�أحـ ـيـ ـ ـ ـ ــاء ()2 التعليم الثانوي (م�سار العلوم الطبيعية)
الـمــدرس ـ ـ ــة ................................................................................ :
رقـ ـ ــم الإي ـ ـ ـ ــداع 14٢7/3787 : ردمك 9960 - 48 - 237 - 5 :
طبعة 1431هـ 1432 -هـ 2010 /م 2011 -م
اسم الطالب ................................................................................ :
طبعة 1431هـ ـ 1432هـ 2010م ـ 2011م
�أحـــيـاء ()2 ( م�سار العلوم الطبيعية ) لجنة التطوير والتعديل اعتماد �سليمان م�شاط عائ�ضة محمد الع�صيمي هيفـاء محمــد ح ـ ــافظ هـدى عمـر ي�ســلم ب�صــفر لجنة المراجعة فهد بن نا�صر العقيل �إبراهيم بن حمد الرويتع �أحمد بن نا�صر ال�سعدون
طبعة 1432 - 1431هـ 2011 - 2010م
ح
وزارة التربية والتعليم 1427 ،هـ
فهر�سة مكتبة الملك فهد الوطنية �أثناء الن�شر وزارة التربية والتعليم �أحياء ( 2التعليم الثانوي ) -الريا�ض 1427 ،هـ � 244ص ؛ � ..سم ردمك 5 :ـ 237ـ 48ـ 9960 1ـ علم الأحياء ـ كتب درا�سية 2ـ التعليم الثانوي ـ ال�سعودية ـ كتب درا�سية �أ .العنوان 1427 /3787 ديوي 574،0712 رقم الإيداع 1427 / 3787 : ردمك 5 :ـ 237ـ 48ـ 9960
�أ�شرف على الت�أليف والتطوير
الإدارة العامة للمناهج له ��ذا الكتاب قيم ��ة مهمة وفائدة كبي ��رة فحافظ عليه واجع ��ل نظافته ت�شهد على ح�سن �سلوكك معه . �إذا ل ��م تحتفظ بهذا الكتاب في مكتبتك الخا�صة في �آخر العام لال�ستفادة فاجعل مكتبة مدر�ستك تحتفظ به . حقوق الطبع والن�شر محفوظة لوزارة التربية والتعليم ـ المملكة العربية ال�سعودية
موقع
وزارة التربية والتعليم www.moe.gov.sa
موقع
البوابة التعليمية للتخطيط والتطوير http://www.ed.edu.sa
موقع
�إدارة التعليم الثانوي www.hs.gov.sa
البريد الإلكتروني لإدارة التعليم الثانوي
Secondary-Education@curriculum.gov.sa
الحمد هلل رب العالمين ..خلق الإن�سان علمه البيان وال�صالة وال�سالم على �أ�شرف المر�سلين� ،سيدنا محم ��د النبي الأمي العرب ��ي ال�صادق الأمين ،وعلى �آله و�صحبه والتابعين .لقد جاء هذا الكتاب من�سج ًما مع �سيا�سة التربية والتعليم في المملكة العربية ال�سعودية ومع �أهداف تدري�س منهج الأحياء في المرحلة الثانوي ��ة ،وطبيع ��ة علم الأحياء م ��ن حيث �إنه عل ��م ا�ستق�صائي تجريبي ،يعتمد عل ��ى المالحظة الهادفة والتجري ��ب الم�ضبوط للتو�صل �إلى المفاهيم والمبادئ والتعميمات التي ت�ساعد على فهم ظواهر الحياة، ولغ ��ة الكتاب جاءت مخاطبة الطالب ،الطالبة وم�شجع ��ة على تفاعلهما مع المادة العلمية ،فهو يزودهما بم�ستوى من المعرفة البيولوجية الالزمة للدرا�سات الأكاديمية ،ويرتبط هذا المنهج بالتطبيقات العملية ذات ال�صل ��ة الوثيقة بحي ��اة الإن�سان ،ويبرز ال�صلة بين علم الأحياء والم ��واد العلمية الأخرى كما ير�ضي حاجته �إلى التعرف على الم�شكالت البيولوجية ،وي�شغل التفكير في حقيقتها و�أثرها في المخلوق الحي. وزعت المادة العلمية للكتاب الحالي في �إثني ع�شر ف�ص ًال حيث ت�ضمن الف�صل الأول والثاني التنظيم التركيبي والوظيفي في المخلوقات الحية ،والف�صل الثالث والرابع والخام�س وال�ساد�س االنق�سام الخلوي و الوراثة وما يتعلق بها ،والف�صل ال�سابع والثامن والتا�سع التكاثر في المخلوقات الحية ،والف�صل العا�شر والحادي ع�شر التنظيم الهرموني في النبات والإن�سان ،والف�صل الثاني ع�شر المناعة والعالج . ويت�ضم ��ن الكتاب مجموعة من الأن�شط ��ة العلمية التي تهدف �إلى تنمي ��ة المالحظة ورفع روح البحث العلم ��ي ,وينتهي كل ف�ص ��ل ب�أ�سئلة تقويم متنوعة ،كما تم االجتهاد في ترجم ��ة العديد من الم�صطلحات العلمي ��ة الت ��ي ن�أم ��ل �أن تفيد الطالب والطالب ��ة في درا�ستهم ��ا الم�ستقبلية م�صحوبة ببع� ��ض المعلومات الطبي ��ة والثقافية التي تهدف �إل ��ى تو�ضيح �إعجاز اهلل في خلقه و�إثراء ق ��درات الطالب والطالبة العلمية وال�صحية. ويق�صد بال�ضمير المخاطب في الكتاب الطالب والطالبة. و�س���يمر الطالب ،والطالبة ببع�ض الأن�ش���طة من المهم �أن يعرفا المراد بها والهدف من و�ض���عها وهي كالتالي:
هـ
ن�شاط عملي
ـ ن�شاط عملي مواقف تعليمية تهدف �إلى تعلم المفاهيم �أو تعزيزها وهي ج ��زء �أ�سا�سي وهام ف ��ي المحتوى ينفذه ��ا الطالب ليحاكي بذل ��ك �سلوك العالم للو�صول �إلى النتائ ��ج ومن المهم ا�ستهدافها في التقويم.
معلومات �إثرائية ـ معلومة �إثرائية مو�ضوعات تهدف �إلى تنمية الثقافة العلمية حول مفاهيم الدر�س وبناء اتجاهات نحو القراءة العلمية . ق�ضية للبحث
ـ ق�ضي ��ة للبحث مواقف تدعو الطالب للبح ��ث عن المعلومات من م�صادره ��ا المختلف ��ة بغر�ض الم�ساهمة في بن ��اء مهارات التعلم الذاتي لدى الطالب.
�س�ؤال للتفكير
ـ �س� ��ؤال للتفكي ��ر �أ�سئلة تقويمي ��ة ت�ساعد الطالب عل ��ى فهم النواحي العلمي ��ة المتعلقة بمو�ضوع الدر�س ،ويطل ��ب من الطالب التفكير فها وو�ضع ت�صور علمي لحلولها وت�ستهدف تدريب الطالب على الأ�سلوب العلم ��ي ف ��ي التفكي ��ر وتنمي ��ة اتجاهات ��ه ومهاراته في ذل ��ك .وهذه المعلومات م�ستهدفة في التقويم.
للإطالع
ـ م ��ن م�صادر التعلم معلومات �إ�ضافية يبحث عنها الطالب تهدف �إل ��ى التعل ��م الذاتي والق ��درة عل ��ى ا�ستخدام االنترن ��ت كم�صدر للمعلومات.
ن�شاط ذهني
ـ ن�ش ��اط ذهن ��ي مواق ��ف تعليمية ته ��دف �إل ��ى تعل ��م المفاهيم �أو تعزيزه ��ا وهي ج ��زء �أ�سا�سي وهام في المحت ��وى ينفذها الطالب ليحاك ��ي بذل ��ك �سل ��وك العالم للو�ص ��ول �إلى النتائ ��ج ومن المهم ا�ستهدافها في التقويم.
................................فريق التطوير و
الف�صل الأول :الأن�سجة في الفقاريات �أن�سجة الج�سم الرئي�سية 2 ........................................ -الأ�سئلة 36 ...........................................................
الف�صل الثاني :الأن�سجة النباتية �أق�سام الأن�سجة النباتية 40 ........................................ تركيب النبات الزهري 52 ......................................... -الأ�سئلة 64 ..........................................................
الف�صل الثالث :االنق�سام الخلوي دورة حياة الخلية 68 .............................................. االنق�سام االختزالي 73 ............................................ -الأ�سئلة 79 .........................................................
ز
الف�صل الرابع :الأ�سا�س الجزيئي للوراثة وبناء البروتين الأ�سا�س الجزيئي للوراثة وبناء البروتين 82 .................... �أنواع الأحما�ض النووية 83 ....................................... ال�شيفرة الوراثية 85 ............................................... -الأ�سئلة 91 ..........................................................
الف�صل الخام�س :ال�صفات المندلية وال�صفات غير المندلية تجارب وقوانين مندل 95 .......................................... وراثة بع�ض ال�صفات غير المندلية 100 ............................ ارتباط الجينات 102 ................................................. الطفـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ــرات 103 ................................................. -الأ�سئلة 105 ...........................................................
الف�صل ال�ساد�س :الوراثــــــــــــة الب�شريـــــــــــــة بع�ض ال�صفات الوراثية للإن�ســان 109 .............................. ال�صفات المرتبطة بالجن�س 118 .................................... ال�صفات المت�أثرة بالجنــ�س 121 ..................................... االختالالت الوراثية عند الإن�س ــان 111 ............................. اال�ستن�سـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ــاخ 131 ............................................. الأ�سئلة 134 ...........................................................حـ
الف�صل ال�سابع :التكاثر في المخلوقات الحية �أنواع التكاثــر 138 ................................................... �صور التكاثر الالجن�س ــي 138 ...................................... �صور التكاثر الجن�سي 148 .......................................... -الأ�سئلة 154 ..........................................................
الف�صل الثامن :التكاثر في الإن�سان الجهاز التنا�سلي الذكري 156 ....................................... الجهاز التنا�سلي الأنثوي 158 ....................................... الدورة الجن�سية الأنثوية 159 ....................................... الإخ�صاب والحمــل 161 .............................................. -الأ�سئلة 170 ...........................................................
الف�صل التا�سع :التكـاثـر في النباتـات الزهـرية التكاثر في النباتات الزهريـة 172 ................................... الثمار والبذور 178 ................................................... -الأ�سئلة 182 ...........................................................
ط
الف�صل العا�شر :التنظيـم الهرمـوني النبـاتي اكت�شاف الهرمونات النباتيــة 187 ................................... كيفية عمل الهرمونات النباتية 190 ................................ تطبيقات عملية على الهرمونات النباتية 192 ..................... -الأ�سئلة 194 ..........................................................
الف�صل الحادي ع�شر :الغـدد ال�صمـاء والتنظيـم الهرمـوني في الإن�سـان الغدد ال�صماء والتنظيم الهرموني في الفقاريات 198 ............. �ألية عمل الهرمون 199 .............................................. الجهاز الهرموني في الإن�سان 200 .................................. -الأ�سئلة 220 ...........................................................
الف�صل الثاني ع�شر :ال�صحة والمر�ض المناعة والعالج 229 ................................................. المناعة �ضد الم ــر�ض 229 ........................................... �أ�صناف الأج�سام الم�ضــادة 230 ...................................... العـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ــالج 234 ................................................. -الأ�سئلــة 240 ..........................................................
ي
1
Ventebrates Tissues
� -أن�سجة الج�سم الرئي�سية
يتوقع منك في نهاية الف�صل �أن : -1ت�صف الأن�سجة الرئي�سة في الفقاريات. -2ت�صنف �أنواع الأن�سجة المختلفة الموجودة في الفقاريات. -3تذكر خ�صائ�ص الأنواع المختلفة من الأن�سجة في الفقاريات. -4تذك��ر وظيف��ة كل ن��وع م��ن �أن��واع الأن�سج��ة المختلفة في �أج�سام الفقاريات. -5تق��ارن بي��ن �أن��واع الأن�سجة المختلف��ة في ج�سم الفقاريات. -6تفح���ص بالمجهر المركب �شرائح جاهزة لأن�سجة مختلفة في ج�سم الإن�سان �أو �أي حيوان فقاري. -7تو�ض��ح الت�لا�ؤم بين التركي��ب والوظيفة لكل نوع من �أنواع الأن�سجة في الفقاريات. -8تر�سم بع�ض �أنواع الأن�سجة في الفقاريات. -9تت�أم��ل ق��درة اهلل �سبحانه وتعالى ف��ي خلقه من خالل درا�ستك للأنواع المختلفة من الأن�سجة.
الأن�سجة في الفقاريات
يب ��د�أ المخلوق الح ��ي حياته بخلية واحدة هي البوي�ض ��ة المخ�صبة �أوالزيجوت،وتق ��وم هذه الخلية بعدة ون انق�سام ��ات متتالي ��ة لتك ��ون ع ��دد ًا كبي ��ر ًا من الخالي ��ا التي تتمي ��ز فيما بعد ف ��ي اتجاهات مختلف ��ة ِل ُت َك َ مجموع ��ات م ��ن الخاليا المتخ�ص�صة ،وت�ش ��كل خاليا كل مجموعة ما ي�سمى بالن�سي ��ج Tissueالذي يمكن تعريف ��ه ب�أنه مجموعة م ��ن الخاليا التي تت�شابه ف ��ي التركيب وتقوم ب�أداء نف�س الوظيف ��ة وتربط بينها مادة معين ��ة ت�سمى المادة بين الخلوي ��ة �أوالأ�سا�سي ��ة Intercellular substance or Matrixتنتجها الخاليا ذاته ��ا .وكل مجموعة من الأن�سجة ُت َك ِّو َن ع�ض ��و ًا organوي�شترك عدد من الأع�ضاء في تكوين جهاز ع�ضوي ، organ systemويتك ��ون ج�س ��م الفقاري ��ات ككل من مجموع الأجهزة المختلفة .وم ��ن فروع علم الأحياء التي در�ستها علم الأن�سجة الذي يعنى بدرا�سة الأن�سجة Histologyوي�سمى �أي�ض ًا بعلم الت�شريح المجهرى (.)Microscopic anatomy �أن�سجة الج�سم الرئي�سية Tissues of The Body ت�صنف الأن�سجة في الفقاريات �إلى خم�سة �أق�سام رئي�سية:
�أق�سام الأن�سجة في الفقاريات
الأن�سجة الطالئية
Epithelial Tissues
الأن�سجة ال�ضامة
Connective Tissues
الأن�سجة الوعائية
Vascular Tissue
الأن�سجة الع�ضلية
Tissues Muscular
الأن�سجة الع�صبية
Nervous Tissues
�أوال:الأن�سجة الطالئية : يغط ��ي الن�سيج الطالئ ��ي ال�سطح الخارجي للج�س ��م �أولبع�ض الأع�ضاء �أويبطن بع� ��ض الأع�ضاء المجوفة �أويبطن التجويف الداخلي للج�سم ،وتتميز خاليا هذه الأن�سجة بعدد من الخ�صائ�ص لت�ؤدي وظائف مختلفة.
2
�أحياء ()2
Ventebrates Tissues
خ�صائ�ص الن�سيج الطالئي: -1يرتكز على غ�شاء قاعدي يعمل على دعامة الن�سيج ويف�صله عن الطبقة التي تحته. -2خالياه مترا�صة بجوار بع�ضها والمادة بين الخلوية قليلة �أوتكاد تكون غير موجودة. -3يخلو من الأوعية الدموية. -4تت�صف بع�ض خالياه بوجود بع�ض الأهداب Ciliaعلى �أ�سطحها. -5له القدرة على االنق�سام لتعوي�ض الخاليا التالفة تعوي�ض ًا م�ستمر ًا ب�سبب تعر�ضها للتلف والفقدان. �أنواع الأن�سجة الطالئية :Types of Epithelia تق�سم الأن�سجة الطالئية تبعاً لتركيبها �أووظيفتها �أوعدد الطبقات ،ويمكن تق�سيمها �إلى نوعين رئي�سيين هما: -1الأن�سجة الطالئية الغطائية Covering Epithelia -2الأن�سجة الطالئية الغدية Glandular Epithelia
-1الأن�سجة الطالئية الغطائية Covering Epithelia
هي الأن�سجة التي تبطن وتغلف �أع�ضاء الج�سم المختلفة ،ويمكن تق�سيمها �إلى نوعين: �أ-الن�سيج الطالئي الب�سيط Simple Epithelium
يترك ��ب م ��ن �صف واحد من الخاليا.وينق�سم �إل ��ى عدة �أنواع تبع ًا ل�شكل و�أحج ��ام خالياه �شكل (،)1-1 �أنواع الن�سيج الطالئي الب�سيط : -1ن�س���يج طالئي ب�س���يط حر�شفي :Simple Squamous Epitheliumخالياه �سدا�سية �أوغير منتظمة ال�شكل ويوجد في الخاليا المبطنة للأوعية الدموية ومحفظة بومان في الكلية. -2ن�س���يج طالئ���ي ب�س���يط مكع���ب :Simple Cuboidal Epitheliumخالياه مكعب ��ة ال�شكل ويوجد في الغدد العرقية والغدد اللعابية. -3ن�س���يج طالئي ب�س���يط عمودي :Simple Columnar Epitheliumخالياه م�ستطيلة ال�شكل عمودية ويوجد هذا الن�سيج مبطن ًا لبع�ض قنوات الغدد والمعدة والأمعاء الدقيقة. -4ن�س���يج طالئي ب�س���يط عمودي مهدب :Ciliated Columnar Epitheliumخالياه م�ستطيلة ال�شكل عمودية تتميز ب�أن حوافها الحرة تحمل �أهداب ويوجد في بطانة الق�صبة الهوائية وقناة المبي�ض. -5ن�سيج طالئي عمودي طبقي كاذب :Pseudostratified Columnar Epitheliumن�سيج يتكون من �صف واحد من الخاليا ونجد �أن معظم الخاليا يمتد حتى ال�سطح الحر للغ�شاء ويت�ضح بالمجهر الإلكتروني �أن الخاليا
�أحياء ()2
3
الأن�سجة في الفقاريات
كله ��ا تالم�س الغ�ش ��اء القاعدي الموجود �أ�سفل الطالئية.ولأن �أنويتها تحتل م�ستوي ��ات مختلفة في الطالئية،ف�إنها تعط ��ي انطباع� � ًا كاذب ًا ب�أن الغ�شاء يتكون م ��ن �أكثر من طبقة واحدة من الخاليا.وقد تك ��ون الخاليا مهدبة �أوغير مهدبة.ويوجد هذا الن�سيج في التجويف الأنفي والغ�شاء المخاطي المبطن للق�صبة الهوائية.
ن�سيج حر�شفي ب�سيط
ن�سيج طبقي كاذب
ن�سيج مكعب ب�سيط
ن�سيج عمادي ب�سيط �شكل (� )1-1أنواع الن�سيج الطالئي الب�سيط
ن�شاط عملي الأن�سجة الطالئية العمودية الب�سيطة
الأدوات والمواد:
�شريحة جاهزة لمقطع عر�ضي من �أمعاء حيوان فقاري -مجهر مركب .
طريقة العمل:
-1ادر�س مقطع ًا عر�ضي ًا في �أمعاء حيوان فقاري ،والحظ وجود الثنيات الإ�صبعية العديدة (الخمالت). ِ درا�ستك على غطاء كل خملة ،وتبين �أنواع الخاليا. -2ركز • ما �شكل هذه الخاليا؟ • ما مو�ضع النواة في هذه الخاليا؟ • ار�سم �إحدى الخمالت مبينة عليها خاليا الن�سيج الطالئي العمودي الب�سيط.
4
�أحياء ()2
Ventebrates Tissues
ن�شاط عملي الأن�سجة الطالئية المكعبة الب�سيطة.
الأدوات والمواد:
�شريحة جاهزة لمقطع في الغدة الدرقية -مجهر مركب .
طريقة العمل:
-1افح� ��ص مقطع ًا في الغدة الدرقية ،والحظ وجود الحوي�صالت الدرقية(Thyroid
)Folli- clesالتي تُكون الجزء الأكبر من هذه الغدة. -2تفح�ص جدار كل حوي�صلة ،والحظ �أ�شكال الخاليا المكونة له. • ما �شكل هذه الخاليا؟ • ما �أو�ضاع النوى و�أحجامها فيها؟
ن�شاط عملي الن�سيج الطالئي الطبقي الكاذب.
الأدوات والمواد:
�شريحة جاهزة لمقطع عر�ضي في الق�صبة الهوائية للأرنب (�أو�أي حيوان ثديي �آخر)- مجهر مركب.
طريقة العمل:
-1افح�ص مقطع ًا عر�ضي ًا في الق�صبة الهوائية للأرنب (�أو�أي حيوان ثديي �آخر)،وركز على الطبقة الداخلية. -2ال حظ �أن هذه الطبقة مكونة من خاليا عمودية مهدبة ،تظهر وك�أنها طبقية ،في حين �أنها لي�ست كذلك.
�أحياء ()2
5
الأن�سجة في الفقاريات ب -الن�سيج الطالئي الطبقي Stratified Epithelium
ويتكون من خاليا طالئية مرتبة في �أكثر من طبقة واحدة بع�ضها فوق بع�ض كطبقة و�سطى وطبقة �سفلى تتك ��ون الأخي ��رة من خاليا عمادية �أومكعب ��ة ذات �أنوية كبيرة وهي �سريعة االنق�س ��ام ولذلك ت�سمى بالطبقة المولدة (طبقة ملبيجي).
�أنواع الن�سيج الطالئي الطبقي (�شكل :)2-1
-1ن�سيج طالئي طبقي حر�شفي :Stratified Squamous Epitheliumخالياه غير منتظمة ال�شكل، يوجد في تجويف الفم وب�شرة الجلد والمهبل ومناطق مختلفة من الج�سم. -2ن�سيج طالئي طبقي عمودي :Stratified Columnar Epitheliumخالياه م�ستطيلة ال�شكل ،يوجد في بطانة القناة البولية والحنجرة وملتحمة العين. -3ن�س���يج طالئي طبقي مكعب :Stratified Cuboidal Epitheliumخالياه مكعبة ال�شكل ،يوجد في قناة الغدة الدهنية وقناة الغدة العرقية. -4ن�س���يج طالئ���ي طبق���ي انتقال���ي :Transitional Epitheliumعبارة عن ن�سي ��ج خا�ص تتميز خالياه بمرونته ��ا ولها القدرة عل ��ى التغير ح�سب ال�ضغط الواقع عليها فتتقل�ص وتتم ��دد تبع ًا لذلك.ويوجد هذا الن�سيج ب�شكل خا�ص في بطانة المثانة البولية. �س�ؤال للتفكير ت�ستطيع الأن�سجة الطالئية الطبقية الح�صول على الغذاء بالرغم من عدم وجود الأوعية الدموية.كيف يتم ذلك؟ عمادي
حر�شفي
مكعب
انتقاىل مرتخي
انتقايل م�شدود �شكل (� )2-1أنواع الن�سيج الطالئي الطبقى
6
�أحياء ()2
Ventebrates Tissues
ن�شاط عملي
الأن�سجة الطالئية الحر�شفية الطبقية. الأدوات والمواد:
�شريحة جاهزة لمقطع عر�ضي من مريء حيوان ثديي كالأرنب -مجهر مركب.
طريقة العمل:
-1افح� ��ص مقطع� � ًا عر�ضي ًا في م ��ريء حيوان فق ��اري ثديي كالأرن ��ب ،والحظ الطبقة الداخلية. -2تبي ��ن �أن هذه الطبقة الم�سماة بالمخاطية تتركب من خاليا طالئية حر�شفية طبقية متعرجة داخل المريء. هل الخاليا في هذه الطبقات كلها لها ال�شكل نف�سه؟
ن�شاط عملي
الأن�سجة الطالئية االنتقالية الطبقية. الأدوات والمواد:
�شريحة جاهزة لمقطع عر�ضي من المثانة البولية لحيوان فقاري -مجهر مركب.
طريقة العمل:
-1ادر� ��س مقطع ًا عر�ضي ًا في المثانة البولية لحيوان فق ��اري (�ضفدع �أو�أرنب) وركز على الطبقة الداخلية المجاورة لتجويف المثانة. -2الح ��ظ بني ��ة هذه الطبقة �إنها مكونة من خاليا طالئية ممي ��زة تتخذ �أ�شكا ًال مكعبة في بع�ض الأمكنة و�أ�شكا ًال كالكمثري �أوالقبة في المناطق المتاخمة للتجويف. -3الحظ مو�ضع النواة في المنطقة الأخيرة.
�أحياء ()2
7
الأن�سجة في الفقاريات
-2الأن�سجة الطالئية الغدية :Glandular Epithelia الغ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ���دة :عبارة عن خلية �أومجموعة خاليا �إفرازية تكون ما ي�سمى بالن�سيج الغدي؛ و�إفرازات الغدد ذات فائدة للج�سم ت�ؤدي وظيفة حيوية للج�سم وتعمل على حفظ توازنه الف�سيولوجي ،وت�ستخل�ص الغدد عادة مكون ��ات المركب ��ات التي تفرزها من الدم ث ��م تدمجها معا وت�صبها مرة ثانية داخ ��ل الج�سم �أوخارجه لكن ب�صورة مفيدة يتمم بها الج�سم ن�شاطه و�أعماله الحيوية. وتق�سم الغدد بعدة طرق منها طريقة �إفراز المواد وعدد الخاليا انظر المخطط التالي: الغدد The Glands
-1الغدد القنوية (تخرج �إفرازها �إلى ال�سطح �إما مبا�شرة �أو عن طريق قناة) Exocrine glands
وحيدة الخلية Unicellular
توجد بين خاليا الن�سيج الطالئي المبطن للقناة اله�ضمية ووظيفته ��ا �إف ��راز م ��ادة مخاطي ��ة تعم ��ل على ترطي ��ب ال�سطح الداخلي لقناة اله�ضم.
ب�سيط ��ة simpleكم ��ا ف ��ي الغ ��دد العرقية وبع�ض غدد المعدة والغدد الدهنية في الجلد.
8
�أحياء ()2
-2الغدد غير القنوية (ال�صماء)
( Endocrine or ductless glandsتخرج �إفرازها �إلى الدم �أو للغدة مبا�شرة)مثل الكظر
عديدة الخاليا
Multicellular
مركب ��ة compoundكم ��ا في الغدة الدمعية والغدة اللعابية والبنكريا�س والغدد اللبنية والكبد.
Ventebrates Tissues
العالقة بين التركيب والوظيفة في الأن�سجة الطالئية: م ��ن درا�سة الن�سيج الطالئي يت�ضح لنا �أن التركي ��ب يرتبط �إرتباط ًا وثيق ًا بالوظيفة وهذه العالقة تت�ضح ف ��ي كل �أجزاء ج�سم الفرد .و�سنرى ذلك من خالل وظائف الأن�سجة الطالئية الآتية ومدى مالئمة التركيب للوظيفة في الأن�سجة الطالئية:
-1الحماية:
وتق ��وم بها الأن�سج ��ة الطالئية الطبقية التي تغطي ال�سطوح الخارجية للأع�ضاء مثل ب�شرة الجلد ،حيث تتكون ب�شرة الجلد من عدة طبقات خلوية وبذلك تقوم بحماية الج�سم ومنع فقد الماء ،كما تحمي الج�سم من �أثر الح�سا�سية و�آالم االحتكاك ،كما تكون هذه الخاليا خط دفاع قوي �ضد عبور المخلوقات الدقيقة ،.كما توجد طبقة مولدة (طبقة ملبيجي) تنق�سم با�ستمرار لتعوي�ض الخاليا التالفة نتيجة الم�ؤثرات الخارجية. �س�ؤال للتفكير ماذا تتوقع �أن يحدث لوكانت ب�شرة الجلد تتكون من طبقة طالئية واحدة فقط ؟
-2التر�شيح:
تق ��وم بهذه الوظيف ��ة الأن�سجة الطالئية الب�سيطة التي توجد في بطان ��ة الأوعية الدموية وبطانة محفظة بوم ��ان وبطان ��ة الحوي�صالت الهوائية في الرئتي ��ن ،ونرى مدى مالئمة التركي ��ب للوظيفة ،حيث تتكون من طبقة خلوية واحدة لي�سهل تر�شيح المواد خاللها.
-3اله�ضم واالمت�صا�ص:
�إن �إفراز �إنزيمات من غدد متخ�ص�صة للم�ساعدة في ه�ضم الطعام ،وكذلك امت�صا�ص الغذاء يتم عن طريق الطبقة الطالئية المبطنة للأمعاء الدقيقة التي تتكون من طبقة واحدة من خاليا عمادية ،ولها كفاءة عالي ��ة في امت�صا� ��ص العنا�صر الغذائية ،ومن حكمة اهلل �سبحانه وتعال ��ى �أن جعل لهذه الخاليا انحناءات لزيادة م�سطح االمت�صا�ص التي ت�سمى الخميالت الدقيقة Microvilliلزيادة كفاءة عملية االمت�صا�ص.
-4الحركة:
مثل حركة الأهداب الموجودة على �أ�سطح الخاليا المبطنة للق�صبة الهوائية حيث تدفع الأتربة والرمال والمواد ال�ضارة �إلى الخارج.وحركة الأهداب الموجودة على �أ�سطح الخاليا الطالئية المبطنة لقناة المبي�ض والتي ت�ساعد على تو�صيل الحيوان المنوي �إلى مكان الإخ�صاب حيث توجد البوي�ضة.
�أحياء ()2
9
الأن�سجة في الفقاريات
-5الإفراز الخارجي:
يف ��رز العرق مث ًال من الغ ��دد العرقية.كما تقوم الغدد الدهنية ب�إفراز ده ��ون ت�ساعد على ترطيب الجلد والمحافظة عليه لين ًا.
-6الإفراز الداخلي:
تق ��وم الخالي ��ا الطالئية المكونة للغدد ال�صم ��اء Endocrine glandsب�إفراز م ��واد كيميائية ع�ضوية ت�سم ��ى هرمونات Hormonesهذه الهرمونات ت�ؤدي في مجملها وظيفة هامه وهي المحافظة على االتزان الداخلي Homeostasisللج�سم.
ثاني ًا :الن�سيج ال�ضام :*Connective Tissue توجد الأن�سجة ال�ضامة منت�شرة في جميع �أنحاء الج�سم ،وتقوم هذه الأن�سجة بربط الأن�سجة الأخرى بع�ضها ون الهيكل الذي يدعم الج�سم ويحفظ له �شكله المميز ،ومن خ�صائ�صها ما يلي: ببع�ض وبالهيكل ،كما �أنها ُت ّك ُ -1خالياه قليلة ومتباعدة بع�ضها عن بع�ض. -2المادة بين الخلوية Matrixوفيرة وقد تكون �صلبة �أو�شبه �صلبة �أو�سائلة. -3تحتوي على �أنواع مختلفة من الخاليا (الليفية ،ال�صارية ،الآكلة ،الدهنية ،البالزمية ،حاملة الألوان). -4وجود الألياف (البي�ضاء وال�صفراء وال�شبكية ). -5تحتوي على �أوعية دموية.
�أنواع الخاليا التي توجد في الن�سيج ال�ضام: �أ-الخاليا الأكولة (ملتهمة) :Macrophagesوهي خاليا كبيرة الحجم لها القدرة على الحركة ذات
�أنويه بي�ضوية �شكلها �أميبي وتعمل على وقاية الن�سيج من الأمرا�ض ب�إذن اهلل وذلك بمهاجمة المواد الغريبة في الن�سيج والتهامها وه�ضمها. ب-الخالي���ا الليفي���ة :Fibrocytesوه ��ي �أكث ��ر الخاليا انت�ش ��ار ًا في الن�سيج ال�ضام.وه ��ي خاليا كبيرة الحج ��م تت ��راوح ما بين �شكل مغزل ��ي �أوخاليا متفرعة ذات �أنويه كبيرة ن�سبي ًا وكمي ��ة قليلة من ال�سيتوبالزم وتعمل على �إفراز الألياف التي تك�سب الن�سيج المرونة وقوة تحمل ال�شد وال�ضغط. جـ-خاليا حاملة الألوان :Chromatophoresوهي خاليا نجمية ال�شكل توجد في مناطق مختلفة في ج�سم الإن�سان وتكثر في �أدمة الجلد والعين .وتقوم ب�إنتاج الأ�صباغ مثل� :صبغة الميالنين. *Connect
10
�أحياء ()2
تعني يربط ومن هنا كانت الت�سمية تدل على الوظيفة.
Ventebrates Tissues
د-خالي���ا دهني���ة :Fat Cellsوهي خاليا كبي ��رة الحجم كروية ال�شكل فيها فج ��وة كبيرة مملوءة بالمواد الدهنية وتبدوالأنوية طرفية ؛وتوجد الخاليا �إما فرادى �أوفي كتل �أومجموعات ،ومن �أمثلتها الخاليا الدهنية الموجودة تحت الجلد.وفي محجر العين والم�سا ريقا ،وحول الكليتين .ومن وظائفها: -1ح�شوالفراغات حول الأع�ضاء لتثبيتها ميكانيكي ًا ،وامت�صا�ص ال�صدمات. -2اختزان الطاقة. -3تنظيم الحرارة. ه���ـ الخالي���ا البالزمي���ة :Plasma cellsوه ��ي خاليا �صغيرة الحج ��م كروية ال�شكل ،يوج ��د منها �أنواع مختلفة في الن�سيج ال�ضام .وتقوم ب�إنتاج الأج�سام الم�ضادة. و -الخاليا ال�صارية :Mast Cellsوهي خاليا توجد على طول الأوعية الدموية وهي كبيرة الحجم غير منتظمة ذات �أنوية �صغيرة الحجم وتفرز مادة الهيبارين Heparinالذي يمنع تخثر الدم .تفرز اله�ستامين Histamineوهومو�سع للأوعية الدموية. �أما �ألياف الن�سيج ال�ضام فت�شمل على الأنواع التالية:
�أنواع الألياف �أ -الألياف البي�ضاء White (Collagenous) Fibers
ب -الألياف ال�صفراء Yellow (Elastic) Fibers
جـ -الألياف ال�شبكية Reticular Fibers
خ�صائ�صهــــا ه ��ي �أكثر الألي ��اف انت�شار ًا وهي كبيرة غير ملونة توجد على �ش ��كل حزم متعرجة وتتقاطع لكنها ال تت�صل ببع�ضها �أبد ًا ،وتكت�سب قوتها من مادة بروتينية ت�سمى كوالجين Collagen وتوجد في الأوتار والأربطة. توج ��د ب�شكل منف ��رد في خطوط م�ستقيمة متفرع ��ة غير متموجة كالألي ��اف البي�ضاء وهي �صف ��راء اللون تتفرع وتت�شابك مع بع�ضها البع� ��ض ،وتكت�سب مرونتها من مادة االيال�ستين ، Elastineوتوجد في الأماكن التي تحتاج مرونة كبيرة مثل الرئتين وال�شرايين. ه ��ي �ألي ��اف رفيعة ج ��د ًا وناعم ��ة غي ��ر مرنة،ت�شبه الألي ��اف البي�ض ��اء من حي ��ث تركيبها الكيماوي،وتتمي ��ز ب�أنها تتفرع وتت�شابك لتكون �شبك ��ة رفيعة كما في الكبد والطحال ونخاع العظام ،؛وهي قليلة االنت�شار متناثرة في الن�سيج ال�ضام.
�أحياء ()2
11
الأن�سجة في الفقاريات
ويعتمد ت�صنيف الأن�سجة ال�ضامة على نوع المادة الخاللية و�صالبتها وكميتها ،كما يلي: �أنواع الأن�سجة ال�ضامة
الن�سيج ال�ضام الأ�صلي
Connective Tissue Proper
الن�سيج ال�ضام الهيكلي
Skeletal Connective Tissue
�أو ًال :الن�سيج ال�ضام الأ�صلي: يقوم بوظيفة الربط بين الأن�س���جة والأع�ض���اء المختلفة في الج�س���م ،وتبعاً لنوع الخاليا والألياف الموجودة فيه ،يمكن تق�سيمه �إلى �ستة �أنواع هي: -1الن�سيج ال�ضام الخاللي (الفجوي) :Areolar Loose C.T يتميز ه ��ذا الن�سيج بالإ�ضافة �ألياف �شبكية �إلى وجود الألياف والخاليا ال�سابق خلية دم بي�ضاء متعادلة ذكرها بوج ��ود فجوات كثيرة بين الخاليا ،وه ��ذا مايك�سب ��ه مرونة �ألياف بي�ضاء ليف عالي ��ة تنا�سب وظيفت ��ه ،ف�إذا وقع علي ��ة �ضغ ��ط م ��ن م�ؤث ��ر خارجي ع�ضلة ف�إن ��ه يعود �إل ��ى حالت ��ه الطبيعية بع ��د زوال ال�ضغ ��ط الواقع عليه � ،شعرية دموية يوج ��د ه ��ذا الن�سيج تح ��ت الجلد �ألياف �صفراء في منطقة الأدمة وبين الع�ضالت املادة اخلاللية وفي الم�ساريقا� .شكل (.)3-1 خلية �صارية
خاليا دهنية
خلية بلعمية (�أكولة)
خلية دم بي�ضاء
خلية بليفية خلية بلزمية
خاليا ليفية
�شكل ( )3-1الن�سيج ال�ضام اخلاليل (الفجوي).
12
�أحياء ()2
Ventebrates Tissues
-2الن�سيج ال�ضام الليفي :Fibrous Connective Tissue يتمي ��ز ه ��ذا النوع من الأن�سجة ال�ضامة بكثرة الألياف البي�ضاء تح�ص ��ر بينها �صفوف ًا طويلة من الخاليا المولدة للألياف الم�سطحة �شكل( )4-1كما في الأوتار Tendonsوالأربطة .Ligaments
�شكل( )4-1الن�سيج ال�ضام الليفي
-3الن�سيج ال�ضام المرن :Elastic Connective Tissue يتمي ��ز بوفرة الألياف ال�صفراء حيث تكون مرتبة ب�شكل معين وتقع الخاليا المولدة للألياف بين �شبكة الألياف الحبال ال�صوتية وجدران ال�شرايين وكذلك يربط الع�ضالت ببع�ضها في الج�سم�.شكل(.)5 -1
�شكل( )5-1الن�سيج ال�ضام املرن
�أحياء ()2
13
الأن�سجة في الفقاريات
ن�شاط عملي
الأن�سجة ال�ضامة الأ�صيلة: الأدوات والمواد:
ـ �شريح ��ة جاه ��زة لمقط ��ع عر�ضي في جل ��د حي ��وان فقاري�-.شريحة جاه ��زة لن�سيج دهني -.مجهر مركب.
طريقة العمل:
-1افح� ��ص �شريحة جاه ��زة لمقطع عر�ضي في جلد حيوان فق ��اري تحت المجهر ،وركز درا�ست ��ك على الطبق ��ة التي تقع تح ��ت طبقة الأدمة.الح ��ظ وجود الألي ��اف والخاليا والمادة الخاللية (البينية). -2تبين �أن الألياف يمكن �أن تكون كثيرة ومت�شابكة �،أوقليلة و�سميكة. ـ ماذا ت�سمى الألياف من النوع الأول؟ ـ ماذا ت�سمى الألياف من النوع الثاني؟ -3ركز درا�ستك الآن على �أنواع الخاليا الموجودة في هذا الن�سيج. الحظ �أن بع�ض هذه الخاليا غنية بالحبيبات ال�سيتوبالزمية. ـ ماذا تُ�سمى هذه الخاليا؟وما وظيفتها؟ والحظ �أي�ض ًا وجود خاليا �أخرى ذات نوى كبيرة و�سيتوبالزم �صاف ذات �شكل نجمي. ـ ماذا ت�سمى هذه الخاليا وماذا تفرز؟ -4الحظ طبيعة المادة الخاللية لهذا الن�سيج: ـ هل لها �شكل معين؟ وهل هي متجان�سة و�صافية؟ -5لر�ؤي ��ة الخاليا الدهنية في الن�سيج ال�ضام ،ادر�س ع ٌينة من ن�سيج دهني �،أوالحظ هذه الخاليا تحت �أدمة الجلد. -4الن�س���يج ال�ضام ال�ش���بكي Reticular Connective :Tissue
تكون �ألياف هذا الن�سيج مت�شابكة حيث ير�سل الليف الواحد عددا م ��ن الفروع الجانبي ��ة التي ترتبط م ��ع بع�ضها وتح�ص ��ر بينها خاليا لمفاوية �شكل( )6-1ويوجد في الطحال والكبد والعقد اللمفاوية.
14
�أحياء ()2
�شكل ( )6-1الن�سيج ال�ضام ال�شبكي
Ventebrates Tissues
-5الن�سيج ال�ضام الدهني :Adipose Connective Tissue
تتخ�ص� ��ص خالي ��ا ه ��ذا الن�سي ��ج لخ ��زن الده ��ون ويك ��ون ال�سيتوبالزم ف ��ي الخلية البالغة مليئ ًا بالم ��ادة الدهنية وت�ستقر الن ��واة نتيج ��ة لذل ��ك ف ��ي �أح ��د �أط ��راف الخلية ق ��رب الغالف الخارج ��ي �ش ��كل ( )7-1ويوج ��د تح ��ت الجل ��د ويحي ��ط ببع�ض الأع�ضاء كالكليتي ��ن ومحجر العين ويم�ل��أ الفراغات الموجودة بين �أع�ضاء الج�سم (الأح�شاء).
�شكل ( )7-1الن�سيج ال�ضام الدهني
تكث ��ر كمية الن�سيج الدهني في الفرد البدين.وغالب ًا ما تتر�سب الدهون في الأرداف، والأفخ ��اذ والبطن وعملية التخ�سي� ��س �أو�إنقا�ص وزن الج�سم هي عب ��ارة عن التخل�ص من هذه الدهون �سواء عن طريق �إنقا�ص كمية الغذاء الم�أكول �أوعن طريق بذل المجهود �أثناء التمارين الريا�ضية �أوعن طريق �شفط الدهون Liposuctionويعتبر هذا حل ن�سبي لكن له مخاطره وقد تكون هذه المخاطر �ضارة بدرجة كبيرة ،لذا ال ين�صح با�ستخدامه.
-6الن�سيج ال�ضام المخاطي :Mucus Connective Tissue
يتمي ��ز ب�أن �أليافه وخالياه قليلة العدد؛ منغم�سة في مادة خاللية �شبه �سائلة جيالتينية ويوجد في الحبل ال�سري لأجنة الحيوانات الثديية.
الأغ�شية الم�صلية :Serous Membranes
تجاوي ��ف الج�س ��م المغلق ��ة تبطنها الأغ�شية الم�صلي ��ة بينما التجاوي ��ف ذات المنافذ �إلى الخ ��ارج تبطنه ��ا الأغ�شي ��ة المخاطية.ت�شم ��ل الأغ�شية الم�صلي ��ة البريتون (الغ�ش ��اء الم�صلي المبطن لج ��در تجويف البطن) والبل ��ورا والتامور وغاللة الخ�صية المغم ��دة وتت�ألف الأغ�شية الم�صلية من طبقتين هما الطبقة الجدارية والطبقة الح�شوية من �أمثلتها م�ساريقا الأمعاء.
�أحياء ()2
15
الأن�سجة في الفقاريات
ثاني ًا :الن�سيج ال�ضام الهيكلي: يك ��ون هذا الن�سيج الهيكل الداخلي لج�س ��م الإن�سان والحيوانات الفقارية الأخ ��رى .وتختلف المادة بين الخلوي ��ة ح�سب نوع الن�سيج فهي �إما �أن تكون �صلبة كالعظام �أون�صف �صلبة كالغ�ضاريف.ويمتاز هذا الن�سيج ع ��ن الأن�سج ��ة الرئي�سة الأخرى بقدرته عل ��ى االنق�سام ال�سريع ويظهر هذا جيد ًا عن ��د ك�سر العظام و�سهولة التئامه ��ا وتكون ن�سيج جدي ��د عند مو�ضع الك�سر ،ووظيفت ��ه الرئي�سة هو دعامة الج�سم ،وبن���ا ًء على طبيعة المادة الخاللية يمكن تق�سيمه �إلى نوعين هما: -1الغ�ضروف Cartilage
-2العظم Bone
و�سنتناول كل منهما بقليل من التف�صيل فيما يلي: -1الغ�ضروف Cartilage
ن�سي ��ج �شب ��ه �صلب ن�صف �شفاف �أقل �صالبة من العظم ،وعلى ق ��در من المرونة لدرجة االنثناء وي�شكل الج ��زء الأكبر من هيكل جني ��ن الفقاريات كما يكون الهيكل الكامل لبع�ض الحيوانات كالأ�سماك الغ�ضروفية (�سم ��ك القر� ��ش) �أما في الحيوانات التامة النم ��و فيقت�صر وجوده على �أماكن معينة ف ��ي الج�سم ،ويتركب الغ�ضروف من خاليا غ�ضروفية Chondrocytesتنتظم في مجموعات ثنائية �أو�أكثر فتعطي بذلك ن�سيج ًا �أكث ��ر تما�س ��ك ًا �إذ �إن الخالي ��ا الناتجة تظ ��ل مال�صقة للخاليا الأولي ��ة المنق�سمة ،وتحيط ب ��كل خلية �أو�أكثر محفظ ��ة تظهر الخلية الغ�ضروفية �أومجموعة الخاليا �سابحة فيها ،ويف�صل الخاليا بع�ضها عن بع�ض مادة خاللية بروتينية ت�سمى الغ�ضروفين Chondrinويحيط بالغ�ضروف من الخارج غ�شاء ليفي ي�سمى الغالف الغ�ضروفي Perichondriumمزود ًا بالأوعية الدموية والأع�صاب حيث ي�ستمد منها الغ�ضروف غذاءه.
�إن �إ�صابة غ�ضروف في مف�صل يحتاج لعدة �سنوات لإ�صالحه ابحث في ال�سبب وراء ذلك.
16
�أحياء ()2
Ventebrates Tissues
�أق�سام الغ�ضاريف تُق�سم الغ�ضاريف ح�سب تركيبها �إلى ثالثة �أنواع هي: �أق�سام الغ�ضاريف
�أ)-الغ�ضروف الزجاجي Hyaline
ب)-الغ�ضروف الليفي
Fibro-
جـ) -الغ�ضروف المرن
Elastic
Cartilage
Cartilage
Cartilage
الم ��ادة الخاللي ��ة في ��ه رائق ��ة ال تحتوي عل ��ى �أي ��ة �ألياف.ويوج ��د ه ��ذا الن ��وع م ��ن الغ�ضاريف ف ��ي الق�صب ��ة الهوائية والغ�ض ��روف ال�سيفي ال ��ذي يكون جزء ًا من الق�ص وعند نهايات العظام الطويلة وهويحم ��ي العظ ��ام الطويلة م ��ن الت�آكل بفع ��ل االحتكاك،كم ��ا يك ��ون الهي ��كل الجنيني الذي يحل محله الهيكل العظمي في المخلوق البالغ �شكل (.)8-1
ويتميز بوجود ح ��زم من الألياف البي�ضاء ف ��ي مادت ��ه الخاللية ،ويخلوم ��ن الغالف الغ�ضروفي ،ويوج ��د �أ�سا�س ًا في الأقرا�ص الغ�ضروفية بين الفقرات �شكل (.)9-1
تع ��زى مرونت ��ه �إل ��ى وج ��ود العدي ��د من الألي ��اف ال�صف ��راء المرن ��ة ف ��ي مادته الخاللي ��ة ،ويوج ��د ف ��ي �صي ��وان الأذن والحاج ��ز الأنف ��ي ول�س ��ان المزم ��ار �شكل(.)10-1
�شكل ( )8 – 1الغ�ضروف الزجاجي.
�شكل ( )9 – 1الغ�ضروف الليفي.
�شكل ( )10 -1الغ�ضروف املرن.
�أحياء ()2
17
الأن�سجة في الفقاريات
ن�شاط عملي
الغ�ض ــروف: الأدوات والمواد:
�شريح ��ة جاهزة لمقط ��ع عر�ضي في الق�صبة الهوائية للأرن ��ب �أو�شريحة جاهزة تبين نوع ًا من الغ�ضروف -مجهر مركب.
طريقة العمل:
-1افح� ��ص مقطع ًا عر�ضي� � ًا للق�صبة الهوائية في الأرنب ،ورك ��ز اهتمامك على المنطقة الو�سطى لهذا المقطع. -2الحظ �أن المادة الخاللية في هذه المنطقة �صافية ،وال يوجد فيها �ألياف. ـ بنا ًء على هذه المالحظة ،كيف ت�صنف هذا النوع من الغ�ضروف؟ -3تبين الخاليا الغ�ضروفية ،والحظ �أنها يمكن �أن تكون موجودة فُرادى �أوفي مجموعات (مكونة من اثنين �أو�أربع خاليا) داخل محافظ. -4ركز اهتمامك الآن على حافة الغ�ضروف. ـ ماذا ت�سمى هذه الحافة؟ وما مكوناتها؟
مرحلة ال�شيخوخة:
قال تعالى: تح ��دث �أثناء ال�شيخوخة تغيرات �ضمورية ف ��ي الغ�ضاريف خ�صو�ص َا في الغ�ضاريف الكبيرة ،وال�سبب المرجح لحدوثها هونق�ص الغذاء الذي ي�صل �إلى الخاليا. ت�شم ��ل هذه التغيرات نق�ص ًا في كمية الو�س ��ادة بين الخاليا ونق�ص ًا في كمية ما بها م ��ن ماء .كثير ًا ما يحدث تكل�س في م�ساحات متفرقة من الغ�ضاريف الزجاجية فقط ، و�أول مكان تتر�سب فيه �أمالح الكال�سيوم هو حول الخاليا ،وينتج عن �ضمور الغ�ضاريف بي ��ن الفق ��رات نق�ص الم�سافة بي ��ن كل فقرتين؛ مما ي�ؤدي �إلى نق� ��ص طول الج�سم في الرج ��ال عند �سن الأربعين بحوالي (� )0.3سم ،وعن ��د �سن ال�سبعين يكون الج�سم قد نق�ص طوله بحوالي (� )2.5سم في الرجال و(� )5سم في الن�ساء. ي�س68 :
18
�أحياء ()2
Ventebrates Tissues
-1الحاجز المنحرف في الأنف:
يتك ��ون الحاج ��ز الأنفي من غ�ض ��روف مرن قد يلت ��وي �إث ��ر �إ�صابة �أويك ��ون ملتوي ًا منذ ال ��والدة ب�سب غ�ض ��روف زائ ��د�.إذا كان الحاج ��ز الأنف ��ي �شدي ��د االلتواء ،ي�ضيق ممر الهواء في �أحد الجانبين فيحدث احلاجز الأنفي املنحرف. �صعوبة ب�سيطة في التنف�س ،وفي بع�ض الأحيان يكون عائق� � ًا الن�سياب الهواء عبر هذا الممر ال�ضيق.يحدث الت�ش ��وه الكبير للحاجز عادة نتيجة الإ�صاب ��ة ،ويبدوالأنف غالب ًا م�ستقيم ًا تمام ًا.وال يوجد �أعرا�ض بارزة لهذه الحالة با�ستثناء ال�صعوب ��ة الب�سيط ��ة في التنف�س ،وق ��د ت�ؤدي ب�صورة ن ��ادرة �إلى ازدياد احتم ��ال الإ�صابة بالتهاب الجيوب.
العالج:
يمكن تقويم الحاجز الزائد ب�سهولة بعملية جراحية في حالة �سبب االنحراف �أعرا�ض ًا مزعج ��ة .ويعت ��اد معظم الأ�شخا� ��ص الم�صابين بانح ��راف الحاجز عل ��ى التكيف مع هذه الحالة �أومع �أية �أعرا�ض ثانوية قد تنتج عنها.
