أبو حجلة
أ.اسماعيل فرج الله
أ.خلود حماد
أ.ربيع زايد
أ.رندة الشوبكي
أ.رياض ابراهيم
أ.سليمان فلنة
أ.سهير طنبوز
أ.عايشة شقير
أ.عفاف النجار
أ.عماد أبو عرة
أ.غدير مرمش
أ.كريمة عوض الله
أ.ليلى بشير
أ.ماجدة منصور
أ.مصطفى دراغمة
أ.مها قاسم
أ.نهى طهبوب
أ.هاني أبو عواد
أ.هيفاء شاهين
أ.وائل سلطان
أ.يحيى عيسى
المشاركون في ورشات عمل الجزء الأول من كتاب العلوم الحياتية للصف الحادي عشر: د.سحر عودة
أ.أسماء النبريص
أ.أمل أبو حجلة
أ.ابراهيم المعصوابي
أ.اسماعيل فرج الله
أ.خالد أبو رجيلة
أ.خلود حماد
أ.ربيع زايد
أ.رندة الشوبكي
أ.رياض ابراهيم
أ.سليمان فلنة
أ.سهير طنبوز
أ.عايشة شقير
أ.عفاف النجار
أ.عماد أبو عرة
أ.غدير مرمش
أ.فايق قاسم
أ.فريد قديح
أ.كريمة عوض الله
أ.ليلى بشير
أ.ماجدة منصور
أ.مرام الأسطل
أ.مصطفى دراغمة
أ.مها قاسم
أ.نزيه يونس
أ.نهى طهبوب
أ.هاني أبو عواد
أ.هيفاء شاهين
أ.وائل سلطان
أ.يحيى عيسى
َت َّم بِ َح ْم ِد الله