-2العقد:
�إنها انتفاخات تحدث تحت الجلد،وغالب ًا في المع�صم�،أوال�سطح العل ��وي للقدم.تن�ش�أ العقدة عندما تتجمع ل�سبب ما ،كمية �صغيرة م ��ن مادة �شبيهة بالـ ُهالم في غالف مف�صل �أوغالف وتر فتحدث انتفاخ ًا نحوالخارج .تختلف �أحجام ال ُعقد ولكنها تكون دائم ًا كت ًال �صغي ��رة اليزيد حجمها عن حجم حب ��ة الفول،وقد تكون لينة عند لم�سها �أوقد تكون �صلبة،كما �أنها غير م�ؤلمة عادة �أوت�سبب �إزعاج ًا طفيف ًا.
العقــــد
العالج:
ق ��د ي�ستطيع الطبي ��ب تفجير العقدة بال�ضغ ��ط عليها ب�إ�صبعه ،كم ��ا �أن ب�إمكانه قطع ال ُعقد الناتئة �أوالمزعجة ،ولكن بما �أنها تعاود الظهور في بع�ض الأحيان وتختفي غالب ًا من تلقاء ذاتها فال ُين�صح �إال نادر ًا ب�إجراء عملية جراحية لإزالتها.
�أحياء ()2
19
الأن�سجة في الفقاريات
الغ�ضروف الممزق �أوالمت�ضرر:
توجد داخل مف�صل الركبة قطعت ��ان غ�ضروفيتان لكل منهما �ش ��كل هالل ت�سمى الهاللتين menisciو�إذا لوت ال�ساق بطريقة خاطئ ��ة عل ��ى ركبة منحني ��ة فقد ي� ��ؤدي ذلك �إلى تم ��زق الهاللة �أوت�ضررها .من م�صادر التعلم �أبحث عن �أعرا�ض وطرق معالجة هذه الحالة. -2العظم Bone
ن�سي ��ج �صلب يكون الهيكل العظم ��ي للفقاريات.وال تكون العظام عند تكوينها بتل ��ك ال�صالبة،وتن�ش�أ في الأجنة عن طريقين،فهي �إما �أن ت�سبقها غ�ضاريف وتحل محلها العظام،وت�سمى العظام الغ�ضروفية و�إما �أن تك ��ون العظام في �أغ�شية وت�سمى العظ ��ام الغ�شائية�،أوالكل�سية.وتعزى �صالبة العظ ��م لتر�سب �أمالح معدنية �ضم ��ن الم ��ادة الع�ضوي ��ة التي تحوي الم ��اء �أي�ضا ال ��ذي تختلف كميته بالن�سب ��ة لحالة العظ ��م ت�شكل المادة الالع�ضوية %65من العظم،وتت�ألف الأمالح المعدنية للعظم من مركب معقد لكربونات وفو�سفات الكال�سيوم وت�ش ��كل الم ��ادة الع�ضوية حوالي %35م ��ن العظم.وتت�ألف من مادة بروتينية ت�سم ��ى كوالجين العظم Bone � Collagenأوالعظمي ��ن (الأو�سيي ��ن) Osseinوهي مادة جيالتينية ناعمة�.إن الأمالح المعدنية مع المادة البينية الع�ضوية التي تتر�سب فيها الأمالح ت�شكل المادة بين الخلوية للعظم. ن�شاط عملي
عملي�:صالبة العظم: الأدوات والمواد:
عظ ��م دجاجة – حم�ض الهيدروكلوري ��ك– ك�أ�س � -أنبوب زجاجي – ميزان – لهب– ماء.
طريقة العمل:
-1خذ عظم دجاجة ذبحت حديث ًا ونظفه من اللحم.
20
�أحياء ()2
Co2
-Hcl
Ventebrates Tissues
-2زن العظم ،ثم �ضعه في كمية كافية من حم�ض الهيدروكلوريك. -3وفي اليوم التالي جفف العظم ،ماذا تالحظ؟ -4زن العظم ثانية والحظ �أنه قد فقد ثلثي وزنه تقريب ًا .لماذا؟ يبين التحليل الكيميائي: �أن الم ��واد الت ��ي ذاب ��ت ف ��ي حم� ��ض Hclه ��ي �أم�ل�اح الكال�سي ��وم وبخا�ص ��ة فو�سفاتالكال�سيوم. �أن الم ��واد التي لم تذب هي مواد ع�ضوية ت�سم ��ى العظمين والتي من �صفاتها �أنها تتحول�إلى جيالتين �إذا غليت بالماء مدة ن�صف �ساعة.ويمكن �إجراء تجربة �أخرى: فب ��د ًال من و�ضع عظم الدجاجة في حم�ض الهيدروكلوريك يمكن حرق العظم على لهب الغ ��از .عندها �ستحترق المادة الع�ضوية وتبقى الأمالح المعدنية ،وي�ستمر العظم محافظ ًا على �شكله �سيكون ه�ش ًا ي�سهل تفتيته.
�أنواع الن�سيج العظمي: -1الن�سيج العظمي الأ�سفنجي : Cancellous (Spongy) Bone
يوجد في نهايات العظام الطويلة والعظام المنب�سطة كالجمجمة ولوح الكتف ،حيث يكون في الجزء الأمامي فيه ��ا فراغات ممل ��وءة بالهواء ت�سم ��ى الجيوب ويحتوي على فراغ ��ات وا�سعة تعتر�ضها حواجز عظمية مت�شابكة م ��ن �أحج ��ام و�أ�ش ��كال مختلفة،تك�سب العظ ��م المناعة والقوة ومقاومة التغيرات �شكل (.)11 -1
-2الن�سيج العظمي الكثيف :Compact Bone
فجوات نخاعية بها نخاع حواجز عظمية
�شكل ( )11 - 1الن�سيج العظمي الأ�سفنجي.
يوج ��د ف ��ي الأجزاء الخارجية من العظام وبخا�ص ��ة في العظام (الطويلة) .ويبدو ف ��ي القطاع العر�ضي تح ��ت المجهر مكون ًا من تراكيب دائرية تعرف ب�أجهزة هافر�س . Haversian Systemsويتكون كل جهاز من قناة هافر�س Canal Haversianوهي قناة و�سطية تحيط بها �صفائح رقيقة مركزية من مادة عظمية تع ��رف بال�صفائ ��ح العظمية ، Bone Lamellaeوتنتظم الخاليا العظمية oscoblastsالتي تكون العظم بي ��ن هذه ال�صفائ ��ح وداخل فجوات مغزلية تع ��رف بالمحافظ lacunaeوتت�صل الخالي ��ا العظمية بع�ضها
�أحياء ()2
21
الأن�سجة في الفقاريات
ببع� ��ض عن طريق العديد م ��ن الزوائد الرفيعة المت�شابكة التي تجرى داخل حي ��زات �ضيقة تعرف بالقنيات . canalic uliوي�ساع ��د ه ��ذا النظ ��ام على انتقال المواد الغذائية من قن ��وات هافر�س التي تجرى بداخلها ال�شعيرات الدموية وتحتوي على �أع�صاب وتت�صل قنوات هافر�س فيما بينها بوا�سطة �أفرع م�ستعر�ضة مائلة. تع ��رف بقن ��اة فولكم ��ان Volk Mann,s Canalوتظهر بي ��ن �أجهزة هافر�س المتج ��اورة بع�ض ال�صفائح العظمية والخاليا العظمية التي تنتظم حول قنوات هافر�س وتكون ما يعرف بالأجهزة الالهافر�سية Non- � Haversian Systemsشكل (.) 12 - 1
قناة هافـــــــــــر�س
جهاز الهافر�س
قنيــــــــــــــــات
قناة هاف ـ ـ ــر�س
�صفائح عظميــــــة محفظة عظمية
ق.ع .فى العظم الكثيف قناة فولكمان
ق.ط .فى العظم الكثيف
زوائد بروتوبالزمية
خلية عظمية
�شكل ( )12 - 1قطاع عر�ضي في عظم كثيف.
22
�أحياء ()2
نواة
Ventebrates Tissues
ن�شاط عملي
درا�سة قطاع في العظم: الأدوات والمواد:
�شريحة جاهزة لمقطع عر�ضي في عظم كثيف -مجهر مركب.
طريقة العمل:
-1ادر�س �شريحة لقطاع عر�ضي من عظم كثيف ،والحظ فيه مجموعات م�ستديرة. -2افح�ص �إحدى هذه المجموعات تحت قوة التكبير العظمي ،وتبين وجود قناة في الو�سط. -3الحظ �أن هذه القناة محاطة بحلقات مكونة من خاليا عظمية موجودة داخل محافظ. • هل تت�صل هذه المحافظ في حلقات كل مجموعة مع بع�ضها؟ • ماذا ت�سمى و�سائل االت�صال هذه؟ وما فائدتها؟ • عند فح�صك مقطع العظم هذا،هل تالحظ �أن الأقنية الو�سطية في هذه المجموعات مت�صلة مع بع�ضها؟ • ماذا ت�سمى و�سائل االت�صال هذه؟ وما فوائدها؟ -4رك ��ز اهتمام ��ك الآن على المناط ��ق العظمية الموج ��ودة بين المجموع ��ات الم�ستديرة (مجموعات هافر�س). • هل تحتوي هذه المناطق على �أقنية و�سطية؟ • ما النوع الآخر من العظم؟ و�أين تجده؟ وكيف يختلف هذا النوع عن العظم الكثيف؟
�إبهام القدم الأروح :HalluxValgus
يع ��رف هذا الت�شوة ب�إبهام الق ��دم الأروح وهي حالة م�ؤلم ��ة ت�صيب الجن�سي ��ن مع ًا ،لكنها �أكث ��ر �شيوع ًا بين الن�س ��اء ويمك ��ن �أن تن�ش�أ ع ��ن لب�س �أحذي ��ة رفيعة وذات كعب عالٍ .ابحث عن �أ�سباب وعالج هذه الحالة.
�أحياء ()2
23
الأن�سجة في الفقاريات
تركيب العظم الطويل:
الحظ �أن العظم الطوي ��ل �شكل( )13-1يت�ألف من ج ��زء رئي�سي ي�سم ��ى �ساق العظ ��م Diaphysisينتهي طرفاه بانتفاخين ،ي�سمى كالهما كردو�س ،Epiphysis يحاط كل كردو�س بن�سيج غ�ضروفي يف�صل بين العظام المتج ��اورة؛ لت�سهيل حركتها وحمايته ��ا من االحتكاك ببع�ضه ��ا .الحظ �أن العظم الطوي ��ل يحاط من الخارج بغ�شاء من ن�سيج �ضام ليفي ي�سمى ال�سمحاق الخارجي ،Periosteumويبطن تجويفه بغ�شاء ي�سمى ال�سمحاق الداخل ��ي .Endosteumالح ��ظ �أن تجوي ��ف العظ ��م يمتل ��ئ بنخاع �أ�صف ��ر Yellow Marrowيحتوي على خالي ��ا دهنية و�أوعية دموية و�أع�ص ��اب ،و�أن الكردو�س يتك ��ون من عظم �إ�سفنجي محاط بعظم كثيف ،وتمتلئ فجوات العظم الأ�سفنجي بنخاع �أحمر،Red Marrow وهوم�صدر تكوي ��ن خاليا الدم الحمراء ،وبع�ض خاليا الدم البي�ضاء.
نخاع �أحمر في العظم الأ�سفنجي �سمحاق خارجي نخاع �أ�صفر
�ساق العظم
وعاء دموي
عظم كثيف
كردو�س
غ�ضروف مف�صلي
�شكل ( )13 - 1تركيب العظم الطويل (عظم الفخذ).
ثالثا:الن�سيج ال�ضام الوعائي (الدم) Vascular Connective Tissue
:Blood
يعتب ��ر بع�ض العلماء الن�سيج الوعائي نوع ًا من الأن�سجة ال�ضامة ،والبع�ض الآخر ي�صنفه كن�سيج م�ستقل بذات ��ه ،ويمكن ��ك من خ�ل�ال التعرف على الفروق ��ات بين الن�سيج الوعائ ��ي وبقية الأن�سج ��ة ال�ضامة تحديد االختالف بين وجهتي النظر ال�سابقتين. و�أبرز مايميز الن�سيج الوعائي عن الأن�سجة ال�ضامة مايلي: -1مادته الخاللية �سائلة. -2التحتوي المادة الخاللية على �ألياف في حالتها الطبيعية. �س�ؤال للتفكير حدد الحالة التي تحتوي فيها البالزما على �ألياف . ِّ
24
�أحياء ()2
Ventebrates Tissues
ويق�سم الن�سيج الوعائي �إلى نوعين هما: -1الدم Blood
-1الدم ()Blood
-2اللمف Lymph
�سائل البالزما
عب ��ارة ع ��ن �سائ ��ل ينتقل داخ ��ل الأوعية الدموي ��ة ويتكون الدم (�ش ��كل )14-1في الثديي ��ات من خاليا حمراء وبي�ضاء و�صفائح دموية ،مغمورة في البالزما التي تمثل المادة الخاللية وهي عبارة عن �سائل ي�شكل %55م ��ن ال ��دم وتتكون من ماء بن�سب ��ة %90ومواد �أخرى بن�سبة ( %10ايونات الأم�ل�اح المعدنية وبروتينات وكربوهيدرات ودهون وفيتامينات وبع�ض الغازات المذابة مثل ثاني �أك�سيد الكربون). وخالي ��ا ال ��دم الحم ��راء Red Blood Cellsف ��ي الإن�س ��ان والفقاري ��ات الأخ ��رى تحت ��وي �صبغ ��ة الهيموجلوبي ��ن ،Hemoglobinالذي يتحد ب�سهولة وعك�سي ًا مع الأك�سجين .ويتحد الأك�سجين مع الهيموجلوبين ليكون اك�سهيموجلوبين، وينتقل �إلى خاليا الج�سم بو�ساطة خاليا الدم الحمراء .وهي في معظم الثدييات م�سطحة مقعرة الوجهين ،قر�صية ال�شكل وال يوج ��د فيه ��ا نواة �أم ��ا خاليا خاليا دم حمراء ال ��دم الحم ��راء ف ��ي الفقاري ��ات خلية بي�ضاء متعادلة خلية بي�ضاء قاعدية الأخ ��رى فبي�ضاوية ولها نواة م ّثل لذلك .وفي عدد م ��ن الحيوانات خلية بي�ضاء حام�ضية الالفقاري ��ة ال توج ��د ال�صبغ ��ات التي تحم ��ل الأك�سجين في داخل خاليا الخلية لكنها تذوب في البالزما، ليمفية وتلونها بالل ��ون الأحمر�،أوالأزرق. ويحتوي دم الإن�سان خم�سة �أنواع من الخاليا الدموية البي�ضاء ،كل خلية ت�ستقل بحجم و�شكل وتركيب خلية بي�ضاء وحيدة �صفائح دموية ووظائف محددة.ويتحرك حركة �شكل ( )14 -1مكونات الدم. �أميبي ��ة وتنـزل ��ق خ�ل�ال ج ��دران الأوعية الدموية عابرة �أن�سجة الج�سم ؛ لتلتهم البكتيريا والجزيئات الغريبة .وت�شكل الخاليا البي�ضاء خطا دفاعيا مهما �ضد �أمرا�ض البكتيريا .وال�صفائح الدموية لي�ست خاليا كاملة ؛ لكنها �أجزاء �صغيرة .ما وظيفتها؟ خاليا الدم
�س�ؤال للتفكير لماذا يزداد عدد خاليا الدم الحمراء في الدم عند �سكان المناطق الجبلية ؟
�أحياء ()2
25
الأن�سجة في الفقاريات
-2اللمف (.)Lymph
وهو�سائل يتكون من تر�شح الدم �أثناء مروره في ال�شعيرات الدموية ويحتوي على نف�س مكونات الدم عدا خاليا الدم الحمراء وبع�ض البروتينات الكبيرة ،ويعمل و�سيط ًا بين الخاليا والدم في تو�صيل المواد الغذائية، وينق ��ل بع� ��ض ال�سوائل من الخاليا باتجاه القلب خالل �شبكة من الأوعية اللمفاوية ت�صب في الوريد الأجوف العل ��وي من الأوعية الدموية ،ويوجد بها عقد لمفاوية تعمل لت�صفية ال�سائل من الأج�سام الغريبة كالبكتيريا و�سمومها وكذلك تنتج خاليا الدم البي�ضاء اللمفية ومن �أمثلة العقد اللمفاوية اللوزتان والطحال. �س�ؤال للتفكير ما لون �سائل اللمف ؟
رابع ًا:الن�سيج الع�ضلي :Muscle Tissue يك ��ون ع�ضالت الج�سم ،ويتركب من الخاليا(الألي ��اف) الع�ضلية Muscle fibresتمتاز بقدرتها على االنقبا� ��ض واالنب�س ��اط .وتختلف عن بقي ��ة خاليا الج�سم في �أن معظ ��م ال�ستيوبالزم فيه ��ا يكون على �شكل خي ��وط منقب�ضة ،وتع ��رف باللييفات الع�ضلية ، Myofibrilsتجري موازية للمحور الطولي لليفة الع�ضلية. والع�ضالت ثالثة �أنواع �شكل ()15 – 1 قر�ص بينى ليفة ع�ضلية لييفات ع�ضلية �أقرا�ص معتمة وم�ضيئة ن�سيج �ضام
ال�صفيحة اللحمية
نواة قطاع طولي من ع�ضلة قلبية. نواة ن�سيج �ضام �ألياف منفردة
الع�ضالت غير المخططة (المل�ساء).
لييفات ع�ضلية ليفة ع�ضلية نواة ن�سيج �ضام �صفيحة لحمية �أقرا�ص معتمة وم�ضيئة
قطاع طولي من الع�ضلة المخططة.
�شكل (� )15 – 1أنواع الع�ضالت.
26
�أحياء ()2
Ventebrates Tissues
-1الع�ضالت المخططة (الهيكلية) :Striated (Skeletal) Muscles
ه ��ي ع�ضالت �إرادي ��ة Voluntary Musclesوهي تكون معظم ع�ضالت الج�س ��م و�سميت هيكلية لأنها كثير ًا ما تت�صل بالهيكل العظمي تتكون الع�ضلة الهيكلية من ن�سيج يتكون من حزم متوازية من الخاليا الع�ضلية الأ�سطوانية التي تلتف بغالف من ن�سيج �ضام ،ثم تلتقي الأن�سجة ال�ضامة للحزم المختلفة عند نهايتي الع�ضلة لتتحد مع الوتر الذي يربط الع�ضلة بالعظام .وتحتوي الخلية الع�ضلية الواحدة العديد من النوى ،كما تحتوي على حزمة من اللييفات الع�ضلية ،تحاط جميعها بغ�شاء بالزمي واحد ،ويتخللها �شبكة �إندوبالزمية مت�سعة ، تخزن �أيونات الكال�سيوم ال�ضرورية لعملية االنقبا�ض .وبدرا�سة التركيب الدقيق للييفات .نجد �أنها تتكون من نوعي ��ن من الم ��واد يتبادالن حزمة من الألياف الع�ضلية ع�ضلة بانتظ ��ام ولذا تظه ��ر بع�ض �أج ��زاء اللييف ��ة الع�ضلي ��ة باهت ��ة (�أ�شرطة )Iوبع�ضها �أنوية الآخ ��ر قات ��م (�أ�شرطة )A ليفة ع�ضلية مفردة �أي تبدو اللييف ��ة مميزة �إلى �أ�شرط ��ة معتم ��ة و�أ�شرط ��ة �شريط معتم �شريط م�ضيء خط Z م�ضيئة Dark And Light Bandsبالتبــــــــ ��ادل .وق ��د لييف ع�ضلي �شريطA �أظه ��ر المجه ��ر الإلكتروني �شريطI �شريطI �أن اللييف ��ة الع�ضلي ��ة تتركب خيوط المايو�سين خيوط الآكتين من خي ��وط بروتينية �سميكة م ��ن م ��ادة المايو�سيـــــــــــ ��ن خط Z خط Z نطاق H Myosinو�أخرى رفيعة من م ��ادة الآكتي ��ن Actinو�أن هذه الخي ��وط مرتبة بنظام خا� ��ص مما يعطيه ��ا مظهر ًا القطعة الع�ضلية (ال�ساركومير) مخطط ًا تخطيطي� � ًا عر�ضي ًا �شكل(.)16-1 �شكل ( )16-1تركيب الع�ضلة المخططة (الهيكلية)
�أحياء ()2
27
الأن�سجة في الفقاريات
-2الع�ضالت غير المخططة (�أوالمل�ساء) :Unstriated (Smooth) Muscles ع�ضالت ال�إرادية االنقبا�ض و�سميت مل�ساء لعدم وجود خطوط وا�ضحة فيها ادر�س �شكل( ،)15-1والحظ حزم الألياف الع�ضلية غير المخططة التي تمتد في اتجاهات مختلفة.وتتكون كل حزمة من عدد من الألياف الع�ضلي ��ة يرب ��ط بينها ن�سيج �ضام .تبي ��ن �أن كل ليفة عبارة عن خلية طويلة مغزلي ��ة ال�شكل مدببة الطرفين ومتغلظ ��ة ف ��ي الو�سط حيث توجد النواة بي�ضية ال�شكل .ويمتد طولي ًا ف ��ي ال�سيتوبالزم (ال�ساركوبالزم) لكل ليفه عدد من اللييفات الع�ضلية الدقيقة الخيطية ال�شكل. يختل ��ف طول الألياف غير المخططة في �أجزاء الج�س ��م المختلفة ،فبينما يبلغ طولها في جدار الأوعية الدموية 20ميكرون فهي ت�صل �إلى 200ميكرون في جدار الأمعاء ،و500 ميك ��رون في جدار رح ��م الأنثى الحامل وخاليا الع�ضالت المل�س ��اء توجد �إما مفردة �أوفي مجموعات �صغيرة .ومثاال لذلك توجد حلقات �صغيرة من خاليا الع�ضالت المل�ساء محيطة بالنهاي ��ات الدقيقة لل�شعيرات الدموية بالجهاز ال ��دوري �أوفي �صورة طبقات Sheelsكما في جدار المعدة حيث �إنها ت�سبب خلط الغذاء في المعدة ودفعه على طول القناة اله�ضمية وكذلك انقبا�ض الع�ضالت المل�ساء في جدار الرحم الذي ي�سبب طرد الجنين �أثناء عملية الوالدة. 1 اميكرون = 1000مم -3الع�ضالت القلبية :Cardiac muscles تمت ��از الع�ضل ��ة القلبية بخ�صائ� ��ص م�شابهة لبع� ��ض خ�صائ�ص الع�ض�ل�ات الهيكلي ��ة المخططة ولبع�ض خ�صائ� ��ص الع�ض�ل�ات المل�ساء ،فهي تتكون م ��ن خاليا ع�ضلية �أ�سطوانية مخططة ،ولك ��ن الأ�شرطة المعتمة والم�ضيئ ��ة فيها �أق ��ل و�ضوح ًا منها في الألياف الع�ضلية الهيكلية .تحتل الن ��واة موقع ًا مركزي ًا في الخلية وهي ال �إرادي ��ة في انقبا�ضه ��ا ،وتختلف عن النوعين ال�سابقي ��ن بكونها متفرعة ،وب�أن الغ�ش ��اء البالزمي العر�ضي للخاليا المتجاورة يقترب كثير ًا في بع�ض نقاطه م�شك ًال قر�ص ًا يدعى القر�ص البيني ،Intercalated Disk توجد هذه الع�ضالت في القلب فقط ،وتتميز بانقبا�ضاتها المنتظمة التي تحدث دقات القلب .
28
�أحياء ()2
Ventebrates Tissues
توجد حواجز عمودية في مناطق معينة من الليف الع�ضلي للع�ضلة القلبية تعرف بالأقرا�ص البينية ويعتقد �أنها ت�سهل انتقال موجة التقل�ص من ليف ع�ضلي قلبي �إلى جميع الألياف الأخرى المت�صل ��ة به ��ا ؛ ولذا ف ��ان الع�ضلة القلبية ت�شكل وح ��دة وظيفي ��ة Functional Unitولهذه الخا�صية �أهمية كبيرة ؛ لأنها ت�سهل انت�شار موجة النب�ض في الع�ضلة القلبية و�أحد �أهم الفوائد التي تعود من الريا�ضة المنتظمة هوالمحافظة على �سالمة ع�ضالت القلب. ـ ت�ضم ��ر الألي ��اف الع�ضلية القلبية طبيعي� � ًا في حاالت تقدم ال�س ��ن وعند االمتناع عن الغذاء لفترات طويلة فترى الألياف وقد نحفت ب�سبب اختفاء بع�ض لييفاتها. ن�شاط عملي
تركيب الأن�سجة الع�ضلية: الأدوات والمواد:
�شرائح جاهزة تبين الأن�سجة الع�ضلية الهيكلية ،والمل�ساء ،والقلبية – مجهر مركب.
طريقة العمل:
-1افح� ��ص قطاع� � ًا طولي ًا من ع�ضل ��ة هيكلية والحظ �أن ه ��ذه الع�ضلة مكون ��ة من �ألياف ا�سطوانية طويلة. -2تبين مو�ضع النوى في هذه الألياف ووجود خطوط عر�ضية فيها. -3افح�ص مقطع ًا من جدار بطين القلب ،وادر�س تركيب الألياف الع�ضلية فيه. • ما �شكل هذه الألياف؟ وما مو�ضع النوى فيها؟ • هل لهذه الألياف ت�شعبات ب�سيطة؟ -4الحظ وجود �أقرا�ص بينية بين ليفتين ع�ضليتين متجاورتين. • هل توجد خطوط عر�ضية في الألياف الع�ضلية القلبية؟ • كيف تقارن هذه الخطوط مع تلك الموجودة في الع�ضلة الهيكلية؟ -5افح�ص مقطع ًا عر�ضي ًا لأمعاء الأرنب �أوال�ضفدع ،وركز اهتمامك على الطبقة الع�ضلية. • مم تت�ألف هذه الطبقة؟ • ما �شكل الألياف الموجودة فيها؟ • ما مو�ضع النوى في هذه الألياف؟ • هل توجد فيها خطوط عر�ضية؟
�أحياء ()2
29
الأن�سجة في الفقاريات
�إ�صابات الجهاز الع�ضلي
تح ��دث �إ�صابات الأوت ��ار والع�ضالت ب�شكل متكرر ف ��ي حياتنا اليومي ��ة ،ف�إ�صابات الأوتار تح ��دث ب�سب ��ب �صغر قطرها مقارنة بقطر الع�ضلة مما يجعلها غير قادرة على تحمل ال�شد نف�س ��ه الذي تتعر�ض له .و�أكثر الأوتار عر�ضة للإ�صابة هووتر �أخلي�س Achilles tendon ال ��ذي يرب ��ط الع�ضلة ال�سماني ��ة بكعب القدم .كذل ��ك �إذا تعر�ضت الع�ضلة ل�ش ��د �أكثر مما تتحم ��ل ف ��ان �أليافها تتمزق فع�ل�ا .ويعتمد موقع التم ��زق على نوع الن�شاط ال ��ذي يمار�سه الف ��رد ،فال�سباحون تتمزق لديهم الع�ضل ��ة المثلثة deltoidبينما تتمزق لدى هواة ركوب الخيل ع�ض�ل�ات الفخذ الداخلية ،وعند حدوث �إ�صابات للأوت ��ار �أوالع�ضالت �أوالمفا�صل �أوالعظام ف�إن الإ�سعاف الأولي يعتمد على مايلي: �أ -الراحة لمنع مزيد من الإ�صابة. ب -و�ضع الثلج على مكان الإ�صابة لإيقاف النزيف ولإحداث االلتئام. ج -ال�ضغط لمنع التورم.
30
�أحياء ()2
Ventebrates Tissues
�إ�سعافات �أولية :توقف خفقان القلب:
ي� ��ؤدي توقف القلب �إلى الم ��وت ولكن ال�شفاء منه ب�إذن اهلل ممك ��ن �إذا �أمكن �أعادة نب�ض القلب خ�ل�ال دقيق ��ة �أو دقيقتين بطريقة فنية تعرف بتدليك القلب وبم ��ا �أن ال�شخ�ص الذي توقف قلبه عن الخفقان لن يتمكن من التنف�س ،يجب تدليك القلب �سوية مع القيام بعملية التنف�س اال�صطناعي.
طريقة تدليك القلب:
ه ��ي طريق ��ة تتطلب مهارة ال يمكن تعلمها من كتاب بل يج ��ب ممار�ستها تحت �إ�شراف خبي ��ر نظر ًا لأن �سوء ا�ستعمالها قد يكون خطر ًا على الحياة �إذا لم ي�ؤدي تدليك القلب �إلى نتيجة فورية وا�ضحة ا�ستمر مع ذلك في التدليك. � 1إذا كان المري� ��ض يتنف� ��س ب�سهول ��ة م ��دده ف ��ي و�ضعي ��ة ال�شفاء، وبخ�ل�اف ذل ��ك �أعط ��ه تنف�س� � ًا م ��ن الفم �إلى الف ��م ،ف�إذا ل ��م ي�ست�أن ��ف التنف�س افح�ص نب�ضات قلبه.
� 2إذا كان القل ��ب ق ��د توق ��ف ع ��ن الخفق ��ان وجه �ضربة قوية واحدة �إلى �صدر المري� ��ض عند الجه ��ة الي�سرى من الن�صف الأ�سف ��ل لعظ ��م ال�صدر .ا�ستعم ��ل في ذلك جان ��ب ي ��دك �أوقب�ضتك على ارتفاع حوالي �20سم فوق ال�صدر.
3تكف ��ي ه ��ذه ال�ضرب ��ة غالب ًا لب ��دء ت�شغيل القل ��ب ،افح�ص خفقان القل ��ب ،ف� ��إذا كان القل ��ب ينب� ��ض ا�ست�أنف عملية التنف�س اال�صطناعي.
� 4إذا ل ��م يكن القلب ينب�ض نفذ عملية تدليك القلب� .ضع عقب يد واحدة فقط عل ��ى الثلث الأ�سفل من عظ ��م ال�صدر و�ض ��ع عقب اليد الأخرى ف ��وق اليد الأول ��ى ،ثم مرر يدي ��ك باتج ��اه الأم ��ام م ��ع �إبق ��اء ذراعي ��ك م�ستقيمي ��ن حت ��ى تتمكن م ��ن دفع عظم ال�ص ��در نحوالأ�سفل بلطف ولكن بثبات �إلى حوالي - 35 50ميليمتر ًا ثم مد يديك �إلى الخلف لإطالق حركة ال�صدر.
5ك ��رر عملي ��ة تدلي ��ك القل ��ب والخط ��وة ( )4بمع ��دل حرك ��ة �ضغ ��ط واح ��دة ف ��ي الثاني ��ة .بعد تنفي ��ذ خم�س ح ��ركات �ضغ ��ط نعطي المري� ��ض تنف�س� � ًا م ��ن الفم �إلى الفم.
� 6أوقف تدليك القلب حالما تكت�شف ح�صول خفقان في القلب. وا�ستمر في عملية التنف�س من الفم �إلى الفم حتى ي�ستعيد المري�ض تنف�سه الطبيعي المنتظم.
اطلب الم�ساعدة الطبية فور ًا
متى يجب تدليك القلب؟
موقع النب�ض في العنق
ال تدل ��ك قل ��ب �أي �شخ� ��ص ما ي ��زال قلبه ينب� ��ض ،ما يزال يتنف� ��س ،لون ب�شرته طبيعي ًا �أويعود �إل ��ى لونه الطبيعي بعد خم�س نفخات من الهواء بوا�سطة التنف�س من الفم �إلى الفم. اطلب الم�ساعدة الطبية عندما-: يك ��ون المري�ض فاقد الوعي وال يتنف�س وي�صبح ل ��ون ب�شرته �شاحب ًا جد ًا �أو�أزرق مائ ًال �إلى الرمادي وبالأخ�ص حول ال�شفتين .يكون قلب المري�ض متوقف ًا عن الخفقان بحيث ال تتمكن من الإح�سا�س بوجود نب�ض في المع�صم �أوالعنق وال تتمكن من �سماع �أية نب�ضات عندما ت�ضع �أذنك فوق �صدره.
�أحياء ()2
31
الأن�سجة في الفقاريات
خام�س ًا :الن�سيج الع�صبي :The Nervous Tissue الن�سيج الع�صبي هوالم�سئول عن نقل المنبهات المختلفة التي تقع على الج�سم من الخارج �أوالداخل،كما �أنه يعتبر مركز ًا �أ�سا�سي ًا لأع�ضاء الح�س المختلفة والتفكير والوعي والإرادة .ويت�ألف الن�س���يج الع�ص���بي من جز�أين هما:
-1الخلية الع�صبية :Nerve Cell
تعتبر الخلية الع�صبية الوحدة التركيبية والوظيفية للن�سيج الع�صبي ،وهي خاليا متخ�ص�صة جد ًا وت�شكل حوال ��ي ٪ 10م ��ن الن�سي ��ج الع�صبي .تختل ��ف بالحجم والطول وال�ش ��كل ؛ وتوجد ب�شكل رئي�س ��ي في الأجزاء الرئي�سي ��ة للجهاز الع�صب ��ي في الدماغ والنخاع ال�شوك ��ي والعقد الع�صبية في مختل ��ف المواقع في الج�سم، بينما محاورها وت�شعباتها هي التي تنت�شر في �أجزاء الج�سم المختلفة.وال�شكل ( )17-1يبين تركيب الخلية الع�صبية ،وهي تتركب من الأجزاء التالية: �أ -ج�س���م الخلية :Cell Bodyيحتوي ال�سيتوبالزم والنواة و�أج�سام جولجي وميتوكندريا وحبيبات �صبغي ��ة ،و�شبكة م ��ن اللييفات الع�صبية .كما تحتوي على مواد �أخرى على �شكل حبيبات تعرف ب�أج�سام ن�سل Nissil Bodiesالت ��ي تترك ��ب من RNAوبروتين و�آثار من الحدي ��د ،وتلعب دور ًا في تركيب البروتينات، �أم ��ا اللييف ��ات الع�صبية فهي عبارة عن خيوط رفيعة متداخلة تمتد �إلى ج�سم الخلية ولها عالقة بالن�شاطات الع�صبية للخلية ،وال تحتوي الخلية الع�صبية على �سنتريوالت لذا فقدت قدرتها على االنق�سام. ب -زوائد �أو�شجيرات ع�صبية :Dendritesتبرز من ج�سم الخلية الع�صبية زوائد يختلف عددها من خلية لأخرى. جـ -المحور الع�صبي : Axonزائدة ع�صبية طويلة تتكون نتيجة ال�ستطالة �إحدى الزوائد الع�صبية، الذي بدوره ينتهي بتفرع ع�صبي �شجري نهائي وتكون نهايات تفرعاته على �شكل انتفاخات ،وغالب ًا ما يحاط المحور بغمد نخاعي مكون من دهون وبروتين ت�سمى(مايلين) Myelin Sheathتكونه خاليا خا�صة تعرف بخالي ��ا �ش ��وان Schwan Cellsالمحيطة بالغمد النخاعي (وذلك في خالي ��ا الجهاز الع�صبي المحيطي) ال ��ذي يتقط ��ع على �أبعاد متتابعة بعدد من االختناقات تعرف با�س ��م عقد رانفيير Node of Ranvierكما يحي ��ط بالغمد النخاعي طبقة رقيقة تغلفه من الخارج تعرف بال�صفيحة الع�صبية Neurilemmaويحمي الليفة الع�صبية من القطع �إذا ما تعر�ضت للجذب ال�شديد وتفرزه خاليا �شوان ال�سابقة الذكر يعمل المحور الع�صبي على نقل ال�سياالت الع�صبية Impulsesمن ج�سم الخلية �إلى منطقة ت�شابك الأع�صاب .هذا وقد وج ��د �أن المحاور المغطاة بالمادة الدهنية عازل ��ة تو�صل ال�سياالت الع�صبية �أ�سرع من نظيرتها الخالية من هذه المادة.
32
�أحياء ()2
Ventebrates Tissues
تختل ��ف المحاور ع ��ن بع�ضها في القط ��ر والطول .وف ��ي الثدييات يت ��راوح القطر بين (3و )20ميكرومتر ًا ،وت�صل �أقطار المحاور العمالقة بع�ض الرخويات �إلى 1000ميكرومتر وم ��ن حيث الط ��ول ي�صل طول المحور في بع�ض الخاليا ب�ضع مليمترات ،بينما ي�صل طول المحور الذي يحرك �أخم�ص القدم في الإن�سان �إلى � 90سنتيمتر ًا تقريب ًا. الزوائد الع�صبية
(�أ)
ج�سم الخلية ج�سم الخلية
الغمد النخاعي عقدة رانفير ال�صفيحة الع�صبية خلية�شوان نواة خلية �شوان
المحور
�أزرار ت�شابكية نهايات ع�صبية
عقد رانفير
خلية �شوان
(ب)
النواة
�شكل (� )17-1أ� -صورة للخلية بالمجهر الإلكتروني . ب -تركيب الخلية الع�صبية .
وجدي ��ر بالذك ��ر �أن المح ��اور الع�صبي ��ة تختلف عن الأع�ص ��اب التي ت�شاهد ف ��ي �أثناء الت�شري ��ح ،فالع�صب الواحد �شكل ( )18-1ي�ضم العديد من المح ��اور الع�صبية التي ترتبط ببع�ضها بن�سي ��ج �ض ��ام لت�ش ��كل حزم� � ًا ع�صبية ويدع ��ى ه ��ذا الن�سي ��ج ال�ض ��ام دعامة الحزمة الع�صبية ،كما يحيط بالحزمة الع�صبي ��ة ويربطه ��ا بالح ��زم الأخ ��رى ن�سيج �ضام �آخ ��ر يدعى غالف الحزمة الع�صبي ��ة ،وي�ض ��م الح ��زم الع�صبي ��ة جميعها ن�سيج �ضام ثالث غني بالأوعية الدموية ويدعى غالف الع�صب.
ليفة ع�صبية ميلينية
غالف الع�صب غالف الحزمة الع�صبية اوعية دموية حزمة �ألياف ع�صبية
�شكل ( )18-1قطاع عر�ضي في ع�صب يبين �أجزاءه
�أحياء ()2
33
الأن�سجة في الفقاريات
الذاكرة نعمة كبرى:
�إن ق ��وة الذاك ��رة نعمة كبرى م ��ن نعم اهلل الت ��ي ال تح�صى ،والتي كرم به ��ا بني �آدم. وكيفي ��ة احتفاظ المخ بالمعلوم ��ات ما زالت لغز ًا غام�ض ًا .ويق ��ال �إن المعلومات تحول �إلى �صي ��غ كيميائي ��ة ذات �شف ��رات مميزة لالخت ��زان على مرحلتي ��ن �أولهما ق�صي ��رة المدى، والأخ ��رى طويلة المدى بحيث يمك ��ن ا�سترجاعها وقت الحاجة .ويعتق ��د بع�ض العلماء �أن �أج�سام (ني�سل) الموج ��ودة بالماليين في الخاليا قد تكون م�ستودعات تختزن المعلومات التي يكت�سبها المخ. ن�شاط عملي
الأن�سجة الع�صبية: الأدوات والمواد:
�شريحة جاهزة لن�سيج ع�صبي – مجهر مركب.
طريقة العمل:
-1افح�ص �شريحة جاهزة لن�سيج ع�صبي ،والحظ وجود الخاليا الع�صبية. -2تبين وجود الزوائد ال�شجرية المحيطة بالج�سم الخلوي. ـ ماذا تالحظ داخل الج�سم الخلوي؟ ـ هل يمتد من هذا الج�سم محور �أ�سطواني وا�ضح؟ ـ هل يوجد غمد نخاعي حول المحور الأ�سطواني؟
�أنواع الخاليا الع�صبية: تق�سم ح�سب بنيانها (عدد الزوائد الخارجة من ج�سم الخلية) �إلى ثالثة �أنواع �شكل (:)19-1
-1خاليا ع�صبية وحيدة القطب :Unipolar Nerve
لها محور واحد ،عديمة الزوائد ال�شجيرية،وهي نادرة الوجود ما عدا في المراحل الجنينية المبكرة.
-2خاليا ع�صبية ثنائية القطب :Bipolar Nerve
توج ��د له ��ذه الخلية زائدة �شجيرية يناظرها محور ا�سطواني ال�ش ��كل ،ويكون ج�سم الخلية غالب ًا مغزلي ال�شكل وتوجد في الن�سيج الطالئي الع�صبي ال�شمي و�شبكية العين والعقد الحلزونية في الأذن.
34
�أحياء ()2
Ventebrates Tissues
-3خاليا ع�صبية عديدة الأقطاب : Multipolar Nerve يك ��ون ج�سم الخلية فيها متعددة الأقطاب ،ولها مح ��ور واحد ،وعدة زوائد �شجرية وهذا النوع �شائع بين خاليا الن�سيج الع�صبي.
�أ -وحيدة القطب
ب -ثنائية القطب
ج -عديدة الأقطاب
�شكل (� )19-1أنواع الخاليا الع�صبية ح�سب بنيانها.
2الدبق الع�صبي : Neurogliaي�شمل الدبق الع�صبي الأنواع التالية من الخاليا.
�أ – خاليا البطانة الع�صبية : Ependymal Cells
هي خاليا تعمل على تبطين تجاويف الدماغ والنخاع ال�شوكي (للحماية).
ب – خاليا الغراء (الدبق) الع�صبي الرئي�سي :Glia Cells
يوجد منها �أنواع عديدة �شكل ( )20-1وهي غير متخ�ص�صة في النقل الع�صبي بل توفر الدعم والحماية ونقل الغذاء �إلى الن�سيج الع�صبي وتخلي�صه من الف�ضالت.
خلية نجميه ليفية
خلية نجميه جبلية
خلية قليلة التغ�صن
خلية دبقية �صغيرة
�شكل(� )20-1أنواع خاليا الدبق الع�صبي.
�أحياء ()2
35
الأن�سجة في الفقاريات
ال�س�ؤال الأول :عرف الم�صطلحات العلمية التالية: -3العظم . -1الن�سيج -2 .الألياف ال�صفراء .
-4الع�ضالت الهيكلية.
ال�س�ؤال الثاني :زاوج الم�صطلحات في العمود (�أ) مع ما ينا�سبها في العمود (ب):
الـعـمـود (ب)
الإجابة
الـعـمـود (�أ) -1ن�سيج طالئي انتقالي.
�أ� -إفراز مواد كيميائية ع�ضوية (هرمونات).
) (---1
-2ن�سيج �ضام ليفي.
ب -ن�سي ��ج يتكون من ع ��دة طبقات من الخاليا ،له ��ا نف�س الحجم وهي غير م�سطحة ،وتغير �شكلها ح�سب حالة الع�ضو.
) (---2
-3ن�سيج غ�ضروفي.
ج -خاليا تنتج مادة اله�ستامين.
) (---3
-4خاليا ليفية.
د -المادة الخاللية للأن�سجة ال�ضامة.
) (---4
-5خاليا غرائية.
هـ -ن�سيج غير مرن ن�سبي ًا ت�سود فيه الألياف البي�ضاء ،يوجد في الأربطة.
) (---5
-6خاليا �صارية.
و -خاليا الن�سيج ال�ضام تنتج وتفرز الألياف ومكونات �أخرى للمادة الخاللية.
) (---6
-7ع�ضلة هيكلية.
ز -هيكل داعم في جميع المراحل الجنينية في الفقاريات.
) (---7
-8ن�سيج عظمي كثيف.
ح -توجد خالياه في محافظ مرتبة في دوائر مركزية حول قنوات هافر�س.
) (---8
� -9صفائح دموية.
ط� -أجزاء خاليا تلعب دور ًا في تجلط الدم.
) (---9
ي -تتميز ب�سرعة االنقبا�ض واالنب�ساط. ك -خاليا داعمة توجد في الن�سيج الع�صبي.
ال�س�ؤال الثالث :علل لما ي�أتي: �أ -ت�سمية الن�سيج الطالئي الطبقي الكاذب بهذا اال�سم. ب -وجود �أهداب على �سطح الخاليا الطالئية المبطنة لقناة المبي�ض. ج -تتكون بطانة المثانة البولية من ن�سيج طالئي طبقي انتقالي.
36
�أحياء ()2
Ventebrates Tissues
ال�س�ؤال الرابع :و�ضح �أوجه التال�ؤم بين التركيب والوظيفة لكل من مايلي: -1الأن�سجة الطالئية -2 .خاليا الدم -3 .الخلية الع�صبية. ال�س�ؤال الخام�س :اذكر �أربع وظائف للن�سيج الدهني في الإن�سان. ال�س�ؤال ال�ساد�س :قارن بين كل من الغ�ضروف الليفي والغ�ضروف المرن. ال�س�ؤال ال�سابع :ال�شكل المجاور يو�ضح تركيب الع�ضلة الهيكلية ادر�سه جيداً ثم �أجب على الأ�سئلة التالية: اكتب البيانات الم�شار �إليها بالأرقام. بماذا ي�سمى جزء اللييف الواقع بين خطي Z؟ ماذا ن�سمي الخيوط ال�سميكة ذات الزوائدالعر�ضية الممتدة طولياً و�سط الرقم ()5؟
1
2
4
3
5 7
6 8 تركيب الع�ضلة
�أحياء ()2
37
2
Plant Tissues
�أق�سام الأن�سجة النباتية -تركيب النبات الزهري
يتوقع منك في نهاية الف�صل �أن : 1ت�صنف الأن�سجة النباتية. 2تذكر خ�صائ�ص �أنواع الأن�سجة النباتية. 3تح��دد مواق��ع �أن��واع الأن�سج��ة النباتي��ةالمختلفة في الج�سم النباتي. 4تذكر وظيفة �أنواع الأن�سجة النباتية. 5تقارن بين �أنواع الأن�سجة النباتية المختلفة. 6تجه��ز بع���ض ال�شرائ��ح المجهري��ة للأن�سج��ةالنباتية. 7تفح���ص بالمجهر المركب �شرائح جاهزة لأن�سجةنباتية مختلفة. 8تر�سم بع�ض �أنواع الأن�سجة النباتية. 9ت�صف تركي��ب الأع�ضاء النباتية (الجذر –ال�ساق –الورقة). 10تت�أم��ل ق��درة اهلل �سبحانه وتعالى ف��ي دقة خلقة منخالل درا�ستك للأن�سجة النباتية.
الأن�سجة النباتيـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ــة
�أثبت ��ت الدرا�س ��ات الت�شريحية للنباتات �أن ��ه بالرغم من وجود االختالف الظاه ��ري في ال�شكل والحجم بي ��ن النباتات التي ن�شاهدها في الطبيع ��ة �إال �أن �أج�سامها تتركب من خاليا مت�شابهه تختلف عن بع�ضها في معلوماته ��ا الوراثي ��ة فقط،حيث تنتظم هذه الخالي ��ا مع بع�ضها البع�ض لتتمكن م ��ن ت�أدية وظائفها الحيوية ولتك ��ون �أن�سج ��ة ذات خاليا�،إما �أن تكون مت�شابهة في ال�شكل والوظيفة في�سم ��ى هذا النوع بالن�سيج الب�سيط ،simple tissueمث ��ل الن�سي ��ج الكولن�شيم ��ي collenchymaو�إم ��ا �أن تكون مختلفة ال�ش ��كل والتركيب �أو الوظيفة في�سمي بالن�سيج المعقد .complex tissueمثل ن�سيج الخ�شب .xylem tissue
�أق�سام الأن�سجة النباتية تق�سم الأن�سجة النباتية من حيث مرحلة النمو والأ�صل �إلى نوعين رئي�سيين هما:
�أق�سام الأن�سجة النباتية
الأن�سجة الإن�شائية(المر�ستيمية) Meristematic Tissues
الأن�سجة الم�ستديمة
Permanent tissues
�أو ً ال :الأن�سجة الإن�شائية(المر�ستيمية) :Meristematic Tissues ي�ست ��دل م ��ن ا�سم ه ��ذه الأن�سجة عل ��ى �أنها الم�سئولة ع ��ن من�ش�أ بقي ��ة الأن�سجة النباتية الأخ ��رى ب�أنواعها المختلف ��ة ،وتتكون هذه الأن�سجة من خاليا تتميز بخ�صائ� ��ص تالئم وظيفتها ودورها في نمو الج�سم النباتي، ومن هذه الخ�صائ�ص ما يلي: �1صغيرة الحجم عادة�2- .أنويتها كبيرة3- .الجدار الخلوي رقيق� 4- .أ�شكالها مكعبة.5تكون الفجوات �صغيرة �إن وجدت6- .ال توجد بها مواد �أي�ضية �أو تخزينية7- .قابلة لالنق�سام.ومن خالل التعرف على �شكل خاليا الأن�سجة الإن�شائية حيث �أنها مكعبة ذات جدران رقيقة مما ي�سهل انق�سامها ب�سرعة ،ووجودها في ج�سم النبات في القمم النامية ،ن�ستنتج مدى التال�ؤم بين تركيب هذه الخاليا ووظيفتها التي ت�ؤديها وهي االنق�سام لتكوين خاليا جديدة للج�سم النباتي متخ�ص�صة في وظائف النبات المختلفة.
40
�أحياء ()2
Plant Tissues
�أنواع الأن�سجة الإن�شائية :Types of Meristems هناك ر�أيان لتق�سيمهما فتق�سم ح�سب موقعها من الج�سم النباتي �إلى ثالثة �أنواع: �أنواع الأن�سجة الإن�شائية :Types of Meristems
1-الأن�سجة الإن�شائية القمية
2-الأن�سجة الإن�شائية الجانبية
3-الأن�سجة الإن�شائية البينية
Apical Meristems T
Lateral Meristems T
Intercalary Meristems T
تقع موازية للمحور الطولي للع�ضو النباتي وه ��ي الكامبي ��وم الوعائ ��ي Vascular ،Cambiumوي�شمل الكامبيوم الحزمي ،Fascicular Cambiumوالكامبي ��وم بين الحزمي ،Fascicular Cambium والكامبي ��وم الفلين ��ي phellogen or .Cork Cambium
تقع في الأغلفة الورقية في ذوات الفلقة الواح ��دة ،والج ��زء القاع ��دي من ن�صل الورقة ،وقواعد ال�سالميات.
تقع في قمم ال�سيقان والجذور.
مر�ستيم قمي
وتق�سم ح�سب من�ش�أها �إلى نوعين: � 1أن�سجة �إن�ش���ائية ابتدائية :Primary MeristemsTتن�ش�أ مع ن�ش�أة الجنين ،وت�شمل الأن�سجة الإن�شائية في قمم ال�سيقان والجذور. � 2أن�سجة �إن�شائية ثانوية :Secondary MeristemsTتن�ش�أ من خاليا تميزت �إلى خاليا بالغة ،وت�شمل الكامبيوم بين الحزمي والكامبيوم الفليني.
مر�ستيم بيني
مر�ستيم جانبي
�شكل ( )1-2ر�سم تخطيطي يبني موا�ضع املر�ستيمات على النبات.
ن�شاط عملي م�شاهدة الخاليا االن�شائية: افح� ��ص �شريحة جاهزة لقطاع طول ��ي في القمة النامية لجذر �أو �ساق والحظ الخاليا االن�شائية الموجودة في منطقة القمة النامية.
�أحياء ()2
41
الأن�سجة النباتيـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ــة
ثاني ًا :الأن�سجة الم�ستديمة :Permanent tissues
يحت ��وي الج�سم النبات ��ي على �أنواع متعددة من الخالي ��ا المتخ�ص�صة في الوظائ ��ف الحيوية المختلفة، وه ��ذه الخالي ��ا تنتظم في مجموعات لت�شكل الأن�سج ��ة النباتية الم�ستديمة ،وتوجد ه ��ذه الأن�سجة في مواقع مختلفة من الج�سم النباتي. ويمكن �أن نفرق بين الأن�سجة الم�ستديمة والإن�شائية ،ب�أن الأن�سجة الم�ستديمة ذات خاليا كبيرة – مقارنة بالأن�سجة الإن�شائية – وفجواتها الع�صارية كبيرة وجدرها �سميكة وبروتوبالزمها قليل ،و�أنها متخ�ص�صة في وظائف حيوية متعددة. وتق�سم الأن�سجة الم�ستديمة بناء على ال�شكل والوظيفة �إلى:
�أ) �أن�سجة م�ستديمة ب�سيطة. ب) �أن�سجة م�ستديمة مركبة. الأن�سجة الم�ستديمة الب�سيطة:
وتتكون من خاليا ذات تركيب وعمل مت�شابه ،ومن �أنواع هذه الأن�سجة مايلي:
1-ن�سيج الب�شرة :Epidermis Tissue
خاليا الب�شرة �شكل ()2-2عبارة عن طبقة واحدة من الخاليا تغطيها الأدمة Cuticleالتي تتكون من م ��ادة �شمعية تعرف بالكيوتين Cutinتعمل على حماي ��ة النبات �ضد التبخر.يختلف �سمك الأدمة باختالف الب�شرة البيئ ��ة وتنعدم ف ��ي النبات ��ات المغمورة ف ��ي الماء الأدمة وخالي ��ا الب�شرة م�ستطيلة ال�شكل� ،أو عد�سية بكل منها فجوة ع�صارية كبيرة،ولي�س بها بال�ستيدات خ�ض ��راء ما عدا نباتات الظ ��ل والنباتات المائية لماذا ؟. كما يحتوي ن�سيج الب�شرة على ثغور Stomata عبارة عن فتحات في الأجزاء الخ�ضراء الهوائية (الأوراق مث�ل ً�ا) �ش ��كل( )3-2وتعم ��ل على ربط الفراغ ��ات البيني ��ة�،أو الغرف الهوائي ��ة لأن�سجة النبات والجو الخارجي م�ساهمة بذلك في عملية �شكل ( )2-2خاليا الب�شرة تبادل الغازات ،ويحيط بالثغر خليتان حار�ستان. ي�ؤدي الثغر �إلى الغرفة تحت الثغرية .وتحتوي الخاليا الحار�سة على بال�ستيدات الخ�ضراء. كما يحتوي ن�سيج الب�شرة على زوائد قد تكون �شعيرات جذرية تقوم بوظيفة االمت�صا�ص وقد تكون �أ�شواك
42
�أحياء ()2
Plant Tissues
موجودة في ال�ساق �أو الأوراق تعمل على وقاية النبات وتدعيمه �ضد الم�ؤثرات الخارجية. 2الن�سيج البرن�شيمي :Parenchyma Tissueتعتبر خاليا هذا الن�سيج �أكثر �أنواع الخاليا انت�شارا في النباتات ،حيث توجد في منطقة الق�شرة والنخاع للجذر وال�ساق وفي الن�سيج الداخلي للورقة وفي الثمار ،ويتكون من خاليا حية تختلف في �أ�شكالها ووظائفها، خلية حار�سة ثغر خلية حار�سة خلية الب�شرة بال�ستيدات
�شكل ( )3-2تركيب الثغر
�ش ��كل ( )4-2وتختل ��ف محتوياتها ح�سب ن ��وع الوظيفة التي تقوم بها .وجدار الخلي ��ة البرن�شيمية �سليولوزي رقي ��ق عادة ،ومن �أهم �صفات الن�سيج البرن�شيم ��ي وجود م�سافات بينية �ضيقة �أو وا�سعة ،ويوجد بخاليا هذا الن�سيج فجوات ع�صارية كبيرة محاطة بطبقة رقيقة من ال�سيتوبالزم الذي يحتوي على بال�ستيدات خ�ضراء �أو ملونة �أو عديمة اللون. خاليا برن�شيمية ويق�س���م الن�س���يج البرن�ش���يمي �إل���ى ع���دة بال�ستيدات خ�ضر �أنواع ح�سب الوظيفية: 1بر ن�ش���يميـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ــة تمثيلي ـ ـة :ChlorenChymaتحت ��وي عل ��ى بال�ستي ��دات خ�ض ��راء تقوم بعملي ��ة البناء ال�ضوئي،كم ��ا ف ��ي الخالي ��ا العمادي ��ة في الورقة.
م�سافات بينية (�أ)
(ب)
�شكل (� )4 2-أ -خاليا برن�شيمية متثيلية ب -خاليا برن�شيمية خازنة للغذاء .
2برن�شمية خازنة للماء والمواد الغذائية :Food- and Water- Storage parenchymaحيث تكون الخالياذات فجوات كبيرة ممتلئة بالع�صارة مما ي�ساعد على جمع الماء وتخزينة لحين الحاجة �إليه.كما في الجذور. 3برن�ش���يمية هوائي���ة :Aerenchmaتك ��ون الخالي ��ا فيها ذات م�ساف ��ات بينية وا�سعة مم ��ا ي�سهل تبادلالغازات كما في الخاليا اال�سفنجية في الورقة. �أحياء ()2
43
الأن�سجة النباتيـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ــة
3-الن�س���ي ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ــج الكولن�ش���يم ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ــي
:Collenchyma tissue يعتبر الن�سيج الكولن�شيمي �أحد االن�سجة الدعامي ��ة ف ��ي النبات حيث تمتل ��ك خالياه خ�صائ� ��ص ت�ساعده ��ا ف ��ي �أداء وظيفته ��ا. وخالياه حية م�ستطيلة ن�سبي ًا .وجدرها غير منتظم ��ة التغل ��ظ �سليولوزي ��ة به ��ا قليل من (ب) البكتي ��ن ،ويتر�سب ال�سليولوز بطرق مختلفة ف ��ي النباتات المختلفة توج ��د هذه الأن�سجة بالقرب من �سط ��ح الأع�ضاء النباتية .ويبد�أ التغلظ في خالياها �أثناء نموها .ومما يلفت النظر �أن الخالق عز وجل جعل ن�سبة التغلظ ترتف ��ع ف ��ي النباتات الت ��ي تتعر� ��ض للرياح (ج) ال�شدي ��دة �أثن ��اء نموه ��ا .ويالح ��ظ التكيف الوا�ضح بين وظيفة ه ��ذا الن�سيج الأ�سا�سية وهي الدعامة ،وتكوينها لي�س فقط في تغلظ �شكل (� )5-2أنواع اخلاليا الكولن�شيمية. الجدر ،و�إنما في كون خالياها مترا�صة �إلى حد كبير .وعلى الرغم من �أن خاليا هذا الن�سيج �صلبة في الأع�ضاء البالغة �إال �أنها تكون مرنة في الأع�ضاء النامية ،ولهذه الظاهرة �أهمية خا�صة من حيث التكيف مع مراحل النمو المختلفة في �أع�ضاء النباتات �شكل (.)5-2
(�أ)
4الن�سيج ال�سكلرن�شيمي :Sclerenchyma tissueهو مجموعة من الخاليا ذات جدر ثانوية متغلظة ب�سبب تر�سب مادة اللجنين عليها وب�سبب هذا التغلظ فان بروتوبالزمها يموت عند البلوغ ،وظيفتها الأ�سا�سية التدعيم.ويتكون هذا الن�سيج من نوعين من الخاليا، هما �شكل (.)6-2
�أ-الألياف:
توج ��د ه ��ذه الخاليا الم�ستطيلة المدببة الأط ��راف في ال�سيقان على �شكل حزم داخ ��ل الق�شرة ،وكذلك ف ��ي �أن�سجة الخ�شب واللحاء ،و�أحيان ًا حول الحزم الوعائية.وف ��ي كل هذه الأحوال ت�ساعد الألياف القوية في �إعط ��اء الدعم لأع�ض ��اء النبات،كي تحتمل مختلف الم�ؤث ��رات الميكانيكية داخلية كان ��ت �أو خارجية كال�شد
44
�أحياء ()2
Plant Tissues
وال�ضغ ��ط دونما �ض ��رر بالخاليا ال�ضعيفة ذات الجدر الرقيقة وللألي ��اف �أهمية خا�صة بت�صنيع الحبال مثل القنب و�ألياف الح�ش ��و والتنجيد،كما ت�ستخدم الألياف �ألي ��اف الم ��وز الليفي،و�أن�سجة القما�ش ك�ألياف نبات ُ في �صناعة الورق.
النباتات التي تنتج الألياف: ه ��ي نباتات تنتج مواد ال�صناعة الحبال ،وكذا خيوط الغ ��زل التي تن�سج �إلى مختلف �أنواع الأقم�ش ��ة ،يمك ��ن الح�صول على �ألياف من ال�سيقان ،مثل الكت ��ان ،والقنب ،والجوت �أو من الأوراق مث ��ل ال�سي�سال� ،أو من �شعيرات زغبية تغطي البذور ،مثل القطن فقط .وتزرع كل هذه النباتات كمحا�صيل في مختلف بقاع العالم ،وت�ؤلف �صناعة هامة.
ب -الخاليا الحجرية:
جدار ثانوى
ت�شب ��ه ه ��ذه الخالي ��ا الألياف فراغ اخللية من حيث الق ��وة ،ولكن تختلف عنه ��ا ف ��ي ال�شكل ،فق ��د تكون كروي ��ة �أو م�ضلع ��ة �أو متطاولة نقر كثي ��ر ًا ما تك ��ون متفرعة.وكما ف ��ي الألي ��اف كذلك ف ��ي هذه (�أ)الألياف الخالي ��ا ،ف�إن الج ��در الثانوية متغلظة �إلى حد بعيد وغالب ًا ما جدار ثانوى ملجنن تمتلئ تجاويف الخاليا بالمواد فراغ اخللية المتر�سب ��ة امت�ل�ا ًء كلي ًا.وف ��ي بع� ��ض الأحيان تظه ��ر ثغرات نقر ب�سيطة �صغيرة في جدر الخاليا ت�شبه القن ��وات وقد توج ��د متجمعة (ب)خاليا حجرية مكون ��ه �أن�سج ��ة �أو ق ��د توج ��د �شكل (� )6-2أنواع اخلاليا ال�سكلرن�شيمية. منف ��ردة مبعث ��رة بي ��ن خاليا الن�سي ��ج الواح ��د وتوجد الخاليا الحجرية في ق�شرة الجوز وفي �أج ��زاء البذور ال�صلبة،وكذلك في لب بع�ض الثمار.و�إن البنية الرملية لثمر الأجا�ص يعود لوجود تجمعات �صغيرة من الخاليا الحجرية. �أحياء ()2
45
الأن�سجة النباتيـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ــة
ن�شاط عملي
درا�سة الأن�سجة الإن�شائية والم�ستديمة: الأدوات والمواد:
�شريحة جاهزة لمقطع طولي في القمة النامية لجذر الب�صل �-شريحة جاهزة لمقطععر�ضي في جذر. �شريح ��ة جاهزة لمقطع عر�ضي في �ساق � -شريح ��ة جاهزة لمقطع عر�ضي في ورقة -مجهر مركب .
طريقة العمل:
1لدرا�س���ة الأن�س���جة الإن�ش���ائية :افح� ��ص �شريح ��ة جاهزة لمقطع طول ��ي في قمة جذرالب�صل النامية ،والحظ الأمور التالية: �أ) �أ�شكال الخاليا . ب) مراكز النوى و�أحجامها هـ) الفجوات ال�سيتوبالزمية . و) كي ��ف تقارن بين خ�صائ�ص الخاليا في ه ��ذه المنطقة من قمة الجذر بخاليا المنطقة التي تليها ؟ �أي منطقة اال�ستطالة . 2لدرا�سة الأن�سجة الم�ستديمة :الحظ وجود:�أ) �أن�سجة الب�شرة في الجذور وال�سيقان والأوراق:كيف تقارن بين خاليا هذه الأن�سجة في الأع�ضاء النباتية الثالثة ؟ ب) الأن�سج ��ة البرن�شيمية،الأن�سج ��ة الكولن�شيمية،الأن�سج ��ة اال�سكالرن�شيمية حدد �أماكن وجودها في القطاع ��ات المعطاة بم�ساعدة معلمك ثم الحظ االختالفات بين كل منها من حيث �شكلها وتركيب جدرها . ج) الأن�سجة الوعائية :الحظها في مقطع عر�ضي :لورقة� ،أو جذر� ،أو �ساق . ـ مم تتكون هذه الأن�سجة؟ وما وظائف كل نوع ؟ وب�إمكان ��ك مالحظة الأن�سجة الوعائية �إذا ما قطع ��ت ب�شفرة حادة مقطع ًا طولي ًا رفيع ًا في �ساق �صغيرة � .ضع هذا المقطع على �شريحة ،و�أ�ضف �إليها كمية منا�سبة من الماء ،ثم غط هذا المقطع بغطاء زجاجي . الحظ الأوعية الم�ستطيلة ذات الأ�شكال الحلقية والحلزونية .
46
�أحياء ()2
Plant Tissues
ن�شاط عملي
م�شاهدة الخاليا الحجرية الأدوات والمواد:
-مجهر مركب �-شريحة زجاجية وغطاء – كمثرى – ماء.
طريقة العمل:
� )1ضع قطعة رقيقة من الأن�سجة الطرية للكمثرى على �شريحة زجاجية. � )2ضع عليها قطرة من الماء ،ثم غطها بغطاء ال�شريحة. )3افح�صها تحت المجهر المركب .ماذا ت�شاهد؟
خاليا قلبية
كامبيوم فليني ق�شرة ثانوية (قلبية)
�شكل ( )7-2جزء من قطاع عر�ضي في �ساق م�سنة يو�ضح الن�سيج الفليني.
5ن�سيج الفلين :Cork Tissueف ��ي النبات ��ات التي تنمو نم ��و ًا ابتدائي ًا فقط تق ��وم الأدمة والب�ش ��رة� ،أو الق�شرة بوظيف ��ة الحماية�،أما في النباتات ذات النمو الثانوي ف�إن �أن�سـجة الب�شرة والق�شرة �إمـا �أن ت�سـاير الزيادة الناتجة عن النمو الثانوي عن طريق االنق�سامات �أو �أن �أن�سجة الب�شرة والق�شرة تـتمزق كلها �أو بع�ضها لـعدم مـ�سايرتها للزيادة الناتجة عن النم ��و الـثانوي،وتتك ��ون بعد ذلك طبقات واقية جديدة تحمي النبات م ��ن العوامل الخارجية وفقد الماء وهي الأن�سج ��ة الفلينية .ال�شكل( .)7-2ويتكون الن�سيج الفليني من خالي ��ا ذات جدر ثانوية �سميكة م�شبعة بمادة �شمعي ��ة ت�سم ��ى ال�سوبرين Suberiغير النفاذة لل�سوائل والغازات ،وي�ؤدي هذا �إلى موت الخاليا عند بلوغها. وخاليا الأن�سجة الفلينية مفلطحة ومن�ضغطة .ومن وظائف هذا الن�سيج الحماية وتقليل تبخر الماء من �أجزاء النبات،كذلك ف�إنه يكون طبقة مقوية للأع�ضاء الداخلية ويعمل على حفظ درجة الحرارة فيها ثابتة وي�ستعمل الفلين تجاري ًا في �صنع �سدادات الزجاجات المخبرية،و ت�ستعمل كمادة عازلة في البناء وغيره. �أحياء ()2
47
الأن�سجة النباتيـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ــة
العدي�سات :Lenticels يتك ��ون في طبقات الن�سيج الفليني بجميع النباتات تقريب ًا تراكيب �صغيرة فيها خاليا مفككة كثيرة الم�سافات البينية وتع ��رف بالعدي�سات ،والعدي�سة التام ��ة التكوين عبارة عن كتل ��ة محدب ��ة الوجهين وتقوم بتبادل ا لغ ��ازات مع الو�سط الخارج ��ي �إ�ضاف� � ًة �إلى الدور المهم ال ��ذي تلعبه في عملية النتح وتظه ��ر العدي�سات ب�شكل وا�ضح على الفروع والأع�ضاء الأخرى ذات ال�سطح الأمل�س على هيئة بقع مرتفعة نوع ًا ما عن الب�شرة وال تقت�صر العدي�سات على ال�ساق والجذور و�إنما توج ��د �أي�ض ًا في الثمار كالتفاح على �شكل نقط �صغيرة على ال�سطح وهناك بع�ض النباتات التي التوجد فيها عدي�سات مثل ...العنب. العدي�سة
الأن�سجة الم�ستديمـ ــة المركبـ ــة:
وت�سمى �أحيانا الأن�سجة الوعائية ،وت�شمل االن�سجة الوعائية في النباتات الوعائية المعقدة ن�سيجي الخ�شب واللح ��اء ،ويق ��وم ن�سيج الخ�شب بنقل الماء والأم�ل�اح بينما يقوم اللحاء بنقل نواتج البن ��اء ال�ضوئي ،وتوجد ه ��ذه الأن�سجة في النباتات الوعائي ��ة :ال�سرخ�سيات :pteridophytaعاري ��ات البذور Gymnosperms والنباتات المزهرة (مغطاة البذور – .)Angiosperms �أو ًال ن�سيج الخ�شب :Xylem Tissueيتكون الخ�شب من واحد �أو �أكثر من العنا�صر التالية: 1-العنا�ص���ر التو�ص���يلية :Trachcary Elementsيطلق على الق�صيبات Tracheidsوالأوعية Vessels
م�صطلح العنا�صر التو�صيلية �شكل ( .)8-2تظهر خالياه م�ضلعة �أوم�ستديرة في مقطع عر�ضي ولكنها ذات جـدر ثانوية ملجننة، �صفيحة وتفقد بروتوبالزمها مثقبة نقر عن ��د البل ��وغ� .إال �أنه يمك ��ن التميي ��ز بين ق�صيبات كل م ��ن الق�صيب ��ات وا لأوعية.فا لأوعي ��ة وعاء نقر تتمي ��ز بوجـــــــــــــــ ��ود (ب) (�أ) م�ساحات مثقبة عند �شكل ( )8 2-العنا�صر التو�صيلية في الخ�شب� .أ -الق�صيبات ب– عنا�صر الأوعية .
48
�أحياء ()2
Plant Tissues
نهاياتها ،ت�سمى بال�صفائح المثقبة perforated platesوقد تكون هذه ال�صفائح ب�سيطة ،بحيث تتكون ال�صفيحة من ثقب واحد� ،أو مركبة تتكون ال�صفيحة من عدد من الثقوب ،بينما تخلو الق�صيبات من هذه ال�صفائ ��ح المثقبة ولكنه ��ا تحتوى على نقر وتتر�سب مادة الجدار الثانوي للعنا�صر التو�صيلية االبتدائية – الق�صيب ��ات والأوعية – في �أ�شكال مختلفة؛ تع ��رف بالتغلظات الثانوية للجدار الخلوي �شكل ( )9-2وهي: تغلظ حلقي _ تغلظ حلزوني – تغلظ �شبكي – تغلظ نقري.
تغلظ حلقي
تغلظ حلزوين متباعد
تغلظ حلزوين متقارب
تغلظ �شبكي �سلمي
تغلظ �شبكي
تغلظ نقري
�شكل (� )9-2أنواع التغلظ الثانوي في جدر العنا�صر التو�صيلية.
�2ألياف خ�شب :Xylem Fibresوهي خاليا ميتة ملجننة ومدببة الأطراف.تقوم بوظيفة دعامية وهي فيالأ�صل نوع من �أنواع الخاليا ال�سكلرن�شيمية. 3برن�ش���يمة خ�ش���ب :Xylem parenechymaوتوجد منت�شرة بين �أن�سجة الخ�شب الأخرى لتقوم بوظيفةتخزين المواد الغذائية التي ي�ستعملها النبات �أثناء ف�صل النمو. ثانياً :ن�سيج اللحاء :Phleom Tissueيتكون ن�سيج اللحاء من العنا�صر التالية: 1الأنابي���ب الغربالي���ة :Sieve Tubeوتتك ��ون م ��ن خاليا حي ��ة م�ستطيلة ال�شكل تتمي ��ز جدرها الفا�صلةبينها بوجود ثقوب ت�شبة الغربال ،وتفقد نواتها عند البلوغ .ويمتد بين الخاليا من خالل الثقوب روابط بروتوبالزمي ��ة ترب ��ط الخاليا ببع�ضها ويمكننا الت�أم ��ل في مدى مالئمة تركيب ه ��ذه الخاليا لوظائفها �سواء بفقد الأنوية �أو بوجود الثقوب. 2الخالي���ا المرافق���ة :Companion Cellsوتتك ��ون م ��ن خاليا حي ��ة تقع مال�صقة للأنابي ��ب الغرباليةوترتب ��ط معها بروابط �سيتوبالزمية حي ��ث يعتقد �أنها تمد الأنابيب الغربالية بالطاقة وت�ساعد في �ضبط حركة التو�صيل داخلها.
�أحياء ()2
49
الأن�سجة النباتيـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ــة
3برن�ش���يمة اللح���اء :Phloem Parenchymaخالي ��ا رقيق ��ة الجدر ،تترتب بمحوره ��ا الطولي موازياللمحور الطولي للن�سيج الوعائي وتقوم بتخزين الغذاء. �4ألي���اف اللح���اء :Phloem Fibresهي �ألياف عادية قد تكون مق�سمة وقد توجد مبعثرة في ن�سيج اللحاءوقد تظهر في طبقات متبادلة مع طبقات الأنابيب الغربالية والخاليا المرافقة انظر �شكل (.)10-2
نواة جدار ابتدائى �صفيحة غربالية
(�أ)
�أنبوب غرباىل
خلية مرافقة �سداد خماطى �سيتوبالزم (ب)
�شكل ( )10-2عنا�صر اللحاء�( .أ) ق.ع .ل�ساق يو�ضح ال�صفيحة الغربالية. (ب) ق.ع .الأنبوب الغربالي .
50
�أحياء ()2
Plant Tissues
الن�سيج المفرز: تتراكم في بع�ض الخاليا النباتية مركبات كيمائية وت�شكل الحا�صل النهائي قطرية ال�ستق�ل�اب الم ��واد ،وال فجوة ي�ستخدمه ��ا النبــــــــــــات �أ -قناة مفرزة في ق�شرة البرتقال . وبع�ضه ��ا �ض ��ار ًا لذل ��ك ب– قناة مفرزة في ال�صنوبر . تط ��رح �إل ��ى الو�س ��ط الخارج ��ي عب ��ر خاليا �أو �أقنية مف ��رزة تنت�شر في �أق�س ��ام النبات ،م�شكل ��ة ن�سيج ًا مفرز ًا، وتق�سم �إلى: جتويف
ـ �أن�سجة داخلية الإفراز: ق ��د تكون معزولة ومبعث ��رة في الن�سي ��ج البران�شيمي كما ف ��ي الحرا�شف الداخلية للب�صل �أومجتمعةم�شكلة بذلك ن�سيج ًا مفرز ًا كما في ق�شرة البرتقال واليو�سفي والنعناع وال�صنوبر.
ـ �أن�سجة خارجية الإفراز:
الأدمة خلية مفرزة للرحيق في نبات �صريمة الجدي .
الأوبار المفرزة :تنمو من خاليا الب�شرة كالأوبار الال�سعة في نبات القرا�ص . الغ���دد الرحيقية :تنمو من خالي ��ا الب�شرة ،وتالحظ �أحيان ًا في قاعدة الأ�سدية والتويجوالك�أ�س والتخت. الغ���دد العطري���ة :ن�سيج متخ�ص�ص في تركي ��ب و�إفراز الزيوت الطيارة يتكون من خالياب�شرة التويج و التي تعطي الروائح العطرية للأزهار.
�أحياء ()2
51
الأن�سجة النباتيـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ــة
تركيب النبات الزهري :The Structure of Flowering Plants انظ���ر ال�ش���كل ( )11-2وتع���رف عل���ى الأج���زاء الخارجي���ة التي يتك���ون منها النبات الزهري:
عقدة
�سالمية فرع عنق ن�صل �ساق
مناطق الجذر الخارجية:
المجموع الجذرى
لي�س للجذر على طول امتداده البنية نف�س���ها فه���و يت�أل���ف م���ن ع���دة مناطق مختلف���ة التركي���ب �ش���كل ( )12-2كما �أنها تحقق وظائف مختلفة وهي:
برعم جانبى
ورقـــــــــــــــــــة
ي�شكل المجموع الجذري الجزء ال�سفلي من محور النبات الذي يكون غالب ًا تحت �سطح التربة ،ولكنه قد يكون فوقها مثل لذلك.
برعم طرفى
المجموع الخ�ضرى
الجذر :The Root
زهرة
جذر وتدي جذور جانبية
1القلن�س���وة :Root Capتتكون منطبقات عدة من الخاليا البرن�شيمية �شكل ( )11-2الأجزاء الخارجية لنبات زهري. الت ��ي تتفتت عند احتكاكها بالتربة، وتجدده ��ا الخاليا المولدة في القمة النامية ،وتحمي القلن�سوة هذه القمة .وتفرز القلن�سوة مواد عديدة الت�سك ��ر لزج ��ة ت�سه ��ل اختراق الج ��ذر للتربة ،وي�ساع ��د �شكلها االن�سياب ��ي على ذل ��ك ،والقلن�سوة مكان الإح�سا�س بالجاذبية الأر�ضية ف�سر ذلك ،لذا تتحكم في توجيه الجذر للأ�سفل. 2القمة النامية :Apical Mreistemتجدد خاليا القلن�سوة وتعطي �أن�سجة الجذر الأخرى. 3منطق���ة ا�س���تطالة الخالي���ا :Zone of Cell Elongationويع ��زي �إليها معظ ��م النمو الطولي للجذروتحدث فيها ا�ستطالة للخاليا. 4منطقة تمايز الخاليا :Zone of Cell Differentiationوهي �أعلى منطقة في الجذر ،ويتم فيها تمايز�أن�سجة الجذر.وتنمو خاليا الب�شرة للخارج مكونه �شعيرات جذرية تمت�ص الماء و الأمالح المعدنية من التربة.
52
�أحياء ()2
Plant Tissues
5المنطق���ة الدائم���ة :Zone of Cell Permanentتلي منطقة تمايز الخاليا تكون فيها �أن�سجة الجذركافة قد ن�ضجت ،ويتم فيها ت�شكل الجذور الثانوية .Secondary Rools ا�سطوانة وعائية ق�شرة ب�شرة �شعيرة جذرية
منطقة تمايز الخاليا
منطقة اال�ستطالة القمة النامية
منطقة القمة النامية
المركز ال�ساكن القلن�سوة
�شكل ( )12-2قطاع طولي في الجذر
ن�شاط عملي
م�شاهدة الجذور الثانوية في الجذر: الأدوات والمواد: م�شرط – جذر.
طريقة العمل:
اقط ��ع الجذر كما ف ��ي ال�شكل المجاور ،ثمانزع الجزء المقطوع. الحظ الجذور الثانوية التي تخرج من منطقة تعرف بالدائرة المحيطية.
الجذر في قطاع طولي وعر�ضي
�أحياء ()2
53
الأن�سجة النباتيـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ــة
التركيب الداخلي للجذر:
ب�شرة خارجية
انظ ��ر لل�ش ��كل( )13-2ال ��ذي يو�ضح التركي ��ب الداخلي لجذر نب ��ات الفلقتين والحظ الأج ��زاء الآتية التي يتكون منها.
برن�شيمية الق�شرة
1الب�ش���رة :Epidermisوتتك ��ون م ��ن طبق ��ة واحدةمن الخاليا المترا�صة رقيقة الجدر ،ت�ستطيل معظم خالياها لتكون ال�شعيرات الجذرية. 2الق�شرة :Cortexوهي الطبقة التي تلي الب�شرة ،وتتكونمن عدة �صفوف من خاليا برن�شيمية رقيقة الجدر تقوم بوظيف ��ة خزن الغ ��ذاء .واخر �صف م ��ن �صفوف الق�شرة يطل ��ق عليها ا�س ��م الب�ش ��رة الداخلي ��ة Endodermis تكون جدران خالياها مغلظة وتحاط جدرها بحلقة من م ��ادة �شمعية غير منفذة للم ��اء ت�سمى �شريط كا�سبيري ال ��ذي يعمل على تنظي ��م مرور الماء �إل ��ى داخل الجذر. �شكل (.)14 2-
خلية مرور ب�شرة داخلية طبقة محيطية لحاء ابتدائى خ�شب �أول خ�شب تالى خ�شب ابتدائى
�شكل( )13-2قطاع عر�ضي في جذر حديث لنبات من ذوات الفلقتين .
ب�شرة طبقة خ�شب لحاء
ق�شرة ب�شرة داخلية
ب�شرة
�شريط كا�سبرى ب�شرة داخلية
حركة الماء خالل الب�شرة الداخلية �إلى مركز الجذر
�شريط كا�سبيرى
ق�شرة
ق.ع .في الجذر
�شكل ( )14 2-الب�شرة الداخلية في الجذر
3الأ�سطوانة الوعائية :Steleتوجد في مركز الجذر .وتتكون من:�أ -الدائرة المحيطية ( :)Pericycleوهي تقع �إلى داخل الب�شرة الداخلية ،ووظيفتها تكوين الجذور الثانوية.
54
�أحياء ()2
Plant Tissues
ب -الحزم الوعائية ( :)Vascular bundlesوتتركب من: 1الخ�ش ��ب ( :)Xylemويوج ��د على �ش ��كل �أذرع �أو زوائد نجميه ،عددها �أرب ��ع �أو خم�س في و�سطاال�سطوانة الوعائية. 2-اللحاء ( :)Phleomويوجد على �شكل مجموعات بين �أذرع الخ�شب.
بع�ض �أنواع تحورات الجذور: ال تنم���و ج���ذور كل النبات���ات ف���ي الأر����ض حي���ث �أن لبع����ض النبات���ات ج���ذور تكيفت مع بيئاتها غير العادية ومن �أمثلة ذلك: الجذور التنف�سية :تظهر هذه الجذور في نباتات �إ�ستوائية تنموبالم�ستنقعات الطينية الرديئ ��ة التهوية وت�صبح الجذور في حاجة للأك�سجين لتنف�سها.تخرج الجذور التنف�سية من الجذور المغمورة وتنم ��و ر�أ�سي ��ا متجهة �إلى �أعل ��ى وذلك كما في نب ��ات المانجروف ( Mangroveنبات بن �سينا).
الجذور التنف�سية
الج���ذور المتطفل���ة :ت�شاهد هذه الجذور على النباتات الت ��ي الت�ستطيع ت�صنيع غذائهاالع�ض ��وي .لخلوها م ��ن الكلوروفيل� ،أو ال ت�ستطيع الح�صول عل ��ى غذائها الطبيعي من ماء و�أم�ل�اح .مثل هذه النباتات ت�سطو على غذائها من نباتات �أخرى فتر�سل جذورها متجهة �إل ��ى النب ��ات العائل وتخترق �أن�سجته وتت�صل �أوعية النب ��ات المتطفل ب�أوعية النبات العائل وبذل ��ك يتمك ��ن الطفيل من الح�صول عل ��ى احتياجاته من الغذاء .وذل ��ك كما في نباتات الحامول التي تتطفل على ال�سيقان. الج���ذور الدعامي���ة :جذور هوائية تنمو من �أفرع �سيقان �أفقيةطويل ��ة وتتجه في نموها �إلى �أ�سفل وتتفرع �أثناء ذلك ،حتى ت�صل �إلى �سطح الترب ��ة فتخترقه وتتفرع داخله ��ا مدعمة ومثبتة الفرع الهوائ ��ي وكثير ًا ما يتكون �أكثر من جذر دعامي لنف�س الفرع �أثناء الجذور الدعامية في نموه .تقوم الج ��ذور الدعامية ب�إمت�صا� ��ص الرطوبة الجوية �أثناء التين البنغالي نموها الهوائي ،ثم تقوم ب�إمت�صا�ص الماء والغذاء بعد اختراقها التربة ،ومن �أمثلة الجذور الدعامية �أ�شجار التين البنغالي .تعي�ش هذه ال�شجرة مئات ال�سنين ،وت�شغل م�ساحة وا�سعة للغاية وك�أنها غابة �صغيرة بمفردها.
�أحياء ()2
55
الأن�سجة النباتيـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ــة
ن�شاط عملي
درا�سة تركيب الجذر: الأدوات والمواد:
ب ��ذرة فا�صوليا نقع ��ت في الماء لعدة �أي ��ام -عد�سة مكبرة � -شريح ��ة جاهزة لمقطع عر�ضي في جذر نبات من ذوات الفلقتين -مجهر مركب.
طريقة العمل:
)1افح� ��ص بذرة فا�صوليا نقعت في الماء لعدة �أي ��ام ،والحظ الجزء المدبب الذي ي�سمي بالجذر الأولي. ـ هل تالحظ تفرعات جانبية للجذر الأولي؟ ماذا ت�سميها؟ )2ركز اهتمامك الآن على قمة الجذر الأولي ،والحظ �أن لونها يختلف عن لون بقية الجذر. ـ ما �أهمية هذه القمة في حياة النبتة ؟ )3تفح� ��ص الآن المنطق ��ة الجذرية التي تبعد عن قمة الجذر بعدة ملليمترات * .هل تجد عليها �شعيرات ناعمة ودقيقة؟ (ا�ستعمل عد�سة مكبرة لر�ؤية ذلك). ـ ماذا ت�سمي هذه المنطقة ؟ ـ ما ا�سم المنطقة الموجودة بينها وبين قمة الجذر ؟ ـ ما نوع الخاليا التي تتوقع �أن تجدها في قمة الجذر ،وفي منطقة ال�شعيرات؟ ـ ما �أهمية ال�شعيرات؟ )4افح� ��ص �شريح ��ة عليه ��ا مقطع عر�ض ��ي في جذر نب ��ات م ��ن ذوات الفلقتين ،والحظ الأجزاء التالية: �أ -المحيط الخارجي لهذا المقطع. ـ ماذا ت�سمي هذا المحيط ؟وكم طبقة من الخاليا تجد فيه؟ ـ ما وظيفة هذه المنطقة؟ ـ هل تالحظ �شعيرات تخرج من خاليا هذا المحيط ؟ما وظائفها؟ ب -المنطقة التي تلي الب�شرة وت�سمى بالق�شرة. ـ م ��ا نوعي ��ة الخالي ��ا التي توجد ف ��ي هذه المنطق ��ة ؟ وهل هي مترا�ص ��ة �أم بينها م�سافات؟ ما وظائف الق�شرة؟ ج -الب�ش ��رة الداخلي ��ة ،وهي �آخر �صف داخل ��ي من الق�شرة .ـ م ��اذا تالحظ بالن�سبة
56
�أحياء ()2
Plant Tissues
لجدر خاليا هذه المنطقة. د –الح ��ظ الدائ ��رة المحيط ��ة التي تتكون م ��ن �صف واحد م ��ن الخاليا يل ��ي الب�شرة الداخلية باتجاه و�سط الجذر. ـ ما نوع الخاليا المتوقع وجودها في هذه الحلقة؟ ـ هل تالحظ وجود نتوءات جانبية من هذه الحلقة باتجاه محيط الجذر ؟ ـ ماذا يعني وجود هذه النتوءات؟ هـ -الحزمة الوعائية ،وتتكون من جدر خاليا جوفاء تحتل و�سط الجذر ،وتنتظم ب�شكل نجمي. ـ م ��اذا تالحظ بالن�سبة لجدر ه ��ذه الخاليا ؟ وما �شكلها �إذا ما نظرت �إلى مقطع طولي للجذر ؟ ـ ما ا�سم هذه المجموعة من الخاليا؟
�أحياء ()2
57
الأن�سجة النباتيـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ــة
ال�ساق :The Stem يعتب ��ر محور النب ��ات الذي يحمل الأوراق والبراع ��م والأزه ��ار. ويتك ��ون مح ��ور ال�ساق م ��ن عقد و�سالميات ،وقد يوجد على ال�ساق ن ��دب ورقي ��ة� ،أو ن ��دب حرا�شيف برعمي ��ه �أوالعدي�س ��ات التي تميز ال�سيقان الم�سنة.
التركيب الداخلي ل�ساق نبات الفلقتين:
انظ���ر ال�ش���كل (� 15 2-أ) والحظ الأج���زاء الآتية التي تتكون منها �ساق الفلقتين: 1الب�شرة :Epidermisتتكونمن �ص ��ف واحد من الخاليا، جدرانه ��ا الخارجي ��ة تغط ��ى بمادة �شمعية ت�سمى الكيوتين ( )Cutinووظيف ��ة الب�ش ��رة حماي ��ة الأن�سج ��ة الداخلي ��ة والحد من فقدان الماء.
كيوتيكل
ب�شرة ن�سيج كولن�شيمي
ن�سيج بران�شيمي ق�شرة غالف ن�شوي �ألياف خارج اللحاء لحاء كامبيوم وعائي خ�شب تالي خ�شب �أول
حزمة وعائية خ�شب
نخـــــــــــــــاع
�شكل ( )15-2قطاع عر�ضي وطولي في �ساق لنبات الفلقتين .
2الق�ش���رة :Cortexتتك ��ونم ��ن عدة �صف ��وف من خالبا برن�شيمي ��ة رقيقة الجدر تقوم بخ ��زن الماء والغ ��ذاء ،بالإ�ضافة �إلى خاليا �أخرى كولن�شيمية �سميكة الجدر تعمل كدعامة للنبات. 3الأ�سطوانة الوعائية :Steleوتوجد قرب محيط ال�ساق .وتتكون من:�أ -الدائرة المحيطية ( )Pericycleتتكون من طبقة واحدة �أو عدة طبقات من خاليا برن�شيمية و�ألياف. ب -الح ��زم الوعائي ��ة ( )Vascular bundlesوتتك ��ون من ثالثة �أن�سجة عل ��ى ن�صف قطر واحد وهي الخ�شب واللحاء والكامبيوم.
58
�أحياء ()2
Plant Tissues
ج -النخ ��اع ( ،)Pithويوجد ف ��ي مركز ال�ساق.ويتكون من خاليا ذات ج ��دران رقيقة تقوم بخزن الماء والغذاء. �س�ؤال للتفكير قارن بين �ساق نبات الفلقة و�ساق نبات الفلقتين . يمكن ��ك ح�س ��اب عم ��ر ال�شج ��رة دون الحاج ��ة �إلى قطعها ،فغالبية الأ�شجار تزيد بمعدل �2.5سنتمتر �سمك ًا ع ��ن كل �سنة �إذن ق�س محيط ج ��ذع ال�شجرة على ارتفاع 1.5متر فوق �سطح الأر�ض .ولقيا�س عمر جذع ال�شجرة. ق�س ��م طول محي ��ط الجذع على 2.5ف� ��إذا ح�صلت على محيط جذع �شجرة قدرة �125سم فما عمر ال�شجرة ؟
�أنواع الأخ�شاب: 2الخ�شب ال�صلب.هناك نوعان �أ�سا�سيان من الأخ�شاب 1- :الخ�شب اللين وت�شي ��ر هذه الم�سميات �إلى نوع ال�شجر الذي ح�صلنا على الخ�شب منه .ولكنها ال تبين �ص�ل�ادة الخ�شب .ونحن نح�ص ��ل على الخ�شب اللي ��ن من الأ�شج ��ار المخروطية المعروفة بال�صنوبرية.وم ��ن �أه ��م الأخ�شاب اللينة ال�شائع ��ة �أخ�شاب ال�صنوب ��ر اال�سكتلندي ،الأرز، الالرك� ��س الأوروبي� ،أخ�شاب �أمريكا ال�شمالية الحمراء.وهي �أخ�شاب ي�سهل ن�شرها ونحتها وثقبه ��ا .له ��ذا فهي منا�سبة لأغرا� ��ض البناء كما �أننا نح�صل منها عل ��ى لب الخ�شب الذي ي�ستخ ��دم في �صناعة ال�سيلوفان والمنتجات الورقية.ويمكن الح�صول على الخ�شب ال�صلد م ��ن الأ�شجار ذات الأوراق العري�ضة،ومعظم هذه الأ�شجار من النوع النف�ضي�،أي �أنها تنمو وت�سق ��ط �أوراقها كل خريف.وم ��ن �أ�شهر الأخ�شاب ال�صل ��دة :البتوال،الدردار،الماهوجني، الك�ستناء ،البلوط ،وهذه كلها ت�ضفي بنيتها ال�شكلية المميزة والجميلة على الأثاث والمكاتب والألواح والأر�ضيات جما ًال ورونق ًا.
�أحياء ()2
59
الأن�سجة النباتيـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ــة
ن�شاط عملي
درا�سة تركيب ال�ساق: الأدوات والمواد:
مجموعة �سيقان مختلفة لنباتات مختلفة � -شريحة جاهزة لمقطع عر�ضي في �ساق نبات من ذوات الفلقة الواحدة �آخر ل�ساق نبات من ذوات الفلقتين -مجهر مركب.
طريقة العمل:
)1افح�ص قطع ال�سيقان المتوافرة في المختبر والحظ مايلي: �أ -العقد :وهي المناطق التي تت�صل عندها الأوراق بال�ساق�،أو التي يوجد فيها براعم. ـ ماذا ت�سمى المنطقة بين عقدتين ؟ ب -البراعم موجودة في الزاوية بين الورقة وال�ساق ،وكذلك تلك الموجودة في قمة ال�ساق. ـ هل تالحظ وجود حرا�شف حول البراعم ؟ ـ ما �أهمية البراعم والحرا�شف ؟ ج -القمم الطبيعية لل�سيقان . ـ ما نوع الخاليا الموجودة في هذه القمم ؟و ما دور القمة في حياة النبات ؟ د -فتحات على �أ�سطح ال�سيقان . ـ ماذا ت�سمى هذه الفتحات ؟و ما دورها؟ )2ادر�س مقطع ًا عر�ضي ًا ل�ساق نبات من ذوات الفلقتين،و�آخر لنبات من ذوات الفلقة الواحدة،والحظ المناطق التالية: �أ -الغالف الخارجي لكل مقطع. ـ م ��اذا ت�سم ��ي هذا الغالف ؟ من ك ��م طبقة خلوية يتركب ؟و ما وظيفته؟ ـ ه ��ل يوجد �شبه بين هذه الطبقة وب�شرة الجذر ؟ ب-الق�شرة هي المنطقة التي تلي الب�شرة. ـ من كم طبقة خلوية تتكون الق�شرة ؟و ما نوع الخاليا الموجودة فيها؟ ـ هل تجد حبيبات ن�شوية في خاليا الق�شرة؟ وماذا تمثل هذه الحبيبات ؟ ج -الحزم الوعائية الحظ ترتيب هذه الحزم في �ساق ذات الفلقة الواحدة ،و�ساق ذات الفلقتين . ـ م ��ا مكون ��ات كل حزم ��ة؟ ـ �أين يوجد الخ�شب واللح ��اء في الحزمة ؟ومكوناتهم ��ا ؟وما وظيفة ك ًال منهما ؟ وما الفرق بينهما؟ د -ن�سيج الكامبيوم الموجود بين عنا�صر الخ�شب واللحاء. ـ ما نوع الخاليا الموجودة فيه؟ وما دوره في حياة النبات؟
60
�أحياء ()2
Plant Tissues
هـ -الجزء الأو�سط في كل مقطع . ـ ماذا ت�سمي هذا الجزء ؟ وما نوع خالياه ؟ وما وظيفته ؟ ـ هل يوجد هذا الجزء في �أنواع ال�سيقان جميعها؟
نبات الألف منفعة (الزنجبيل) :Zingiber officinale ع�شبه قوية ال�ساق معروف ��ة منذ القديم في بالد الهند وال�صين يتميز �ساقها برائحة زكية يحتوي على زيوت طي ��ارة له رائحة نف ��اذة وطعم الذع ، له ج ��ذور عقدية ت�شب ��ه درنات البطاط ��ا �أزهاره �صف ��راء الل ��ون ،الأج ��زاء الم�ستعمل ��ه ج ��ذوره و�سيقان ��ه المدفونة ف ��ي االر� ��ض( الريزومات ) ورد ذكر الزنجبيل في القر�آن الكريم: ( الإن�سان.)17:
فوائد الزنجبيل: ذك ��ر ابن القي ��م الجوزية في كتابه(الطب النب ��وي) :الزنجبيل مهدئ للمع ��دة وم�سكن للمغ�ص وطارد للأرياح ،ويعين على اله�ضم،ويلين البطن تلين ًا خفيف ًا .وذكر ابن �سينا �أن الزنجبيل يزيد ف ��ي الحفظ ويجلو الرطوبة من الر�أ� ��س والحلق .وقال داود الأنطاكي في تذكرته :يفيد االكتحال بالزنجبيل في تقوية الب�صر .ي�ساعد �شراب الزنجبيل على الدفء �شتاء �إذا �شرب �ساخن ًا،كما �أنه يزيد في �إفراز العرق في�صاحب ذلك تلطيف في درجة حرارة الج�سم .ومن المعروف �أن �شراب الزنجبي ��ل الدافئ مفيد ًا جد ًا في �إذابة البلغم وطرده .ولذلك فهو ي�ستخدم على نطاق وا�سع في ع�ل�اج مر�ضى ال�سعال وال�صدر عموم ًا.كم ��ا ي�ستخدم المغلي منه كغرغرة لعالج التهابات الفم. كما يو�صف كعالج �شعبي للغثيان ودوار البحر والطائرة ودوار الحوامل. وتنت ��ج الآن بع�ض �ش ��ركات الأدوية كب�سوالت من بودرة الزنجبيل حاالت ال ��دوار والغثيان.وحديث ًا تم ا�ستخال� ��ص العقار Rhizoma Zingberisم ��ن ريزومات الزنجبيل بعد ف�ص ��ل الجذور العر�ضية منها،والمادة الفعالة في العقار هي زيت �أ�صفر يعرف بالجنجرول gingerolله رائحة نفاذة.
�أحياء ()2
61
الأن�سجة النباتيـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ــة
الورقــة :The Leaf
الأوراق �أكثر �أع�ضاء النبات تباين ًا� ،إذ تختلف من حيث ال�شكل والحجم والن�صل انظر �شكل ()16-2 وتعرف على الأجزاء الخارجية للورقة.
�ساق
تركيب الورقة :leaf structure
ن�صل
ادر� ��س ال�ش ��كل ( )17-2وتع ��رف عل ��ى الأجزاء الداخلية الآتية لن�صل الورقة في نبات الفلقتين.
عروق عنق
برعم �إبطي
1الب�ش���رة :Epidermisم ��ا ع ��دد طبقاته ��ا ؟م ��ا الذي يغط ��ي خالياها ؟ ه ��ل تحتوي على �شكل (�)16 – 2أجزاء الورقة الب�سيطة. بال�ستي ��دات خ�ض ��راء؟ تتك ��ون الب�شرة عادة م ��ن �صف واحد من الخالي ��ا المترا�صة الخالية م ��ن الكلوروفيل غالب ًا ،عدا في الخالي ��ا الحار�سة التي تحت ��وي عل ��ى الكلوروفيل .تغطى الب�شرة بطبقة الأدمة التي تكون ع ��ادة �سميكة في الب�شرة العليا ورقيقة ف ��ي الب�ش ��رة ال�سفلي .ت�شبه خاليا الب�شرة ال�سفلي خاليا الب�شرة العليا� ،إال �أن خاليا الب�شرة ال�سفلى �أقل انتظام� � ًا و�أرق ج ��در ًا و�أكثر �إحتواء ًا على الثغور .وب�ش ��رة الأوراق ذات �أهمية كبيرة ،لأنها تدعم الأن�سجة العمادية وتحمي �أن�سجة الورقة الداخلية التي تقع تحتها من العوامل ال�ضارة وخا�صة فقد الماء. الب�شرة العليا الن�سيج العمادي
كيوتيكل
الن�سيج المتو�سط الن�سيج الأ�سفنجي الب�شرة ال�سفلى لحاء
خ�شب
حزمة وعائية
�شكل ( )17-2قطاع عر�ضي في ورقة نبات من ذوات الفلقتين .
62
�أحياء ()2
Plant Tissues
2الن�سيج الو�سطي :Mesophyllويتكون من ن�سيجين هما:�أ -الن�سيج العمادي :palisadeويقع قرب الب�شرة العليا ،وخالياه م�ستطيلة ال�شكل ومتال�صقة مع بع�ضها وتحتوي على عدد كبير من البال�ستيدات الخ�ضراء. ب -الن�سيج الأ�سفنجي :spongyخالياه غير منتظمة ال�شكل توجد بينها فراغا ت هوائية لت�ساعد على التهوية كما يحتوي على بال�ستيدات خ�ضراء 3الحزم الوعائية :Vascular bundlesتتكون من �أوعية خ�شبية �سميكة الجدر و�أوعية لحائية رقيقة الجدر.ن�شاط عملي
درا�سة تركيب الورقة: الأدوات والمواد:
�شريحة جاهزة لمقطع عر�ضي في ورقة نبات ذوات فلقتين -مجهر مركب.
طريقة العمل:
افح�ص مقطع ًا عر�ضي ًا لورقة ما ،والحظ الأجزاء التالية: �أ -الب�شرة العليا: ـ هل هي مغلفة بالأدمة�،أم ماذا ؟ ـ كم طبقة من الخاليا تجد في هذا الجزء من الورقة ؟ ـ هل الخاليا متباعدة� ،أم مترا�صة ؟ ـ ماذا تالحظ بالن�سبة لجدرها ؟ ب -الن�سيج الو�سطي: ـ هل خاليا هذا الن�سيج مت�شابهة في ال�شكل والم�سافات البينية ؟ ـ ماذا ت�سمي المنطقتين الرئي�سيتين في هذا الن�سيج ؟وما وظيفة كل منطقة ؟ ج -الن�سيج الوعائي: الحظ االختالف بين الخاليا الموجودة باتجاه الب�شرة العليا،والأخرى البعيدة عنها. ـ ماذا تكون الخاليا العليا ؟وماذا تكون الخاليا القريبة من الب�شرة ال�سفلى ؟ د -الب�شرة ال�سفلى: ـ يكون هذا الجزء المحيط الأ�سفل للورقة ؟ ـ هل تجد فتحات بين خاليا هذه الطبقة ؟ ماذا ت�سميها ؟ ـ ماذا ت�سمي الخاليا المجاورة لهذه الثغور؟ وما �أ�شكالها ؟ ـ هل تتوقع وجود بال�ستيدات في الخاليا المجاورة ؟ ـ ما �أهمية الثغور في حياة النبات ؟ �أحياء ()2
63
الأن�سجة النباتيـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ــة
ال�س�ؤال الأول :عرف الم�صطلحات العلمية التالية: الأن�سجة المري�ستيمية – الثغور ال�س�ؤال الثاني� :أكمل الفراغات بما ينا�سبها فيما يلي: �أ -تنق�سم الأن�سجة الإن�شائية ح�سب موقعها �إلى............و.............و.............. ب -يتكون لب معظم الثمار من خاليا......................................................... ج -ي�صنع الن�سيج الكتاني والحبال من خاليا نباتية طويلة م�ستدقة النوع الليفي من الخاليا... .................................................................................................. ال�س�ؤال الثالث :اختر الإجابة ال�صحيحة في كل مما يلي: 1تت�صف الخلية المر�ستيمية ب�أنها:ب -ذات نواة كبيرة و فجوة �صغيرة. �أ -ذات نواة �صغيرة و فجوة كبيرة. د -ذات نواة �صغيرة وفجوة �صغيرة. ج -ذات نواة كبيرة وفجوات �صغيرة. 2تتكون ال�شعيرات الجذرية من �إمتدادت من: ب -الكيوتيكل. �أ -الن�سيج الأ�سا�سي.
ج -الب�شرة الخارجية .د -الق�شـ ـ ــرة.
3تدعى الخاليا الخارجية الميتة في ال�ساق بالخاليا: ج -الفلينية. ب -الكولن�شيمية . �أ -البرن�شيمية.
د -الخ�شبية
4تعرف المنطقة من الجذر التي تجدد خاليا القُل ٌن ُ�سوة وتعطي �أن�سجة الجذر الأخرى بمنطقة:د -اال�ستطالة ب -تمايز الخاليا .ج -الدائمة. �أ -القمة النامية. 5يعمل الن�سيجان العمادي والأ�سفنجي في الورقة على: ب -البناء ال�ضوئي .ج -نقل الغذاء. �أ -نقل الماء .
د -الحماية.
ال�س�ؤال الرابع :علل ما ي�أتي: �أ -موت الخاليا الفلينية عند بلوغها. ب -البنية رملية لثمرة الأجا�ص. ج -تغطى خاليا الب�شرة في الأوراق النباتية البرية بمادة �شمعية. د -تتميز القلن�سوة في الجذر ب�شكلها االن�سيابي و�إفرازها للمواد ال�سكرية اللزجة.
64
�أحياء ()2
Plant Tissues
ال�س�ؤال الخام�س :قارن بين كل من: �أ -الأن�سجة االن�شائية والأن�سجة الم�ستديمة من حيث الوظيفة. ب-تركيب العنا�صر التو�صيلية في الخ�شب والعنا�صر الغربالية في اللحاء. ال�س�ؤال ال�ساد�س :و�ضح التال�ؤم بين التركيب والوظيفة لكل من التالي: 1خاليا الن�سيج الكولن�شيمي. 2-خاليا ن�سيج اللحاء.
�أحياء ()2
65
3
Cell Division
دورة حياة الخلية -االنق�سام االختزالي
يتوقع منك في نهاية الف�صل �أن : تع��رف الم�صطلح��ات العلمي��ة الآتي��ة: ّ -1 دورة حياة الخلي��ة ،االنق�سام االختزالي،، ظاهرة العبور . -2ت�شرح دورة حياة الخلية. -3ت�ش��رح طريق��ة االنق�س��ام الخل��وي غي��ر المبا�شر. -4تفح���ص �شرائ��ح مجهري��ة جاه��زة لمراح��ل االنق�سام الخلوي غير المبا�شر. -5ت�شرح طريقة االنق�سام الخلوي االختزالي. -6تفح�ص �شرائح مجهرية جاهزة لمراحل االنق�سام الخلوي االختزالي. -7تر�سم مراحل االنق�سام الخلوي االختزالي. -8تق��ارن بي��ن طريقة االنق�س��ام الخلوي غي��ر المبا�شر واالنق�سام الخلوي االختزالي. -9تت�أم��ل ق��درة اهلل �سبحانه وتعالى ف��ي خلقه من خالل درا�ست��ك لطريق��ة انق�س��ام خالي��ا �أج�س��ام المخلوقات الحية.
االنق�سام الخلوى
�إن الخلي ��ة تن�ش� ��أ من انق�س ��ام خلية �سابقة له ��ا ،وال�س�ؤال الذي يط ��رح نف�سه هو ،ما ال ��ذي يدفع الخلية لالنق�س ��ام؟ لماذا تنق�سم الخلية؟ والحقيقة � ّإن الخلية تنق�سم وانق�سامها �سر من �أ�سرار الحياة ربما يتحكم ب ��ه �أكثر من عامل منها تخ�ص�ص الخالي ��ا ،والتغذية ،وف�سيولوجية الخلي ��ةّ �.إن تخ�ص�ص الخاليا ووظائفها ربم ��ا يدف ��ع الخلية لأن تنق�س ��م لغر�ض النم ��و �أو التجديد �أو �إ�صالح تل � ٍ�ف ما �أو التكاث ��ر .وللخلية نوعان من االنق�س ��ام هم ��ا ،انق�سام محتويات النواة ومالحظ ��ة �سلوك الكرومو�سومات� ،أو ما ي�سم ��ى باالنق�سام النووي .Karyokinesisوانق�سام ال�سيتوبالزم �أو االنق�سام ال�سيتوبالزمي .Cytokinesis
َدو َر ُة َح َيا ِة الخَ ِل َّي ِة :Cell life Cycle دورة حياة الخلية :هي الأطوار المتتابعة والمنظمة من النمو واالنق�سام التي تحدث للخلية الحقيقية النواة في الفترة الزمنية الواقعة بين انق�سامين متتاليين. تختلف هذه الفترة في مدتها من خلية �إلى �أخرى ،لكنها تتراوح بين � 20 – 8ساعة في الخاليا النباتية والحيواني ��ة التي تتمي ��ز بن�شاطها العالي في االنق�س ��ام� .أما الخاليا بدائية النواة ف� ��إن دورة الحياة فيها لم ت َّت�ضح بعد.
تنظيم الدورة:
تختل ��ف الخاليا في �سرع ��ة انق�سامها باختالف �أنواعها ،فبع�ض الخاليا الحيوانية ال تنق�سم بل تظل في طور النمو الأول .وهناك خاليا حيوانية مثل :خاليا الجلد ،ونخاع العظام تنق�سم انق�سام ًا �سريع ًا ،وت�ستغرق دورة حياة هذه الخاليا مدة ال تزيد على (� )8ساعات. فم ��ا ال ��ذي ينظم االنتقال من طور �إلى �آخر ف ��ي دورة حياة الخلية؟ وما الذي يقرر م ��ا �إذا كانت الخلية �ستنق�سم �أم ال؟ قد يعود الفرق بين �سرعة انق�سام الخاليا �إلى وجود بروتينات منبهة ،Trigger Proteins �إذ ُل ِ وح ��ظ تراك ��م هذا النوع من البروتينات في الخاليا التي تم ��ت تنميتها في المختبر في طور النمو الأول، وعن ��د تراك ��م هذه البروتين ��ات بكميات كافية ف� �� َّإن الخلية تنتقل �إل ��ى طور بناء .DNAويت�أث ��ر تراكم هذه البروتينات بعوامل عدة مثل :الهرمونات و حجم الخلية وموقعها في الن�سيج .وربما يكون لهذه العوامل �أهمية ف ��ي بع�ض العملي ��ات التي تعتمد على عملية انق�سام الخاليا في ج�سم الحيوان مثل :التئام الجروح ،وتعوي�ض الأن�سجة التالفة� ،أو انت�شار الخاليا ال�سرطانية.
68
�أحياء ()2
Cell Division
�أطوار الدورة:
تتمث ��ل دورة حياة الخلية القابلة لالنق�سام بطورين رئي�سين متبادلين هما الطور البيني و طور االنق�سام الخلوي� .شكل ( :)1–3
�أوال :الطور البيني :Interphase
ي�ش���كل �أكث���ر م���ن 90٪م���ن زمن ال���دورة ويت�ض���من ثالثة �أطوار هي:
الطور االنف�صالي طور النهائي ال
الطور
الطور اال�ستوائي
ر الن حوا لي � 4
ح
وال
G2
مو ال
ي4
G1مو ا الن طور
حوالي 6 �ساعات
طو
لأول
التمهيدي
ط ال� ور ا ل ن صفري مو
ساعات
ثاني
جـ -طور النمو الثاني (:)G2 وفيه تنمو الخلية �سريع ًا وتبني الإنزيمات و البروتينات تمهيد ًا لالنق�سام غير المبا�شر .وفي المخلوقات عديدة الخالي ��ا تبقى بع�ض الخاليا مث ��ل الخاليا الع�صبية في ط ��ور النمو الأول طوال حياته ��ا الذي ي�سمى عندها طور النمو ال�صفري(.)G0
انق�سام غير مبا�شر
�سا
ب – طور بناء ( ) :DNA وفيه تت�ضاعف كمية DNAالموجودة في النواة وما ت�ش ِّكله من جينات.
خلية �أم
عات
�أ – طور النمو الأول (:)G1 وفيه يت�ضاعف حج ��م الخلية وعدد الع�ضيات وكمية الإنزيمات فيها.
خليتان بنتان
حوالي 10 �ساعات
S
فترة البناء ت�ضاعف DNA الطور البيني
�شكل ( )1-3دورة حياة الخلية.
ثانيا :طور االنق�سام الخلوي :cellular division
وي�سم ��ى طور االنق�سام المت�س ��اوي ( الميتوزي ).يوجد نوعين من االنق�سام الخل ��وي هما االنق�سام غير المبا�شر واالنق�سام االختزالي والذي ينتهي بتكوين خليتين ،تدخل كل خلية منهما طور ًا بيني ًا جديد ًا. يهدف االنق�سام الخلوي �إلى تكاثر الخاليا وزيادة عددها من �أجل النمو �أو للتعوي�ض من الخاليا التالفة حفاظ� � ًا على بق ��اء المخلوقات الحية �أو لتكوي ��ن الأم�شاج .وتتم هذه العملية من خ�ل�ال نوعين من االنق�سام الخلوي هما االنق�سام غير المبا�شر واالنق�سام االختزالي.
�أحياء ()2
69
االنق�سام الخلوى
االنق�سام غير المبا�شر :Mitosis يح ��دث ف ��ي الخالي ��ا الج�سدي ��ة Somatic Cellsللمخلوقات الحي ��ة ففي االن�سان يح ��دث في الخاليا االن�شائي ��ة (المولدة) مثل خالي ��ا الج�سم المختلفة (ع ��دا الخاليا الع�صبية وخاليا ال ��دم الحمراء البالغة والمول ��دة للحيوان ��ات المنوي ��ة والبوي�ضة) ،وفي النب ��ات يحدث في الخالي ��ا المري�ستمي ��ة (االن�شائية) في البراعم والقمة النامية في الجذور وال�سيقان. �س�ؤال للتفكير ما�سبب عدم حدوث االنق�سام غير المبا�شر في الخاليا الع�صبية والخاليا التنا�سلية ؟
�أهدافه:
-1التكاث ��ر �أو زيادة العدد في المخلوقات وحيدة الخلية،فالأميبا تنق�سم انق�سام ًا غير مبا�شر ِل ُت َك ِّو َن فردين جديدين وقد يطلق عليه االن�شطار الثنائي . Binary Fission -2النمو و �إ�صالح �أن�سجة الج�سم التي �أ�صابها تلف.
مراحل االنق�سام غير المبا�شر:
يمر االنق�سام غير المبا�شر عادة ب�أربعة �أطوار ت�سبقها المرحلة البينية � Inter phaseشكل ( )2 –3وهي: -1الطور التمهيـ ـ ـ ــدي . Prophase -2الطور اال�ستوائي .Metaphase -3الطور االنف�صــالي .Anaphase -4الطور النهائـ ـ ـ ـ ـ ــي .Telophase
70
�أحياء ()2
Cell Division
الطور البيني :Interphase يق ��ع هذا الط ��ور بين كل انق�سامي ��ن متتاليين،و�أهم ما يح ��دث فيه هو م�ضاعفة ال�سن تريوالت والمــــــــــــ ��ادة الوراثية DNAوبالتال ��ي تهيئ ��ة الخلية ال�شبكة الكروماتينية لالنق�سام. المرحلة البينية
-1الطور التمهيـدي :Pro phase
المرحلة البينية المت�أخرة
�سنتروالت
تتمي ��ز ال�شبك ��ة الكروماتيني ��ة �إل ��ى خي ��وط رفيع ��ة ت�سم ��ى الكرومو�سومـــــــــــ ��ات عدده ��ا ثابت ف ��ي النوع الواح ��د ،فهي في خالي ��ا الإن�س ��ان الج�سدية ()46كرومو�سوم� � ًا ،ويب ��دو كل كرومو�ســـــــــــــــ ��وم مكون� � ًا م ��ن كروماتيدين رفيعين مت�شابهين المرحلة تمام� � ًا ،وملت�صقي ��ن طولي� � ًا التمهيدية بنقط ��ة ت�سم ��ى �سنترومي ��ر، بقايا الغالف كما ينق�سم الج�س ��م المركزي النووي نجم �إل ��ى ق�سمي ��ن (�إذا ل ��م يوج ��د اثن ��ان ف ��ي الأ�ص ��ل) ويبتعدان ع ��ن بع�ضهما ليتخ ��ذا و�ضعين متقابلي ��ن ف ��ي قطب ��ي الخلية، كم ��ا تب ��د�أ الخي ��وط المغزلية بالت�شكل والظهور ،وتبد�أ النوية باالختف ��اء وتق�ص ��ر وتغل ��ظ المرحلة التمهيدية �سنورمير الكرومو�سومات المت�أخرة خيط مغزلي
-4الطـور النهائي :Telophas تب ��د�أ الخي ��وط المغزليــــــــــــــــة باالختفاء ،كم ��ا يحدث اختناق ف ��ي ال�سيتوبــــــــــ�ل�ازم ويتك ��ون �سنتريـــــــــــــــ ��ول جدي ��د ف ��ي كل قطب،ويب ��د�أ الغ�ش ��اء الن ��ووي والنوي ��ة بالظه ��ور ،وتب ��دو الكرومو�سوم ��ات �أق ��ل و�ضوح� � ًا االنق�سام ال�سيتوبالزمي مم ��ا كان ��ت علي ��ه ،ث ��م ي ��زداد اختناق ال�ستوب�ل�ازم ويمتد �إلى ان�شطار الخلية و�سط الخلية ويزداد عمق ًا حتى يتم انف�صاله �إلى ق�سمين يحيط كل منهم ��ا ب�أحد ن�صف ��ي النواة (�إنق�سام �سيتوبالزمي) .وهكذا تنت ��ج خليتان في كل منهما عدد مت�س ��ا ٍو م ��ن الكرومو�سوم ��ات (تماثالن الخلية الأم وراثي ًا). المرحلة النهائية -3الطور الإنف�صالـي :Anaphase
المرحلة االنف�صالية
تنق�س ��م ال�سنترومي ��رات وتب ��د�أ الكروماتي ��دات باالنف�صال عن بع�ضها ببطء م�شدودة بالخيوط المغزلي ��ة �إل ��ى قطب ��ي الخلية، وبه ��ذا تت�ش ��كل مجموعت ��ان مت�شابهتان من الكرومو�سومات عند قطب ��ي الخلي ��ة وتبدو على �شكل ( 8و )7على الترتيب. -2الطور اال�ستوائي :Metaphase تتح ��رك الكرومو�سومات لترتب نف�سها في و�سط الخلية مرتبطة بالخي ��وط المغزلي ��ة بوا�سط ��ة ال�سنتروميرات.
�شكل (� )2 – 3أطوار االنق�سام غير المبا�شر في الخليةالحيوانية.
�أحياء ()2
71
االنق�سام الخلوى
ن�شاط عملي با�ستخدام المجهر المركب افح�ص �شرائح جاهزة لخاليا حيوانية ونباتية في مراحل مختلفة لالنق�سام غير المبا�شر .حاول تحديد مراحل بع�ض هذه الخاليا وار�سمها.
يختل���ف االنق�س���ام غي���ر المبا�ش���ر ف���ي الخلية النباتي���ة عنه في الخلي���ة الحيوانية ف���ي النقاط التالية: -1طريقة انق�سام ال�سيتوبالزم :في الخلية النباتية يتم بتكوين �أكيا�س غ�شائية تن�ش�أ من ال�شبكة الإندوبالزمية وجه ��از جولجي تلتحم مع� � ًا لتكوين ال�صفيحة الو�سط ��ى Middle Lamellaالتي يتر�سب عند جانبيها فيما بعد بقية مكونات الجدار الخلوي� .شكل (.)3 – 3 -2وج ��ود زوجي ��ن من الج�سم المركزي الل ��ذان يتجهان نحو قطبي الخلية الحيواني ��ة ،حيث تتكون الخيوط المغزلي ��ة بين زوجي الج�سم المرك ��زي� .أما في الخلية النباتية التي تفتق ��ر �إلى وجود الج�سم المركزي فتن�ش� ��أ الخيوط المغزلية من تجمع الأنيبيبات الدقيقة في ال�سيتوبالزم ،وتظهر الخيوط المغزلية ك�أنها تن�ش�أ من قطبي الخلية.
�صفيحة و�سطى
مواد مفرزة لتكوين جدار خلوي جديد
�شكل ( )3 – 3انق�سام ال�سيتوبالزم في الخلية النباتية.
72
�أحياء ()2
�أكيا�س غ�شائية
Cell Division
االنق�سام االختزالي :Meiosis يح ��دث االنق�سام االختزالي في الخالي ��ا التنا�سلية للمخلوق الحي .ففي الحي ��وان والإن�سان يحدث هذا االنق�سام في الخ�صى لتكوين الحيوانات المنوية،وفي الأنثى يحدث في المباي�ض لتكوين البوي�ضات� ،أما في النبات فيحدث في �أع�ضاء الزهرة التنا�سلية في الطلع �أو ال�سداة لتكوين حبوب اللقاح ،وفي المتاع �أو الكربلة لتكوين البوي�ضات.
�أهدافه:
تكوي ��ن الجاميتات المذك ��رة ،والجاميتات الم�ؤنثة لغر�ض التنا�سل.،وكما ت ��دل الت�سمية ال ُب َّد من اختزال ع ��دد الكرومو�سومات �إل ��ى الن�صف حتى يظل عددها ثابت ًا في �أجيال الن ��وع الواحد؛ف�إذا اعتبرنا كل بوي�ضة مخ�صب ��ة لأي مخلوق حي عبارة عن اتحاد م�شيج ذكري و�آخ ��ر �أنثوي ف� َّإن هذا يعني اجتماع الكرومو�سومات ف ��ي خلية واحدة ،و�إذا لم يح ��دث اختزال للكرومو�سومات يت�ضاعف عددها بحي ��ث ال يحافظ الفرد الواحد على نوعه.
مراحله:
تع ��د �أطوار االنق�س ��ام االختزالي �أكثر تعقيد ًا من تلك في االنق�سام غير المبا�شر بالرغم من وجود بع�ض الت�شابه في كثير من هذه الأطوار ،ويت�ضمن االنق�سام االختزالي مرحلتين تمر كالهما في �أربعة �أطوار هي: التمهيدي ،واال�ستوائي ،واالنف�صالي ،والنهائي. تت َّب ��ع هذه الأط ��وار �شكل ( )4 – 3الذي ي َب ِّين خلي ��ة حيوانية تحتوي على �أربع ��ة كرومو�سومات انق�سمت انق�سام ًا اختزالي ًا. تذ َّك ��ر �أن الخلية قبل ب ��دء انق�سامها تكون في الطور البيني ،حيث يتم في ��ه م�ضاعفة المادة الوراثية في طور البناء ( )Sمن دورة حياة الخلية التي در�ستها �سابق ًا.
�أحياء ()2
73
االنق�سام الخلوى
-8الطور النهائي الثاني وانق�سام ال�سيتوبالزم: تنتج �أربع خاليا تحتوي نواة كل منه ��ا على ن�صف الع ��دد الأ�صلي م ��ن الكرومو�سومات ف ��ي الخلية الأم .وتعرف بالجاميتات وهي ال تماثل الخلية الأم وراثي ًا.
الطور البيني Interphase
�أ -الـمــرحـ ـل ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ــة الأولـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ــى مــن االن ـقــ�سـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ــام االخـ ـت ــزال ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ــي.
-1الطور التمهيدي الأول: تظهر الكرومو�سومات على �شكل �أزواج متماثل ��ة ،حي ��ث يتكون كل كرومو�س ��وم م ��ن كروماتيدي ��ن تربطهم ��ا القطع ��ة المركزي ��ة (ال�سنترومي ��ر) م�شكل ��ة وحدات رباعي ��ة .Tetradsتتقاط ��ع الكروماتي ��دات غير ال�شقيقة في زوج الكرومو�سوم ��ات المتماثلة، وت�سم ��ى نقاط التقاط ��ع ت�صالب Chiasmaويت ��م ع ��ن طريقه ��ا عملية العبور Crossing Over -2الطور اال�ستوائي الأول: تتح ��رك �أزواج الكرومو�سوم ��ات نح ��و و�س ��ط الخلي ��ة وت�صط ��ف ف ��ي المجموعتي ��ن متقابلتي ��ن، وتظهر الخيوط المغزلية لتت�صل بالكرومو�سوم ��ات ع ��ن طري ��ق ال�سنترومير. -3الطور االنف�صالي الأول: ينف�ص ��ل كل كرومو�س ��وم ع ��ن نظيره في الوحدات الرباعية نحو القطب المقابل له ب�سبب انكما�ش الخي ��وط المغزلية ،ويتجمع عند كل قط ��ب ن�صف الع ��دد الأ�صلي من الكرومو�سومات.
-7الطور االنف�صالي الثاني.
-6الطور اال�ستوائي الثاني.
-4الط���ور النهائ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ���ي الأول وانق�سام ال�سيتوبالزم: تح ��اط كل مجموعـــــــــــــــــ ��ة م ��ن الكرومو�سوم ��ات بالغــــــــــــــ�ل�اف النووي ،وتظه ��ر النوية .وينق�سم ال�سيتوبالزم لينتج خليتين تحتوي كل منهم ��ا عل ��ى ن�ص ��ف الع ��دد الأ�صلي من الكرومو�سومات.
-5الطور التمهيدي الثاني.
�شكل (� )4 – 3أطوار االنق�سام االختزالي في الخلية الحيوانية.
74
�أحياء ()2
Cell Division
عملية العبور :Crossing Over يتك ��ون كل زوج م ��ن الكرومو�سوم ��ات المتماثلة م ��ن كرومو�سومي ��ن �أحدهما من الأب،والآخ ��ر من الأم. وتت�ضمن عملية العبور تبادل جينات بين كروماتيدات هذين الكرومو�سومين ؛ لذا فالكرومو�سومات الناتجة بع ��د عملي ��ة العب ��ور تحتوي على �صفات وراثي ��ة من كال الأبوين وه ��ذا يع ُّد عام ًال مهم ًا في تن ��وع المخلوقات الحية� .شكل (.)5 – 3 تقاطع بين كروماتيدين غير �شقيقين
الكروماتيدات بعد عملية العبور
�شكل ( )5 – 3عملية العبور.
ن�شاط عملي افح�ص عدد من ال�ش���رائح المجهرية الجاهزة التي تو�ض���ح مراحل االنق�سام االختزالي الأول وار�سمها وقارنها بما في كتابك.
االنق�سام الم�ضطرب (الأمرا�ض ال�سرطانية): مر����ض ال�س���رطان ه���و عب���ارة عن انق�س���امات غير طبيعي���ة للخاليا الحي���ة ،ينتج عنها تك���ون الأورام . والخاليا ال�سرطانية ( )Tumaour Cellsنوعان هما: • الخالي���ا ال�س���رطانية الحمي���دة :ه ��ي الخاليا الت ��ي تنمو بب ��طء وال تنت�شر في كل م ��كان و�شكلها ي�شبه �شكل الخاليا الطبيعية .ويمكن عالجها با�ستئ�صال الورم الناتج عنها جراحي ًا مع الغ�شاء� ،أو الغالف المحيط بها. • الخالي���ا ال�س���رطانية الخبيث���ة :ه ��ي الخاليا الت ��ي تنمو ب�سرع ��ة وتنت�شر في كل م ��كان ولها �أ�شكال مختلف ��ة عن �شكل الخاليا الطبيعية .ومن الط ��رق الم�ستخدمة لعالج الأورام الناتجة عن الخاليا ال�سرطانية الخبيثة: �أحياء ()2
75
االنق�سام الخلوى
-1الجراحة :حيث يتم ا�ستئ�صال الورم ال�سرطاني والخاليا المحيطة به. -2الأ�شعة :ت�ستخدم في حالة الإ�صابة بال�سرطان لقتل الخاليا ال�سرطانية و�إيقاف نموها. -3العالج الكيميائي :ت�ستخدم بع�ض العقاقير الطبية التي توقف �أو تبطئ نمو الخاليا ال�سرطانية.
�إن الإكث ��ار م ��ن تن ��اول الأغذي ��ة الغني ��ة بالألي ��اف كالفاكهة،والخ�ض ��راوات الورقية، والخب ��ز الأ�سمر ،يقلل ب ��اذن اهلل �سبحانه وتعالى من الإ�صابة ب�سرط ��ان الأمعاء الغليظة. وعم ��ل فحو�صات طبية دورية للج�سم ،وفح�ص الأ�سنان ب�صورة منتظمة تعتبر من العادات ال�صحية التى تقلل من فر�ص الإ�صابة بال�سرطان.
العوامل الم�ساعدة لحدوث االنق�سام الم�ضطرب (ال�سرطان):
ي�صي ��ب ال�سرطان الإن�سان ف ��ي مراحل العمر جميعها فق ��د ي�صيب ال�صغار �أو ي�صي ��ب الكبار .وي�صيب ال�سرط ��ان معظم �أجزاء الج�سم،فقد ي�صيب مث ًال الجل ��د�،أو العظام�،أو الع�ضالت�،أو الدم� ،أو جهاز المناعة في الج�سم .وت�شير الدرا�سات �إلى وجود عالقة وثيقة بين العوامل الآتية والإ�صابة بال�سرطان: المبي ��دات الح�شرية مثل:د.د.ت ،وبع�ض الم ��واد الكيميائية مثل:م ��ادة الأ�سب�ست،وغبار الفحم والمواد الناتجة م ��ن التدخين،والإدمان على تناول الكحول،والتعر�ض للإ�شعاع ��ات النووية،العوامل الوراثية والعمر ولون الجلد ،وبع�ض الفيرو�سات والطفيليات،كما �أن للأ�ضطرابات دور ًا في ظهور الأورام ال�سرطانية. على الرغم من التقدم الطبي�،إال �أن ال�سرطان يعد من الأ�سباب الرئي�سة للوفيات في الدول المتقدمة .وال ت ��زال البحوث العلمية جارية للتو�صل �إلى عالج فعال لمر�ض ال�سرطان.ويتوقف زيادة فر�ص نجاح المعالجة من ال�سرطان على ت�شخي�ص الإ�صابة بالمر�ض في مراحله المبكرة.
باال�ستعانة بم�صادر التعلم ،اكتب تقريرا تبين فيه بع�ض العادات ال�صحية التي تقلل من فر�ص الإ�صابة بال�سرطان.
76
�أحياء ()2
Cell Division
ال�سرطان وال�ساعة البيولوجية
ال�سرط ��ان cancerه ��و انق�سام غير مبا�شر للخاليا الج�سدي ��ة يتعذر التحكم به ،وهو غير طبيعي من ثالث نواحي هي: -1عندما تنمي الخالي ��ا الطبيعية في م�ستنبت اختباري تنق�سم باالنق�سام غير المبا�شر حتى يكث ��ر عدد الخاليا لدرج ��ة �أنها تتالم�س فيتوقف ٍ عندئذ االنق�س ��ام غير المبا�شر في جميع الخاليا ،وتعرف هذه الظاهرة بالتثبيط التالم�سي� .أما الخاليا ال�سرطانية ،فال تظهر مثل هذا التثبيط التالم�سي. -2تتوقف الخلية الطبيعية عن االنق�سام ،للدخول في مرحلة عدم انق�سام ،في �أواخر المرحلة G1م ��ن دورة الخلي ��ة �أما الخاليا ال�سرطانية فتتوقف �أحيان ًا ف ��ي نقاط ع�شوائية من دورة الخلية. -3ال تعي� ��ش الخاليا الج�سدية الطبيعية �إلى ما ال نهاية عندما يجري ا�ستنباتها في المختبر، فه ��ي تنق�سم �إلى عدد معين من الم ��رات 50–20مرة لخاليا الثدييات ثم تموت،وقد �أطلق على هذه الظاهرة ا�سم حد َهيفلك � .Hay Flick limitأما الخاليا ال�سرطانية فال تعرف حد َهيفلك وت�ستمر في االنق�سام �إلى ما ال نهاية. وق ��د تو�ص ��ل العلماء �إلى �أن الذي يح ��دد عمر الخلية ما هو �إال �أجزاء تغط ��ي نهايات الحام�ض الن ��ووي للكرومو�سومات ،وت�سمى تيلوميرز ، Telomeresوم ��ع كل انق�سام تفقد الخلية جزء ًا من ��ه فيق�صر طول ��ه حتى ي�صل �إلى الحد الذي ال ت�ستطيع معه الخلية االنق�سام ،فت�شيخ وتموت، وهذا التيلوميرز يعد بمثابة ال�ساعة البيولوجية التي تحدد عمر الخلية ،وقدرتها على االنق�سام، و�أكت�ش ��ف العلماء �أن �إنزي ��م التيلوميريز هو الذي يعطي الخاليا ال�سرطانية هذه القدرة الهائلة على االنق�سام الالنهائي وذلك لقدرته على ا�ستن�ساخ عدد النهائي من هذا التيلوميرز ،وبالتالي تظل الخاليا في حالة انق�سام دائم دون �أن ينتهي عمرها �أو تموت.
المراحل التى يجتازها الورم الخبيث في نموه: المرحلة الأولى:
يقت�ص ��ر وجود الخاليا الورمية على �أن�سجة الع�ضو الم�صاب فقط ويمكن الق�ضاء على الورم في هذه المرحلة.
�أحياء ()2
77
االنق�سام الخلوى
المرحلة الثانية:
يكون الورم هنا وحدة م�ستقلة في الع�ضو وت�صل الخاليا ال�سرطانية �إلى �أقرب الأوعية اللمفاوية.ون�سبة ال�شفاء منه في هذه المرحلة محتملة ،وكذلك امكانية الق�ضاء عليه.
المرحلة الثالثة:
يكبر ال ��ورم الخبيث في الحجم وي�صبح نموه �أ�سرع ،ويخ ��رج �إلى الأع�ضاء والأن�سجة، وي�ض ��رب الأوعية اللمفاوية ،وتدخ ��ل الخاليا ال�سرطانية �إلى الأوعي ��ة الدموية ،وقد تر�سو �إحداه ��ا في مركز معين لتكون من جديد ب� ��ؤرة ورم �آخر ،ويكون الق�ضاء على الورم نهائي ًا في هذة المرحلة �أمر �صعب ون�سبة ال�شفاء �ضئيلة.
المرحلة الرابعة:
يكون الورم في هذه المرحلة قد انت�ش���ر في الج�س���م وا�ستفحل،ويبد�أ ظهور �أعرا�ض الم�ضاعفات وهي: � -1أعرا�ض الت�سمم. � -2ضعف �شديد. -3انخفا�ض الوزن. -4عدم القدرة على الحركة. وهذا ما ي�سمى بالمرحلة المتقدمة للورم الخبيث وال�شفاء منه متعذر وتنتهي بالوفاة.
�سرطان الثدي :Breast Cancer
ي�صيب �سرطان الثدي ن�سبة كبيرة من الن�ساء في جميع �أنحاء العالم .والإكت�شاف المبكر للمر�ض ي�ساعد على حل الم�شكلة بالتدخل الجراحي ،حيث يتم ا�ستئ�صال الثدي قبل انت�شار المر�ض. و م ��ن الن�ساء من تكت�شف ورم ال�سرطان ال ��ذي يكون بحجم ثالثة ملم ،.حيث يتمكن الأطباء من عالجه وال�سيطرة عليه. ت�ستطيع المر�أة �أن تتحرى عن هذه الأورام ال�سرطانية الخبيثة حيث تكون بقدر حجم اللوبياء، وذلك من خالل تعلمها طريقة تح�س�سها ل�صدرها ب�أ�سلوب التح�س�س العمودي با�ستخدام �أ�صابعها وعمل مقادير مختلفة من ال�ضغط. لقد �أثبت هذا الأ�سلوب فعاليته �أكثر من �أ�سلوب الأ�شعة و�أكثر من �أ�سلوب الدائرة التح�س�سي.
78
�أحياء ()2
Cell Division
ال�س�ؤال الأول :عرف الم�صطلحات العلمية التالية: -2ظاهرة العبور. -1دورة حياة الخلية . ال�س����ؤال الثان���ي :ف���ي ال�ش���كل المج���اور يظهر ر�س���م بياني لدورة حي���اة خلية نموذجي���ة قابل���ة لالنق�س���امَ .ت َع��� َّر ِف عل���ى كل مرحل���ة من الدورة و ا�ش���رح ما يح�صل فيها. دورة حياة الخلية.
ال�س����ؤال الثال���ث� :إذا �أعطي���ت �ش���ريحتين للط���ور النهائي لالنق�س���ام غير المبا�شر لخليتين �إحداهما حيوانية (�أ) والأخرى نباتية (ب) .فكيف يتم تكوين الخليتي���ن الناتجتين(االنق�س���ام ال�س���يتوبالزمي )Cytokinesisفي ٍ كل منهما؟ ال�س�ؤال الرابع� :أكمل العبارات التالية فيما يلي:
(ب)
(�أ)
�أ – الطور النهائي في االنق�سام غير المبا�شر للخلية الحيوانية. ب – الطور النهائي في االنق�سام غير المبا�شر للخلية النباتية.
�أ -العملية التي تنق�سم من خاللها النواة في الخاليا الحقيقية النواة تدعى ......................... ب -في دورة الخلية العادية ت�صرف الخلية ما يقرب ٪ 90من وقتها في .............................. جـ -عدد الكرومو�سومات في الخاليا الج�سدية الب�شرية ي�ساوي ...................................... ال�س�ؤال الخام�س :من خالل درا�ستك لأنواع االنق�سام في الخلية �أجب عن الأ�سئلة التالية: �أ -ما نوع الخاليا التي يتم فيها االنق�سام االختزالي و االنق�سام غير المبا�شر؟ ب -في �أي االنق�سامين يتم تن�صيف عدد الكرومو�سومات؟ جـ -ما �سبب االختالف الوراثي بين الخاليا الناتجة من االنق�سام االختزالي والخلية الأم؟ د -لماذا ال تحدث عملية العبور في �أثناء االنق�سام غير المبا�شر؟ هـ -ما الفرق بين الطور االنف�صالي الأول والطور االنف�صالي الثاني من االنق�سام االختزالي؟ و -ما عدد الخاليا الناتجة من كل انق�سام؟ ز -قارن بين الهدف من االنق�سامين. �أحياء ()2
79
4
Batial Base of Genetics and Brotein Devlopment
الأ�س���ا�س الجزيئ���ي للوراث���ة وبن���اءالبروتين �أنواع الأحما�ض النووية -ال�شيفرة الوراثية
يتوقع منك في نهاية الف�صل �أن : -1تع��رف الم�صطلح��ات العلمي��ة الآتي��ة: النيوكليوتيدات ،ال�شفرات الوراثية. -2ت�صف تركيب النيوكليوتيدات. -3تبي��ن خط��وات ت�ضاع��ف الحم���ض الن��ووي .DNA -4ت�صف �آلية بناء البروتين. -5تقارن بين الحم�ضين النوويين DNAو .RNA -6تت�أم��ل ق��درة اهلل �سبحان��ه وتعال��ى ،م��ن خ�لال درا�ست��ك للحم�ضي��ن النوويي��ن DNAو RNAفي المخلوقات الحية.
الأ�سا�س الجزيئي للوراثة وبناء البروتين
علم الوراثة هو علم يبحث في �أ�سباب الت�شابه والتباين بين �أفراد المخلوقات الحية � ،أي هو العلم الذي يبحث ويو�ضح كيفية انتقال ال�صفات الوراثية في المخلوقات الحية من الآباء �إلى الأبناء وبالتالي من جيل �إلى �آخر ,فكل مخل ��وق حي نبات ًا �أو حيوان� � ًا يرث من �أجداده ال�صفات الوراثية الخا�صة به.ولعلم الوراثة دور في مجال الطب كما يمكنن ��ا من اال�ستفادة العلمية واالقت�صادي ��ة في حل الم�شكالت االقت�صادية وال�صحي ��ة للمخلوقات الحية� ،أي �أن عل ��م الوراث ��ة يهتم ب�أ�سباب وكيفية حدوث انتقال ال�صفات الوراثية من جيل �إلى �آخر.وقد تمكن العلماء في �أواخر الق ��رن التا�سع ع�شر من معرفة �أن ال�شبك ��ة النووية تتكون كيميائي ًا من �أحما�ض نووية �إال �أن تركيب هذه الأحما�ض وخ�صائ�صه ��ا ل ��م تعرف تماما حتى مطل ��ع الن�صف الثاني من القرن الع�شرين ولق ��د �أ�صبح معروف الآن ب�أن هذه الجزيئات الكيميائية العمالقة هي التي تحدد للخلية الحية ماتفعله .بع�ض هذه الجزيئات يحمل معلومات م�شفرة تنتقل من جيل �إلى �آخر ،بينما بع�ضها الآخر يحمل معلومات تحدد للخلية المركبات الجديدة التي يجب �أن تبنيها. وف ��ي كلتا الحالتين ف� ��إن الأحما�ض النووية ت�ستخدم طرق ًا كيميائية لتنفيذ الوظائ ��ف الخا�صة بها .ولمعرفة كيف يتحقق ذلك ال بد لنا من التعرف على التركيب الكيميائي للأحما�ض النووية. ا�س الجُ ز ْي ِئ ُّي ِل ْل ِور ََاث ِة ِوبنا ُء ال ُب ُرو ِتين Bratical Base of Genetics and Brotein Development الأَ�سَ ُ يترك ��ب الكرومو�س ��وم كيميائي� � ًا م ��ن الحم�ض الن ��ووي ( D.N.Aالحم� ��ض النووي الرايب ��وزي منقو�ص الأك�سجين) deoxy ribo nuclic acidبالإ�ضافة �إلى مادة(مرتبط) بالبروتين(الهي�ستون ،)Histones �أم ��ا الجين يتركب من مادة D.N.Aفقط .وجزيء ال� �ـ D.N.Aيتكون من جزيئات �صغيرة يعرف كل منها بالنبوكليوتيد Nucleotidو تعتبر النيوكليوتيد وحدة البناء الأ�سا�سية قاعدة فو�سفات للحام�ض النووي هي. نوع من النيوكليوتيد ِم َم يتركب النيوكليوتيد؟ وما �أنواع الأحما�ض النووية؟ فو�سفات فو�سفات وما �أهميتها للمخلوق الحي؟ ���ب النُيوك ِليوتي ِ���د :تت�أل���ف كل وحدة نيوكليوتيد� .ش���كل ()1-4 َتر ِكي ُ من ثالثة �أنواع من الجزيئات هي: -1قواع ��د نيتروجينة ( Nitrogen Base )Nوه ��ذه القواعد هي� :أدنين ( Adenine )Aوجوانين ( Guanine )Gوالثايمين (Thymine )T وال�سايتو�سين ( Cytosine )Cواليورا�سيل (.Uracil )U
82
�أحياء ()2
�سكر خما�سي
�سكر خما�سي نيوكليوتيد مع البيورينات فو�سفات
�سكر خما�سي
نيوكليوتيد مع البريميدات
فو�سفات
�سكر خما�سي
�شكل ( )1 4-تركيب النيوكليوتيد.
Batial Base of Genetics and Brotein Devlopment
-2جزيء حام�ض الفو�سفوريك Acid Phosphoric
-3جزيء ال�سكر الخما�سي .Sugar Pentoseويك ّون ال�سكر الخما�سي �إما �سكر الرايبوز � ،Riboseأو �سكر الرايبوز الال�أك�سجيني (ناق�ص الأك�سجي ��ن) .Deoxyriboseويق ��وم ال�سك ��ر برب ��ط القاع ��دة النيتروجيني ��ة ومجموع ��ة الفو�سفات الداخلية ف ��ي تركيب �سال�سل الأحما�ض النووية. �شكل ( )2 4-تركيب الحام�ض النووي .D.N.A
ا�ض ال َن َوو َّي ِة: �أَنوا ُع الأَح َم ِ
يوجد نوعان من الأحما�ض النووية هما: الحام�ض النووي الرايبوزي منقو�ص االك�سجين
الحام�ض النووي الرايبوزي
Deoxy Ribo Nucleic Acid (DNA ()DNA
Ribo Nucleic Acid (RNA ()RNA
-1يوجد دائما داخل النواة.
-1يتكون في النواة ويوجد في �سيتوبالزم الخلية
-2يتك ��ون حم� ��ض DNAم ��ن �سل�سلتي ��ن متوازيتي ��ن م ��ن النيوكليوتيدات تنتظمان على هيئة �سلم ملتف لولبي ًا �شكل (.)2-4
-2يتكون من �سل�سة واحدة فقط من النيوكليوتيدات.
-3يتك ��ون جانب ��ا ال�سلم اللولب ��ي من تعاقب ال�سك ��ر الخما�سي الرايب ��وزي منقو� ��ص االك�سجي ��ن ومجموع ��ة الفو�سف ��ات بينما يت�ص ��ل الجانبان من الداخل بالقواعد النيتروجيني الأربع :حيث يرتبط الأدني ��ن (المزدوج) دائم ًا بالثايمين (المف ��رد) ،ويرتب ��ط الجواني ��ن (الم ��زدوج) دائم� � ًا بال�سايتو�سين (المفرد) .تت ��م عملية الربط هذه بوا�سطة روابط هيدروجينية �ضعيفة. -4هناك نوع واحد من حام�ض .DNA
-3تتك ��ون ال�سل�سة م ��ن تعاقب ال�سك ��ر الخما�س ��ي الرايبوزي، ومجموعة الفو�سفات والقواعد النتروجينية الأربع التالية: االدني ��ن ،والجوانين .وال�سيتو�سي ��ن واليورا�سيل (�أي يحل اليورا�سيل محل الثايمين الموجود في .)DNA -4هن ��اك ثالث ��ة �أنواع من حم� ��ض RNAي�شرف عل ��ى �صنعها حم�ض DNAبم�ساعدة �إنزيمات خا�صة ،وهذه الأنواع هي: �أ� m-RNA -أي الر�س ��ول Messengerوه ��و ال ��ذي يحم ��ل تعليمات DNAمن النواة �إلى ال�سيتوبالزم. ب� RNA-t -أي الناق ��ل :Transferوهو الذي يعمل كم�ستقبل للأحما� ��ض الأميني ��ة حي ��ث يق ��وم بحمله ��ا وتو�صيلها �إلى مركز بناء البر وتينات في الرايبو�سومات ج r-RNA -الرايبو�سوم ��ي :Ribosomalويدخ ��ل في تركيب الرايبو�سومات التي ت�شكل مراكز بناء البروتينات.
�أحياء ()2
83
الأ�سا�س الجزيئي للوراثة وبناء البروتين
ت�ضاعف مركب : DNA Replication DNA ف ��ي ع ��ام 1953م اكت�شف العالم ��ان واط�سن Watson
وكري ��ك Crickالتركيب البنائي لحم�ض D.N.Aوح�صال على جائزة نوبل عام 1962م تكريما لهما لهذا االكت�شاف. وبع ��د ذل ��ك واجه ��ت العلم ��اء م�شكل ��ة كيفي ��ة ت�ضاعف D.N.Aعند انق�سام الخلية ،فقد ثبت لهم �أن كلتا الخليتين الناتجتي ��ن من االنق�سام غي ��ر المبا�شر تحت ��وي على كمية D.N.Aنف�سها الموجودة في الخلية الأم،وقد �ساعد نموذج واط�سن وكريك على تف�سير ت�ضاعف D.N.Aوعرفت �سابق ًا �أن عملي ��ة ت�ضاعف جزيء D.N.Aتتم ف ��ي طور البناء في دورة حياة الخلي ��ة ،وتت�ضم ��ن هذه العملي ��ة �سل�سلة م ��ن الخطوات المعق ��دة الت ��ي تحت ��اج �إل ��ى منظوم ��ة م ��ن الإنزيم ��ات المتخ�ص�صة ،ويمكن تلخي�صها كما هو مبين في �شكل (-4 )3كالتالي:
خطوات ت�ضاعف حم�ض .DNA
الحم� ��ض D.N.Aيت�ضاعف في �أثن ��اء عملية االنق�سام ويكون ن�سخ طبق الأ�صل لكي تنتقل �إلى الخاليا الجديدة عن االنق�سامات الخلوية.
D.N.A
تنف�صل قواعد ال�سل�سلتين عن بع�ضهما
ترتبط قواعد كل �سل�سلة بنيوكليوتيدات جديدة حرة بفعل انـزيم بلمرة DNA �سل�سلتان قديمتــــــان �سل�سلتان جديدتان
ترتبط النيوكليوتيدات مع �سابقتها بوا�سطة جزيء ال�سكر ( )Sوجزيء
مجموعة الفو�سفات ( )Pوبهذا تتكون جزيئات جديدة من حام�ض DNA
�شكل ( )3-4خطوات ت�ضاعف جزيء D.N.A
الخطوة الأولى -:التفكيك: تتك�سر الروابط الهيدروجيني ��ة ال�ضعيفة التي تربط بين القواعد النيتروجينية بين �شريطي (�سل�سلتي) جزي ��ئ الــ D.N.Aبوا�سط ��ة �إنزيم خا�ص ي�سمى �إنزيم ف ��ك الحلزون هيليكي ��ز ( )Helicaseوتبد�أ عملية الك�سر هذه في �أحد طرفي الجزيء وت�ستمر حتى يتكون �شريطان منف�صالن عن بع�ضهما. الخطوة الثانية� -:إعادة البناء: ترتب ��ط النيوكليوتي ��دات الحرة ف ��ي بروتوبالزم الخلية بالقواع ��د النيتروجينية ف ��ي كل �شريط م�شابهة لتل ��ك الت ��ي كان ��ت مت�صلة معها ف ��ي الجزي ��ئ الأ�صلي وذل ��ك بوا�سطة �إنزي ��م البلمرة ب ��دونD.N.A –( : )Polymereseحت ��ى يت ��م �إعادة تكوي ��ن الن�صف المفقود م ��ن ال�سلم الأ�صلي وعلى �سبي ��ل المثال �إذا كان هن ��اك ج ��زيء �أدنين ( )Aحر على �سل�سلة (�شريط) الــ D.N.Aفمن الطبيع ��ي �أن يجذب �إليه نيوكليوتيدة
84
�أحياء ()2
Batial Base of Genetics and Brotein Devlopment
تملك جزيء ثايمين ( )Tملت�صق بها وكذلك من جزيئ ال�سايتو�سين (� ) Cسيجذب �إليه نيوكليوتيدة تمتلك ج ��زيء جواني ��ن ( )Gوهكذا ت�ستمرعملية �إعادة بناء �شريطي جزيئ الـ� �ـ D.N.Aالأ�صلي ,وبالتدريج يعيد كل �شري ��ط القط ��ع الناق�صة فية ,وتكون النتيجة النهائية تكون جزيئين من D.N.Aمتطابقين تمام ًا بينما كان في الأ�صل جزيء واحد فقط.
َاء ال ُبروتينِ ال�شَّ َ يفر ُة ال ِو َرا ِث َّيةُ َو ِبن ُ
:Code & protein Synthesis Genetic
بالرغ ��م م ��ن االختالفات بين ماليي ��ن �أنواع المخلوقات لحي ��ة ،ف�إنها ت�شترك جميعا ف ��ي احتوائها على الحم� ��ض الن ��ووي D.N.Aالذي يلع ��ب دور ًا مزدوج ًا يتمثل في خ ��زن المعلومات الوراثي ��ة ،ونقلها من جيل لآخر .وتعد عملية ت�ضاعف D.N.Aالآلية التي يتم بها نقل المعلومات من الآباء للأبناء وت�سمى المعلومات الوراثية التي يحملها جزيء D.N.Aال�شيفرة الوراثية. ال�شَّ يف ��ر ُة ال ِو َراث َّي� � ُة Genetic Codeتعن ��ي نظام� � ًا من الرم ��وز ي�ستخدم لحفظ المعلوم ��ات ،فما دور D.N.Aو RNAفي تحديد ال�شيفرة الوراثية ونقلها؟ ِّ والمنظم للأن�شطة الخلوية جميعها، يع ��د الحم�ض النووي D.N.Aالموجود ف ��ي النواة بمنزلة الم ُو ِّجه وقد �أثبتت التجارب �أن D.N.Aم�س�ؤول عن بناء مئات الأنواع من البروتينات في الخلية ولعلك تت�ساءل: كي ��ف يمك ��ن لجزيئ ��ات D.N.Aالموج ��ودة ف ��ي الن ��واة ال�سيطرة عل ��ى عملي ��ة بن ��اء البروتينيات في ال�سيتوبالزم؟ ي�صن ��ع D.N.Aجزيئات خا�صة من الحم�ض النووي الرايب ��وزي RNAتعمل على نقل التعليمات الوراثية الخا�ص ��ة ببناء بروتين معين �إلى الرايبو�سومات .ويعرف هذا الن ��وع من RNAالذي ينقل التعليمات الوراثية Messenger ) mRNA م ��ن ج ��زيء D.N.Aفي النواة �إلى الرايبو�سوم بج ��زيء RNAالمرا�سل ( .RNA ويتكون البروتين من عدد كبير من الأحما�ض االمينية مرتبة ب�شكل معين ،ويوجد في الطبيعة حوالي 20 حم� ��ض �أميني ,حيث �أن تركي ��ب البروتين يعتمد على �أنواع الأحما�ض الأميني ��ة فيه وعدد الأحما�ض من كل ن ��وع وترتيبه ��ا ,ولذلك يوجد �آالف من �أنواع البروتينات في الطبيعة ,ويمكن تمثيل ذلك بمقارنته مع ترتيب الح ��روف الأبجدية في اللغة حيث �أن 28حرف في اللغ ��ة العربية تعطي �آالف الكلمات كيف؟ مثل كل حم�ض �أميني بحرف من حروف اللغة. �س�ؤال للتفكير كيف ي�ستطيع 20حم�ض �أميني �أن يكون �آالف البروتينات ؟
�أحياء ()2
85
الأ�سا�س الجزيئي للوراثة وبناء البروتين
�إن كل ج ��زيء من حم� ��ض D N Aيتميز بترتيب معين من القواع ��د النيتروجينية التي توجد في �أزواج متقابلة على �شريطي الحم�ض ,ونتيجة للأبحاث العديدة فقد تو�صل العلماء �إلى �أن كل جزيء من D N A يحت ��وي على �شفرة ( )Codeمعينة وهذه ال�شفرة هي ترتيب القواعد النيتروجينية في �أحد �شريطيه .ولكن م ��ا عالق ��ة هذه ال�شف ��رة الوراثية بتتابع القواع ��د النيتروجينية في الحم�ض الن ��ووي � D N Aأو الـ R N A المرا�سل وتتابع الأحما�ض الأمينية؟ وكيف يتحكم تتابع �أزواج القواعد النيتروجينية الأربع في الـ D N Aفي تتابع 20حم�ض �أميني؟ لقد تو�صلت �أبحاث علماء الوراثة وعلماء الكيمياء الحيوية �إلى �أن ال�شفرة الوراثية ثالثية ()Triple Code �أي تتكون من ثالثة قواعد نيتروجينية �أي �أن هناك � 64شفرة مختلفة .كيف؟ ال�شف ��رة الوراثية �شف ��رة ثالثية مرنة �أي �أنه من الممكن �أن يوجد �أكثر م ��ن �شفرة واحدة لحم�ض �أميني واحد فمث ً ال اللو�سين � 6شفرات وهي UUG , CUU , CUC , CUG , CUA , UUAواللي�سين AAG كم ��ا �أن ال�شفرة �شائعة (عامة) �أي �أن هذه ال�شفرة هي نف�سها لنف�س الحام�ض الأميني في جميع المخلوقات الحية. كما انه يوجد عالقة بين الجينات (ال�شفرات الوراثية) وال�صفات الوراثية ،ويو�ضح المخطط التالي كيف يتم تحكم الجين بال�صفة الوراثية: جين في DNA RNA
ن�ســخ ليعطي �ستة ن�سخ من RNA
�سال�سل ببتيدية ترجمة بروتين (�إنزيم) يتحكم بـ ـ ـ ال�صفة الوراثية 86
�أحياء ()2
DNA
Batial Base of Genetics and Brotein Devlopment
�صنع (بن ـ ــاء) البروتينـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ــات-:
يتحكم الحم�ض النووي الـ D N Aفي انتاج البروتينات التي يمكن �صفها حيث يترجم المعلومة المحتواة لل� �ـ � D N Aإل ��ى بنية من البروتين تعمل ك�إنزيم ف ��ي الخلية .وتتحدد طبيع ��ة كل بروتين بتعاقب االحما�ض الأميني ��ة في ��ه ,وال�شفرة الوراثية هي العالقة بين تعاقب القواع ��د في جزيء الــ D N Aوتعاقب االحما�ض الأمينية في البروتين الذي ي�صنع. هناك ثالث مراحل (خطوات) يجب تنفيذها ل�صنع بروتين من الحم�ض النووي -: D N A الخطوة الأولى� :صنع الحم�ض ( m R N Aالمرا�سل) كالتالي-: -1يتفكك �شريطي جزيء الــ D N Aوذلك بتك�سر الروابط الهيدروجينية التي تربط بين القواعد النيتروجينية في �شريطي جزيء الـ ( D N Aكما في خطوة التفكيك في حالة ت�ضاعف الــ ) D N Aوت�ستمر حتى يتكون �شريط ��ان منف�صالن عن بع�ضهما من جزيء الـ ( )D N Aالأ�صلي .ويقوم �أحد ال�شريطين بتكوين �سل�سلة فردي ��ة (�شريط واح ��د) من جزيء الحم� ��ض ( m R N Aالمرا�سل) وذلك بقي ��ام كل قاعدة نيتروجينية ف ��ي كل �شريط يج ��ذب نيوكليوتيدات حرة موجودة ف ��ي �سائل النواة م�شابهة لتلك الت ��ي كانت مت�صلة معها ف ��ي الج ��زيء الأ�صلي ما ع ��دا �أن جزيء الأدنين ( )Aيج ��ذب �إليه نيوكليوتيدة من ج ��زيء يورا�سيل ()U .)(Uracil -2ينف�ص ��ل الحم� ��ض النووي ( m R N Aالمرا�س ��ل) ويبتعد عن �شريط الـ D N Aوبالتالي يتكون جزيء m R N Aوالذي يحمل نف�س ال�شفرة الوراثية الموجودة على الـ D N A الخطوة الثانية :يحمل الحم�ض m R N Aالمعلومة (ال�شفرة الوراثية) �إلى خارج نواة الخلية-: يتم �صنع البروتينات في ال�سيتوبالزم ولي�س في النواة حيث يوجد الـ . D N Aبعد انف�صال الحم�ض النووي m R N Aيخرج عبر الثقوب ال�صغيرة الموجودة على الغ�شاء النووي �أي ال�سيتوبالزم.
الخطوة الثالثة: يت ��م تجمي ��ع االحما�ض االميني ��ة (البروتين) بوا�سط ��ة الحم�ض النووي الناق ��ل t R N Aعندما يخرج الحم� ��ض � m R N Aإل ��ى ال�سيتوب�ل�ازم ي�ستق ��ر عل ��ى �سطح �أح ��د الرايبو�سوم ��ات الموجودة عل ��ى ال�شبكة الإندوبالزمية الخ�شنة والتي هي �أماكن �صنع البروتين في الخلية. -1ي�أت ��ي الحم� ��ض الن ��ووي t R N Aالناقل �إل ��ى منطقة الرايبو�سوم وكل حم� ��ض t R N Aيحمل حم�ض �أميني معين على ح�سب �شفرته. -2يرتب ��ط (يجت ��ذب) كل حم� ��ض ن ��ووي t R N Aناقل لحم� ��ض �أميني بمكان م ��ا �إلى ال�شف ��رة المالئمة (المكمل ��ة) ل�شفرت ��ه عل ��ى �إمتداد الحم�ض الن ��ووي , m R N Aمث ًال :ج ��زيء ( t R N Aالناقل) ذو
�أحياء ()2
87
الأ�سا�س الجزيئي للوراثة وبناء البروتين
ال�شفرة الوراثية (� )U U Cسيقابل ال�شفرة الوراثية A A Gفي m R N Aويوجد في النهاية الأخرى للحم�ض t R N Aموقع يجتذب الحم�ض الأميني الم�سمى لي�سين ,وهكذا يجتذب كل �شفرة وراثية على امت ��داد الحم� ��ض m R N Aالج ��زيء الناقل t R N Aالمالئمة له ��ا ,ويكون لكل t R N Aالحم�ض الأميني المنا�سب في نهاية الأخرى -3بوا�سطة �إنزيمات خا�صة يتحول هذا الخيط من االحما�ض الأمينية البروتينية وذلك بارتباطها بوا�سطة الرواب ��ط الببتيدي ��ة .ويتحدد تعاق ��ب الحمو�ض الأميني ��ة في البروتي ��ن كلي ًا من خالل تعاق ��ب القواعد النيتروجيني ��ة ف ��ي الحم� ��ض الن ��ووي , D N Aونظر ًا لأن تعاق ��ب االحما� ��ض الأمينية هو الذي يحدد ن ��وع البروتين , ولأن النوع يح ��دد �سلوك البروتين ك�إنزيم ,و�إذا تذكرنا �أن الجي ��ن عبارة عن جزيء من الحم� ��ض , D N Aتبين لنا �أن كل جي ��ن يتخ�ص� ��ص في تكوين بروتي ��ن خا�ص وبالتالي �إظه ��ار �صفة ما تختلف عن ال�صفة التي يظهرها جين �آخر �أي �أن المعلوم ��ات الوراثي ��ة الموج ��ودة ف ��ي D N Aتحدد كلي ًا التفاعالت الكيميائية التي تح�صل في الخلية وبالتالي طبيعة الخلية نف�سها. وي ّبين �شكل ( )4-4ملخ�ص ًا لعملية بناء البروتين ،ودور DNA �شكل ( )4-4ملخ�ص خطوات بناء البروتينات و mRNAفيها.
بناء :mRNA
�إن الخط ��وة الأولى في ن�شاط جين معين ه ��ي بناء m-R.N.Aمن D.N.Aفي النواة ،وتدعى ه ��ذه العملي ��ة عملية الن�سخ .وق ��د �سميت كذل ��ك ؛ لأن المعلومات الوراثية ف ��ي D.N.Aيتم ن�سخها ب�صورة �شيفرة وراثية في m-R.N.Aويكون تتابع النيوكليوتيدات في m-R.N.Aمتمم ًا لتتابعها ف ��ي �سل�سلة ال�شيفرة من D.N.Aالتي تحمل المعلومات الوراثية� .إال �أن نيوكليوتيد اليورا�سيل ()U يحل محل الثايمين ،ويرتبط بالأدينين ولتو�ضيح ذلك ادر�س المثال الآتي: النيوكليوتيدات في �سل�سلة ال�شيفرة في D.N.A: TAA ACC CGC ATT
ن�ســخ النيوكليوتيدات في m-R.NA : AUU UGG GCG UAA
88
�أحياء ()2
Batial Base of Genetics and Brotein Devlopment
اال�صطناع الحيوي للبروتين: ت�ستطيع النواة ا�صطناع حيوي لمائة �ألف �صنف من البروتين� ،إال �أن مايكفي الج�سم منها �ألف بروتين �أ�سا�سي يتفرع منه ( )10000-5000نوع مختلف البنية والوظيفة البيولوجية. و�إجمالي ��ا ف�إن الج�سم ينتج م ��ا مقداره خم�سة �أطنان من البروتين على مدى الحياة ،منها ن�ص ��ف ط ��ن في ال�سنين الأولى من العمر ،وهذا يدل على م ��دى حيوية وفعالية نواة الخلية وم ��ا يعاونه ��ا من البروتين ��ات والأنزيمات .وعلى العم ��وم ي�ستبدل الج�س ��م ن�صف ما لديه م ��ن البروتين ��ات كل ثمانين يوم ًا .ومث ��ا ًال على ذلك ،ينتج الكبد يومي� � ًا( )10جرامات من الألبومي ��ن ال ��ذي يبلغ وزنه بالدم ن�صف كيلو جرام ،بحيث يت ��م ا�ستبدال ن�صف هذا الكم مرة كل (� )10أيام وي�ستبدل الكبد نف�سه ن�صف بروتيناته مرة كل ( )25-20يومي ًا. تمث ��ل البروتينات ن�صف وزن الج�سم جاف ًا ،وتختلف بروتينات الج�سم في عدد وتتابع ونوع الأحما�ض الأمينية المكونة والموجودة في ال�سل�سلة الببتيدية.
الجينات والأنزيمات:
لقد تبين لنا مما �سبق كيف ت�صنع البروتينات المختلفة على الرايبو�سومات طبق ًا لل�شفرات الوراثية التي تحمله ��ا الجينات الموجودة على الكرومو�سومات .و�سنو�ضح الآن كيف �أن الجين يتحكم في الأعمال الحيوية ف ��ي الخلي ��ة عن طريق �شفرت ��ه الوراثية التي تترجم �إل ��ى بروتينات .ومن المعروف �أن جمي ��ع الأنزيمات في ج�سم المخلوق الحي هي بروتينات .وبما �أن جميع التفاعالت الحيوية في ج�سم المخلوق تحتاج �إلى �إنزيمات لإتمامها ف�إن الجين بالتالي يتحكم في جميع هذه التفاعالت عن طريق �صنع الإنزيمات الالزمة لها. م ��ن المع ��روف �أن كل جي ��ن ي�شرف عل ��ى �صنع �إنزي ��م معين في الخلي ��ة ,و�أن كل �إنزي ��م ي�ساعد حدوث تفاع�ل�ات خا�ص ��ة .ف�إذا فق ��د هذا الإنزيم من الخلية ال يت ��م ذلك التفاعل وبذلك ال ت�ستطي ��ع الخلية القيام بوظائفها الحيوية. لق ��د تمكن العالمان بيدل Beadleوتاتوم Tatumمن اكت�شاف العالقة بين الجين والإنزيم التي عبرا عنه ��ا ب� ��أن كل جي ��ن يعطي �إنزيم ًا خا�ص� � ًا ،فمث ًال الجين رق ��م 1يعطي الإنزيم رقم 1والجي ��ن رقم 2يعطي الإنزيم رقم 2وهكذا .وقد ا�ستحق العالمان عن ذلك جائزة نوبل عام 1985م. والآن يمكنن ��ا �أن نبين كيف �أن الجينات تتحكم في ال�صف ��ات الوراثية المختلفة .ولن�أخذ مثا ًال على ذلك �صفة لون الجلد في الإن�سان والتي �سندر�سها بالتف�صيل في ف�صل الوراثة في الإن�سان .لون الجلد في الإن�سان نات ��ج عن تكون �صبغة الميالنين ،كمي ��ة الميالنين المتكونة تعتمد على عدد الجينات الموجودة في الخاليا. �أحياء ()2
89
الأ�سا�س الجزيئي للوراثة وبناء البروتين
فال�شخ�ص الذي تحتوي خالياه على �أربع جينات �سائدة يكون �أ�سود اللون� .أما ال�شخ�ص الذي تحتوي خالياه عل ��ى ثالثة جينات �سائدة وجين متن ��ح فيكون لون جلده �أقل �سواد ًا� .أما الذي تحتوي خالياه على جين �سائد واح ��د فيك ��ون لونه �أبي�ض نوع ًا ما� .أما الذي ال تحتوي خالياه على جين ��ات �سائدة من لون الجلد فيكون لونه �أبي�ض نقي وهو ما ي�سمى البينو (.) Albino �إن تك ��ون �صبغة الميالنين يت ��م نتيجة تفاعالت كيميائية تتحكم فيها �إنزيم ��ات خا�صة .فالجين ال�سائد ي�ؤدي �إلى تكوين الإنزيم المعين .وهذا الإنزيم بالتالي ي�ساعد على تكوين �صبغة الميالنين. �إن جميع ال�صفات الوراثية والوظائف الف�سيولوجية في ج�سم المخلوق الحي تتم ال�سيطرة عليها من قبل جينات محددة عن طريق تكوين بروتينات محددة.
الطفرات الجينية: �إن كلم ��ة طف ��رة تعني تغير مفاجئ وثابت ف ��ي التركيب الكيميائي لجين واحد �أو �أكث ��ر للفرد ,ي�ؤدي �إلى تغيي ��ر ال�صفة الوراثي ��ة الناتجة عن هذا الجين فتظهر �صفة جديدة لم ي�سب ��ق ظهورها في �آباء هذا الفرد، وينتق ��ل ه ��ذا التغيير من جيل �إلى �آخر ,ولذا يكون ثابت ًا ووراثي ًا .ولكي نفهم ماهية الطفرة الجينية علينا �أن نتذك ��ر �أن الجي ��ن يتميز بال�شفرة الممثلة بت�سل�س ��ل معين من القواعد النيتروجيني ��ة المرتبة في مجموعات ثالثية ف�إذا حدث تغير ما في ت�سل�سل هذه القواعد النيتروجينية ك�أن ت�ستبدل القاعدة Aبالقاعدة Cمث ًال يتب ��ع ذل ��ك تغير ال�شفرة الثالثية ,وبالتالي يتغي ��ر نوع الحم�ض الأميني المنق ��ول بوا�سطة حم�ض (ر .ن� .أ) الناقل. وه ��ذا ب ��دوره ي�ؤدي �إلى تكوين بروتين من نوع �آخر �أو عدم تكونه .وق ��د يكون هذا البروتين �إنزيم ًا يدخل ف ��ي تفاع�ل�ات معينة .ولذلك تتغير �سل�سلة التفاعالت التي تجري وينتج عن ذلك ظهور ال�صفة الجديدة� .إن ه ��ذا التغي ��ر الذي يطر�أ على الجي ��ن (�أي ا�ستبدال �إحدى قواعده النيتروجيني ��ة بقاعدة �أخرى هو ما يعرف بالطفرة الجينية). يمك ��ن �أن تح ��دث الطفرة ب�شكل تلقائي ف ��ي الطبيعة ،وكذلك يمكن �إحداث الطف ��رات �صناعي ًا بوا�سطة الإن�س ��ان ف ��ي الكرومو�سومات �أو الجينات في المخلوقات الحية با�ستعمال م ��واد كيميائية خا�صة �أو بتعري�ض الخاليا �إلى الأ�شعة ال�سينية (�أ�شعة .)X
http://www.werathah.com/genetic/mutaion.htm
90
�أحياء ()2
Batial Base of Genetics and Brotein Devlopment
ال�س�ؤال الأول :عرف الم�صطلحات العلمية التالية: -2ال�شفرات الوراثية. -1النيوكليوتيدات . ال�س�ؤال الثاني� :أكمل الفراغات بالم�صطلحات العلمية المنا�سبة: DNA
دائم���ا بالقاع���دة
�أ -ترتب���ط القاع���دة النيتروجيني���ة ال�سايتو�س���ين ف���ي حم����ض ................ ب -ترتبط القواعد النيتروجينية المتقابلة في الحم�ض النووي DNAبروابط................ ج -يقوم الحم�ض النووي الـ m-R.NAبوظيفة...................................................
ال�س����ؤال الثال���ث :ق���ارن بي���ن الحم����ض الن���ووي ال���ـ DNAوالحم����ض الن���ووي R.N.Aم���ن حي���ث التركيب. ال�س����ؤال الراب���ع� :أق���رن القواع���د النيتروجينيه على طول جه���ة من DNAفي العم���ود (�أ) بالقواعد النيتروجينيه المتممة في الجهة الأخرى من DNAفي العمود (ب) فيما يلي:
�أ
ب
AAGCT-1
CCCCC
GGGGG-2
GTCAA
TACGA-3
TTCGA
CAGTT -4
UUCGA ATGCT
�أحياء ()2
91
الأ�سا�س الجزيئي للوراثة وبناء البروتين
ال�س�ؤال الخام�س :ما الم�صطلح العلمي للرموز التالية وما �أهميتها؟
الرم ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ــز
الم�صطلح العلمي
mRNA
.................................. ..................................
tRNA
.................................. ..................................
rRNA
.................................. ..................................
ال�س�ؤال ال�ساد�س� :ضع دائرة حول الإجابة ال�صحيحة فيما ي�أتي: -1يمكن تعريف الطفرة ب�أنها: �أ -تغير مفاجئ وثابت في التركيب الكيميائي للجين. ب -ا�ستبدال �إحدى القواعد النيتروجينية بقاعدة �أخرى على الجين. ت -ظهور �صفة وراثية جديدة لم ي�سبق ظهورها في الآباء. ج – كل ما ذكر �صحيحاً. -2يمكن تعريف ال�شيفرة الوراثية ب�أنها: �أ -المعلومات الوراثية التي يحملها جزيء .D.N.A ب -ترتيب القواعد النيتروجينية في جزيء .D.N.A ج -عملية ت�ضاعف الحم�ض النووي .D.N.A د -كل من �أ ،ب �صحيح. -3يعرف الجين ب�أنه: �أ -جزء من الحم�ض النووي .D.N.A ب -الحم�ض النووي .D.N.A ج -جميع �أنواع الحم�ض النووي .R.N.A د -مجموع الحم�ضين النوويين .D.N.A، R.N.A
92
�أهميته ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ــا
�أحياء ()2
5
Mendelian and Genetics
تجارب وقوانين مندل وراثة بع�ض ال�صفات غير المندلية ارتباط الجينات -الطفـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ــرات
يتوقع منك في نهاية الف�صل �أن : -1تع��رف الم�صطلح��ات العلمي��ة الآتي��ة: ال�صف��ة ال�سائ��دة ،قانون انع��زال ال�صفات، قانون التوزيع الحر. -2ت�صف تجارب مندل على نبات البازالء. -3ت�شرح طريقة مندل في تنفيذ تجاربه. -4تق��ارن بي��ن قان��ون انع��زال ال�صف��ات و قان��ون التوزيع الحر للعالم مندل. -5تقارن بين الوراثة المندلية والوراثة الالمندلية في المخلوقات الحية. -6تطبق بع�ض الأمثلة الوراثية. -7تحل بع�ض الم�سائل الوراثية. -8تت�أم��ل قدرة اهلل �سبحان��ه وتعالى من خالل درا�ستك للوراث��ة المندلي��ة والوراث��ة الالمندلي��ة ف��ي المخلوقات الحية.
مندل وعلم الوراثة
حاول العديد من العلماء درا�سة ال�صفات البيولوجية وتوارثه ��ا ولكن ل ��م ينجحوا �إل ��ى �أن ج ��اء العالم مندل Mendelوو�ض ��ع �أ�س� ��س عل ��م الوراث ��ة الحديث .حيث �أجرى تجاربه في منت�صف القرن التا�سع ع�شر الميالدي ( 1856م) على نبات البازالء (ب�سلة) ،وقد اختار نبات البازالء الجراء تجاربه وذلك للأ�سباب الآتية: � -1أنها نباتات حولية �سهل ��ة الزراعة و�سريعة النمو (ق�صر دورة حياتها). -2وج ��ود ع ��دة �أ�صناف منها تحمل ع ��دة �أزواج من ال�صفات المت�ضادة (المتقابلة) ي�سهل تمييزها مث ��ل الط ��ول والق�صر ،ول ��ون الأزه ��ار الحمراء والبي�ضاء. � -3أزهار البازالء �أزهار كاملة �أي تحتوي علي �أع�ضاء التذكي ��ر والت�أني ��ث ،ومغلف ��ة بوا�سط ��ة البتالت مم ��ا ي�ضمن حدوث التلقي ��ح الذاتي فيها ،وندرة التلقي ��ح الخلطي �إال �إذا تم �صناعي� � ًا .بد�أ مندل بمتابعة التلقيح الذات ��ي الطبيعي لنبات البازالء التي جمعها لم ��دة �سنتين متتاليتين لعدة �أجيال حت ��ى تو�صل �إلى �سالالت نقي ��ة ،وقد �أعلن مندل نتائ ��ج تجارب ��ه ع ��ام 1865م ولم يهت ��م العلماء بهذه النتائج وفي عام 1884م توفي مندل وظلت تجاربه مجهول ��ه حتى عام 1900م عندما ك�شف النقاب عنها.
94
�أحياء ()2
�شكل ( )1-5ال�صفات ال�سبع التي در�سها مندل.
Mendelian and Genetics
ال�صفات المندلية وال�صفات غير المندلية MendeIian and Non - MendeIian Characteritics Development
تجارب وقوانين مندل: ا�شتمل ��ت تج ��ارب مندل عل ��ى درا�سة ال�سل ��وك الوراثي ل�سبعة �أزواج م ��ن ال�صفات الوراثي ��ة المتقابلة في نبات الب ��ازالء �ش ��كل ( .)1-5وقد بد�أ مندل تجارب ��ه بدرا�سة ال�سلوك الوراثي لكل زوج من ال�صف ��ات الوراثية المتقابلة عل ��ى ح ��دة ،ف�إذا �أخذنا تجاربه حول توارث لون الأزهار -على �سبي ��ل المثال -نجد �أنه اتبع الطريقة العلمية التالية في البحث والتجريب: -1ق ��ام من ��دل بزراعة ع ��دد كبير من بذور الب ��ازالء ذات �أزهار حم ��راء ،و�أخرى ذات �أزهار بي�ض ��اء لمدة �سنتين متتاليتين. -2ترك الأزهار تتلقح ذاتي ًا لي�ضمن نقاء ال�صفة التي �سيدر�سها. -3بع ��د �أن ت�أك ��د من ��دل م ��ن نق ��اء �صفت ��ي الأزهار الحم ��راء والأزه ��ار البي�ض ��اء �أخذ ب ��ذور ًا من ه ��ذه النباتات وزرعها،وعندم ��ا نبت ��ت البذور وحملت النباتات الأزهار (الحمراء والبي�ض ��اء) قام مندل ب�إجراء تلقيح خلطي بي ��ن الأزهارالحم ��راء والبي�ضاء،و لكي يحول مندل دون ح ��دوث التلقيح الذاتي في الزه ��رة نف�سها كان يقطع �أ�سدية الأزهار التي يقوم بتلقيحها. -4زرع الب ��ذور الناتجة م ��ن التلقيح ال�سابق فوجد �أن النباتات جميعها تحمل �أزه ��ار ًا حمراء،ثم زرع بذورها وقام ب�إج ��راء تلقي ��ح ذاتي بينها فوجد �أن النباتات الناتجة تحمل �أزهار ًا حم ��راء و�أخرى بي�ضاء بن�سبة �( 1:3أحمر: �أبي�ض). -5كرر مندل تجاربه على ال�صفات ال�سبع ولمرات عدة وكان يح�صل على النتائج نف�سها. ونتيج���ة للتج���ارب الت���ي �أجراها من���دل ونتيجة لمعرفته ب�أ�ص���ول علم الأحياء تو�ص���ل �إلى و�ض���ع قانونين عرفا ب�إ�سمه هي: -1قانون مندل الأول (قانون انعزال ال�صفات). -2قانون مندل الثاني (قانون التوزيع الحـ ـ ــر).
�أحياء ()2
95
مندل وعلم الوراثة
قانون �إنعزال ال�صفات : Law Of Segregation
كان �أول ا�ستنت ��اج لمن ��دل من التجرب ��ة ال�سابقة �أن �صفة اللون الأحمر تطغى على �صف ��ة اللون الأبي�ض بالن�سبة للأزهار في هذه الحالة ،وقد �أ�سمى مندل ال�صفة التي تطغى وتظهر (اللون الأحمر) في جميع افراد الجيل الأول ال�صف ��ة ال�سائ ��دة ،والجين الم�س�ؤول عنها هو الجين ال�سائد و�أ�سمى ال�صف ��ة المقابلة التي تختفي وال تظهر (اللون الأبي�ض) في الجيل الأول ال�صفة المتنحية ،والجين الم�س�ؤول عنها هو الجين المتنحي .وقد �أمكن من هذه الحقائق �صياغة مبد�أ ال�سيادة التامة على النحو التالي: �إذا ح ��دث ت ��زاوج بين فردي ��ن يحمل كل منهما �صف ��ة وراثية نقية مخالف ��ة لل�صفة التي يحمله ��ا الفرد الآخر، وظهرت �إحدى ال�صفتين في �أفراد الجيل الأول ف�إن هذه ال�صفة تكون �سائدة. بع ��د �أن و�ضع مندل مبد�أ ال�سيادة التامة لتف�سير �سبب اختف ��اء احدى ال�صفتين المت�ضادتين ،بد�أ يت�ساءل عن م�صير ال�صفة المتنحية ،وكيف �أنها ظهرت مرة ثانية في �أفراد الجيل الثاني. ولتف�سير ذلك و�ضع مندل بع�ض الفر�ضيات: -1ال�صفات الوراثية تنتقل من الآباء �إلى الأبناء عن طريق ما �أ�سماه مندل بالعوامل الوراثية (الجينات). -2نظر ًا لأن هناك �صفات تختفي ثم تظهر على الأفراد في جيل �آخر ا�ستنتج مندل �أن العوامل الوراثية توجد بحالة مزدوج ��ة ؛ �أي �أن كل �صفة وراثية في المخل ��وق الحي يحكمها عامالن وراثيان (جاء �أحدهما من الأب والآخر من الأم عن طريق الأم�شاج). -3ينف�ص ��ل العام�ل�ان الوراثيان لكل زوج من العوامل الوراثية عند تكوين الأم�شاج بحيث ال يحتوي الم�شيج الواحد �إال على عامل وراثي واحد لكل �صفة وراثية. وقد جمع مندل ذلك كله في قانون انعزال ال�صفات الذي ين�ص على ما يلي: ((�أن كل �ص���فة وراثيه تمثل بزوج من الجينات ينعزالن عن بع�ض���هما عند تكوين الأم�شاج ،ويحتوي كل م�شيج على جين واحد فقط من هذا الزوج)).
96
�أحياء ()2
Mendelian and Genetics
تطبيقات قانون �إنعزال ال�صفات:
قب ��ل �أن نو�ضح كيف قام من ��دل بتف�سير حالة توارث لون الأزهار (حم ��راء ،بي�ضاء) ف ��ي نبات البازالء،ف�س ��وف نعر�ض فيما يلي بع� ��ض النق ��اط التي تتعل ��ق با�ستخدام الرموز في ح ��ل الم�سائل الوراثية: �أ -ا�صطلح العلماء عل ��ى �أخذ الحرف الأول من اللفظ الأجنبي الدال على ال�صفةكرمزللتعبير عن تلك ال�صفة بحيث نرمز لعامل ال�صفة ال�سائدة بحرف كبير ولعامل ال�صفة المتنحية بالح ��رف نف�سه �صغير ًا .وبذلك يرمز لل ��ون الأحمر ال�سائد في �أزهار البازالء بـ Rواللون الأبي�ض المتنحي بـ.r
الآباء الأم�شاج (الجاميتات) الجيل الأول F1
الجيل الثاني F2
ب -الأبناء الناتجة من تزاوج ما ت�سمى ب�أفراد الجيل الأول ،F1 �أم ��ا الأفراد الناتجة من �أفراد الجي ��ل الأول فت�سمى ب�أفراد الجيل الثاني .F2 جـ -اللون الأحمر واللون الأبي� ��ض في حالة �أزهار البازالء ي�شار لهما بالطراز المظهري لل�صفة الوراثية.
�شكل ( )2-5قانون �إنعزال ال�صفات.
د -تمث ��ل كل �صفة بزوج من الجينات .وعلى هذا الأ�سا�س ،يكون رمز النبات �أحمر الأزهار الذي ا�ستعمله مندل في تجربته هو ( ،)RRوالنبات �أبي�ض هو (.)rr ه� �ـ � -إذا كان ��ت العوامل الوراثية ف ��ي الفرد مت�شابه ��ة � RRأو rrفتو�صف هذه الأفراد ب�أنه ��ا نقية (تركيب جيني نق ��ي)� ،أم ��ا �إذا كان ��ت مختلف ��ة Rrفتو�صف الأفراد ب�أنه ��ا هجينه (تركيب جيني هجي ��ن) .فمث ًال الطراز الجيني للنبات �أحمر الأزهار النقي هو ( )RRوالنبات �أحمر الأزهار الهجين هو (.)Rr و -يرمز للذكر بـ والأنثى بـــــ . ويو�ضح �شكل ( )2-5تف�سير نتائج تجارب مندل ال�سابقة لمبد�أ ال�سيادة التامة ،وقانون انعزال ال�صفات. والط ��راز الوراث ��ي هو الم�س�ؤول عن تكوين الطراز المظهري (ال�شكل الظاه ��ري لل�صفة الوراثية) وهي اللون الأحم ��ر واللون الأبي� ��ض في حالة �أزهار الب ��ازالء� ،أي ال�صفة التي تراها بالعين فمث ًال يك ��ون للنبات �أحمر الأزهار النق ��ي والنبات �أحمر الأزه ��ار الهجين الطراز المظهري نف�سه .فكل منهما �أحم ��ر الأزهار ،لكن طرازهما الجيني مختلف .ولكن كيف ا�ستطاع مندل تمييز هذين النباتين عن بع�ضهما مع �أن طرازهما المظهري واحد؟. لق ��د ت ��رك مندل ك ًال من هذي ��ن النباتين يتلقح ذاتي� � ًا ،والحظ النباتات الناتجة .فعندم ��ا تكون الأفراد
�أحياء ()2
97
مندل وعلم الوراثة
الناتج ��ة م ��ن نبات معين مت�شابـهة ،فهذا يعني �أن طرازهما الجيني ( )RRو�إذا كانت مختلفة ،فهذا يعني �أن طرازهم ��ا الجين ��ي ( .)Rrثم �أكمل مندل تجربته ،فترك نباتات الجي ��ل الأول الهجينة تتلقح ذاتي ًا، وهن ��ا يحت ��وي كل من الأم�شاج المذك ��رة (حبوب اللقاح) واالم�شاج الم�ؤنث ��ة (البوي�ضات) على نوعين من الجين ��ات ،هم ��ا ( .)R) ،(rوعند �إخ�ص ��اب حبوب اللقاح للبوي�ضات توجد �أربع ��ة احتماالت التحاد حبوب اللق ��اح بالبوي�ضات .بع ��د �أن تكونت البذور ون�ضجت �أخ ��ذ مندل هذه البذور وزرعه ��ا فتكونت نباتات الجيل الثاني فوجد �أنها تحمل �أزهار ًا حمراء واخرى بي�ضاء بن�سبة (� 3أحمر� 1 :أبي�ض) . والنب ��ات حم ��راء الأزهار ذات نمط جين ��ي مختلف .فهي �إما �أن تك ��ون (� )RRأي ذات �أزهار حمراء نقية� ،أو (� )Rrأي ذات �أزه ��ار حم ��راء خليطة.ونالحظ ف ��ي الجيل الثاني ظهور �صفة اللون الأبي�ض مرة ثانية� ،أي �أن �صفة اللون الأبي�ض انعزلت في الأم�شاج ،ولم تختف ولذلك �سمي هذا القانون بقانون االنعزال. مرب ��ع باني ��ت �: Square punnettسم ��ي بهذا اال�س ��م ن�سبة �إلى عال ��م الوراثة بانيت punnettال ��ذي كان �أول من اقترح ا�ستعمال هذا المربع لتو�ضيح احتماالت ظهور الطرز الجينية والطرز المظهرية في الأبناء. االحتماالت وتف�سير نتائج مندل: طب ��ق مندل ا�ستنتجات تجاربه على قوانين االحتمال ،The Laws of probability وه ��ي قوانين ريا�ضية تعتم ��د على قانوني النات ��ج ،The law of productوالجمع The � ،law of summationإذ يمك ��ن بوا�سطته ��ا التنب� ��ؤ بنتائ ��ج ح ��دث معي ��ن .وت�شير هذه القوانين �إلى �أن احتمال حدوث حدثين م�ستقلين في الوق ��ت نف�سه مع بع�ضهما البع� ��ض هو ناتج احتمال �ض ��رب كل منهما على حدة ،عل ��ى �أن يكون مجموع جمي ��ع االحتماالت في �أي عملية ي�س ��اوي ،1كما في ال�ش ��كل التالي (�أي �أن حا�ص ��ل �ضرب احتمال ظهور القطع ��ة النقدي ��ة بالوج ��ه الذي يحم ��ل ال�صورة مع احتمال ظهور وجهة الكتابة ي�ساوي ربع ًا في كل حالة م ��ن االحتم ��االت الأربعة،وبذلك ف� ��إن مجموع ناتج قوانين الإحتماالت ال�ضرب في االحتماالت الأربعة ي�ساوي .1
98
�أحياء ()2
Mendelian and Genetics
قان���ون التوزي���ع الح���ر Law Of IndePendent : Assortment
الآباء
بعد �أن �أنهى مندل تجاربه الخا�صة بتوارث زوج من ال�صفات المت�ض ��ادة ،تاب ��ع تجارب ��ه ولكنه في ه ��ذه المرة بق�ص ��د درا�سة الجيل الأول F1 وراث ��ة زوجين �أو �أكثر م ��ن زوج من ال�صف ��ات الوراثية المت�ضادة (المتخالفة) ،فاختار نبات بازالء �أحدهما يحمل �صفتين نقيتين �سائدتي ��ن له بذور �صف ��راء اللون مل�ساء ال�ش ��كل نقية ،YYRR الأم�شاج و�آخ ��ر يحم ��ل �صفتين متنحيتين ل ��ه بذور خ�ض ��راء اللون مجعدة ال�ش ��كل نقي ��ة � ،yyrrش ��كل ( )3-5و�أج ��رى بينهم ��ا التلقي ��ح الخلط ��ي �إذ نق ��ل حبوب اللقاح م ��ن النب ��ات الأول ,وو�ضعها على مي�سم النبات الآخ ��ر (�أو بالعك�س) ،وانتظر حتى ت�شكلت البذور ،الجيل الثاني فنتج ��ت ب ��ذور الجي ��ل الأول ،وكان ��ت كله ��ا �صفراء الل ��ون مل�ساء F2 ال�ش ��كل� ،أعاد مندل التجربة عدة مرات وكان في كل مرة يح�صل على نف�س النتيجة ،وهذا يعني �أن �صفة اللون الأ�صفر �سائدة على �صف ��ة اللون الأخ�ضر ،كم ��ا �أن �صفة البذور المل�س ��اء �سائدة على �شكل ( )4-5وراثة لون الأزهار في نبات �شب الليل �صفة تجعدها .ثم زرع بذور الجيل الأول بعد ن�ضجها وانتظر حتى ت�شكلت النباتات ،وتركها تلقح بع�ضها بع�ض ًا ذاتي ًا ،فنتجت بذور الجيل الثاني بالن�سب الآتية: 9بذور مل�ساء �صفراء 3 :بذور مل�ساء خ�ضراء 3 :بذور مجعدة �صفراء 1 :بذور مجعدة خ�ضراء �أي جاءت النتائج م�شابـهة للنتائج التي ح�صل عليها في تجاربه ال�سابقة �أي �أن الن�سب كانت على النحو التالي 3 :بذور مل�ساء 1 :بذور مجعدة 3بذور �صفراء 1 :بذور خ�ضراء فلو �أخذنا �أي زوج من ال�صفات المت�ضادة على حدة ،نجد �أن الن�سبة تكون 1:3فمث ًال ن�سبة البذور ذات اللون الأ�صفر �إلى الأخ�ضر� ،أو ن�سبة البذور المل�ساء �إلى المجعدة � 4 :12أي .1 :3 وه ��ذا يعن ��ي �أن كل زوج م ��ن ال�صف ��ات المت�ضادة على حدة حر (م�ستق ��ل) في توزيعه عن الزوج الآخ ��ر ف�صفة البذور المل�س ��اء لي�ست مالزمة ل�صفة اللون الأ�صفر ،و�صفة تجعد البذور لي�ست مالزمة ل�صفة اللون الأخ�ضر ،وهذا ما ن�شاهده في ب ��ذور الجي ��ل الثاني ،حيث تكونت بذور مل�ساء خ�ضراء ،وبذور مجعدة �صفراء .ولقد تو�صل مندل من تجاربه ال�سابقة �إلى �أن توارث لون البذور ال يرتبط ب�شكلها� ،أي �أن كل �صفتين متقابلتين (�أ�صفر� ،أخ�ضر) يتم توارثها ب�شكل م�ستقل عن ال�صفتين المتقابلتين الأخريين (مل�ساء ،مجعد) ،وبذلك ا�ستنبط مندل قانون التوزيع الحر للعوامل الوراثية الذي ين�ص على: الأم�شاج
((�إذا تزاوج فردان يختلفان في �أكثر من زوج من ال�ص���فات المت�ض���ادة ،ف�إن كل زوج من المورثات الخا�صة بهذه ال�صفات يتوزع توزيعاً حراً �أو م�ستق ً ال عند تكوين الأم�شاج)).
�أحياء ()2
99
مندل وعلم الوراثة
تطبيق قانون التوزيع الحر:
ينطب ��ق قانون االنع ��زال وقانون التوزيع الح ��ر على جميع المخلوق ��ات الحية بما فيه ��ا الإن�سان والنبات والحي ��وان .فمث�ل ً�ا ذبابة الفاكه ��ة (درو�سوفي�ل�ا) �إذا تزاوج فرد رم ��ادي اللون (وهذه ال�صف ��ة عادية في الذباب ��ة) ذو جناحي ��ن ق�صيري ��ن ،مع فرد �آخ ��ر �أ�سود الل ��ون ذي جناحين طويلين (و�صف ��ة طول الأجنحة عادية) ،كانت �أفراد الجيل الأول كلها رمادية اللون ذات �أجنحة طويلة (�شكل )� ،أي �أن �صفة اللون الرمادي �سائ ��دة على �صفة الل ��ون الأ�سود و�صفة الأجنحة الطويلة �سائدة على �صف ��ة الأجنحة الق�صيرة .وعند تزاوج �أفراد الجيل الأول مع بع�ضها ،نتجت �أفراد الجيل الثاني بالن�سبة الآتية: � 9أفراد رمادية اللون طويلة الجنــــاح و� 3أفراد �سوداء اللون طويلة الجناح و� 3أفراد رمادية اللون ق�صيرة الجناح � 1أفراد �سوداء اللون ق�صيرة الجناح. ول ��و �أخذنا كل زوج من ال�صفات المت�ضادة على حدة نالحظ �أن الن�سبة تكون 3:1فن�سبة الأفراد رمادية اللون �إلى �سوداء اللون هي � 4 :12أي ،1 :3وكذلك الن�سبة بين الأفراد طويلة الأجنحة �إلى ق�صيرة الأجنحة هي � 4 :12أي .1 :3 �س�ؤال للتفكير �إذا ح�صل تلقيح بين نباتي بازالء �أحدهما طويل ال�ساق � ,أ�صفر البذور مل�ساء ,طرازه الجيني TTyySSوالآخ ��ر ق�صي ��ر ال�س ��اق � ,أخ�ضر البذور مجعدة ,طرازه الجين ��ي , ttyyssفما هي ال�صفات الجينية والطرز المظهرية لأفراد الجيلين الأول والثاني الناتجين؟
الوراثة الالمندلية (ال�سيادة الناق�صة ـ انعدام ال�سيادة : )Lack of dominance
هل ت ّتبع ال�صفات الوراثية في توارثها مبد�أ ال�سيادة التامة كما في تجارب مندل ال�سابقة؟ ف ��ي بع�ض الحاالت ال ي�سود �أحد الجينين على الآخر� ،إذ يكون للجينين القوة نف�سها ،فال يطغى �أحدهما على الآخر ،وت�سمى مثل هذه الحالة التي ال تتفق وقوانين مندل با�سم الوراثة الالمندلية �أو ال�سيادة الناق�صة. و�سندر�س الأمثلة الآتية عليها:
)1وراثة لون الجلد في �أبقار ال�شورتهورن:
�إذا تزاوج ثور �أحمر اللون من �أبقار ال�شورتهورن ,مع بقرة بي�ضاء اللون ،ف�إن لون �أفراد الجيل الأول يكون �أغب ��ر ًا ،وهو ل ��ون و�سط ًا بين لوني الأبوين� ،أي مزيج ًا من اللون الأحم ��ر والأبي�ض .فهنا ال توجد �سيادة لأحد
100
�أحياء ()2
Mendelian and Genetics
الجينين على الآخر (�شكل )5-5و�إذا تزاوج فردان من �أفراد الجيل الأول مع بع�ضهما نتجت �أفراد الجيل الثاني بن�سبة � 1أحمر� 2 :أغبر� 1 :أبي�ض.
�شكل (� )5-5أبقار ال�شورتهورن
�أحياء ()2
101
مندل وعلم الوراثة
)2وراثة لون الأزهار في نبات فم ال�سمكة:
�إذا ح ��دث تلقي ��ح بين نب ��ات �أحمر الأزهار ،مع نب ��ات �أبي�ض الأزه ��ار ،كانت نباتات الجي ��ل الأول وردية الأزه ��ار� ،أي و�سط ًا بين الل ��ون الأحمر والأبي�ض ،و�إذا تزاوج نباتان من نبات ��ات الجيل الأول مع بع�ضهما� ،أو ترك ��ت ليحدث التلقيح الذاتي فيه ��ا ،ثم زرعت البذور ،نتجت نباتات الجيل الثاني بن�سبة � 1أحمر 2 :وردي : � 1أبي�ض (�شكل .) 6-5
�شكل ( )6-5وراثة نبات فم ال�سمكة
�س�ؤال للتفكير عن ��د ت ��زاوج دي ��ك �أندل�سي �أ�س ��ود الري�ش نقي ط ��رازه الجيني BBمع دجاج ��ة �أندل�سية بي�ضاء الري�ش نقيه طرازها الجيني WWظهرت �أفراد الجيل الأول جميعها زرقاء الري�ش هجينه،وعن ��د تزاوج �أف ��راد الجيل الأول كانت ن�سبة �أفراد الجي ��ل الثاني هي� )1( :أ�سود: (� )2أزرق� )1( :أبي�ض ،ف�سر �آلية وراثة هذه ال�صفة.
102
�أحياء ()2
Mendelian and Genetics
ارتباط الجينات :Linkage Gene
تتحد �صفات المخلوق الحي من خالل الآف الجينات التي توجد في عدد محدود من الكرومو�سومات،وهذا يعن ��ي وج ��ود العديد م ��ن الجينات ف ��ي كل كرومو�سوم،والجينات الت ��ي توجد في الكرومو�س ��وم نف�سه تعرف ب�إ�س ��م الجين ��ات المرتبط ��ة .Linked genesفف ��ي ذبابة الفاكه ��ة Drosophilaيوجد �أربع ��ة �أزواج من الكرومو�سومات،ويوجد فيها �أربعة �أزواج من المجموعات المرتبطة من الجينات.وتورث الجينات المرتبطة ف ��ي مجموع ��ة واحدة؛لأنها جزء م ��ن كرومو�سوم واحد وبالتال ��ي ف�إنها ال تخ�ضع لقان ��ون التوزيع الحر الذي و�صفه مندل.ولتو�ضيح مفهوم ارتباط الجينات ن�أخذ مث ًال �إحدى تجارب مورجان على �صفتين مختلفتين في ذباب ��ة الفاكهة وهما لون الج�سم وحجم الأجنحة ففي ذباب ��ة الفاكهة،لون الج�سم الرمادي وحجم الأجنحة الطبيعي �صفتان �سائدتان .وبالمقابل ف�إن الج�سم الأ�سود والأجنحة ال�ضامرة �صفتان متنحيتان ناتجتان من طفرات.فلو تزاوج ذكر �أ�سود اللون �ضامر الجناحين نقى gw، gwمع �أنثى رمادية اللون طبيعية الجناحين نقي ��ة �.Gw، Gwش ��كل (، )7-5ينت ��ج الجيل الأول كله رم ��ادي طبيعي الجناحين هجي ��ن .gw، GWوعند �إج ��راء ت ��زاوج بين �أنث ��ى ذبابه الفاكهة رمادي ��ة اللون طبيعية الأجنح ��ة هجينه،مع ذكر �أ�س ��ود اللون �ضامر الأجنحة (تلقيح اختباري) نتجت �أفراد رمادية اللون طبيعية الأجنحة و�أفراد �سوداء اللون �ضامرة الأجنحة بن�سب ��ة عدديه .1:1وبذا �سلكت �صفتا لون الج�سم،وحجم الأجنحة �سلوك زوج واحد من ال�صفات المتقابلة. ولو كانت الجينات غير مرتبطة لح�صلنا على النتيجة التالية: الآب ـ ـ ـ ـ ــاء
ذكر رمادي طبيعي الأجنحة GgWw
الأم�شاج
gw
Gw
الأبن ـ ــاء
ggww
gW
1
× GW
ggWw
�أ�سود �ضامر الأجنحة
�أ�سود طبيعي الأجنحة
:
1
� ggwwأنثى �سوداء �ضامرة الأجنحة gw GgWw
Ggww رمادي �ضامر الأجنحة
:
1
رمادي طبيعي الأجنحة
1
:
وهذا لم يحدث؛ مما يدل على وجود ارتباط تام بين الجينات. http://www.werathah.com
�أحياء ()2
103
مندل وعلم الوراثة
الآب ـ ـ ـ ـ ــاء
الأم�شاج الآب ـ ـ ـ ـ ــاء
الأبن ـ ــاء �شكل ( )7-5ظاهرة ارتباط ال�صفات وعملية العبور في ذبابة الفاكهة.
وق ��د ع� � ّد مورجان ذلك دلي َال على �أن جينات هذه ال�صفات توجد عل ��ى الكر ومو�سوم نف�سه،وقد واجهت فر�ضي ��ة ارتب ��اط الجينات �صعوب ��ة تتمثل في �أن الجين ��ات المرتبطة تنف�صل عن بع�ضها ف ��ي بع�ض الأفراد، فتظه ��ر �أف ��راد بن�سب غير عادية ،مث ًال تظهر ذباب ��ات رمادية اللون �ضامرة الأجنح ��ة ،و�أخرى �سوداء اللون طبيعي ��ة الأجنحة.وا�ستنت ��ج مورجان �أن �سبب هذه الن�سب ��ة غير العادية يعود �إلى ح ��دوث عملية العبور التي در�سته ��ا �سابق َا ،والتي تحدث �أحيان َا في �أثناء االنق�سام المن�صف عندما تتقابل الكروماتيدات الأربعة لزوج من الكرومو�سومات المتماثلة وقبل �أن تنف�صل هذه الكرومو�سومات لتنتقل �إلى الجاميتات المختلفة.
104
�أحياء ()2
Mendelian and Genetics
مورجان والنظرية الكرومو�سومية: : و�ض ��ع مورجان �أ�س� ��س علم الوراث ��ة الحديث من خالل تجاربه على ذبابة الفاكهة حيث تو�صل �إلى: � -1إثب ��ات �أن كل كرومو�س ��وم يحم ��ل الأل ��وف م ��ن الجينات الم�صطفة طولي ًا عليه. ذبابة الفاكهة - 2تحديد مو�ضع جينات معينة على الكرومو�سومات. -3ر�سم خريطة كرومو�سومية مو�ضح ًا فيها الجينات لل�صفة الوراثية.
خريطة الجينات :Genetic Mapping تمث ��ل خريطة الجينات معرف ��ة التركيب التتابعي للجينات عل ��ى كرومو�سوم معين �أو عدة كرومو�سوم ��ات وذلك عن طريق تحديد �أي من الكرومو�سوم ��ات قابل لعملية العبور وكيف يمكن تحدي ��د �أماكنها على الكرومو�سومات.وبذلك يمكن و�ضع الخارطة على �شكل دائري حي ��ث يقا�س موقع الجي ��ن بالوحدات الخريطية وبالدقائق والثوان ��ي .وقد ا�ستدل مورجان عل ��ى تحدي ��د �أماك ��ن الجينات الواقع ��ة عل ��ى الكرومو�سوم بح�س ��اب ن�سبة ح ��دوث العبور (وح ��دات الخريطة �أو �إعادة الت�شكيل الجيني )Genetic recombination unitsبين الجين ��ات والذي يعتبر قيا�س للم�سافة بين الجينات الواقع ��ة على الكرومو�سوم .فمث ًال �إذا كان ��ت نيبة �إعادة الت�شكل �أو االرتباط �أثن ��اء عملية العبور بين الجين Aوالجين Bهي ٪ 5 (�أي م ��ا يعادل 5وحدات على الخريطة) وبين الجين Bوالجين Cهي ( ٪ 3ثالث وحدات خريطية) .وبين الجين Aالجين ،٪ 8 Cف�إنه بال�ضرورة �أن الجين � Bسيكون بالو�سط في حين �إذا كانت الن�سبة بين الجين Aوالجين Cهي ٪2ف�إن الجين � Cسيكون بالو�سط كما في ال�شكل التالي: 8
5 C
B 3
A 2
C
B 3
A 5
�أحياء ()2
105
مندل وعلم الوراثة
ال�س�ؤال الأول :عرف الم�صطلحات العلمية التالية: ال�صفة ال�سائدة -الطراز المظهري -ال�سيادة الناق�صة. ال�س����ؤال الثان���ي :اذك���ر اال�س���باب الت���ي جعل���ت العال���م من���دل يخت���ار نب���ات الب���ازالء الج���راء التج���ارب الوراثية؟ ال�س�ؤال الثالث :اختر االجابة ال�صحيحة في كل من الأ�سئلة التالية: -1يدعى الفرد الناتج من تزاوج فردين لهما �صفتين مت�ضادتين نقيتين بـ: د -م�شيج. ج -جيل .F2 ب -نقي . �أ -هجين. -2تنتقل الجينات من جيل �إلى �آخر عن طريق: ب -الدم والحيوانات المنوية �أ -الدم والبوي�ضات د -الدم فقط ج -الأم�شاج -3نبات �أ�صفر البذور تم تلقيحه مع نبات �أ�صفر البذور ف�إن الجيل الثاني �سيكون �أ -جميعه �أ�صفر ب� 3 -أ�صفر � 1:أخ�ضر ج� 2 -أ�صفر � 2:أخ�ضر د� 1 -أخ�ضر � 3:أخ�ضر -4في الأ�ش���خا�ص ذوي الب�ش���رة الفاتحة اللون يكون ال�ش���عر الأمل�س ناق�ص ال�س���يادة على ال�ش���عر الجعد ،ف�إذا تزاوج رجل جعد ال�شعر مع امر�أة مل�ساء ال�شعر ف�إن احتمال ن�سبة ال�شعر المتموج عند ابنائهما: د.٪ 25 - ج.٪ 75 - ب.٪ 100 - �أ .٪ 50 - ال�س�ؤال الرابع :با�ستخدام الرموز الوراثية ،حل الم�سائل الوراثية االتية: � -1إذا كان اللون الأ�س���ود �س���ائداً على اللون الك�س���تنائي في الخيول فما الألوان المتوقعة في �أفراد الجي���ل الأول ،و�أف���راد الجي���ل الثان���ي ،والناتجة من تزاوج ح�ص���ان �أ�س���ود الل���ون نقي مع فر�س ك�ستنائية اللون؟ � -2إذا ح�ص���ل تلقيح بين نبات بازالء طويل ال�س���اق �أحمر الأزهار ،ونبات بازالء �آخر ق�ص���ير ال�س���اق �أبي����ض الأزه���ار .ما �ص���فات نبات���ات الجي���ل الأول ،والثاني علماً ب�أن �ص���فة الطول �س���ائدة على الق�صر ،و�صفة اللون الأحمر �سائدة على اللون الأبي�ض؟
106
�أحياء ()2
6
Human Genetics
بع�ض ال�صفات الوراثية للإن�ســان ال�صفات المرتبطة بالجن�س ال�صفات المت�أثرة بالجنــ�س االختالالت الوراثية عند الإن�س ــان -اال�ستن�س ـ ـ ــاخ
يتوقع منك في نهاية الف�صل �أن : -1تعدد ال�صفات الوراثية في الإن�سان. -2تبي��ن �أهمي��ة الكرومو�سوم��ات ف��ي تحديد الجن�س. -3تق��ارن بي��ن ال�صف��ات المرتبط��ة والمت�أثرة بالجن�س. -4تعدد الأمرا�ض الوراثية في الإن�سان. -5تتعرف عل��ى الأمرا�ض الب�شرية نتيجة لل�شذوذ في عدد الكرومو�سومات. -6تو�ض��ح مفه��وم تكنولوجيـــــ��ا هند�ســ��ة الجينات وا�ستخداماتها. -7تتعرف على اال�ستن�ساخ والم�شاكل الناتجة عنه. -8تت�أمل قدرة اهلل �سبحانه وتعالى في خلقه من خالل درا�ستك لتوارث ال�صفات الوراثية في الإن�سان.
ال ِو َراث ُة ال َب�شَ ِر َّي ُة
تعتبر الوراثة بوجه عام ووراثة الإن�سان ب�شكل خا�ص ذات �أهمية كبيرة من الناحيتين النظرية والتطبيقية؛ و الإن�سان بطبيعته لي�س مادة نموذجية للأبحاث الوراثية �إذ �إن هناك �صعوبات كثيرة تعيق درا�سة الوراثة في الإن�سان منها ما يلي: -3عدد الأفراد الناتجة قليل. � -1أ�سباب دينية و�أخالقية واجتماعية. -4كثرة عدد الكرومو�سومات. -2طول عمر الإن�سان. كما يجب �أن نعرف �أن اهلل عز وجل كرم الإن�سان وميزه عن �سائر المخلوقات الحية ،قال تعالى: ( الإ�سراء .)70 :
ل ��ذا فدرا�سات ال�صف ��ات الوراثية في الإن�سان لي�ست بالأمر الهين ،ولهذا لج�أ علماء الوراثة �إلى طرق و�أ�ساليب لدرا�سة الوراثة في الإن�سان ومعرفة كيفية انتقال ال�صفات الوراثية من جيل �إلى جيل ،من هذه الأ�ساليب: -1درا�سة العائالت و�سجالت الن�سب. -2درا�سة التوائم وبخا�صة التوائم المتطابقة (وراثي ًا). -3درا�سة الوراثة الخلوية(ال�سيتولوجية) والن�سيجية. -4عمل مخطط للكرومو�سومات. -5الب�صمة الوراثية. -6ال�صفات المندلية و ال�صفات غير المندلية. �إن ه ��دف عل ��م الوراثة الب�شرية هو زيادة ال�صفات الجيدة والق�ضاء عل ��ى الأمرا�ض الوراثية �أو تعديلها. ودرا�سة الت�شوهات الخلقية وتقديم اال�ست�شارات الوراثية ،وفي المجاالت القانونية كذلك.ولقد اكت�شف علماء الحي ��اة �أن قواني ��ن مندل تنطبق على الإن�سان ،بالإ�ضافة �إلى انطباقها على الحيوان والنبات ،ويبين الجدول التالي بع�ض ال�صفات الوراثية عند الإن�سان التي ينطبق عليها قوانين مندل.
ال�صفات الوراثية في الإن�سان
تنتقل ال�صفات الوراثية في الإن�سان من الآباء �إلى الأبناء ،من جيل �إلى جيل �آخر ،فكيف تتم عملية توارث وانتق ��ال هذه ال�صفات الوراثية؟� .إن كل �صفة يتحكم ف ��ي ظهورها جين ًا واحد ًا �أو �أكثر ،فالكثير من ال�صفات الوراثية يتحكم في ظهورها زوج واحد من الجينات يتواجد هذا الجين في �صورتين� ،أحدهما يعرف
108
�أحياء ()2
Human Genetics
بالجين ال�سائد ،و�إذا وجد فتظهر ال�صفة التي يتحكم به ��ا� ,أما الآخ ��ر فيعرف بالجين المتنحي ويظهر ت�أثيره �إذ وجد مع جين متنح مثل ��ه� ،أم ��ا �إذا وجد م ��ع الجين ال�سائ ��د ف�إن الجين ال�سائد يخفي ت�أثي ��ر الجين المتنحي، ولك ��ن ال يلغيه ،وفي ه ��ذه الحالة يع ��رف ب�أن الف ��رد حامل لهذه ال�صف ��ة ،بالإ�ضافة �إلى �إن هن ��اك الكثير من ال�صف ��ات يتحكم فيها �أكثر م ��ن زوج م ��ن الجين ��ات تتفاع ��ل م ��ع بع�ضها البع� ��ض ومع البيئة المحيطة ،لتعطي ال�صورة النهائية لفعل هذه الجين ��ات ,معظم العوامل التي تورث من الوالدين �سليمة و�صحيحة مائة في المائ ��ة ،ولكن بع�ضها عوام ��ل مر�ضية قد تت�سبب في حدوث �أمرا�ض وراثية.
و �س���نورد فيم���ا يل���ي بع�ض ال�ص���فات الوراثية:
ال�ص َف ِ ات ال ِو َراث َّية للإن�سان ِSome Inherited Human Characteristics َب ْع ُ�ض ِّ ال�صفات الوراثية في الإن�سان كثيرة جدا ومن ال�صعب ح�صرها �إال �أننا �سنورد بع�ضا منها:
-1لون الجلد: ترجع �صفة لون الجلد �إلى وجود زوجين �أو �أكثر من الجينات. �أي �أنها تت�أثر بالجينات المتعددة ,حيث يوجد جينان م�س�ؤوالن عن �إنتاج كمية �أكبر من �صبغة الميالنين ال�سوداء في الجلد ولنرمز لها بالرمزي ��ن Aو ،Bكما يوجد جينان �آخران م�س�ؤوالن عن نق�صان هذه ال�صبغة ولنرمز لهما بالرمزين aو .bوبناء على ذلك يكون التركي ��ب الجيني للأف ��راد كما يلي :ال�شخ� ��ص الأ�سود ، AABB ال�شخ�ص الأبي�ض (االلبينو) � .aabbشكل ()1-6
�شكل (� )1-6شخ�ص م�صاب بالألبينو.
�أحياء ()2
109
ال ِو َراث ُة ال َب�شَ ِر َّي ُة
�شدة البيا�ض (البهاق) :Albinism حال ��ه جلدية نادرة موروثة ،وي�صب ��ح الجلد وال�شعر �أبي�ض،والعي ��ون دموية اللون لخلو القزحي ��ة من �صبغة الميالنين،ويت�ص ��ف ه�ؤالء الأفراد ب�ضعف ف ��ي الب�صر،ويكونون ذوي ح�سا�سي ��ة زائدة لل�ض ��وء ال�ساطع،وتتعر�ض جلوده ��م �إلى لفحه ال�شم� ��س ب�سهولة،والطراز الجيني له�ؤالء الأفراد .aabbcc مثال� :إذا ح�صل تزاوج بين رجل �أ�سود ب�إمرة بي�ضاء (البينو) ،فما هي �ألوان الجلد في الأفراد الناتجة؟ يمكن حل الم�سائل الوراثية بعدة طرق ،ويقترح اتباع مايلي لحل الم�سائل الوراثية: -1التركيب ال�شكلي والجيني (الوراثي) للأبوين. الرجل ا�سود اللون ، AABBالمر�أة بي�ضاء اللون (البينو) aabb
-2تحديد الجاميتات المذكرة والم�ؤنثة المحتمل تكوينها. الأم�شاج :الرجل ،AB – AB /المر�أة ab - ab /
-3تحديد التركيب الجيني (الوراثي) لالبناء المحتمل �إنجابهم. الأبناء
االم�شاج المذكرة
االم�شاج الم�ؤنثة
AB
AB
ab
AaBb
AaBb
ab
AaBb
AaBb
ab
جدول ()1-6
-4تحديد التركيب ال�شكلي للأبناء المحتمل �إنجابهم. جميع �أوالدهم يكون لون جلد الناتج و�سطا � AaBbأي �أ�سمر م�صفر. و�إذا ح�ص ��ل تزاوج بي ��ن فردين لون جلدهما و�سط ،فيمكن �أن ينتجا �أفرادا يختلفون في لون جلودهم، ويكون لهما التراكيب الجينية الآتية:
110
�أحياء ()2
Human Genetics
لون الجلد
التركيب الجيني
عدد الجينات ال�سائدة
ا�سود
AABB
4
�أغمق من الو�سط
AABb AaBB AaBb
و�سط
AAbb aaBB
افتح من الو�سط ابي�ض
Aabb aaBb aabb جدول ()2-6
3 3 2 2 2 1 1 0
يج ��ب �أن نن ��وه هنا ب� ��أن �أ�شعة ال�شم�س ومقدار تعر� ��ض الج�سم لها يمكن �أن تعدل ل ��ون الجلد مع الأخذ باالعتبار �إن التعر�ض لأ�شعة ال�شم�س قد ي�سبب �أمرا�ض ًا �أخرى مثل �سرطان الجلد. ابحث باال�ستعانة بم�صادر التعلم عن حالة البهاق من حيث �أ�سبابها ومدى انت�شارها وهل يوجد لها عالج �أم ال ؟ ن�شاط عملي حدد التركيب الجيني لأبوي �شخ�ص م�صاب بالبهاق (االلبينو).
-2لون العيون : Eyes Color تحت ��وي عين الإن�سان على ن�سيج ملون ي�سمى بالقزحية ،وتتكون القزحية في العيون الزرقاء من طبقتين الخلفي ��ة منهم ��ا بنية قاتمة والأمامي ��ة بي�ضاء ن�صف �شفافة ويظه ��ر اللون الأزرق للعين نتيج ��ة ر�ؤيتنا اللون القات ��م م ��ن خالل الطبق ��ة البي�ضاء ن�صف ال�شفافة ،وه ��ذا نوع من الخداع الب�ص ��ري �إذ ال تحتوي مثل هذه العيون على لون �أزرق� .أما العيون الملونة الأخرى غير الزرقاء فتحتوي القزحية فيها بالإ�ضافة �إلى الطبقتين �أحياء ()2
111
ال ِو َراث ُة ال َب�شَ ِر َّي ُة
ال�سابقتي ��ن عل ��ى طبقة �أخرى �سطحية به ��ا �صبغة ملونة قد تكون ع�سلية� ،أو خ�ض ��راء� ،أو بنية� ،أو رمادية� ،أو �سوداء .ويعتمد لون العين على كمية ال�صبغة الموجودة في الطبقة الثالثة هذه ف�إذا كانت هذه ال�صبغة كثيفة كانت العين �سوداء �أو قاتمة،و�إذا كانت هذا المادة �أقل كثافة كانت العين ع�سلية �أوخ�ضراء �أو رمادية �أو بنية قاتم ��ة .ولكن ما الذي يتحكم في وجود هذه الطبقة الملون ��ة من القزحية �أو عدم وجودها؟ يتحكم في �صفة ل ��ون العيون ف ��ي الإن�سان جينان �أحدهما �سائد ي�ؤدي وجوده �إلى تكوين الطبق ��ة الثالثة الملونة من القزحية، والجي ��ن الآخ ��ر ُم َتن ٍَح ي�ؤدي وجوده ب�شكل زوجي �إلى عدم تكوي ��ن الطبقة الثالثة الملونة فتكون العين في هذه الحالة زرقاء. ف� ��إذا رمزنا للجين ل�سائ ��د بالحرف ( )Bوالجين المتنحي بالحرف ( ،)bفيكون لدينا ثالثة احتماالت خا�صة بالطراز الجيني ل�صفة لون العيون في الإن�سان كما في الجدول التالي: جدول ( )3-6الإحتماالت الخا�صة بالطراز الجيني ل�صفة لون العيون في الإن�سان:
الطراز الجيني
لون العيـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ــون
BB
عيون ملونة نقية �سوداء �أو بنية �أو بنية قاتمة �أو بنية فاتحة �أو رمادية �أو خ�ضراء �أو ع�سلية
Bb
عيون ملونة هجينة
bb
عيون زرقاء نقية
فالط ��رازان الجيني ��ان ()BB)،(Bb لهم ��ا الط ��راز المظهري نف�س ��ه حيث تكون العي ��ون البنية مثال نقي ��ة (� )BBأو هجينة ( .)Bbكي ��ف يمكن � ِ�ك التميي ��ز بين هاتين الحالتي ��ن؟ فلو كنت �أن ��ت ُب ِّنية العينين فهل ت�ستطيعي ��ن معرف ��ة م ��ا �إذا كان ط ��رازك الجيني (� )BBأو()Bb؟
112
�أحياء ()2
الآب ـ ـ ـ ـ ــاء b
الأم�شاج
الأبن ـ ــاء
b
Bb
b
B B
b
Bb
B
Bb
�شكل ( )2-6توارث �صفة لون العيون.
B
Bb
Human Genetics
�إذا ت ��زوج رج ��ل بني العينين نقيتين ؛ �أي �أن لأجداده عيون ًا بنية بامر�أة زرقاء العينين فما احتماالت لون العيون في �أطفالهما؟ وللإجابة عن هذا ال�س�ؤال علينا �أن نعرف تركيب الأم�شاج في كل من الأب والأم و�أنواع المورثاث التي تحملها �شكل (.)2-6
وراثة مجاميع الدم تخ�ضع وراثة مجاميع الدم في الإن�سان �إلى قوانين مندل ،فالإن�سان يرث عن �أبوية مجموعة الدم الخا�صة به .وتنتقل هذه ال�صفة بوا�سطة ثالثة �أنواع من الجينات هي ،A,B,Oفهناك جين �سائد ()Aخا�ص بتكوين الأنتيجين ( )Aويرمز له بالرمز ( ،)IAوجين �سائد ( )Bخا�ص بتكوين الأنتيجين ( ) Bويرمز له بالرمز ( ،)IBوجين متنح ( )Oال ي�سبب وجوده تكوين �أي �أنتيجين ويرمز له بالرمز (.)iكما في الجدول االتي: الجدول( )4-6الطرز الجينية و�أنواع مولدات ال�ضد على خاليا الدم الحمراء لف�صائل دم الإن�سان: ف�صيلة الدم
الطرز الجينية
مولد ال�ضد على خاليا الدم
الأج�سام الم�ضادة في بالزما الدم
الحمراء ()Antigen
A
� IAIAأو IAi
A
الأج�سام الم�ضادة للأنتيجين ()B
B
� IBIBأو IBi
B
الأج�سام الم�ضادة للأنتيجين ()A
AB
IAIB
B,A
ال توجد
O
ii
ال يوجد
الأج�سام الم�ضادة للأنتيجين ()A) , (B
لماذا ا�ستعمل الرمزان IAو IBبهذه الطريقة؟ ت�شير الرموز � IA , IB , iإلى وجود نمطين من ال�سيادة :م�شتركة وتامة في وراثة ف�صائل الدم علم ًا ب�أنه ال يوجد في الفرد الواحد �أكثر من جينين متقابلين �أحدهما من الأب ،والآخر من الأم. مثال� :إذا تزوج رجل ف�صيلة دمه ،Oبفتاة ف�صيلة دمها ،ABما ف�صائل الدم المحتملة لأبنائهما؟ O ii
الآب ـ ـ ـ ـ ــاء الأم�شاج
AB
i
x
i
B A
I I
B
I
A
I
الحل :ف�صائل الدم المحتملة للأبنا ِء B , Aهجينه. �أحياء ()2
113
ال ِو َراث ُة ال َب�شَ ِر َّي ُة
ن�شاط عملي
تعيين ف�صيلة الدم: الأدوات والمواد:
م�صل يحتوي على �أج�سام م�ضادة لـ ( - )Aم�صل يحتوي على �أج�سام م�ضادة لـ ()B -م�سحات طبية– �إبرة معقمة – نكا�شات �أ�سنان – �شريحة زجاجية – قلم �شمع.
طريقة العمل:
-1قب ��ل �سحب الدم م ��ن �إ�صبعك قم بتح�ضي ��ر �شريح ��ة زجاجي ��ة ب�أن تكت ��ب عل ��ى حافتها بقل ��م ال�شمع كما في ال�شكل المجاور. -2عق ��م طرف الإ�صبع الو�سطى من ي ��دك ث ��م اثق ��ب ط ��رف �إ�صبعك antiantiantiA B Rh برفق،واع�صره حت ��ى ينزل الدم تخل� ��ص من قطرة ال ��دم الأولى، O+ ث ��م �ضع قط ��رة م ��ن ال ��دم �أمام كل م ��ن anti-A ; anti-Bعلى + A ال�شريحة. -3ام ��زج قط ��رة ال ��دم م ��ع الم�صل ب�إ�ستعمال نكا�شة �أ�سنان(ا�ستعمل B+ في كل حالة نكا�شة جديدة) ف�إذا احت ��وت كري ��ات دم ��ك الحمراء + AB عل ��ى انتيجي ��ن معين ،ف� ��إن هذا الإنتيجي ��ن �س ��وف يتفاع ��ل م ��ع الك�شف عن ف�صيلة الدم وعامل ريزي�س الج�س ��م الم�ض ��اد الم�شاب ��ه ل ��ه، ويح ��دث تجمع للكريات الدموية الحم ��راء ،وتبدوب�شكل نقاط �سوداء ،و�إذا لم يحتوي دمك عل ��ى �أي انتيجين (�أي �إذا كنت من مجموعة الدم( ،)Oف�إنه ال يحدث �أي تجمع وال تت�شكل نق ��اط �س ��وداء في �أي م ��ن الق�سمين �أ ،ب .لو فر�ضنا �أن دمك م ��ن المجموعة ( )Aفي �أي ق�سم من ال�شريحة يحدث التفاعل ثم التجمع؟ .لو فر�ضنا �أن دمك من المجموعة ABفي �أي ق�سم من ال�شريحة يحدث التفاعل ثم التجمع؟
114
�أحياء ()2
Human Genetics
• ما هي مجموعة دمك؟ • ما هي الأج�سام الم�ضادة التي تحتويها بالزما دمك؟ في حالة عمليات نقل الدم ،ما نوع مجاميع دم الأ�شخا�ص الذين يمكن �أن تتبرع �إليهم؟ في حالة عمليات نقل الدم ،ما نوع مجاميع دم الأ�شخا�ص الذين يمكن �أن ت�أخذ منهم الدم؟
ولتعيين عامل ريزي�س RH factor
� -1ضع في المكان المخ�ص�ص لتجربة RHمن ال�شريحة ال�سابقة قطرة واحدة من الدم. � -2ضع قطرة من �أنتي �سيرم عليها ،ثم امزجهما مع ًا بوا�سطة نكا�شة �أ�سنان. � -3أم�سك ال�شريحة على بعد � 20-15سم من م�صباح �ضوئي لتدفئة التح�ضير. � -4أثن ��اء تدفئة ال�شريحة،قم برفعها �إلى الأم ��ام و�إلى الخلف مع مالحظة ظهور تر�سبات التي �إن وجدت ف�إنها تعني �أن التفاعل كان �إيجابي ًا .RH+ � -5إذا كان دم ��ك RH+ف� ��إن النتيجة تظهر خ�ل�ال دقيقتين بعد و�ضع الأنت ��ي �سيرم،و�إذا كان RH-ف�إن هذا التفاعل لن ي�أخذ مجراه.
وراثة العامل الريزي�سي: يحت ��وي خالي ��ا دم االن�س ��ان الحمراء عل ��ى نوعين م ��ن البروتينات ي�سم ��ى البروتين الريزي�س ��ي ،و يوجدف ��ي ٪85تقريب� � ًا من اال�شخا� ��ص Rh+و اليوجد ه ��ذا البروتين في الـ ٪15الباقي ��ن Rh-ومعرفة وج ��ود ه ��ذا البروتي ��ن ف ��ي ج�س ��م االن�س ��ان م ��ن ع ��دم وجوده �ضرورية جد ًا ل�صحة الجني ��ن .ف� ��إذا كان ��ت الأم الم�شيمة دم الأم يحتوي على عامل ريزي�سي �سالب ، الحام ��ل Rh-والأب Rh+ دم الجنين يحتوي على عامل ريزي�سي موجب الأج�سام الم�ضادة يك ��ون الجنين ف ��ي كثير من تحلل خاليا الدم الحمراء للجنين الح ��االت ، Rh+وعن ��دوالدة هذا الجنين،تت�سرب بع�ض خاليا دمه �إلى دم �أمه،ب�سبب ان�سالخ الم�شيمة ،فيحث البروتين الريزي�سي في هذه الخاليا ج�سم الأم على تكوين �أج�سام م�ضادة له .وال ت�ؤثر هذه الأج�سام
�أحياء ()2
115
ال ِو َراث ُة ال َب�شَ ِر َّي ُة
الم�ضادة في المولود الأول .لماذا؟ ولكنه ��ا تبق ��ى ف ��ي ج�س ��م الأم �إلى حين الحم ��ل الثان ��ي �إذ تنتقل خ�ل�ال الم�شيمة �إلى الجنين،ف� ��إذا كان الجني ��ن الثاني Rh+تعم ��ل الأج�سام الم�ضادة عل ��ى تحليل خاليا دمه الحمراء ،و�إ�صابته بفقر دم �شديد لدرجةقد ت�سبب موته قبل والدته �أو بعدها �إذا لم ي�ستبدل بدم ��ه دم ًا يخلو من الأج�سام الم�ضادة هذه،ويمكن تالفي حدوث �أي خطر على المولود�،أو الحاجة �إلى تغيير دمه �إذا �أعطيت الحامل حقنة من الأج�سام الم�ضادة للبروتين الريز�سي بع ��د والدتها لطفله ��ا الأول ،فال يكون ج�سمه ��ا الأج�سام الم�ضادة الت ��ي ت�شكل خطر ًا على الحمل التالي.
الج ْن ِ�س :Sex Determination ت َْح ِد ُ يد ِّ قال تعالى: تب َّي ��ن للعلم ��اء �أن للكرومو�سوم ��ات �أهمي ��ة كبيرة في تحديد جن�س الفرد .فكل خلية من خاليا ج�سم الإن�سان �شكل ( .)3–6تحتوي على ( )23زوج ًا من الكرومو�سومات ()22 منه ��ا كرومو�سوم ��ات ج�سمي ��ة وزوج واح ��د من الكرومو�سومات الجن�سية .Y، Xادر�س ال�شكل ( )4-6ثم �أجب عما يلي: م ��ا ن ��وع الجاميت ��ات الت ��ي تنـتجه ��ا المـــــــــــر�أة؟ وم ��ا ن ��وع الجاميت ��ات الت ��ي ينـتجه ��ا الرجــــــــل؟ م ��ن الذي يح ��دد جن�س الأبن ��اء الأم �أم الأب؟ ف�س ّر �إجابتك. ِّ
النجم.46-45 :
�شكل ( )3-6كرومو�سومات الإن�سان (الذكر -الأنثى).
�شكل ( )4-6تحديد الجن�س.
116
�أحياء ()2
Human Genetics
تحديد نوع الجنين:
يتحدد جن�س الوليد منذ لحظة الإخ�صاب� ،أي في اللحظة التي يتم فيها اتحاد الحيوان المنوي بالبوي�ضة. �إذا رمزن ��ا للتركي ��ب الكرومو�سومي للذكر بالرمز x yوالأنثى بالرم ��ز x xفمعنى ذلك �إذا �أراد اهلل تعالى �أن يك ��ون المول ��ود ذكر ًا ف�إن الإخ�صاب يتم بم�شيئته بين حي ��وان منوي يحمل كرومو�سوم yمع بوي�ضة تحمل كرومو�س ��وم � ، xأ ّم ��ا �إن كانت م�شيئته �أن تكون المولودة �أنثى ف�إن الإخ�ص ��اب يتم بم�شيئته بين حيوان منوي يحمل كرومو�سوم xمع بوي�ضة تحمل كرومو�سوم ،xقال تعالى: القيامة .39-37: كم ��ا ان ��ه ال يتم تحديد الجن�س في الحيوانات جميعها كما يتم في الإن�سان .ادر�س جدول ( )5-6ثم حدد في كل حاله الم�سئول عن تحديد جن�س الجنين الذكر �أم الأنثى؟ جدول ( )5-6مقارنة بين الكرومو�سومات الجن�سية في بع�ض المخلوقات الحية: الكرومو�سومات
الكرومو�سومات الجن�سية
جن�س الفرد الم�سئول عن
الجن�سية في الذكر
في الأنثى
تحديد جن�س الجنين
الثدييات -الدرو�سوفيال
XY
XX
بع�ض الطيور – الفرا�شات-الأ�سماك
XX
XY
ح�شرة البق
XO
XX
؟ ؟ ؟
الأنواع
الخنثوية الكاذبة Pseudo Hermaphroditism
لوحظ ��ت بع�ض ح ��االت بين جن�سية متع ��ددة في الإن�س ��ان ُيظهر�أ�صحابه ��ا خ�صائ�ص م�شترك ��ة للذك ��ورة والأنوثة في الج�سم الواح ��د .وتعرف بالخنثوية الكاذب ��ة لتمييزها عن الخنثوي ��ة الحق ��ة المعروفة في بع�ض الحيوان ��ات الأخرى التي يكون للف ��رد فيها خ�صيات ومباي� ��ض وله القدرة على تكوي ��ن حيوانات منوية وبوي�ضات مع� � ًا .والإن�سان الخنثوي بحق تك ��ون به خ�صيات ومباي�ض ،وتظهر عليه خ�صائ�ص جن�سية و�سط بين خ�صائ�ص الذكورة والأنوثة. وعرِ َف � ْ�ت حاالت كثي ��رة من حاالت الخنثوي ��ة الكاذبة في الإن�سان يمك ��ن ل�صاحبها �أن ُ
�أحياء ()2
117
ال ِو َراث ُة ال َب�شَ ِر َّي ُة
يق ��رر م ��ا �إذا كان يرغ ��ب في �أن يك ��ون ذكر ًا �أو �أنثى وف ��ي هذه الحالة ت ��زال الخ�صيات �أو المباي�ض جراحي ًا،وتكتمل �صفات الجن�س الذي اختاره ال�شخ�ص لنف�سه في غ�ضون عامين تقريب ًا بعد ذلك.ويعزى ظهور حاالت الخنثوية الكاذبة هذه �إلى حدوث خلل في التوازن في �إفراز الهرمونات ،ولي�س �إلى خلل في الكرومو�سومات.
المر َت ِب ُِ طة بالجِ ْن ِ�س : Sex Linked Traits ال�صفَاتُ ُ ِّ
مالمق�صود بال�صفات المرتبطة بالجن�س؟ ت�سم ��ى الجينات المحمولة على الكرومو�سومين Xو Yبالجينات المرتبطة بالجن�س ،Sex-linked genes ويطل ��ق عل ��ى ال�صفات التي تتحكم فيها هذه الجين ��ات بال�صفات المرتبطة بالجن� ��س .هذه ال�صفات لي�ست مق�صورة على ال�صفات الجن�سية ،ولكنها ت�شمل �أي�ض ًا بع�ض الخ�صائ�ص الج�سمية الأخرى مثل: -1العمى اللوني :Color Blindness ه ��و عدم القدرة عل ��ى التمييز بين الألوان خا�صة بين اللونين الأحم ��ر والأخ�ضر .والمقدرة على التمييز بين هذه الألوان تعتمد على بناء �صبغة في العين،في خاليا خا�صة من �شبكية العين. �س�ؤال للتفكير م ��ا ه ��ي الخالي ��ا الم�سئولة عن مر�ض العم ��ى اللوني في �شبكية العين ،وما دورها ؟
�أم م�صابة بعمى الألوان
�أب عادي
الآب ـ ـ ـ ـ ــاء الأم�شاج
ومما تجدر الإ�شارة �إليه �أن هذا المر�ض يكثر بين الذكور ويقل بين الإناث .والجين الم�س�ؤول عن ولد م�صاب بنت عادية (ناقلة) بنت عادية (ناقلة) ولد م�صاب رجل م�صاب بعمى الألوان امر�أة ناقلة هذا المر�ض ُم َت َن ٍح ويرم ��ز له بالحرف( )cيوجد الآب ـ ـ ـ ـ ــاء على الكرومو�سوم الجن�سي(� .)Xأما الكرومو�سوم ( )Yفال يحم ��ل المورث الخا�ص به ��ذا المر�ض. الأم�شاج �أما الم ��ورث الم�س�ؤول عن غياب هذا المر�ض فهو (ب) �سائد ويرم ��ز له بالحرف ( )Cوه ��و موجود على الكرومو�س ��وم الجن�س ��ي (ً � )X أي�ض ��ا� .إذا ح�ص ��ل الأبن ـ ــاء بنت عادية (ناقلة) ولد عادي بنت م�صابة ولد م�صاب ت ��زاوج بي ��ن رجل ع ��ادي غي ��ر م�ص ��اب بالمر�ض �شكل ( )5-6توارث مر�ض العمى اللوني. بامر�أة م�صابة بهذا المر�ض. (�أ) الأبن ـ ــاء
118
�أحياء ()2
Human Genetics
فما �صفات الأبناء؟
انظ ��ر ال�ش ��كل (�/5-6أ) تالح ��ظ �أن الأبناء الذك ��ور يكونون م�صابين به ��ذا المر�ض� ،أم ��ا الإناث في ُك َن عاديات لكنهن ناقالت للمر�ض( .يكفي هنا مورث واحد منفرد حتى ي�صاب الذكر بهذا المر�ض� ،أما الأنثى فيلزمها مورثان حتى ت�صاب بالمر�ض). و�إذا ت ��زاوج رج ��ل م�صاب ب�أنثى ناقلة للمر�ض �شكل (/5-6ب) فن�ص ��ف الذكور يكون م�صاب ًا بالمر�ض، ون�صفهن الآخر يكن والن�صف الآخر يكون عادي ًا غير م�صاب� .أما الإناث فن�صفهن َي ُك َّن م�صابات بالمر�ض، َّ عادي ��ات لكنه ��ن ناقالت للمر�ض .نالحظ مما �سب ��ق �أن المر�أة الم�صابة تنتج ف ��ي حالة تزاوج رجل م�صاب ب�أنث ��ى ناقلة للمر�ض .وهي حالة نادرة الوج ��ود ؛ لأن الأنثى الم�صابة غالب ًا ما تموت وهي في الرحم .ولذلك يكثر هذا المر�ض بين الذكور ويقل بين الإناث. ن�شاط ذهني
درا�سة وراثة عمى الألوان:
ِ يمكنك �إذا كان �إب�صارك للألوان �سوي ًا ر�ؤي ��ة �سل�سل ��ة النق ��ط الخ�ض ��راء المخفاه ف ��ي ه ��ذه ال�شبك ��ة م ��ن النق ��ط الحم ��راء وال�صفراء.
لوحة ت�ستخدم لمعرفة ال�شخ�ص الم�صاب بمر�ض العمى اللوني من ال�شخ�ص غير الم�صاب.
�إن �صف ��ة ظه ��ور ال�شع ��ر عل ��ى �صي ��وان الأذن عند الإن�س ��ان ،هي �صفة �شائعة في الهن ��د ،وتظهر فقط في الذك ��ور ،وهذا ي�ؤكد �أن جين ��ات هذه ال�صفة تحمل على الكرومو�سوم .Y �صفة مرتبطة بالكرومو�سوم الجن�سي Y
�أحياء ()2
119
ال ِو َراث ُة ال َب�شَ ِر َّي ُة
-2عدم تجلط الدم الهيموفيليا :Hemophilia ويت�ص ��ف ال�شخ�ص الم�صاب بهذا المر�ض بعدم قدرة دمه على التجلط عند حدوث جرح ،حتى ولو كان الج ��رح ب�سيطا مثل خلع ال�سن .فقد ي�ستمر الجرح في النزي ��ف هنا عدة �ساعات ،وفي الحاالت ال�شديدة قد يموت ال�شخ�ص .تكثر الإ�صابة بهذا المر�ض بين الذكور وتقل بين الإناث ،لأن الإناث الم�صابات غالبا يمتن وهن في الرحم. الجين الم�س�ؤول عن ه ��ذا المر�ض متنح ويرمز له بالحرف ( )hويوجد عل ��ى الكرومو�سوم الجن�سي (� )Xأما الكرومو�سوم ( )Yف�ل�ا يحم ��ل الجي ��ن الخا� ��ص به ��ذا المر�ض� .أم ��ا الجين الم�س� ��ؤول عن غياب هذا المر� ��ض فهو �سائد ويرمز له بالحرف ( )Hويوج ��د على الكرومو�سوم (� )Xأي�ضا (ي�شبه تماما مر�ض عمى الألوان). الط ��راز الجيني للمر�أة العادي ��ة غير الم�صابة هو (� ،)HHشكل ( )6-6نزف �ضمن الجلد عند �شخ�ص م�صاب بالهيموفيليا وللم ��ر�أة العادية الناقلة للمر�ض ( )Hhوللمر�أة الم�صابة ()hh �أما الرجل العادي فطرازه الجيني ( )HYو الرجل الم�صاب طرازه الجيني ( .)hyففي الذكور يكفي وجود جين واحد متنح حتى يظهر المر�ض� .أما الأنثى فيجب �أن تحتوي على جينين متنحيين حتى يحدث المر�ض. ولهذا ال�سبب �أي�ضا تكثر الإ�صابة بهذا المر�ض بين الذكور� ..شكل (.)6-6 �س�ؤال للتفكير �إذا تزوج رجل عادي بامر�أة عادية ناقلة للمر�ض ،فما �صفات الأبناء؟
مر����ض نق�ص خميرة جلوكوز -6-ف�س���فات دي هايدروجني���ز في الكريات الحمراء في الدم ((مر�ض الت�سمم بالفول)) ه ��ذا المر� ��ض منت�شر في كثيرمن �أنح ��اء العالم ويقدر عدد الم�صابي ��ن به ب�أربع مائة مليون �شخ�ص في جميع �أنحاء العالم. الوراثة: يوجد الجين الم�صاب على الكرومو�سوم Xولذلك فان �أعرا�ض المر�ض تظهر غالب ًا في الذكور
120
�أحياء ()2
Human Genetics
( )xyوقد يحدث المر�ض في الإناث متجان�س الأزواج ( )xxولكن مثل هذه الحاالت نادرة. الأعرا�ض: -1ظهور �أعرا�ض فقر الدم عند تناول �أدوية خا�صة �أو مواد كيميائية. -2فق ��ر دم حاد عند تناول الفول �أو ا�ستن�شاق طلع ��ه وغالب ًا يحدث ذلك في الأطفال ويت�سبب في �إفراز بول �أحمر نتيجة لوجود الهيموجلوبين. -3قد يحدث ارتفاع في ن�سبة البيلوروبين في دم الوليد وي�سبب يرقان ًا. الوقايـ ـ ـ ـ ـ ـ ــة: يجب االمتناع عن تناول المواد الآتية: -1الف ��ول الم�ص ��ري� -2 .أدوي ��ة المالري ��ا� -3 .أدوي ��ة الحم ��ى -4 .بع� ��ض �أدوي ��ة الجراثيم. -5فيتامين ك -6 .بروبنا�سيد -7 .كوينيدين -8 .االبتعاد من التعر�ض للنفثالين. الع ـ ـ ـ ـ ـ ـ ــالج: قد يحتاج المري�ض �إلى عملية نقل دم.
ن�س : Sex - Influenced Trait الم َت�أَثِّر ُة بِالجِ ِ ال�صفَاتُ ُ ِّ
وتك ��ون الجينات الخا�صة بهذه ال�صفات محمولة على كرومو�سومات ج�سدية ولي�س على الكرومو�سومات الجن�سية. وم ��ن المعتق ��د ان ال�صفات المتاثرة بالجن�س تتاثر بالهرمونات الذكري ��ة �أو االنثوية الموجودة في الفرد وبذلك يكون الجين الخا�ص بهذه ال�صفات �سائا اذا وجد مع الهرمونات الذكرية ويكون متنحيا اذا وجد مع الهرمونات االنثوية .ومن �أمثلة هذه ال�صفات ال�صلع في االن�سان.
ال�صلع :Boldness
م ��ع �أن هذا المر�ض قد ينتج عن التعر�ض ال�شدي ��د للإ�شعاعات �أو الإ�صابة بالأمرا�ض كالزهري ،وزيادة �إفراز الغدد الدهنية في الجلد،وعدم انتظام �إفراز الغدة الدرقية �إال �أن هذا المر�ض يمكن �أن يكون وراثي ًا. �شكل ( )7-6ويعتبر ال�صلع �صفة �سائدة في الذكور ومتنحية في الإناث� ،أي �أنها �صفة مت�أثرة بالجن�س ويتحكم ف ��ي هذه ال�صفة زوج من الجينات،حيث توجد الجينات الخا�ص ��ة بها على كرومو�سومات ج�سدية ولي�س على �أحياء ()2
121
ال ِو َراث ُة ال َب�شَ ِر َّي ُة
كرومو�سوم ��ات جن�سية .ويتحكم في ه ��ذه ال�صفة زوج من الجينات محمولة على الكرومو�سومات الج�سمية .وعلى الرغم من �أن ال�صلع وراث ��ي ولك ��ن الت�أثير المبا�ش ��ر يرجع �إل ��ى هرم ��ون الت�ستو�ستيرون Testosteroneالذي تفرزه الخ�صية .يرمز للجين الحامل ل�صفة ال�صلع Bوالجين المقابل له الخا�ص بال�شعرالعادي bوتكون الطرز الجينية والطرزالمظهرية كمايلي:
�شكل (� )7-6شخ�ص م�صاب بال�صلع.
جدول ( )6-6الطرز الجينية المظهرية ل�صفة ال�صلع لدى الذكر والأنثى: النمط المظهري للرجل
النمط المظهري للمر�أة
التركيب الجيني
عادي
عادي
bb
�أ�صلع
عادي
Bb
�أ�صلع
�صلعاء
BB
�س�ؤال للتفكير �إذا تزوج رجل �أ�صلع بامر�أة عادية ،فما هي احتماالت ظهور �صفة ال�صلع في الأفراد الناتجة؟
االختالالتُ ال ِو َرا ِث َّيةُ عند الإن�سان :Human Genetic Disorders ْ
ت�صنف االختالالت الوراثية عند الإن�سان الى مجموعتين رئي�ستين:
�أو ًال :اختالالت مرتبطة بالطفرات الكرومو�سومية. ِالط ِ ثانيا :اختالالتٌ ُمرتبط ٌة ب َّ فرات الجِ ين َّي ِة . االختالالت المرتبطة بالطفرات الكرومو�سومية .وتنق�سم �إلى:
�أ – االختالالت المرتبطة بعدد الكرومو�سومات وتنق�سم �إلى: -1االختالالت المرتبطة بعدد الكرومو�سومات الج�سدية: يبين جدول ( )5 – 6االختالالت المرتبطة بعدد الكرومو�سومات الج�سدية: ِ -2االخ ِت َ الكرومو�سومات الجِ ن�سي ِة: الالتُ ال ُمرتبط ُة بعد ِد ِ الكرومو�سومات الجِ ن�سي ِة: جدول ( )6 – 6االخ ِتال َال ُت ال ُمرتبط ُة بعد ِد
122
�أحياء ()2
Human Genetics
ا�سم المر�ض
�سبب حدوثه
متالزمة داون
ينتج من �إ�ضافة كرومو�سوم ثالث �إل ��ى ال ��زوج الكرومو�سوم ��ي رقم 21في�صبح العدد الكرومو�سومي لل�شخ� ��ص الم�ص ��اب 47بد ًال من 46وه ��ذا �أكث ��ر الأن ��واع حدوث� � ًا �إذ تبل ��غ ن�سبت ��ه ٪95م ��ن جمي ��ع الحاالت
Down syndrome
�شكل ()8-6 متالزمة داون
�أعرا�ض المر�ض -1تخلف عقلي. -2ق�صر القامة والبدانة ،ويكون الوجه مت�سع دائري ،والأنف م�ضغ ��وط ،والف ��م مفت ��وح، والفك ن ��ازل ،والل�سان كبير الحج ��م ،م ��ع وج ��ود ثني ��ة �إ�ضافية على الجفن.
http://www.werathah.com/ down/index.htm
ا�سم المر�ض
متالزمة تيرنر
Turner’s syndrome
�شكل ()9-6 متالزمة تيرنر
التركيب الجيني
xo
الجن�س
�أنثى
�سبب حدوثه
�أعرا�ض المر�ض
ينت ��ج لع ��دم انف�ص ��ال زوج الكرومو�سوم ��ات الجن�سي ��ة ف ��ي خالي ��ا الأب �أو الأم ف ��ي �أثن ��اء االنق�س ��ام االختزال ��ي، فيك ��ون بوي�ضة �أوحيوان منوي خاليي ��ن م ��ن الكرومو�س ��وم الجن�سي � xأو yوفي الحالتين قد تتك ��ون نتيج ��ة الإخ�صاب بوي�ض ��ة مخ�صب ��ة في�صب ��ح الع ��دد الكرومو�سومي للأنثى الم�صابة 45بد ًال من .46
-1قد ال تكون هناك �إعاقه عقلية في �أغلب الحاالت .٪82 -2ق�صر القامة والعنق. �-3ضم ��ور المباي� ��ض وغي ��اب الدورة ال�شهري ��ة .وع ��دم الق ��درة عل ��ى الإنجاب. -4زي ��ادة ن�سبة الت�شوه ��ات ِ الخلقية بالجهاز الدوري والكليتين.
�أحياء ()2
123
ال ِو َراث ُة ال َب�شَ ِر َّي ُة
متالزمة كلينفلتر klinefelte
xxy
ذكر
syndrome
�شكل ( )10-6متالزمة كلينفلتر
ينت ��ج م ��ن ع ��دم انف�ص ��ال زوج الكرومو�سوم ��ات الجن�سي ��ة ف ��ي خالي ��ا الأب �أو الأم ف ��ي �أثن ��اء االنق�س ��ام االختزال ��ي .يتك ��ون حي ��وان من ��وي يحم ��ل الط ��راز الكرومو�سوم ��ي � xyأو بوي�ض ��ة تحمل الطراز الكرومو�سومي xx وف ��ي الحالتين ق ��د يتكون نتيجة الإخ�ص ��اب بوي�ض ��ة مخ�صب ��ة تحمل الع ��دد الكرومو�سومي 47 بد ًال من .46
-1التخلف العقلي. -2طول القامة والأطراف -3المالمح �أنثوية وقد يت�ضخم الثدييان. -4عقم الم�صاب ل�ضمور الخ�صيتين.
اكتب التركيب الجيني ٍ لكل من الذكر (�أ) والأنثى (ب) في الإن�سان ،ثم تعرف على الأعرا�ض الناتجة عن الخلل في الحالتين.
�شكل ( )11-6التركيب الجيني للذكر الم�صاب
�شكل ( )12-6التركيب الجيني للأنثى المتفوقة
لوحظ �أن الذكر الم�صاب يت�صف ب�سلوك �ش ��اذ ي�صل �إلى الإج ��رام في بع�ض الحاالت ؛ لأنه يكون في هذه الحالة متخلف ًا عقلي ًا ومعظم الذكور الم�صابين بهذا المر�ض يكونوا طوال القامة.
يطل ��ق العلماء عل ��ى هذه الأنث ��ى بالأنثى المتفوق���ة ،Super femaleوتتمي ��ز ب�شكل مظه ��ري عادي وقد ت�ص ��اب بالتخلف العقلي مع ت�أخ ��ر نمو �أع�ض ��اء الجه ��از التنا�سلي مع احتمال الإ�صابة بالعقم.
124
�أحياء ()2
Human Genetics
التحدث بنعم اهلل الظاهرة والباطنة
: في الحديث ال�صحيح َع ْن �أ َبي ُه َر ْي َر َة َق َالَ :ق َال َر�سول اهلل ((ان ُْظ��� ُروا �إِ َل���ى َمنْ ُه َو َ�أ ْ�س��� َف َل منكم و َ َال َتن ُْظ ُروا �إِ َلى َم���نْ ُه َو َف ْو َق ُك ْمَ ،ف�إَنه �أَ ْج َد ُر َ�أنْ ال َت ْز َد ُروا ِن ْع َم َة اهلل َعلَ ْي ُك ْم)) �إن العب ��د �إذا ن�صب بين عينيه ه ��ذا الملحظ الجليل ،ر�أى نف�سه يفوق قطع ًا كثير ًا من الخل ��ق في العافية وتوابعها ،وفي ال ��رزق وتوابعه مهما بلغت به الحال ،فيزول قلقه وهمه، ويزداد �سروره بنعم اهلل التي فاق فيها غيره ممن هو دونه فيها. وكلما طال ت�أمل العبد في نعم اهلل الظاهرة والباطنة ،الدينية والدنيوية ،ر�أى ربه قد �أعطاه خير ًا كثير ًا،ودفع عنه �شرور ًا متعددة ،وال�شك �أن هذا يدفع الهموم ،ويوجب الفرح. و�إذا ابتل ��ى اهلل العب ��د بالم�صائ ��ب و�أدى فيه ��ا وظيفة ال�صب ��ر والر�ض ��ا والت�سليم ،هانت وط�أتها ،وكان ت�أمل العبد لأجرها وثوابها والتعبد هلل بالقيام بوظيفة ال�صبر والر�ضا،يدع الأ�شياء المرة حلوة ،فتن�سيه حالوة �أجرها مرارة �صبرها.
تحديد عدد �صبغيات ( )xفي الإن�سان (تجربة ج�سم بار) (*): -1ك�شط جزء من الغ�شاء المخاطي المبطن للفم. -2ت�صبغ �أنوية خاليا هذا الن�سيج �أثناء الطور البيني . -3يفح�ص الن�سيج بالمجهر: يظهر �أحد �صبغى ( )xفي كل خلية على �صورة مفككة ويقوم بوظائفه: في الذكــر� :صبغى ( )xواحد على ال�صورة المفككة. في الأنثى� :صبغى ( )xتفكك + �صبغى ( )xمتما�سك م�صبوغ في الطور البيني (وي�سمى ج�سم بار )Barr body وجود ج�سم بار واحد يدل على وجود �صبغيين (.)xx ي�سهل تمييز الجن�س ذكر �أم �أنثى عن طريق فح�ص النواة. ت�ستخدم طريقة ج�سم بار للت�أكد من جن�س بع�ض المتناف�سين �أو المتناف�سات في الدورات الأولمبية �إذا حدث �شك في طرازهم المظهري.
�أحياء ()2
125
ال ِو َراث ُة ال َب�شَ ِر َّي ُة
ِ ب -ا ِالخْ ِتالالتُ المرتبط ُة ِبتَركيبِ الكرومو�سومات: ِ الالت المرتبط ُة ِب َتركيبِ الكرومو�سومات: يبين جدول ( )7 – 6ا ِالخْ ِت ُ
ا�سم المر�ض
�سبب حدوثه
�أعرا�ض المر�ض
متالزمة �صوت القط Cri-du- chat syndrome
نق�ص في الذراع الق�صير للكرومو�سوم الخام�س
� -1إعاقة عقليه. -2العينان متباعدتان ومنحرفتان �إلى الأ�سفل ،الفك الأ�سفل �صغير والأذنان م�شوهتان. -3مر�ض قلب وراثي. -4بكاء الطفل ي�شبه �صوت القط وي�صبح ال�صوت �سوي ًا عند ما يكبر.
�شكل ( )13-6متالزمة �صوت القط
ِالط ِ االختالالت ال ُمرتبط ٌة ب َّ فرات الجِ ين َّي ِة:
)8اختالالت ُمرتبط ٌة ب َّ ِالط ِ فرات الجِ ين َّي ِة: يبين جدول (– 6 ٌ
ا�سم المر�ض فينل كيتونوريا Phenylket Onuria
()P.k.U
�شكل ( )14-6مر�ض تبول الفينل كيتونوريا
126
�أحياء ()2
�سبب حدوثه ينت ��ج م ��ن وج ��ود زوج من - 1 الجين ��ات المتنحي ��ة ت�ؤدي -2 �إل ��ى ع ��دم �إنت ��اج الإنزيم ال�ضروري لتحول الحم�ض -3 الأميني تايرو�سين فيتراكم -4 فين ��ل االنين ويتح ��ول �إلى مواد كيماوية �سامة.
�أعرا�ض المر�ض تخلف عقلي �شديد. ت�أخر تطور نم ��و الرجلين مما ي�سبب الت�أخر �أو عدم القدرة على الم�شي �شحوب لون الجلد وال�شعر القل ��ق والمي ��ل �إلى العن ��ف و الحركة المتوا�صلة.
Human Genetics
ا�سم المر�ض الثال�سيميا (فقر دم البحر الأبي�ض المتو�سط) Thalassemia
�سبب حدوثه
�أعرا�ض المر�ض
ينتج من جي ��ن متنح يمنع -1فقر دم �شديد تكون الهيموجلوبين العادي -2ت�ضخم الكبد والطحال هيموجلوبين �أ( -3 )Aفرط في ن�شاط نخاع العظام ؛ مما ي�ؤدي �إلى زيادة غير طبيعية في حجم الجمجمة والعظام الأخرى التي تحتوي على نخاع العظم هذا.
�شكل ( )15-6طفل م�صاب ب�أنيميا البحر الأبي�ض المتو�سط.
معلومات �إثرائية الإجها�ض التلقائي: يحدث لبع�ض الن�ساء �أن ي�سقط الجنين بغير �إرادتها دون �أن تعرف �سبب ًا لذلك.
تتعدد �أ�سباب الإجها�ض التلقائي فمنها ما يكون: خل ��ل في جهاز المر�أة التنا�سل ��ي� ،أمرا�ض عامة في الأم�،إ�صابة الأم بحادثة ،نق�صهرم ��ون البروج�سترون ،تن ��اول الأدوية والعقاقير �إال �أن الخلل ف ��ي البوي�ضة الملقحة يعد �أهم �سبب في حاالت الإجها�ض التلقائي وي�شكل ذلك ٪ 70– 60من جميع حاالت الإجها�ض التلقائ ��ي ..وبفح�ص هذه الأجنة وجد �أن ثلثه ��ا به خلل في ال�صبغيات و�أنه من رحمة اهلل تعالى �أن ي�سقط هذا الجنين �إذ لو عا�ش لخرج م�شوه ِ الخلقة ويعاني من �أمرا�ض خلقية ال ح�صر لها �ستتعب �أبويه مادي ًا ونف�سي ًا ثم ال يمكنه العي�ش بعدها.
�أحياء ()2
127
ال ِو َراث ُة ال َب�شَ ِر َّي ُة
اال�ست�شارة الوراثية :Genetic Counselling ماذا تعني اال�ست�شارة الوراثية؟ وما �أهميتها؟ تلع ��ب اال�ست�شارة الوراثية دور ًا مهما في المحافظة على �صحة المجتمع و�سالمة �أفراده ،وذلك بتوجيه النا�س وبخا�ص ��ة المقبل ��ون على ال ��زواج �إلى ما يجب عليه ��م اتباعه ل�ضمان ن�س ��ل يتمتع بال�صحة ،ويخل ��و من الأمرا�ض والم�ش ��كالت الوراثي ��ة ،فالم�ست�ش ��ار الوراثي يق ��وم بتوعية الراغبين في ال ��زواج ،ون�صحهم بم ��ا يتعلق بال�صفات المحتم ��ل ظهورها في �أبنائهم م�ستقب�ل�ا مثل هذه اال�ست�شارات مرغوب بها .وتتم بوا�سطة طرق الك�شف المعروفة با�سم AmnioCentesisخا�صة �إذاكانت ال�صفات تخت�ص بحاالت وراثية مر�ضية �أو ت�شويهية محددة بالتركيب ال�صحي للزوجي ��ن والتاريخ الطبي لأفراد عائل ��ة كليهما ،ليك ِّون الوراث ��ي ،فالم�ست�ش ��ار الوراثي يبحث ف ��ي الو�ضع ِّ مخط ��ط �سالل ��ة للعائلة ،وعند ال�ضرورة ي�سحب دم ًا لإجراء فحو�ص مخبرية �أو تحاليل كيميائية معينة ،ويمكن �أن يلج�أ �إلى م�ساعدة طبية لتحديد الأجنة غير الطبيعية ،وهي في رحم الأم.
الفح�ص الطبي قبل الزواج:
من التطبيقات العملية للوراثة في الإن�سان ،الفح�ص الطبي قبل الزواج ،حيث �إن هذه العملية تحقق عدد ًا من الفوائ ��د ،مثل تجنب �إنجاب �أطفال م�صابين ب�أمرا�ض وراثية تنتقل �إليهم من الأبوين ،والتقليل من �إنجاب �أطفال م�شوهي ��ن �أو معاقين عقليا،و خف� ��ض ن�سبة انت�شار الأمرا�ض الوراثية ،وذلك بتوفي ��ر الفحو�ص الدقيقة والحديثة, وتوفي ��ر الت�شخي�ص المبكر لها ون�شر الوع ��ي ال�صحي للوقاية من هذه الأمرا�ض ،وتقديم الن�صح قبل الزواج وقبل و�أثن ��اء الحمل وبعد الوالدة وبعد ت�شخي� ��ص الحالة ،ودعم الأ�سر المت�أثرة وتخفيف الأث ��ر الج�سماني واالجتماعي واالقت�صادي. وف ��ي المملك ��ة العربية ال�سعودية �أ�صبح الفح�ص قبل الزواج �أمر ًا �إلزامي ًا وذلك لما له من فوائد �صحية كبيرة يجني ثمارها كل من يقدم على الزواج.
هند�سةالجينات :Genetic Engineering ما المق�صود بتكنولوجيا هند�سة الجينات؟ ه ��ي ف ��رع حديث جد ًا (قد يك ��ون مرعب ًا) من الفروع التطبيقي ��ة للوراثة �سواء في الإن�س ��ان �أم في المخلوقات الحية الأخرى ؛ �إال �أنها غالب ًا ما تبد�أ في المخلوقات الحية الأخرى غير الإن�سان ؛ فالأنظار تتجه اليوم �إلى مركب الوراثة .D.N.Aالذي يقدم ثورة علمية تعتبر من �أخطر و�أهم ما قدمه العلم حتى الآن .ي�ستخدم حالي ًاتكنولوجيا هند�س َة الجينات في ت�أمين مثل هرمون بكميات تجارية ،وبكلفة زهيدة.
128
�أحياء ()2
Human Genetics
فما هذه التكنولوجيا؟ عملي� � ًا ي�ؤخ ��ذ الجي ��ن الم�س� ��ؤول عن بناء هرم ��ونِ النمو ف ��ي الإن�سان ،ويدخل �إلى خلية البكتيريا ،ثم ت ُ ُترك هذه الخلية لتتكاثر ب�سرعة كبيرة في و�سط منا�سب، نتج كميات كافية من الهرمون�.شكل مما ُي ُ ( )16-6الذي يو�ض ��ح مخططا لمراحل �إنت ��اج هرم ��ون النم ��و الب�ش ��ري بو�ساطة البكتيري ��ا .و�إ�ضاف ��ة لإنت ��اج هرم ��ون النمو ،ف� ��إن لهند�سة الجين ��ات تطبيقات متعددة،بع�ضه ��ا و�ص ��ل �إل ��ى مرحل ��ة الإنت ��اج ،وبع�ضها الآخر في طو ِر االختبار والتجريبِ منها: � -1إنت ��اج هرمونات و�أنزيمات وم�ضادات حيوية ولقاحات متنوعة كما في �إنتاج هرم ��ون الأن�سولين الذي ت ��م �إنتاجه تجاريا من بع�ض �أنوع البكتيريا. -2ا�ستبدال بع�ض الجينات المر�ضية في الإن�سان بجينات �سليمة. م���ا �أث���ر ذل���ك ف���ي معالج���ة الأمرا����ض الوراثية؟ � -3إنت ��اج العام ��ل الم�ض ��اد لل�سرط ��ان المعروف با�سم �إنترفيرون .Inter feron يمك ��ن تو�ضيح مفهوم تكنولوجيا هند�سة الجينات ،بالقدرة على نق ��ل الجينات� ،أو زرعها� ،أو ا�ستبدالها لإنتاج مواد حيوية معينة بكميات تجارية� ،أو لتح�سين �صفات مخلوق حي �أو تخلي�صه من �صفات غير مرغوب فيها. وبالرغم الفوائد التي قدمتها الهند�سة الوراثية �إال �أن هناك بع�ض المحاذير �ضد التكنولوجيا عديدة في �إنتاج مخلوقات قد ت�سبب ال�ضرر للإن�سان والبيئة .كما �أن امتداد الهند�سة الوراثية �إلى الج�سم الب�شري له محاذير كثيرة خا�صة و�أن مايتم تعديلة بالهند�سة الوراثية ي�صعب �إرجاعه �إلى �صورتة الأ�صلية. �شكل ( )16-6خطوات انتاج هرمون النمو الب�شري ب�إ�ستخدام �آلية هند�سة الجينات
�أحياء ()2
129
ال ِو َراث ُة ال َب�شَ ِر َّي ُة
ت�شخي�ص االختالالت الوراثية عندا لإن�سان: من طرائق ت�شخي�ص و�ضع الجنين وفح�صه: ال�س َلى (ال�سائل الرهلي) .Amniocentesis �أَّ - ب -خمالت الكوريون .Chorionic villi Sampling جـ – تكنولوجي ��ا الموجات فوق ال�صوتي ��ة :Ultrasound Technologyت�ستخدم فيها موج ��ات �صوتي ��ة عالية الت ��ردد لإنتاج �صورة للجني ��ن على �شا�شة تلف ��از ،وهذا يم ِّكن الطبيب من تحديد جن�س الجنين وعمره ،ومعرفة وجود توائم ،كما يمك ِّنه من تحديد اختالالت عدة عند الجنين. عملية طرد مركزي �سحب عينة ال�سلى من ّ
�سائل فحو�صات حيو كيميائية
ال�سلى ّ جنين ()16-14 �أ�سبوعا
خاليا الجنين
الم�شيمة (�أ)
بعد عدة �أ�سابيع الم�شيمة في اليوم التالي
جنين ()10-8 �أ�سابيع
مخطط للكرومو�سومات (ب)
خمالت الكوريون
يمك ��ن تخفيف الآث ��ار ال�ضارة للإخت�ل�االت الوراثية بطريقتين رئي�ستي ��ن هي هند�سة البيئة وهند�سة الجينات .ناق�ش مع معلمك حول هذا المو�ضوع.
http://www.werathah.com/learning/recomb.htm
130
�أحياء ()2
Human Genetics
الإ�ستن�ساخُ :cloning يعن ��ي اال�ستن�س ��اخ باللغة العربية " التن�سي ��ل " وهي العملي ��ة البيولوجية التي بمقت�ضاه ��ا تتكون مجموعة من الخاليا وذلك عبر االنق�سامات غير المبا�شرة المتتابعة لخلية واحدة فقط. ومن ��ذ �أكثر من ثالثين عام انح�صر مفه ��وم اال�ستن�ساخ على اال�ستن�ساخ الجيني للمادة الوراثية من خالل الخاليا النباتي ��ة والحيواني ��ة وهو اليوم يتح ��دد �أكثر ب�أن �أي خلية �س ��واء جن�سية �أوج�سدي ��ة � Sex or Somatic Cellإذا ا�ستطاعت �أن تعطي تكوين مجموعة خاليا �أو يكون الناتج النهائي لها مخلوق ًاحي ًا ف�إن ذلك يكون ا�ستن�ساخ ًا. �إن ا�ستن�س ��اخ الأجن ��ة مجال تطبيقي و�سي�أخذ انت�شار ًا في م�ستقبل الأي ��ام خا�صة النوع الأول (ف�صل الخاليا) �سواء في الحيوان �أو الإن�سان وهو بهذا يكون مفيد ًا للإن�سانية �أما النوع الثاني (تن�شيط البوي�ضة) فهو مح�صور في مجال الأجنة التجريبي ونتائجه �إلى الآن �سلبية وال يحمل في طياته �أي منافع ب�شرية بل هو من �أ�شدا لأنواع تغيير ًا لخلق اهلل وهو مجال ت�ضييع للوقت وت�أكيد النحرافات �شيطانية كما قال تعالى (ولآمرنهم فليغيرن خلق اهلل)� ،أما النوع الثالث وهو (بزراعة النواة) فيحمل جوانب �إيجابية وجيدة تكمن فوائده فيما يلي: • �إيجاد �سالالت من الحيوانات ذات �صفات مطلوبة �أو المحافظة على �أنواع قد تتعر�ض لالنقرا�ض. • ف ��ي ع�ل�اج العق ��م من خالل نق ��ل ن�صف عدد الكرومو�سومات م ��ن خلية ج�سدية للرجل �إل ��ى نواة البوي�ضة الت ��ي تحتوي عل ��ى ن�صف العدد من الكرومو�سومات وه ��ذا النوع من التجارب يحتاج �إل ��ى تقنية عالية في نقل الكرومو�سومات. • يمك ��ن ا�ستخدام ��ه في زراعة الأع�ض ��اء ك�أن يتم ا�ستزراع بع�ض الجينات الخا�صة بالأع�ضاء في �أغنام �أثناء تكوينه ��ا الجنيني فتتكون حيوان ��ات حاملة لأع�ضاء يمكن نقلها �إلى الإن�سان وه ��ذا الم�شروع يحتاج �إلى معرفة جينات الأع�ضاء الم�ستزرعة واليزال مثل هذا الم�شروع في بدايته الأولية. �أما مخاطر ا�ستن�ساخ الأجنة بطريقة زرع النواة فكثيرة جداً منها: ا�ستحداث طريقة �شاذة في تن�سيل الب�شر وذلك خروج �سافر على نامو�س اهلل في الكون ولمثل هذا العمل دور �سلبي اجتماعي ًا وتربوي ًا على الأطفال الم�ستن�سخين. الزيادة في ا�ستئجار الأرحام وترويج فتنة بيع البوي�ضات. تعري�ض الأجنة الم�ستن�سخة للبيع والت�شويه واعتبار الإن�سان الم�ستن�سخ م�ستودع لقطع الغيار الب�شري. في حالة ا�ستن�ساخ �أ�شخا�ص يعانون من بع�ض الأمرا�ض ف�إنه قد ي�ستن�سخ مع الأجنة تلك الأمرا�ض وذلك يحمل خطر ًا كبير ًا و�أذى مرير ًا على الب�شرية. في ا�ستن�ساخ �أجنة ب�شرية متطابقة ذهاب للهوية الفردية وت�ضييع لمعالم الإن�سان النف�سية وال�شخ�صية.
�أحياء ()2
131
ال ِو َراث ُة ال َب�شَ ِر َّي ُة
تحليل ب�صمة الحم�ض النووي
D.N.A
في االن�سان :
D.N.A (Fingerprinting
�إن العل ��م الحدي ��ث �أثب ��ت �أن المخلوق ��ات الحي ��ة ق ��د و�ض ��ع اهلل فيها ال�شفرة الوراثية التي تتحكم في وظائف المخل ��وق الح ��ي ف ��ي الحم� ��ض الن ��ووي ،DNAوال ��ذي يمك ��ن ت�شبيه ��ه بكتاب مك ��ون من ف�صول ويتك ��ون كل ف�صل من �صفح ��ات تحت ��وى عل ��ى فق ��رات مكونه ب�صمات DNA الحظ ت�شابه ب�صمة الحيوانات المنوية الموجودة م ��ن جمل �أ�سا�سها الكلم ��ات ،وتتكون كل على مالب�س ال�ضحية ( )3مع ب�صمة الحيوانات كلم ��ه من �أربعة ح ��روف هي A,T,C,G المنوية لل�شخ�ص المجرم ()5 عبارة عن قواعد نتروجينيه للحم�ض النووي DNAولكن تختلف تتابعات الحروف من مخلوق ح ��ي لآخر ومن ثم تعتبر بمثاب ��ة ب�صمه وراثيه للمخلوق الحي �شبيهة بب�صم ��ة �أ�صابع الإن�سان، و�أ�صبح ��ت تتخذ بدي ًال لب�صم ��ة �أ�صابع اليد في �أمريكا و �إنجلترا ال�ستخراج (الفي�ش والت�شبيه) والف�ص ��ل ف ��ي الجرائم �أمام المحاكم .ولقد امت ��د ا�ستخدام الب�صمة الوراثي ��ة لي�شمل التمييز بي ��ن �أ�صناف النباتات داخل النوع الواحد.و�أ�صبحت �شركات البذور تعتبر ذلك عمليه �أ�سا�سية لت�سجي ��ل الأ�صناف وحمايتها من ال�سرقة ،كما ت�ستخدم الب�صمة الوراثية للتعرف على الأطفال المفقودي ��ن والتعرف عل ��ى �شرعية المولود بد ًال من تحليل ال ��دم .ويمكن ا�ستخدام DNAمن ال ��دم ومن م�ص ��ادر �أخرى مثل :الجلد وال�سائ ��ل المنوي ،وجذور ال�شعر .وف ��ي حاالت الجريمة يجرى التحليل على عينات من DNAمن م�صادر وجدت في مكانها ،ومن الأ�شخا�ص الم�شتبه به ��م – وف ��ي حاالت �إثبات الأب ��وة لطفل معين تجرى مقارنة بي ��ن DNAللطفل وكال الأبوين، ويجب �أن يتوافق جزء من DNAالطفل مع DNAالأم والجزء الآخر مع DNAالأب.
http://www.werathah.com/learning/cloning.htm
132
�أحياء ()2
Human Genetics
كم ��ا يوج ��د الحم�ض الن ��ووي D.N.Aعل ��ى هيئة �سالل ��م حلزونية ملتفة ح ��ول نف�سها، وت�سل�س ��ل القواع ��د النيتروجيني ��ة ه ��و الذي ُيك� � ّون درجات ه ��ذه ال�ساللم ،وتتاب ��ع القواعد النيترجيني ��ة الأرب ��ع على طول ال�سل�سلة عدي ��دة النيوكليوتيد يجعل الحام� ��ض النووي قادر ًا عل ��ى حمل المعلومات الوراثي ��ة على هيئة �شفرة تترجم بعد ذلك �إلى بروتينات معينة ت�شكل بوا�سطتها كل تراكيب البدن من لون القزحية في العين ،والهرمونات واختالف الأن�سجة... ال ��خ ،ووجد �أن ت�سل�س ��ل القواعد النيتروجينية ال يتطابق الإ في ح ��االت التوائم المتماثلة... لماذا؟ والحم� ��ض الن ��ووي D.N.Aفي جميع خالي ��ا الج�سم لل�شخ�ص الواح ��د متطابق ،معنى ذل ��ك �أن الحم�ض النووي D.N.Aفي الدم يتطابق مع �أي حم�ض نووي D.N.Aفي �أي جزء من �أجزاء الج�سم مثل ال�شعر والجلد والعظام ،بل ويطابق مع �أي حم�ض نووي D.N.Aفي �أي �سائل من �سوائل نف�س الج�سم مثل اللعاب وال�سائل المنوي والمخاط. والآن ه ��ل عرفت �أن تقني ��ة تحليل الحم�ض الن ��ووي D.N.Aت�ستخدم ف ��ي التمييز بين الأ�شخا� ��ص وتحدي ��د الجن� ��س وه ��ي م ��ن الأ�سا�سي ��ات المهم ��ة في مج ��ال الط ��ب ال�شرعي والتحقيقات الجنائية. في الع�صر الحديث تعتبرعملية تحليل الحم�ض النووي D.N.Aالطريقة الفعالة في حل كثي ��ر من الق�ضايا �سوا ًء كانت جنائية مثل القت ��ل والإعتداءات الجن�سية وال�سرقة كما يمكن اال�ستف ��ادة منها ف ��ي ق�ضايا البنوة المتن ��ازع عليها،والتعرف على مجهول ��ي الهوية كالجثث المتفحم ��ة �أو المبتورة �أو الهياكل العظمية ،ويمكن تطبيق تحليل الحم�ض النووي على جميع العين ��ات البيولوجية مث ��ل الدم،المني ،اللعاب،الإف ��رازات الأنفية ،ج ��ذور ال�شعر ،الخاليا الجلدية ،البول وقد �ساعدت ال�صفات التي تميز بها الحم�ض النووي مثل مقاومته للظروف البيئي ��ة القا�سية م ��ن حرارة ورطوبة وجف ��اف وبقائه لفترات طويلة ج ��د ًا على جعله عام ًال مهم ًا لحل كثير من الق�ضايا ال�شائكة.
�أحياء ()2
133
ال ِو َراث ُة ال َب�شَ ِر َّي ُة
ال�س�ؤال الأول :اختر الإجابة ال�صحيحة في كل من العبارات التالية: -1ول���د طف���ل يحم���ل النمط الجيني IA IBلمجموعة الدم من امر�أة تحمل النمط الجيني IB IB اليمكن لنمط الأب الجيني �أن يكون: د. IA IB - ج. IA i - ب.IB IB - �أ.IA IA - -2يتلقى الذكر ال�صبغي Xالذي يحمله من: �أ� -أمه فقط .ب� -أبيه فقط .جـ� -أمه و�أبيه على حد �سواء. -3متالزمة كلينفلتر مثال على: �أ -عدم االنف�صال الكرومو�سومي. جـ -طفرة الإنتقال.
د� -إما من �أمه �أو من �أبيه.
ب -الطفرة الجينية. د -تعدد المجموعة الكرومو�سومية.
� -4إذا تزوج رجل غير م�ص���اب بمر�ض الهيموفيليا بامر�أة �أبوها م�ص���اب بهذا المر�ض ف�إن احتمال �أن ي�صاب الأبناء الذكور بالمر�ض: د.٪100 - جـ .٪50 - ب .٪25 - �أ� -صفر.٪ -5نجد نظام تحديد الجن�س في الذكور XYوالإناث XXفي المخلوقات التالية عدا: د -الإن�سان. جـ -الدرو�سوفيال. ب -الفرا�شات. �أ -الح�صان . ال�س����ؤال الثان���ي :في الإن�س���ان جين لون العيون الع�س���لي �س���ائد عل���ى جين لون العي���ون الأزرق ،وجين الأهداب الطويلة للعين �س���ائد على جين الأهداب الق�ص���يرة ،با�س���تخدام رموز منا�س���بة .اكتب الط���رز الجيني���ة والط���رز ال�ش���كلية للأبناء ف���ي عائلة الأب فيه���ا غير متماثل الجين���ات لهاتين ال�ص���فتين ،والأم تحم���ل الجينات المتنحية ل�ص���فة لون العيون وغير متماثلة الجينات ل�ص���فة طول الأهداب. ال�س����ؤال الثالث� :إذا تزوج رجل م�ص���اب بمر�ض العمى اللوني بامر�أة عادية ناقلة للمر�ض فما �ص���فات الأبناء؟ ال�س����ؤال الرابع� :إذا تزوج رجل ف�ص���يلة دمه ( )Aمن فتاة ف�صيلة دمها( )Oما ف�صائل الدم المحتملة لأبنائهما؟
134
�أحياء ()2
Human Genetics
ال�س�ؤال الخام�س :حدد ُ الط ُرز الجينية لف�صائل الدم في الحاالت الآتية: �أ -ف�صيلة الأب ،Aوالأم ،Bوابنان �أحدهما Aوالثاني. O ب -ف�صيلة كال الأبوين ،Aوثالثة �أبناء ،Aوالرابع.O ال�س�ؤال ال�ساد�س :علل ما يلي: -1يندر حدوث ال�صلع عند الن�ساء. -2ين�صح الأطباء المر�أة الحامل بعدم �أخذ �صور �إ�شعاعية وبخا�صة في �أ�شهر الحمل الأولى. ال�س�ؤال ال�سابع :في ال�شكل المجاور: حدد الكرومو�سومات ال�شاذة. نوع ال�شذوذ الكرومو�سومي. المر�ض الناتج من هذا ال�شذوذ.ال�س����ؤال الثامن :يبين الجدول الآتي احتماالت ظهور متالزمة داون مع تقدم عمر الأم ادر�س جيداً، ثم بين بالر�سم البياني عالقة عمر الأم مع عدد الوالدات الم�صابة بمتالزمة داون. ِ بال�سنوات عمر الأم
ِ الحاالت المر�ضية بين احتمال ظهور الأطفال
30 -20
حالة واحدة لكل 1500والدة.
35 -30
حالة واحدة لكل 750والدة.
40 – 35
حالة واحدة لكل 600والدة.
45 - 40
حالة واحدة لكل 300والدة.
فوق 45
حالة واحدة لكل 60والدة.
ال�س�ؤال التا�سع� :أكمل ال�شكل المجاور ثم �أجب عما ي�أتي: -1م���ا النم���ط الجين���ي ف���ي كل م���ن البوي�ض���ة المخ�صبه 4 ،3 ،2 ،1؟ -2م����ا االخت��ل�ال الوراثي عن����د الف����رد المتكون من البوي�ضة المخ�صبة 4 ،2 ،1؟ مع تف�سير �سبب حدوثه علمياً. �أحياء ()2
135
ال ِو َراث ُة ال َب�شَ ِر َّي ُة ال�س����ؤال العا�ش���ر :تزوجت �أُنثى ثالثية الكرومو�سوم الجن�س���ي بذكر عادي يحمل الطراز الجيني XY
فما احتمال �أن ينجبا طفل م�صاب بمتالزمة كلينفلتر؟ ال�س�ؤال الحادي ع�شر :يرغب زوجان في الثالثينات من العمر ب�إنجاب �أطفال بعد �إ�ست�شارة م�ست�شار وراثي ،ماذا �سيناق�ش الم�ست�شار معهما� ،أو يطلب �إليهما؟ ال�س�ؤال الثاني ع�شر :يمثل ال�شكل التالي خطوات �إنتاج هرمون الأن�سولين الب�شري عن طريق هند�سة الجينات والذي ي�ستخدم كعالج لمر�ض ال�سكري� .أكمل البيانات الناق�صة في هذا الر�سم:
136
�أحياء ()2
7
The Reproduction in Living Organisms
�أنواع التكاثــر �صور التكاثر الالجن�س ــي� -صور التكاثر الجن�سي
يتوقع منك في نهاية الف�صل �أن : )1تع��رف الم�صطلح��ات العلمي��ة الآتي��ة: التكاث��ر ،التكاث��ر غي��ر الجن�س��ي ،التكاثر باالن�شط��ار ،التكاث��ر بالتبرع��م ،التكاث��ر بتكوين الأب��واغ ،التكاثر الخ�ضري ،الزراعة الن�سيجية ،التكاثر الجن�سي ،الإخ�صاب. )2تذكر �أ�سا�س التكاثر في المخلوقات الحية. )3ت�صف �أنواع التكاثر غير الجن�سي. )4تعدد �أنواع التكاثر الخ�ضري. )5تعدد طرق الزراعة الن�سيجية. )6تعدد فوائد الزراعة الن�سيجية. )7ت�شرح كيفية التكاثر الجن�سي في بع�ض المخلوقات الحية. )8تكت�سب المهارات العملية من خالل تنفيذ الن�شاطات العملية. )9تت�أم��ل ق��درة اهلل �سبحان��ه وتعالى من خ�لال درا�ستك للتكاثر غير الجن�سي في المخلوقات الحية.
التكاثر في المخلوقات الحية
تنتهي حياة المخلوقات الحية بطرق مختلفة فقد يموت بع�ضها موت ًا طبيعي ًا وبع�ضها الآخر قد ي�ؤكل من قبل الحيوانات �أو ق ��د يتعر�ض بع�ضها �إلى كوارث طبيعية تنته ��ي بموتها .و�إذا �سلمنا ب�أن كل المخلوقات الحية معر�ضة للموت، و�أن كل مخلوق مهما طالت حياته فم�آله الى الموت كما قال تعالى : (كل نف� ��س ذائق ��ة الم ��وت)؛ لذا يج ��ب �أن نعترف بع ��دم اال�ستغناء عن التكاث ��ر .فجعل اهلل �سبحان ��ه وتعالى جميع المخلوقات الحية قادرة على �إنتاج مخلوقات جديدة ت�شبهها.عن طريق عملية التكاثر.
مفهوم التكاثر:
التكاث ��ر عملية حيوية تحف ��ظ الأنواع من االنقرا�ض ،وت�ؤمن للأحياء الزيادة العددية الالزمة للتوازن مع الو�س ��ط الذي تعي�ش في ��ه ،فالتكاثر �إذ ًا هو عملي ��ة ا�ستمرار المخلوقات الحية �س ��وا ًء �أكانت هذه المخلوقات مكون ��ة من خلية واح ��دة �أو من عدة خاليا ،وتتم هذه العملية على م�ست ��وى الجزئيات والخاليا؛ ولذلك فهي ت�ساع ��د في تعوي�ض الخاليا والأن�سجة التالفة عن طريق االنق�سام الخلوي ،وعلى الرغم من اختالف الطرق التي يتم فيها التكاثر عند الأحياء يعد ت�ضاعف الـ DNAالخطوة الأ�سا�سية لحدوث التكاثر.
�أنواع التكاثر: هناك نوعان من التكاثر تحدث في المخلوقات الحية: -1التكاثر الالجن�سي �أو الالتزاوجي .Asexual Reproduction -2التكاثر الجن�سي �أو التزاوجي .Sexual Reproduction
التكاثر الالجن�سي �أو الالتزاوجي :Asexual Reproduction مم ��ا يميز ه ��ذا النوع من التكاثر �أنة يتم في ف ��رد واحد وهو الطريقة الأ�سا�سي ��ة للتكاثر في البدائيات، والطالئعيات ،والفطريات .كما يحدث �أي�ض ًا في بع�ض النباتات والحيوانات.
�أنواع التكاثر الالجن�سي:
يتم التكاثر الالجن�سي في المخلوقات الحية على عدة �صور من �أهمها مايلي:
-1االن�شطار الثنائي :Binary Fission
تنق�س ��م النواة فيه انق�ساما غي ��ر مبا�شر ،ثم تن�شطر الخلية التي تمثل ج�س ��م المخلوق وحيد الخلية �إلى
138
�أحياء ()2
The Reproduction in Living Organisms
خليتين لي�صبح كل منهما فرد ًا جديد ًا� .إما ب�شكل عر�ضي كما هو ف ��ي البدائيات كالبكتيريا �أو ف ��ي الطالئعيات الذي يمكن �أن يكون عر�ضي ًا مثل البرام�سيوم �أو طولي ًا كما في اليوجلينا، وهناك حاالت تن�شطر فيه ��ا بع�ض الأوليات مثل الجرثوميات ومنه ��ا بالزمودي ��وم المالريا ع ��دة مرات وتنف�ص ��ل كل خلية لتكون مخلوق ًا �شكل (.)1-7 �شكل ( )1-7االن�شطار الثنائي في البرام�سيوم.
ن�شاط عملي با�س���تخدام المجه���ر المرك���ب ،افح�ص �ش���ريحة جاه���زة للتكاثر باالن�ش���طار الثنائي في اليوجلينا �أو البرام�سيوم �أو الأميبا.
-2التبرعم :Budding
تتكاث ��ر بالتبرع ��م بع� ��ض المخلوقات الحي ��ة مثل بع� ��ض الفطريات كالخمي ��رة ،وبع�ض الحيوان ��ات كالهيدرا فينمو البرع ��م على �شكل بروز �صغي ��ر من �أحد جوان ��ب الج�سم؛بفعل انق�سام الخالي ��ا البينية وتميزها �إل ��ى برع ��م ينمو تدريجي ًا لي�شبه الأم تمام ًا ،ث ��م ينف�صل عنه عادة ليبد�أ حياته م�ستق ًال �شكل(.)2-7
-3التكاثر بتكوين االبواغ :Sporogony
يحدث هذا النوع م ��ن التكاثر في بع�ض المخلوقات الحية مثل بع�ض الطالئعي ��ات كالجرثوميات وبع�ض الفطريات والطحالب و النباتات غير �شكل ( )-2 7التبرعم في الهيدرا. الوعائي ��ة مث ��ل الحزازي ��ات .يتم في هذا الن ��وع من التكاث ��ر تكوين خاليا مخت�صة تدعى الأب ��واغ ،Sporogonyتكون عادة داخل حو�صل ��ة واقي ��ة ،تمكنه ��ا م ��ن العي� ��ش لم ��دة طويلة تحت ظ ��روف بيئية قا�سية .وتتكون الأبواغ في بع�ض المخلوقات الحي ��ة مث ��ل الجرثومي ��ات وتكون ع ��ادة داخ ��ل حافظات خا�ص ��ة تدعى الحافظات البوغية .وله ��ذه الأبواغ ا�سواط ت�ساعده ��ا عل ��ى ال�سباح ��ة ،وبالتال ��ي تزيد م ��ن �إمكانية �شكل ( )-3 7لفطر عفن الخبز انت�شارها وفر�ص حياتها.
�أحياء ()2
139
التكاثر في المخلوقات الحية
وفي فطر عفن الخبز تتكون الأبواغ داخل حافظات تكون موجودة على حوامل فعندما تن�ضج الأبواغ ف�إنها ت�ضغط على جدار الحافظة وتمزقه وينتج عن ذلك تحرير الأبواغ وانت�شارها في الهواء و�إذا ما ا�ستقرت على بيئ ��ة منا�سبة ف�إنها تك ّون �أنابيب �إنبات وتظهر لها خيوط �أفقية هي �أ�شباه جذور تقوم بامت�صا�ص ما تحتاجه من المواد الغذائية وتك ّون �أي�ض ًا حوامل في نهاياتها حوافظ بوغية �شكل(.)3- 7 ن�شاط عملي
التكاثر بتكوين الأبواغ: الأدوات والمواد:
قطع ��ة خبز -طبق بتري � -شرائ ��ح زجاجية و�أغطيتها � -شريح ��ة جاهزة لفطر عفن الخبز -مجهر مركب.
طريقة العمل: • �ض ��ع قطع ��ة م ��ن الخبز في طبق بتري و�أ�ضف �إليه ��ا 10ملليلترات من الماء ،عر�ض الطبق للهواء لمدة �أ�سبوع. • تظه ��ر عل ��ى �سطح الخب ��ز خيوط العفن خذ بع�ض ًا منها و�ضعه ��ا على �شريحة نظيفة وافح�صها تحت المجهر المركب بعد �أن تغطيها بغطاء �شريحة. • الحظ وجود حافظات كروية ال�شكل على بع�ض الخيوط بعد ذلك ا�ضغط على غطاء ال�شريحة بطرف �إبرة ت�شريح. • الحظ الآن خروج �أج�سام �صغيرة من الحافظات البوغية • ماذا ت�سمى هذه الأج�سام؟ • هل مكونة من خلية واحدة �أو عدة خاليا؟ ماذا �ستعطي كل خلية بوغية؟
140
�أحياء ()2
The Reproduction in Living Organisms
-4التجدد :Regeneration
ت�شيع هذه الطريقة في كثير م ��ن النباتات وبع�ض الحيوانات كالإ�سفنج،والهيدرا،وبع�ض الديدان كدودة البالناريا،ونجم البحر ،حيث تملك هذه المخلوقات الحية القدرة على تجديد الأجزاء المفقودة من �أج�سامها عن ��د تعر�ضه ��ا لحادث �أو تمزق،وف ��ي بع�ض الحيوانات عندما يقط ��ع الج�سم �إلى عدة �أج ��زاء ف�إن ك ًال منها ينم ��و �إل ��ى فرد جديد .لكن القدرة على التجدد تختلف في المخلوق ��ات الحية ،حيث يقت�صر في بع�ضها على ا�ستعا�ضة الأجزاء المبتورة فقط� ،أما في بع�ضها االخر مثل بع�ض الفقاريات فال يتجاوز التجدد فيها عملية التئام الجروح ،وخا�ص ��ة �إذا كانت محدودة في الجلد والأوعية الدموية والع�ضالت. وم ��ن مظاه ��ر التج ��دد المثي ��رة ق ��درة دودة البالناري ��ا (م ��ن الدي ��دان المفلطحة المنت�ش ��رة في الم ��اء العذب) عل ��ى التجدد – حتى لو قطعت لعدة �أجزاء على م�ستوى عر�ض ��ي �أو لجزئيين طولي� � ًا – ف�إن كل جزء �شكل ( )4-7التجدد في البالناريا. ينمو �إلى فرد م�ستقل �شكل (.)4 - 7
-5التوالد البكري (العذري) :Parthenogenesis
يعرف التوالد البكري بقدرة البوي�ضة على النمو لتكوين فرد جديد بدون �إخ�صاب من الم�شيج الذكري. ويع ��د ذل ��ك نوع ��ا خا�صا من التكاث ��ر الالجن�سي ،حيث يتم �إنت ��اج الأبناء من �أب واحد فق ��ط ،فيكون ن�سخة مطابقة له ،ويتم التكاثر البكري في عدد من الديدان ،والق�شريات ،والح�شرات و�أ�شهرها نحل الع�سل ،حيث تنت ��ج الملك ��ة بي�ضا ينمو ب ��دون �إخ�صاب لتكوين ذكور النح ��ل ،وبي�ضا ينمو بعد الإخ�ص ��اب لتكوين الملكات وال�شغالة ح�سب نوع الغذاء بعد ذلك.
-6التكاثر الخ�ضري :Vegetalive Reproduction
تتكاثر بع�ض النباتات المعقدة تكاثر ًا خ�ضري ًا بدون الحاجة �إلى بذور ويتم هذا التكاثر عن طريق �أجزاء النب ��ات الخ�ضري ��ة مثل :ال�س ��اق�،أو الأوراق�،أو الجذور وال عالق ��ة للأزهار بهذا التكاثر ،وم ��ن العوامل التي ت�ساع ��د على التكاث ��ر الخ�ضري وجود الغذاء المدخر الالزم لنمو البراعم .ويق�صد بالتكاثر الخ�ضري �إكثار النبات ��ات وزي ��ادة �أعدادها با�ستخدام �أي جزء م ��ن الأجزاء الخ�ضرية �أو الأجزاء الجذري ��ة �أو من الأن�سجة النباتي ��ة �أو الخالي ��ا المف ��ردة للنبات الواحد بعد تنميتها ف ��ي بيئات معقمة(زراع ��ة الأن�سجة) وذلك لإنتاج نباتات جديدة تكون م�شابهة تمام ًا للنبات الأم.
�أحياء ()2
141
التكاثر في المخلوقات الحية
طرق التكاثر الخ�ضري
�أ -التكاثر الخ�ضري الطبيعي يتم بطرائق عدة منها: ال�ساق الجارية ،الكورمات،الريزومات ،والأب�صال، الدرنات ،الأوراق الف�سائل �شكل (.)-5 7
�أ -ال�ساق الجارية في الفراولة.
د -ف�صيلة الب�صل.
ب -التكاثر الخ�ضري ال�صناعي ا�ستح ��دث الإن�س ��ان طرق� � ًا �أخ ��رى لتكثي ��ر النبات ��ات اقت�صادي ًا منها: التكاثر بالتعقي ��ل ،والترقيد،و التطعيم بالإ�ضافة �إلى زراعة الأن�سجة التي در�ستها �سابق ًا.
ب -التكاثر بالكورمة في نبات الفلقات.
ج -التكاثر بالريزوم في الزنجبيل.
هـ -التكاثر بالدرنات في البطاط�س. �شكل ( )5-7طرق التكاثر الخ�ضري الطبيعي.
142
�أحياء ()2
و -التكاثر بالأوراق نبات كالنتو.
The Reproduction in Living Organisms
طرق التكاثر الخ�ضري ال�صناعي: �أو ًال :التعقيل:
في هذا النوع من التكاثر تقطع �أجزاء من �سيقان بع�ض النباتات،كالعنب والورد ،والتين ،على �أ�سا�س �أن يحت ��وي كل ج ��زء على عدة براعم .وتزرع ه ��ذه الأجزاء التي ت�سمى بالعقل في ترب ��ة رطبة ويكون جزء منها ب ��ارز ًا فوق �سط ��ح التربة ،وبعد فترة من الزمن تن�ش ��ط الخاليا في �أجزاء العقلة القريب ��ة من التربة وتكون ج ��ذور ًا عر�ضي ��ة ،وكذلك تنبت البراعم وتكون فروع ًا هوائية تنمو؛ لتكون فيما بعد نباتات ت�شبه �أ�صولها �إلى حد كبير ،وتتكاثر البطاطا بهذه الطريقة. ن�شاط عملي
التكاثر بالتعقيل: الأدوات والمواد:
حبة بطاطا – وعاء فخاري به تربة منا�سبة.
طريقة العمل: �-1ضع حبة من البطاطا في منطقة رطبة لمدة �أ�سبوع. -2تفح�ص هذه الحبة بعد �أ�سبوع ،والحظ وجود "عيون " �أو براعم في مناطق مختلفة على �سطح حبة البطاطا هذه. -3اقطع هذه الحبة �إلى عدة �أجزاء على �أ�سا�س �أن يحتوي كل جزء على برعم �أو �أكثر. ماذا ت�سمى كل جزء؟ -1ازرع جزءا �أو �أكثر في وعاء فخاري فيه تربة منا�سبة ،بحيث تغطي كل جزء طبقة ترابية خفيفة. � -2سجل مالحظاتك لما �سيحدث بعد مرور �أ�سبوعين ،ثالثة �أ�سابيع . ماذا تتوقع �أن تعطي كل من الأجزاء المزروعة؟
ثانياً التطعيم:
ي�ستعم ��ل هذا النوع من التكاثر الخ�ضري ف ��ي تح�سين �أ�شجار الفواكه .ويتم في هذا النوع نقل قطعة من �س ��اق نبتة ما ،وتع ��رف بالطعم؛ لتلت�صق ب�ساق نبت ��ة �أخرى �شبيهه بالأولى وتع ��رف بالأ�صل .وبهذه الطريقة �أحياء ()2
143
التكاثر في المخلوقات الحية
ي�ستفي ��د الطعم من المجموع الجذري للأ�صل ،بينما ي�ستفيد الأ�صل من المجموع الخ�ضري للطعم ويجب �أن يك ��ون الطع ��م والأ�صل من نف�س الجن�س� ،أو من جن�س متقارب كما ف ��ي تطعيم الورود �أو �أ�شجار الحم�ضيات. ويتم التطعيم بطرق مختلفة �أهمها التطعيم بالبرعم و بالقلم.
التطعيم بالبرعم:
ادر�س ال�شكل ( )6 - 7وتعرف على خطوات التطعيم بالبرعم
-1يقط ��ع برع ��م كامن تام النمو.
-2يعم ��ل �ش ��ق عل ��ى �شكل حرف .T
-3يو�ضع البرعم في ال�شق تحت ق�شرة الأ�صل.
�شكل ( )6 -7خطوات التطعيم بالبرعم.
144
�أحياء ()2
-4تل ��ف منطقــــــــــــــــ ��ة التطعي ��م بربــــــــــاط محك ��م لتحف ��ظ من الجراثي ��م والجفاف وال�شم�س،وبم ��رور الوقت تلتحم �أن�سجة البرع ��م والأ�صـــــــل. ويبلغ البرعم الملتحم درج ��ة متقدم ��ة من النم ��و ،وبع ��د ه ��ذه المرحلة تق�ص فروع الأ�صل ف ��وق البرعم المنق ��ول؛ ك ��ي يحول �إليه ق�س ��ط كبير من الغ ��ذاء لينمو ب�سرعة زائدة وفي هذا النوع يت ��م التطعي ��م ف ��ي الربيع
The Reproduction in Living Organisms
التطعيم بالقلم:
�أدر�س ال�شكل ( )7 -7وتعرف على خطوات التطعيم بالقلم.
-5يك ��ون نم ��و �أح ��د البراعم م�ؤ�شر عل ��ى �إتمام التطعيم .ويمك ��ن عندئذ �إزالة كومة التربة ويكون ال�شريط قد تحلل قبل ذلك....
�أ�صل (مطعم) �أ�صل (مطعم)
طعم (قلم)
-4وي�ؤمن االت�صال ب�شريط تطعيم وليمن ��ع الجف ��اف تغطى جميع الأ�سط ��ح المقطوع ��ة ب�شم ��ع تطعيم �أو كومة من التربة.
1،5 -1بو�صة -1يقط ��ع الأ�ص ��ل عر�ضي� � ًا بالقرب من �سطح التربة. وي�شق با�ستخدام �سكين حاد معقم ي�شق عمودي على �شكل حرف .V
-2ي�ؤخ ��ذ طعم عليه 3 براع ��م – ع ��ادة – ويب ��رى طرفه من جانبي ��ه على �شكل وتد .ويو�ضع باحترا�س في �شق المطعم.
-3يج ��ب �أن تقط ��ع �أ�سطح الطعم، والأ�ص ��ل بعناي ��ة ويج ��ب �أن تنطبق �أن�سجة الكامبيوم فيهما على بع�ضها البع�ض.
�شكل ( )7 - 7مراحل التطعيم بالقلم.
�أحياء ()2
145
التكاثر في المخلوقات الحية
التطعيم بالل�صق: ي�ستخ ��دم التطعي ��م بالل�ص ��ق مع نبات ��ات الزينة.وتو�ض ��ع النبت ��ة ف ��ي �إنائها بجانب النبات الأ�صل .ثم يبرى القلف من الجانبين المتجاورين لكل م ��ن النبتة (القل ��م) والنبات الأ�صل. ويرك ��ب القلم على الأ�صل عند مكاني القط ��ع ويربط.وبعد �أح ��كام االلتئام ويقط ��ع النب ��ات الجدي ��د (ال ��ذي في الإناء)�أ�سف ��ل م ��كان االلتئام.ويقط ��ع النبات الأ�صلي فوق مكان االلتئام.
�شكل ( )8 - 7التطعيم بالل�صق.
للتطعيم فوائد كثيرة .من م�صادر التعلم ابحث عن هذه الفوائد.
ثالثاً الترقيد:
يت ��م في هذا النوع من التكاثر الخ�ضري ثن ��ي احد �أفرع النبات حتى يالم�س الأر�ض؛ ونتيجة لذلك تتكون جذور عر�ضية تمتد في التربة ،وتنمو البراع ��م لتكون فروع ًا هوائية�.ش ��كل ( )9 - 7وبعد ذلك يتم ف�صل ذلك الفرع عن النبتة الأم ،ويزرع لي�صبح نبتة م�ستقلة. �شكل ( )9 - 7الترقيد في الفراولة.
�س�ؤال للتفكير كي ��ف يمكنك ا�ستخدام طريقة الترقي ��د عندما يكون �ساق النبتة �صلب ًا �أو بعيد ًا عن �سطح الأر�ض؟
146
�أحياء ()2
The Reproduction in Living Organisms
الزراعة الن�سيجية لق ��د ع ��رف العلماء منذ زمن �أن الخاليا النباتية لها مقدرة ذاتية وقابلية للنمو في ظروف معينة لتعطي نبات ًا كام ًال في نهاية الأمر ،وهذه الحقيقة والنظرية هي الأ�سا�س الذي بنيت عليه زراعة الأن�سجة النباتية. يق�ص ��د بالزراع ��ة الن�سيجية النباتي ��ة تنمية �أع�ض ��اء �أو �أن�سجة نباتية معينة في بيئ ��ات غذائية �صناعية متخ�ص�صة لتتكون براعم نباتية تنمو لتعطي نبات كامل� ،أو �أع�ضاء نباتية للدرا�سة والتحليل وتعتمد في ذلك عل ��ى �أ�صل الع�ضو النبات ��ي الم�ستعمل في البداية .ويمكن �أن ي�ؤخذ الن�سي ��ج المراد زراعته من �أن�سجة جنين البذرة �أو من احد الأع�ضاء النباتية (الجذر ،ال�ساق ،الورقة) �أو البراعم.
مراحل زراعة الأن�سجة النباتية:
تمر زراعة الن�سيجية النباتية بعدة مراحل هي: -1الح�صول على العينة النباتية المنا�سبة مث ًال من القمة النامية للنبات. -2تعقيم العينة النباتية ثم ت�شطف عدة مرات في مياه مقطرة ويتم �أزالت الأن�سجة التالفة. -3تقطع العينة النباتية �إلى قطع �صغيرة ب�شرط �أن تكون الخاليا حية. -4زراع ��ة القطع الن�سيجية في البيئ ��ة الغذائية ال�صناعية المالئمة ب�شرط توف ��ر درجة الحرارة المنا�سبة والرطوبة. -5يظهر المجموع الخ�ضري المتكون في البيئة الغذائية ال�صناعية ثم تتكون له جذور. -6تنق ��ل النبت ��ات ال�صغي ��رة المتكونة �إلى بيوت زجاجية ،وبع ��د و�صولها لمرحلة من النم ��و تنقل �إلى البيئة الطبيعية.
العوامل الم�ؤثرة على نجاح زراعة الأن�سجة النباتية:
هناك العديد من العوامل التي ت�ؤثر على نجاح زراعة الأن�سجة النباتية والتي منها: -1البيئة المغذية وت�شمل على (الأمالح المعدنية -الكربون وم�صدر الطاقة – الفيتامينات – الأوك�سينات – المركبات الع�ضوية). -2العين ��ة النباتية :وهي قطع ��ة من ن�سيج �أو ع�ضو نباتي يتم �إزالته من النب ��ات المراد �إح�ضاره �أو درا�سته. نج ��اح زراعة العين ��ة النباتية يت�أثر بعدد م ��ن العوامل في النبات نف�سه مثل الن ��وع الجيني وحجم العينة وعمرها الف�سيولوجي و�أ�صل الن�سيج �أو الع�ضو الم�ستخل�ص من النبات. -3ال�ضوء ودرجة الحرارة والغازات والقطبية. -4النوع الجنيني واختالف الف�صول. �أحياء ()2
147
التكاثر في المخلوقات الحية
م ��ن الأمثلة على الزراعة الن�سيجية زراعة النخيل ،ف�شج ��رة النخيل من �أقدم �أ�شجار الفواكه في العالم حي ��ث يقدر عدده ��ا في العالم بحوالي مائة مليون نخلة �أكثر من ن�صفه ��ا (اثنان و�ستون مليون نخلة) توجد بالعال ��م العربي فقط .ولهذا فقد اهتم ��ت المملكة وبع�ض الدول في الوطن العرب ��ي بزراعة النخيل بطريقة الأن�سج ��ة ،حيث تم �إن�شاء مراكز علمية متخ�ص�صة تهت ��م بعملية الإكثار الدقيق لنخيل ال ُّتمور لتوفير ف�سائل جدي ��دة بموا�صف ��ات قيا�سية ،بع ��د �أن انت�شرت �أمرا�ض النخي ��ل ب�صورة كبيرة خالل ال�سني ��ن الأخيرة ،مثل �سو�سة النخيل الحمراء التي تُعد من �أخطر الآفات الح�شرية التي تهاجم النخيل ،ومر�ض "بايو�ض" الفطري وغيرهما.
التكاثر الجن�سي �أو التزاوجي :Sexual Reproduction وه ��و عب ��ارة عن التق ��اء مخلوقين من نف�س النوع بحي ��ث تتحد الأم�شاج المذكرة الت ��ي ينتجها الذكر مع الأم�شاج الم�ؤنثة التي تنتجها الأنثى وبهذا تتكون ب�إذن اهلل الالقحة التي تنمو �إلى مخلوق حي جديد من نف�س النوع .وتجدر الإ�شارة �إلى �أنه يلزم في التكاثر الجن�سي من اتحاد �أم�شاج مذكرة مع �أم�شاج م�ؤنثة. ويح ��دث التكاث ��ر الجن�سي ف ��ي المخلوقات الحية معق ��دة التركيب ب�صف ��ة عامة مثل الحيوان ��ات والنباتات الزهرية. �س�ؤال للتفكير ما الفرق بين الأم�شاج المذكرة والأم�شاج الم�ؤنثة؟ الإخ�صاب Fertilization
تتك ��ون الأم�شاج المذك ��رة والم�ؤنثة (الحيوانات المنوي ��ة والبوي�ضات) ب�أجهزة تنا�سلي ��ة في الفقاريات. يندم ��ج الحيوان المنوي م ��ع البوي�ضة مكون ًا الالقحة �أو الزيجوت ،وعملي ��ة االندماج هذه ت�سمى الإخ�صاب. هناك نمطين �أ�سا�سيين للإخ�صاب في الفقاريات.
-1الإخ�صاب الخارجي:
وف ��ي هذا النوع من الإخ�صاب تلتق ��ي الحيوانات المنوية بالبوي�ضات خ ��ارج الج�سم في البيئة المحيطة بالحيوان كما هو الحال في الأ�سماك مثل �سمك ال�سلمون والتي تقوم الأنثى بعمل حفرة بذيلها في الرمل وت�ضع فيها البوي�ضات تم ي�أتي الذكر وي�صب حيواناته المنوية عليها لإخ�صابها ،والبرمائيات مثل ال�ضفدع. ومعنى ذلك �أن الإخ�صاب الخارجي يتم في البيئة المائية فقط.وبالرغم من �أن الذكور والإناث في هذا النوع من الإخ�صاب ت�ضع الحيوانات المنوية والبوي�ضات بالقرب من بع�ضها البع�ض�،إال �أن الحيوانات المنوية
148
�أحياء ()2
The Reproduction in Living Organisms
البد و�أن تتميز بالقدرة على ال�سباحة لي�صل �إلى البوي�ضة ويخترق جدارها الخارجي .ويتم الإخ�صاب عندما تندمج نواة الحيوان المنوي بنواة البوي�ضة .ولكي يتحقق الإخ�صاب الخارجي يجب �أن يتوفر �شرطان هما: � -1أن يتم �إفراز الحيوانات المنوية والبي�ض في مكان ووقت واحد تقريب ًا. � -2أن يكون �إفراز الحيوانات المنوية والبي�ض كثيرة حيث �أن عدد ًا كبير ًا من الحيوانات المنوية يفقد نتيجة انجرافه في تيار الماء �أو نتيجة تغذية الحيوانات الأخرى عليه.
-2الإخ�صاب الداخلي:
وفي هذا النوع من الإخ�صاب يلتقي الحيوان المنوي بالبوي�ضة داخل ج�سم الأنثى ،وهي الطريقة الأكثر �شيوع� � ًا في المخلوق ��ات التي تعي�ش على الياب�س ��ة (الزواحف ،الطيور ،الثدييات ،الإن�س ��ان) .بطبيعة الحال تتحور �أجهزة التنا�سل في هذه المخلوقات ،وعلى الأخ�ص الجهاز التنا�سلي الأنثوي ،وتتكيف حتى تتمكن من �إتم ��ام عملية التكاثر .وعلى العك�س من الإخ�صاب الخارجي،ف�إن الحيوانات التي تتميز بالإخ�صاب الداخلي يك ��ون فيها عدد الحيوانات المنوية والبوي�ضات �أقل بكثير .وتجدر الإ�شارة ب�أن االنخفا�ض في العدد بالن�سبة للبوي�ض ��ات يك ��ون حاد ًا جد ًا وي�صل في بع�ض الأحيان �إلى بوي�ضة واحدة ف ��ي ال�شهر (تقريب ًا) كما هو الحال ف ��ي �أنثى الإن�سان .وحتى ف ��ي الإخ�صاب الداخلي البد و�أن تتميز الحيوان ��ات المنوية بمقدرتها على الحركة وال�سباحة حتى تتمكن من الو�صول �إلى البوي�ضة و�إخ�صابها. فبعد الإخ�صاب مبا�شرة يبد�أ الزيجوت باالنق�سام حتى ينتهي ذلك بتكوين الفرد اليافع ،وللإخ�صاب الداخلي مميزات منها: -1حماية الحيوان المنوي والبوي�ضة من الجفاف. -2يزيد من احتمال حدوث الإخ�صاب.
�أمثلة للتكاثر الجن�سي في بع�ض المخلوقات الحية -1التكاثر الجن�سي في طحلب اال�سبيروجيرا
يعتبر طحلب ا�سبيروجيرا من الطحالب الخ�ضراء المنت�شرة في المياه العذبة، ال ��ذي قد يلج�أ �إلى التكاثر الجن�سي باالقتران عند تعر�ضها للجفاف �أو تغير حرارة الماء �أو نقاوته وللإقتران في طحلب �سبيروجيرا Spyrogyraنوعان: -1اقتران جانبي :يحدث بين الخاليا المتجاورة في نف�س الخيط. �شكل ( )10-7التكاثر -2اقتران �سلمي :يحدث بين خاليا �شريطين مختلفين وظائفي ًا. بالإقتران ال�سلمي في طحلب ا�سبيروجيرا.
�أحياء ()2
149
التكاثر في المخلوقات الحية
ويح ��دث التكاث ��ر الجن�سي فيه بي ��ن خليتين متقابلتين ف ��ي خطين من طحل ��ب ا�سبيروجيرا حيث يظهر م ��ن كل خلية نت ��وء ينمو حتى يت�صالن وتتكون القناة وتنتقل الم ��ادة البروتوالزمية بوا�سطة الحركة الأميبية م ��ن �أحد الخيطين (الخيط الذكري) �إلى الخيط الآخ ��ر (الخيط الأنثوي) لتندمج فيما بعد نواتا الخليتين وتكونا الالقحة (الزايجوت) ( )Zygoteوالتي تمر بفترة �سكون تكون خاللها محاطة بجدار �سميك وبعدها تنق�س ��م الالقحة انق�سام ًا اختزالي ًا لتعطي �أرب ��ع �أنوية ،وفي مرحلة قادمة تنحل ثالث من هذه الأنوية وتبقى واحدة تنق�سم عدة مرات لتكون خيط ًا جديد ًا من هذا الطحلب. ن�شاط عملي
التكاثر بالتزاوج في اال�سبيروجرا: الأدوات والمواد:
طحل ��ب ا�سبيروجيرا � -شرائح زجاجية و�أغطيته ��ا � -شريحة جاهزة تبين التزاوج في طحلب �سبيروجيرا – مجهر مركب.
طريقة العمل:
-1افح� ��ص �شريح ��ة جاهزة من طحلب ال�سبيروجيرا.هل ه ��ذا النوع من الطحالب مكون من خيوط م�ستقلة� ،أو مت�شعبة؟ -2رك ��ز درا�ستك الآن عل ��ى خيطين متجاورين من هذا الطحلب ،وفت�ش عن وجود نتوءات جانبي ��ة لكل من هذي ��ن الخيطين .الحظ �أنه ف ��ي بع�ض الحاالت تكون ه ��ذه النتوءات مت�صلة ومكونة ماي�سمى �أنبوب التزاوج.
هل تالحظ مادة بروتوبالزمية في هذا الأنبوب؟ مام�صير المادة البروتوبالزمية للخليتين المتزاوجتين؟ ماذا يمثل هذا النوع من التكاثر؟
-2التكاثر الجن�سي في الهيدرا:
�أغل ��ب �أن ��واع الهي ��درا ثنائي ��ة الم�سك ��ن وتظهر المنا�س ��ل الم�ؤقت ��ة عادة في الخريف ويحدث التنبيه بدرجات الحرارة المنخف�ضة وربما �أي�ض ًا بنق�ص التهوية ف ��ي المياه الراكدة وعادة م ��ا تن�ضج واحدة من البوي�ضات ف ��ي المبي�ض كل مرة ويخ�صبه ��ا حي ��وان منوي يطلق في الم ��اء .تمر الزيجوتات بتفلج ��ات كلية مكونة بال�ستول ��ة مجوفة والج ��زء الداخلي م ��ن البال�ستولة يت�صفف مكون� � ًا االندودرم
150
�أحياء ()2
�شكل ( )11-7الهيدرا
The Reproduction in Living Organisms
وتتكون الميزوجليا بين االكتودرم والإندودرم تتكون حو�صلة حول الجنين قبل �أن يخترق الأم ويتحرر ومن ثم يتمكن من احتمال المعي�شة في ال�شتاء وتفق�س الهيدرات ال�صغيرة في الربيع عندما يكون الجو منا�سب ًا. �س�ؤال للتفكير ما�سب ��ب و�صف بع� ��ض المخلوقات الحي ��ة ب�أنها ثنائي ��ة الم�سكن والبع� ��ض االخر ب�أحادي الم�سكن.؟
-3التكاث ـ���ر الجن�س���ــي ف���ي ال���دودة ال�شريطية:
وعاء ناقل
التلقيح في الدودة ال�شريطية ذاتي ًا حيث يت ��م انتق ��ال الحيوانات المنوي ��ة �إلى المهبل قادم� � ًة من الخ�صية في نف� ��س القطعة �أو في الدهليز القطعة المجاورة ثم تنتقل الحيوانات المنوية التنا�سلي المبي�ض �إل ��ى القن ��اة المبي�ضي ��ة لتالق ��ي البوي�ضات المهبل غدة مهلي�س الكي�س ال�ص ��ادرة م ��ن المبي� ��ض ويت ��م الإخ�ص ��اب المنوي قناة محية وتحاط البوي�ضات المخ�صبة ب�أغ�شية مكونة غدة محية من خالي ��ا الغ ��دة الق�شرية والغ ��دة المحية �شكل ( )12-7قطعة ل�سانية نا�ضجة في الدودة ال�شريطية. ث ��م ت�صل �إل ��ى الرحم .وعند �سق ��وط القطع الأخي ��رة المثقل ��ة م ��ع البراز تتحل ��ل وتخرج منها البوي�ضات المخ�صبة والتي تبتلعها الحيوانات مع غذائها فتفق�س عن �أجنة في الأمعاء. الخ�صيات الرحم قناةالبي�ض
كي�س الذ�ؤابة
-4التكاثر الجن�سي في الح�شرات:
الح�شرات من �أنجح المجموعات الحيوانية و�أكثرها انت�شار ًا ،والتكاثر فيها واحد من الأ�سباب التي �أدت �إلى هذا االنت�شار الوا�سع ومثا ًال على هذه الطائفة الجراد الذي تتكون �أع�ضاء التكاثر الذكري من خ�صيتين وقن ��اة الق ��ذف والق�ضيب �أما �أع�ض ��اء التكاثر الأنثوي فيتك ��ون من مبي�ضين وقناة مبي� ��ض ومهبل وحوي�صلة منوي ��ة وغدد �إ�ضافية ،فعند الجماع يق ��ذف الذكر الحيوانات المنوية في الحوي�صالت المنوية بج�سم الأنثى ف ��ي نهاية ف�صل ال�صيف وف ��ي الوقت المنا�سب تخ ��رج البوي�ضات من المبي�ضين لتم ��ر بالمهبل حيث تلتقي هناك مجموعات من الحيوانات المنوية ونتيجة لعملية التلقيح تتكون �أعداد كثيرة من البوي�ضات المخ�صبة التي ال تلبث �أن تخرج من الأنثى وتدفن في التربة عن طريق ع�ضو و�ضع البي�ض وتنمو هذه المخلوقات الحية الجديدة لتكون �أجنة �صغيرة تركد في فترة ال�شتاء وتكتمل نموها في الربيع كحوريات في �أوائل ال�صيف. �أحياء ()2
151
التكاثر في المخلوقات الحية
�أم ��ا ف ��ي النحل فان الملكة تنطلق من الخلية بعد �إ�شعارها للجميع عن طريق �إفراز مواد عطرية ونغمات تجذب الذكور الذين يت�سارعون �إليها حيث يت�ساقط الذكور التي لم ت�صل وعندما ي�صل �إليها الذكر ينقب�ض عليها ويعطل �أجنحتها ويقوم بتلقيحها ثم يموت الذكر وتعود الملكة �إلى الخلية ويكون عليها �أثر التلقيح(وجود ع�ض ��و التذكير على الملكة) حي ��ث ي�ستقبلها ال�شغاالت وبعد � 3-2أيام تبد�أ بو�ض ��ع البي�ض والذي يتحول �إلى �أطور �إلى �أن ت�صل للنحلة كاملة وفق الجدول التالي (لالطالع): الأطوار
الملكة
ال�شغالة
الذكر
ح�ضانة البي�ض
� 3أيام
� 3أيام
� 3أيام
تغذية اليرقة
� 5أيام
� 5أيام
� 6أيام
غزل اليرقة لل�شرنقة
يوم
يومان
� 3أيام
الراحة �أو ال�سكون
يومان
� 3أيام
� 4أيام
التحول �إلى عذراء
يوم
يوم
يوم
مدة العذراء
� 3أيام
� 7أيام
� 7أيام
المدة من و�ضع البي�ضة حتى ظهور الح�شرة الكاملة
15يوم
21يوم
24يوم
الفيرومونات: تع ��د الفيرومونات Pheromonesمن و�سائل الدفاع الأكثر �شيوع ًا في مجتمع الح�شرات، وهي عبارة عن مواد كيميائية تفرزها بع�ض الح�شرات بوا�سطة غدد موجودة في مناطق مختلفة م ��ن ج�سمها ،وتتكون كلمة فيرمون من مقطعين التينيي ��ن هما":فيرو" .Pher :ومعناها يحمل و "م ��ون " Moneومعناها يثير .ورغ ��م �أن كلمة فيرومونات تعني ر�سائ ��ل كيميائية تت�سبب في ا�ستجاب ��ة فورية� .إال �أن الباحثين ف ��ي علم الح�شرات يقت�صرون كلمة فيرومون لو�صف الر�سائل الكيميائي ��ة بين ح�شرات نف�س ال�ساللة .وعليه ف�إنه يمك ��ن و�صف رائحة ب�أنها فيرومون ًا لح�شرة معينة ولكنها في نف�س الوقت مجرد رائحة بالن�سبة لح�شرة �أخرى .ومما يجدر ذكره �أن لكل نوع م ��ن �أن ��واع الح�شرات رائحة خا�صة به – ر�سالة خا�صة به – كم ��ا �أن داخل النوع الواحد هناك روائ ��ح �إ�ضافية تكون بمثابة ب�صمة �أو جواز �سفر للتعرف .على �شخ�صية كل ح�شرة �أو العائالت المختلفة �أو على �أفراد الم�ستعمرات المختلفة.
152
�أحياء ()2
The Reproduction in Living Organisms
ن�شاط عملي
الأع�ضاء التنا�سلية في الح�شرات: الأدوات والمواد:
عينة لجراد محفوظ في �سائل الفورمالين -علبة لأدوات ت�شريح.
طريقة العمل:
-1ادر�س عينة من الجراد المحفوظ ب�سائل الفورمالين ،والحظ الأجزاء الخارجية. -2افتح منطقة البطن بمق�ص �أو م�شرط حاد وذلك على طول الخط الظهري الو�سطي،اثني الجدارين الجانبيين بدبابي�س ت�شريح. -3تفح�ص منطقة الأمعاء ،والحظ وجود ع�ضوين جانبيين ،يتكون كل منهما من عدة �أنابيب ملتفة. يمث ��ل هذان الجزءان �إن وجدا ،الخ�صيتين ،وعندئ ��ذ يكون الحيوان ذكر ًا� .أما �إذا كان الحيوان �أنثى ،ف�إنك تجد على جانبي الأمعاء مبي�ضين ،يتكون كل منهما من عدد من الأنابيب المنتفخة. وتكون هذه الأنابيب م�صطفة بع�ضها �إلى جانب بع�ض. • بعد مالحظتك هذه ،هل تعتبر الجراد حيوان ًا خنثى �أو منف�صل الجن�س؟ • �إذا كان الحيوان الذي �شرحته �أنثى ،ماذا تجد في م�ؤخرة ج�سمه؟ • لماذا ت�ستعمل هذه الأج�سام؟ • كيف تميز بين م�ؤخرة ج�سم الأنثى وم�ؤخرة ج�سم الذكر؟
التكاثر وحلقة النمو في الح�شرات: يقت ��رن الذك ��ر بالأنث ��ى مرة واحدة ف ��ي العمر وتخت ��زن النطاف ف ��ي الم�ستودعي ��ن المنويين،وتت�شكل البوي�ضات في المبي�ض وتهاجر �إلى المهبل حيث تن�صب عليها مفرزات الغدتين ال�شجرتين الغرويتين،وعند م ��رور البوي�ضات م ��ن المهبل �إلى البهو التنا�سلي ين�ضغط الم�ستودعان المنوي ��ان فيتم الإلقاح ،ت�ضع الأنثى بوي�ضاته ��ا مرتبة في �أكيا�س يحوي كل منها ( )40-16بي�ضة ث ��م تل�صقها على الجدران وتفق�س البوي�ضات بع ��د �شه ��ر من بدء و�ضع البي�ض معطية حوري ��ات �صغيرة ت�شبه الأبوين كثير ًا،لكنه ��ا �أ�صغر حجم ًا ولأجنحة والأع�ض ��اء التنا�سلي ��ة غير مكتملة ث ��م تن�سلخ من �ست �إلى �سبع مرات ب�سبب نموه ��ا وزيادة حجمها فتتحول �إل ��ى ح�ش ��رة كاملة.يدعى هذا الن ��وع من التحول التح ��ول الناق� ��ص In Complete Metamorphosis وهن ��اك ح�شرات �أخرى كالنحل تمر بمرحلة اليرقة ،تختلف عن الأبوين اختالف ًا كبير ًا في ال�شكل والتركيب وال�سلوك .تتغذى اليرقة بنهم وتن�سلخ عدة مرات ثم تدخل في طور كمون يعرف بالعذراء وتتحول في �أثناءه �إلى ح�شرة كاملة ،ويدعى هذا التحول بالتحول الكامل . Complete Meamorphosis
�أحياء ()2
153
التكاثر في المخلوقات الحية
ال�س�ؤال الأول :عرف الم�صطلحات العلمية الآتية: التكاثر الالجن�سي -التبرعم – التوالد البكري ال�س�ؤال الثاني :اكتب الم�صطلحات العلمية التي تف�سرها العبارات التالية: �أ -القدرة على ا�ستعا�ضة الأجزاء المفقودة من �أج�سامها عند تعر�ضها لتمزق) .............. ( . ب -ثن���ي �أح���د ف���روع النبات حتى تالم�س الأر�ض فتكون الجذور العر�ض���ية وتنم���و البراعم لتكون فروعاً هوائية) .............. ( . ج -نوع من التكاثر الالجن�سي يتم بتكوين خاليا مخت�صة تكون داخل حو�صلة واقية) .............(. ) �أمام العبارة ال�صحيحة وعالمة ( ) �أمام العبارة الخاطئة في
ال�س�ؤال الثالث� :ضع عالمة ( الجمل الآتية: -1يتكاثر البرامي�سيوم الجن�سياً بوا�سطة التبرعم.
(
)
-2يحدث التكاثر الخ�ضري في النباتات بوا�سطة البذور.
(
)
-3ين�ش�أ الأفراد الجدد في التكاثر الجن�سي عن طريق اتحاد م�شيجان من جن�س واحد( .
)
(
)
-4يتم التلقيح في الدودة ال�شريطية ذاتيا. ال�س�ؤال الرابع :ا�شرح خطوات التطعيم بالتبرعم؟
ال�س�ؤال الخام�س :علل مايلي: �أ -يتم تطعيم البرتقال على �أ�صول النارنج في المناطق التي ي�شيع فيها مر�ض الت�صمغ. ب -تطلق الفرا�شات الفيرومونات. ال�س�ؤال ال�ساد�س :قارن بين كل من: �أ -الإخ�صاب الخارجي والإخ�صاب الداخلي. ب -االقتران الجانبي واالقتران ال�سلمي في اال�سبيروجيرا.
154
�أحياء ()2
8
Reproduction In Human
الجهاز التنا�سلي الذكري الجهاز التنا�سلي الأنثوي الدورة الجن�سية الأنثوية -الإخ�صاب والحمــل
يتوقع منك في نهاية الف�صل �أن : ُ -1ت َو ِّ�ض��ح تركي��ب الجه��از التنا�سل��ي ف��ي ذكر و�أنثى الإن�سان ووظائفهما. -2ت َِ�ص��ف التغي��رات الت��ي تحدث ف��ي المبي�ض والرحم �أثناء الدورة الجن�سية الأنثوية . َ -3ت َتتَبع مراحل تكوين الجنين. -4ت�صف مراحل عملية الوالدة. -5تتعرف �أ�سباب العقم في ذكر و�أنثى الإن�سان.
التكاثر في الإن�سان
قال اهلل تعالى: �سورة الم�ؤمنون �آية 14-12
لق ��د خلق اهلل �سبحان ��ه وتعالى بني �آدم وكرمهم على كثيرٍ ممن خلق ،و�ش ��رع اهلل تعالى الزواج بين الرجل والمر�أة على �أ�سا�س من المودة والرحمة لبناء العائلة والتكاثر. قال تعالى: �سورة الروم �آية 21 فكيف يتم هذا التكاثر؟ وما تركيب الأجهزة الم�س�ؤولة عنه؟ ما مراحل تكوين الجنين و�آلية والدته ور�ضاعته؟
التكاثر في الإن�سان :Reproduction in Human �أو ًال :الجهاز التنا�سلي الذكري :Male Reproductive System يتكون الجهاز التنا�سلي الذكري في الإن�سان من �أع�ضاء بع�ضها موجود داخل الج�سم.وبع�ضها خارجه .وت�شمل: – 1الخ�صيتان Testes
غدت ��ان تقعان خارج �أ�سفل تجوي ��ف البطن.ويحيط بهما كي�س جلدي مرن ي�سمى كي�س ال�صفن Scrotal
sacوتجويف ��ه ج ��زء من التجويف البطني وهو يت�صل بتجويف البط ��ن �أثناء النموعن طريق قناة تدعى قناة �أرب ��ى والتي تغلق بع ��د انحدار الخ�صى في كي�س ال�صف ��ن .وبذا يكون التجويف ��ان منف�صلين ولكن في بع�ض الح ��االت تنتفخ القن ��اة ثانية� ،أو �إنها ال تغلق فت�سم ��ى هذه الحالة بالفتق �آرب ��ى�.إن انحدارالخ�صى الطبيعي ف ��ي كي�س ال�صفن له �أهمي ��ة فهو ي�ساعد على تهيئة درجة حرارة منا�سبة لبق ��اء الحيوانات المنوية Sperm cellsون�شاطه ��ا بحي ��ث تكون �أقل قلي ًال من درجة حرارة الج�سم الطبيعية.وتحتوي الخ�صية على مجموعات من �أنابي ��ب دقيقة طويلة،كثيرة االلتواء ت�سمى الأنابيب المنوي ��ة .Seminiferous tublesتُنتج با�ستمرار الحيوان ��ات المنوية وتفرز الخاليا البيني ��ة الواقعة بين الأنابيب المنوية هرمون ت�ستو�ستيرون الالزم لإظهار ال�صفات الجن�سية الثانوية الذكرية. – 2البربخ Epididmis
قناة م�شتركة تنتهي فيها الأنابيب المنوية حيث تخزن الحيوانات المنوية وتن�ضج.
156
�أحياء ()2
Reproduction In Human
– 3الوعاء الناقل Vas deferens
المثانة البولية
�أنب ��وب يت�صل مع البرب ��خ ،ويلتف حول المثانة حتى يلتق ��ي مع قناة الب ��ول لي�شكل معه ��ا الإحليل Urethra (القن ��اة البولي ��ة التنا�سلي ��ة الم�شتركة).وه ��و ينق ��ل الحيوانات المنوية من البربخ �إلى االحليل.
الحو�صلة المنوية غدة البرو�ستاتا الوعاء الناقل (الأ�سهر) القناة البولية الق�ضيب
- 4الحو�صلتان المنويتان Seminal vesicles
الخ�صية
غدتان تفرزان جزء ًا من ال�سائل المنوي Seminal
� fluidإلى الإحليل الذي يمر في الق�ضيب.
كي�س ال�صفن البربخ وريد �شريان
- 5غدة البرو�ستات Prostate gland
تحي ��ط بعن ��ق المثان ��ة ،وتف ��رز ج ��زء ًا م ��ن ال�سائل المنوي.
وعاء ناقل
- 6غدتا كوبر Cowper's glands
الأنابيب المنوية
توجدان �أ�سف ��ل المثانة ،وتفرزان �سائ ًال لزج ًا قلوي ًا عن ��د التهيج الجن�س ��ي ويعمل على تنظي ��ف الإحليل من �آثار البول الحم�ضي. - 7الق�ضيب Penis
حيوان منوي
�شكل ( )1-8الجهاز التنا�سلي الذكري في الإن�سان.
الع�ضو الذك ��ري الم�س�ؤول عن نق ��ل ال�سائل المنوي �إلى مهبل الأنثى.وتوجد في نهايته منطقة ح�سا�سة تكون مغطاة بقطعة جلدية �شكل(.)1-8 المني :Semenيتكون المني الذي يتدفق �أثناء العملية الجن�سية الذكرية من: - 1ال�سائل والنطاف من الوعاء الناقل(حوالي ٪ 10من المجموع).
- 2م ��ن �سائل م ��ن الحوي�صالت المنوية (حوال ��ي ٪ 60ويحتوي �إفرازها على مخ ��اط وحمو�ض �أمينية وكميات كبيرة من �سكر فركتوز تزود الحيوانات المنوية الطاقة. � - 3سائ ��ل من غ ��دة البرو�ستاتا (حوالي ٪ 30و يحتوي �إفرازه على �أنزيمات عدة وهو قاعدي الت�أثير لذا يعادل حمو�ضة بقايا البول في الإحليل ،وحمو�ضة المهبل ،وين�شط الحيوانات المنوية) � - 4سائل قليل من الغدد المخاطية وخا�صة من الغدد الب�صيلة الإحليلية (غدد كوبر).
�أحياء ()2
157
التكاثر في الإن�سان
حكمة الختان: ن�صحن ��ا ر�سول اهلل ب�إزالة القطع ��ة الجلدية الزائدة في نهاية الق�ضيب بجراحة ب�سيط ��ة ت�سم ��ى (الخت ��ان) .فقد وجد الأطب ��اء �أن غي ��ر المخ ّتنين ي�صاب ��ون بااللتهابات الميكروبي ��ة المتكررة نتيج ��ة وجود (القلفة) التي ت�سبب حقب الب ��ول و�ضيق مجرى فتحة البول وكذلك ف�إن �سرطان جلد الق�ضيب ،غير نادر الحدوث بينهم.
ثاني ًا :الجهاز التنا�سلي الأنثوي :female Reproductive System ويتكون من �أع�ضاء يوجد معظمهما �أ�سفل تجويف البطن انظر �شكل ( )2 8-وت�شمل: الرحم
قناة فالوب
قمع بي�ضة منطلقة
بي�ضة
المبي�ض
رباط مبي�ضي بطانة الرحم جدار الرحم عنق الرحم المهبل
حوي�صلة نا�ضجة
ج�سم �أ�صفر نا�ضج
حوي�صلة في طور نمو
�شكل ( )2-8الجهاز التنا�سلي الأنثوي في الإن�سان.
158
�أحياء ()2
Reproduction In Human
-1المبي�ضان
Ovaries
غدت ��ان تت�صالن بالج ��دار الداخلي للظهر بو�ساطة �أغ�شي ��ة رابطة ت�سمى م�ساريق ��ا المبي�ض وللمبي�ض وظيفتان رئي�ستان هما �إنتاج البوي�ضات ،و�إفراز بع�ض الهرمونات الجن�سية الأنثوية.
- 2قناتا البي�ض Oviducts
�أنبوبت ��ان تت�ص�ل�ان بالرحم :الح ��ظ �أن الطرف العلوي لكل قن ��اة يفتح في تجويف البط ��ن وبالقرب من مهدب.تنقل قناتا البي�ض البوي�ضات النا�ضجة ال�ساقطة من المبي�ض �إلى الرحم. المبي�ض،وي�أخذ �شكل قمع ِّ ي�ساعدها في ذلك وجود �أهداب بداخلها تتحرك با�ستمرار باتجاه وانقبا�ضات جدارها الع�ضلي. ماذا يحدث لو �أغلقت هاتان القناتان؟
– 3الرحم Uterus
ع�ض ��و ع�ضل ��ي كمثري ال�شكل .له جدار مك ��ون من ثالث طبقات :الداخلية منه ��ا مخاطية غنية بالأوعية الدموي ��ة ت�سم ��ى بطانة الرحم.وه ��و قابل للتمدد واالت�س ��اع الداء وظيفته وهي حمل الجني ��ن ،وتغذيته طوال مراحل نموه خالل فترة الحمل والجزء ال�سفلي من الرحم �أ�ضيق من الأجزاء الأخرى ي�سمى عنق الرحم.
- 4المهبل vagina
قناة ع�ضلية تت�صل بعنق الرحم و ت�سمح بمرور دم الحي�ض وهي قابلة للتمدد لت�سمح بمرور الجنين عند ال ��والدة ،وينته ��ي المهبل بالفتحة التنا�سلي ��ة الأنثوية المغطاة بغ�شاء رقيق .ي�سم ��ى غ�شاء البكارة Hymen ي�سمح لدم الحي�ض بالخروج ويحيط بها الأع�ضاء الجن�سية الثانوية الخارجية وتكون الفتحة التنا�سلية. الدورة الجن�سية الأنثوية :Femals Sexual Cycle الدورة الحي�ضية Menstrual Cycle ()1
تب ��د�أ دورة الحي�ض.ف ��ي �سن البل ��وغ وتتم عند معظم الن�س ��اء كل 28يومي ًا تقريب� � ًا وتنتج المر�أة 400 بوي�ض ��ة تقريب� � ًا في حياتها �إلى �أن ت�صل �سن( )50 - 40عام ًا ويعرف ب�س ��ن الي�أ�س .وتق�سم الدورة الجن�سية الأنثوية �إلى: -1دورة المبي�ض. -2دورة الرحم .الحظ ال�شكل (.)3 -8
( )1البل���وغ :ه ��و ال�سن الذي ت�صبح فيه الأع�ض ��اء التنا�سلية نا�ضجة في�صبح ال�شخ�ص قادر ًا على �أن يتنا�سل (ذكر ًا و�أنثى) .تبلغ الفتاة في عمر يتراوح بين 11و 15عام ًا بينما يبلغ ال�صبي في عمر يتراوح بين 13و 15عام ًا تقريب ًا.
�أحياء ()2
159
التكاثر في الإن�سان
مهام الدورة الجن�سية الأنثوية:
�أو ًال :تحرير بي�ضة واحدة فقط من المبي�ضين كل �شهركي يبد�أ في الحالة االعتيادية جنين واحد بالنمو في كل مرة. ثانياً :تهيئة بطانة الرحم لغر�س البي�ضة المخ�صبة فيها في الوقت المنا�سب من ال�شهر.
خروج البوي�ضة
هرمون الأو�ستروجين في الدم
مرحل
ة الإفراز مرحل
ة النمو
بداية الحي�ض
36.9م ترتفع درجة الحرارة ب�صورة مفاجئة في وقت الإباطة الأيــــــــــــــــــــام 28
24
20
36.7م 14 16
12
7
نهاية الحي�ض 36.8م درجة حرارة الج�سم �صفر 4
التغيرات في بطانة الرحم
�أوعية دموية غدة
تغيرات م�ستوى الهرمونات في المبي�ض
هرمون البروج�سترون في الدم
حوي�صالت جراف
التغيرات في حوي�صالت المبي�ض
الج�سم الأ�صفر
البوي�ضات في المبي�ض
�شكل ( )3 - 8ر�سم تخطيطي بين مراحل الدورة الجن�سية الأنثوية (الدورة الحي�ضية) عند المر�أة
–1مرحل���ة النم���و :تبد�أ الدورة مبا�شرة بعد الحي� ��ض حيث يكون الغ�شاء المبطن للرحم رقيق ًا وب�سيط ًا وال تزيد ثخانته عنن�صف ميليمتر ،ثم ت�أتي مرحلة النمو بوا�سطة ت�أثير هرمون الأنوثة االو�ستروجين ال ��ذي تفرزه حوي�صلة جراف من المبي�ض فينم ��و الرحم و�أوعيته الدموية ،وكذلك تنمو غدد الرحم وتبدو كالأنابيب ..ويبلغ ثخانة غ�شاء الرحم في هذه المرحلة خم�سة ميليمترات. – 2مرحل���ة الإف���راز :تب ��د�أ بوا�سطة ت�أثير هرم ��ون الحمل البروج�سترون الذي تف ��رزه حوي�صلة جراف بالمبي� ��ض بع ��د خروج البوي�ضة منها ...و تدعى الحوي�صلية عندئ ��ذ الج�سم الأ�صفر ...وينمو غ�شاء الرح ��م نمو ًا عظيم ًا ويبطن الغ�شاء بطبقات وثيرة من الدماء والغذاء وتنمو غدد الرحم نموا هائ ًال ا�ستع ��داد ًا لعولق البوي�ضية الملقح ��ة النطفة االم�شاج وتبلغ ثخانة غ�ش ��اء الرحم في ا هذه المرحلة ثماني ��ة ميليمت ��رات (�أي � 16ضع ��ف م ��ا كان عليه عند بدء ال ��دورة) .ف�إذا ح�ص ��ل الحمل ب�إذن اهلل وعلقت البوي�ضة ا�ستمر الرحم في النمو وي�صبح الج�سم الأ�صفرهو ج�سم الحمل المنمي له بوا�سطة ا�ستمرار �إفراز هرمون الحمل.
160
�أحياء ()2
Reproduction In Human
- 3مرحل���ة الطم���ث � :أم ��ا �إذا لم تخ�ص ��ب البوي�ضة ،ف�إن الج�سم الأ�صفر ي�ضم ��ر ،ويقل تركيز هرمون بروج�ست ��رون ف ��ي ال ��دم فتت�شقق بطان ��ة الرح ��م وينـزل بع� ��ض الدم خ ��ارج المهبل وه ��و ما يعرف بالطمث.
الزهراوي هو: �أب ��و القا�س ��م بن عبا�س الزهراوي .ل ��ه الف�ضل في عالج العديد م ��ن الحاالت(ال�شلل، �ضي ��ق الرحم الأ�سن ��ان ،العيون الوالدة) ،و�أول م ��ن ا�ستخدم المر�آة لفح� ��ص المهبل و�آلة لتو�سيع باب الرحم. من �أهم م�ؤلفاته :كتاب التعريف لمن عجز عن الت�أليف.
الإخ�صاب والحمل :Fertilization And Gestation Pregnancy عندما تخرج هذه البوي�ضة من المبي�ض،يلتقطها القمع فتدخل في قناة البي�ض متجهة على الرحم�.إذا وجدت الحيوان المنوي ف�إنها تخ�صب البوي�ضة في الثلث الأول من القناة حيث ي�صل مئات من الحيوانات المنوية �سابحة ف ��ي ال�سائ ��ل المنوي.لكن واحد ًا ينج ��ح في اختراق جدار البوي�ضة ت ��ارك ًا ذيله خارج ًا وتنفت ��ح نواته فينطلق منها م ��ا تحتويه م ��ن كرو�سومات،وتح�صل بع�ض التغيرات الكيميائية على �سطح غ�ش ��اء البوي�ضة حال اختراق الحيوان المن ��وي البوي�ضة وتن�سج البوي�ضة حولها �شبك ��ة متينةحتى ال ينفذ �إليها �سوى ذلك الحيوان المنوي .ثم تندمج مع نواة الحيوان المنوي ويعرف ذلك بالإخ�صاب وتتكون البوي�ضة المخ�صبة(الزيجوت) �شكل(.)4-8 الحمل � Pregnancyأو Gestation
هوحمل الجنين داخل الرحم وت�سمىالمدة بين الإخ�صاب والوالدة Parturitionفترة الحمل period
( Gestationنحو � 9أ�شهر عند الإن�سان في الغالب). العالمات المبكرة للحمل:
تبد�أ التغيرات الهرمونية للحمل بعد حدوث الحمل مبا�شرة ،و تحدث عالمات الحمل في �أوقات مختلفة وتتفاوت من امر�أة لأخرى:
�أحياء ()2
161
التكاثر في الإن�سان
العالمـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ــة
وقت ظهورهـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ــا
في غ�ضون �أيام قالئل. � 10أيام. � 10إلى 14يوم ًا. �أ�سبوعان. �أ�سبوعان. �أ�سبوعان. � 6إلى � 8أ�سابيع. �أ�سبوعان �إلى � 8أ�سابيع.
ت�ضخم بالثديين وتبدو �شديدة الح�سا�سية نتيجة �إيجابية الختبار الدم بالمعمل نتيجة �إيجابية الختبار البول بالعيادة نتيجة �إيجابية الختبار البول بالمنزل الإعياء (�سرعة الإجهاد) �أول انقطاع للدورة ال�شهرية كثرة تكرار التبول غثيان ال�صباح تكوين الجنين Embryonic Development
ت�ستغ ��رق م ��دة الحمل عند �أنث ��ى الإن�س ��ان 266يوم ًا تقريب� � ًا من ��ذ الإخ�صاب�،أو280يوم ًا م ��ن �آخردورة حي�ض،ويط ��ر�أ عل ��ى البوي�ض ��ة المخ�صبة تغيرات كثيرة تق�س ��م �إلى ثالث مراحل ط ��ول كل منها ثالثة �أ�شهر تقريب ًا وهي: 3عملية التفلج مرحلة ()4 خاليا
4التوتة
مرحلة خليتين
نواة الحيوان المنوي نواة البوي�ضة
5بدء تكوين الكب�سولة كتلة خاليا البال�ستولية داخلية �أرومة مغذية
� 2إخ�صاب
28-27يوم 6انزراع الجنين
(ب)
� 6أ�سابيع � 8أ�سابيع � 9أ�سابيع
المبي�ض
(�أ) (ج)
� 7أ�شهر
(د) � 4أ�شهر
� 1إبا�ضة
(هـ)
�شكل ( )4 -8عملية الإخ�صاب وتكوين الجنين في �أنثى الإن�سان.
162
�أحياء ()2
البوي�ضة
Reproduction In Human
-1مرحلة ال�شهور الثالثة الأولى تق�سم �إلى الأ�سابيع الآتية:
الأ�سبوع الأول:
بع ��د عملية الأخ�صاب تدخ ��ل البوي�ضة المخ�صبة في عملي ��ات انق�سام مت�ساوية وت�سم ��ى العملية التفلج cleavageوتبق ��ى الكتلة الناتجة محاطة بالمنطقة ال�شفافة،وخ�ل�ال ثالثة �أيام ،ت�صبح مكونة من 16خلية ت�سم ��ى التوت ��ة � morulaشكل( .)4 -8وتنتقل التوتة داخل الرحم في رحل ��ة ت�ستغرق � 5-3أيام تختفي فيها المنطق ��ة ال�شفافة،ويتك ��ون داخله ��ا تجوي ��ف ممل ��وء ب�سائل،لي�صبح الجنين ك ��رة مجوفة،ت�سم ��ى الكب�سولة البال�ستولي ��ة Blastocysتتجم ��ع الخاليا ف ��ي �أحد قطبي الكب�سول ��ة البال�ستولية لتكون كتل ��ة خلوية داخلية Inner cell massتتكون منها �أع�ضاء الجنين المختلفة�،أما بقية الخاليا المحيطية بالتوتة ،فتكون الأورمة المغذي ��ة Trophoblastالتي تكون �أغ�شي ��ة الجنين .وتت ��م عملية انزراع يوج ��د حي ��ز �ضيق بي ��ن المبي� ��ض وقم ��ع قناة الجني ��ن Implantationفي اليوم البي�ض ،يجب على الخلية البي�ضية الثانوية اجتيازه ال�ساد�س تقريب ًا� ،إذ تلت�صق الكب�سولة لتنتقل �إ"ل ��ى القناة ومنها "�إلى الرحم ،وقد تف�شل البال�ستولي ��ة ببطانة الرح ��م ،وتفرز الخلي ��ة البي�ضية في اجتياز هذا الحيز فت�سقط في �أنزيم ��ات تذي ��ب ج ��زء ًا م ��ن الطبقة التجوي ��ف البطني ،والتلب ��ث �أن تتحلل.وفي حاالت الداخلي ��ة للرحم ،فتحل مكان الجزء ن ��ادرة ،ف�إنها تخ�صب في التجويف البطني وتنزرع المه�ض ��وم تدريجي ًا حت ��ى تندمل في ف ��ي جدار �أحد الأع�ضاء فيه ،ومع �أنها الت�ستمر في بطانة الرحم. النم ��و ع ��ادة ،ف�إنه في ح ��االت نادرة ج ��د ًا �أجريت
الأ�سبوعين الثاني والثالث؛
والدة قي�صرية لأجنة نمت خارج الرحم.
تك ��ون الكتل ��ة الخلوي ��ة الداخلية القر� ��ص الجنين ��ي Embryonic diskال ��ذي يتمايز �إلى طبقتين خارجية ،Ectodermوداخلي ��ة ،Endodermوتتكون في الأ�سبوع الثالث الطبق ��ة الو�سطى ،Mesoderوتتمايز هذه الطبقات الثالث فيما بع ��د �إلى �أجهزة الج�سم.وفي اليوم الرابع والع�ش ��رون تب ��د�أ الثني ��ات القلبية بالنب�ض وفي نهاي ��ة ال�شهر الأول ي�صبح �شكل الجني ��ن على �شكل حرف C وتب ��د�أ القطع الع�ضلية Somitesبالظهور التي منها تت�شكل العظام والع�ضالت والأن�سجة ال�ضامة،ثم القلب حت ��ى ي�صبح �أكثر تعقي ��د ًا ويتكون من �أربع حجرات.وخ�ل�ال ال�شهر الثاني ،يت�ضاعف حج ��م الجنين حوالي 500م ��رة �إذ يبلغ طوله حوالى 5و�2س ��م ويزن 1غم؛ وبالرغم من �صغره �إال�أنه يبدو جنين �إن�سان Fetusمن حيث المظهر ،ور�أ�سه كبير ن�سبي ًا بالن�سبة للج�سم ،كما تت�شكل الأذرع والأرجل والأقدام وتبد�أ مبادئ الجهاز التنا�سلي بالتكوين. �أحياء ()2
163
التكاثر في الإن�سان
-2مرحلة ال�شهور الثالثة الثانية
تب ��د�أ الأم باالح�سا�س بحرك ��ة الطفل في بطنها ويكون الجنين في هذه المرحلة بو�ضع معين بحيث يكون الر�أ� ��س منحني� � ًا نحو الأ�سفل وبتما�س مع الركب ��ة المنثنية.يكون جلد الجنين في ه ��ذه المرحلة مجعد ًا �شبه �شف ��اف وردي اللون مغطى بالزغ ��ب .lanugoويكون هذا الزغب مغطى بمادة بي�ض ��اء دهنية ت�شبه الجبن تدعى vernix caseosaوربما تحافظ هذه المادة على الجلد الرقيق من ال�سلى . amniotic fluid
-3مرحلة ال�شهور الثالثة الأخيرة
ي�صب ��ح الجلد �أمل�س،ويت�ساق ��ط ال�شعر،وتتكون الأظف ��ار ،وتزداد عظام الجمجم ��ة �صالبة،وتنمو خاليا الدماغ ب�سرعة ويدور الطفل عادة بحيث يتوجه الر�أ�س نحو عنق الرحم قبل الوالدة ب�أ�سابيع عدة.
الظلمات الثالث: قال تعالى: الزمر6 :
ذك ��ر ابن كثير ،والجاللين ف ��ي تف�سيره �أن الظلمات الثالث ه ��ي ظلمة البطن،وظلمة الرحم ،وظلمة الم�شيمة .والظلمة مهمة في نمو الجنين .حيث وجد �أن ال�ضوء يعيق مراحل النم ��و المختلف ��ة .و�إذا دققنا النظر في ج ��دار البطن وجدناه مكون ًا م ��ن ثالث طبقات... ووجدن ��ا ع�ضالت جدار البطن ث�ل�اث )1 :الع�ضلة المائلة الخارجي ��ة )2 .الع�ضلة المائلة الداخلي ��ة )3 .الع�ضلة الم�ستعر�ضة .وكذلك جدار الرحم مكون من ثالث طبقات :الغ�شاء البيريتوني ،والطبقة الع�ضلية و الطبقة الداخلية لغ�شاء الرحم .والم�شيمة مكونة من ثالث طبق ��ات )1 :غ�شاء ال�سلي )2 .غ�شاء الكوريون )3 .ال�ساقط وهو جزء من الغ�شاء الداخلي للرحم.
164
�أحياء ()2
Reproduction In Human
الأغ�شية الجنينية
Extra - Embryonic Membrans
ف ��ي نهاية الأ�سب ��وع الثالث م ��ن الحمل تتكون الأغ�شي ��ة الجنينية(م ��ن الجني ��ن) لحف ��ظ وحماي ��ة الجني ��ن طيل ��ة فت ��رة الحم ��ل ،وهذه الأغ�شية هي: �شكل ( )5 -8الأغ�شية الجنينية لجنين
الغ�شاء الغ�شاء الأمنيوني (الرهلي) Membrane Amnion
�أهميته غ�ش ��اء يحيط بالجنين مبا�شرة ممل ��وء ب�سائل مائي يعرف بال�سائل الأمنيوني �أو الرهلي . Amniotic Fluid .ويوجد الجنين معلق ًا فيه بحرية ويقيه من الم�ؤثرات �أو ال�صدمات الناتج ��ة من �ضغط الأع�ضاء الداخلية للأم،كما يعمل على تغذيته ويحفظ حرارته طوال فترة الحمل.
الغ�شاء الكوريوني
غ�شاء خارجي يحيط بالجنين والأغ�شية الجنينية الأخرى، بالإ�ضاف ��ة �إلى حماي ��ة الجنين ف� ّإن له عالق ��ة مبا�شرة في التغذية والتنف�س والإخراج ما بين الأم والجنين.
كي�س ال�صفار (المح)
ويحتوي على كمية قليلة جد ًا من المح ويتال�شى في الأ�سبوع الخام�س لأن الم�شيمة تقوم بعمله.
Chorion
Membrane Yolk Sac
– 4كي�س االلنتويـ ـ ـ ـ ــ�س قنوات بولية �أو �إخراجي ��ة للجنين خا�صة في الفترة الأولى (الممبار) Allantoisمن حياة الجنين ثم يتال�ش ��ى ،وبعدها يعتمد الجنين على الأم �إذ يتخل� ��ص م ��ن ف�ضالته عبر ال�شرايي ��ن ال�سرية �إلى Sac الم�شيمة فالأم.
�أحياء ()2
165
التكاثر في الإن�سان
تغذية الجنين :Nutrient Transfer To The Embryo تتكون الم�شيمة Placentaتم تبادل المواد بين دم الأم ودم الجنين عن طريق الم�شيمة. والم�ش���يمة :ن�سي ��ج متخ�ص� ��ص يت�ألف من الجان ��ب الجنيني الم�ؤلف م ��ن الكوريون وجان ��ب الأم الم�ؤلف من ن�سي ��ج الرحم .ويمتد الحبل ال�سري بين الم�شيم ��ة والجنين،ويعد الحبل ال�سري خط الحياة للجنين الحتوائه على ال�شرايي ��ن والأوردة ال�سري ��ة وتنتهي �شرايين الحبل ال�سريب�شبكة من ال�شعي ��رات الدموية في الخمالت ويعود الدم للجنين عن طريق الوريد ال�سري ويالحظ في ال�شكل ( )6 -8كيفية احاطة الزغابات الكورنية بدم الأم،ومع ذلك ال يمت ��زج دم الجني ��ن مع دم الأم ويحدث التبادل عبر اغ�شية الخاليا.وعندم ��ا ينب�ض قلب الجنين يدفع الدم في الأوعي ��ة الدموي ��ة للحبل ال�سري لي�صل �إلى ال�شعي ��رات الدموية في الم�شيمة وبذلك ي�صب ��ح دم الأم قريب ًا من دم الجنين ف ��ي الخمالت،فيتم تبادل الم ��واد بينهما،وينت�شر الغذاء المه�ضوم والأك�سجي ��ن والماء والفيتامينات من خ�ل�ال الم�شيمي ��ة �إلى دم الجنين،وفي الوقت نف�سه ينتقل ثاني �أك�سيد الكربون من خاليا الجنين �إلى دمه،وينت�شر من خالل الم�شيمة �إلى دم الأم ومنه للخارج بعملية التنف�س. خمالت (زغابات كوريو نية) �أوعية دم من الأم
وريد �سرى �شريانيين �سريين فتحة بي�ضوية
الأبهر
وريد �سرى
الم�شيمة
�شكل ( )6 -8الم�شيمة والدورة الدموية للجنين
166
�أحياء ()2
وريد �أجوف �سفلى قناة وريدية
Reproduction In Human
�إن معظ ��م الت�شوه ��ات الجنينية قد تحدث في ال�شهرين الأولي ��ن لنمو الجنين .وعليه، ف� ��إن تناول بع� ��ض العقاقير الطبية والكحول قد ي�ؤثر على الجني ��ن ولهذا على الأم الحامل تجنب ذلك ما �أمكن. ناق�ش هذا المو�ضوع مع معلمك.
الوالدة :Birth قب ��ل الوالدة بعدة �أ�سابي ��ع ي�صبح ر�أ�س الجنين باتج ��اه الرحم وتبد�أ تقل�ص ��ات وانقبا�ض ��ات الرح ��م لدف ��ع الجني ��ن للخ ��ارج وه ��ذا ماي�سمى بالمخا� ��ض Laborوي�ستغرق المخا� ��ض من �18-8ساع ��ة .ويق�سم �إلى ثالثة مراحل �شكل (:)7 -8 -1مرحلة االت�ساع �أو التمدد dilation Stage
وت�ستغ ��رق مابين�16-2ساع ��ة وتطول ه ��ذه المرحلة ف ��ي الإناث التي ت�ض ��ع لأول مرة.تبد�أ عادة بانقبا�ضات الرحم وتنتهي بات�ساع عنق الرحم لدرج ��ة ي�سمح لخروج الوليد .وين�شق الغ�ش ��اء الأمنيوني(الرهلي) وينزل ال�سائل متجه ًا �إلى الخارج.هذا ،وت�شعر المر�أة الحامل ب�آالم المخا�ض في منطقة الظهر ال�سفلية ثم تمتد �إلى الجوانب حتى ت�صل مقدمة البطن. -2مرحلة خروج الوليدExpulsion Stage
ت�ستغ ��رق ه ��ذه المرحل ��ة مابين60-2دقيقة؛ وفيها يب ��د�أ ظهور ر�أ�س الولي ��د في عنق الرحم ،وتتوالى الأنقبا�ضات تنتهي بخروج الجنين خالل المهب ��ل للخارج؛ ويك ��ون الطفل عادة مت�ص ًال بالحب ��ل ال�سرى حيث يقوم الطبيب بربطه وقطعه� .إنقطع الحبل ال�سري يعني قطع م�صدر الأك�سجين. والغذاء للطفل ولهذا البد و�أن يبد�أ حياته نف�صلة عن الأم خا�صة بالتنف�س الهوائي ويدل بكاء الطفل بعد الوالدة مبا�شرة على بدء عملية تنف�سه.
-3مرحلة خروج الم�شيمة
عنق الرحم
)1مرحلة الأت�ساع والتمدد الم�شيمة
)2مرحلة خروج الوليد الحبل ال�سري
الرحم
الم�شيمة
)3مرحلة خروج الم�شيمة �شكل ( )7-8مراحل الوالدة
تت ��م بع ��د(� )10إلى ( )15من ��ذ والدة الجنين تنف�ص ��ل الم�شيمة وتخرج خ ��ارج الج�سم،وي�صحب ذلك خروج �سوائل الحمل وبع�ض الدم ويقل الدم المفقود نتيجة لالنقبا�ضات التالية في الرحم على الأوعية النازفة.
�أحياء ()2
167
التكاثر في الإن�سان
ع ��ادة تنج ��ب المر�أة مولود ًا واح ��د ًا ،وفي بع�ض الأحيان تلد مولودي ��ن �أو �أكثر وهذا ما يعرف بالتوائم .ابحث في هذه الق�ضية عن �أنواع التوائم ومدى االختالف بينهما.
التغيرات التي تحدث في ج�سم الأنثى �أثناء عمليتي الحمل والوالدة: -1تب ��د�أ الغدة النخامي ��ة ب�إر�سال هرموناتها التي ت�ؤثر على المبي� ��ض فالهرمون المن�شط للجريب ()FSH وه ��و منمي للخاليا التنا�سلية الموج ��ودة بالمبي�ض حتى تفرز البوي�ضة .ومن الهرمونات هرمون الملوتن ( )L.Hوهو منمي ومن�شط للج�سم الأ�صفر الذي يفرز مادة البروج�سترون �أو هرمون الحمل الذي يهيء الرحم للحمل وعندما لم يكون حمل ف�إن الج�سم الأ�صفر يذوي ويتوقف عن �إر�سال هرموناته مما يحدث عند المر�أة الحي�ض. -2يت�س ��ع الحو� ��ض متخذ ًا �شك ًال منا�سب� � ًا يتفق مع العمل الذي خ�ص�ص له وه ��و حماية الرحم من الم�ؤثرات الخارجية.
العقم :Sterility قال تعالى: ال�شورى �آية 50-49
العق ��م ه ��و ع ��دم القدرة على الإنج ��اب خالل ع ��ام �أو �أكثر من ال ��زواج دون ا�ستعمال �أي م ��ن طرق تحديد الإنجاب.
�أ�سباب العقم:
هناك اعتقاد خاطئ يلقى م�سئولية العقم على المر�أة ،ولكن �أكدت الدرا�سات �أن ك ًال من الرجل والمر�أة م�سئ ��والن بن�س ��ب مت�ساوية عن ح ��االت العقم فهناك �أ�سباب تتعل ��ق بالرجل و�أ�سباب تتعل ��ق بالمر�أة ،كما �أنه هناك ن�سبة تدخل �ضمن العوامل الم�شتركة بين االثنين حيث ي�شترك الرجل والمر�أة فيه. فالعقم عند الرجال قد يكون �سببه عجز الخ�صية عن �إفراز الحيوانات المنوية �أو قلة عدد الحيوانات �أو نق� ��ص حيويته ��ا و�ضعف حركتها �أو عدم نزول الخ�صيتين �أو انغالق الوعاء الناقل �أو دوالي في كي�س ال�صفن �أو عيوب في �إنتاج الهرمونات الجن�سية �أو الإ�صابة بالأمرا�ض الوراثية (مثل متالزمة كالينفلتر)� ،أو ان�سداد الأنابي ��ب المنوي ��ة ب�سبب عيب خلقي �أو �إ�صابتها بالتهابات �أو بمر�ض ال�سيالن �أو عيب في الع�ضو الذكرى في عدم االنت�صاب الكامل �أو �إ�صابة الفتحة بعيب خلقي �أو �أن يكون الرجل �سريع القذف.
168
�أحياء ()2
Reproduction In Human
�أم ��ا العقم عند الن�ساء فقد يكون �سببه عدم ح ��دوث تبوي�ض وقد يكون نتيجة عيب خلقي في المبي�ض �أو �ضعف المبي�ض �أو ب�سبب عدم توافق هرمونات الغدة النخامية المن�شطة للمبي�ض (عيوب في �إنتاج الهرمونات الجن�سي ��ة) �أو الأو�ض ��اع غير الطبيعية للرحم وكذلك االلتهاب ��ات التي قد ت�صيب عنق الرحم مما يمنع مرور الحيوان ��ات المنوي ��ة و العيوب الخلقية للرحم �أو افرازات المهب ��ل �أو الإ�صابة ب�أمرا�ض وراثية (مثل متالزمة تيرن ��ر) �أو ت�شوه ��ات وعيوب خلقية ف ��ي الجهاز التنا�سلي مثل ان�سداد قناتي فال ��وب نتيجة التهاب في القناة مما ي�ؤدى �إلى عدم التقاء الحيوان المنوي مع البوي�ضة �أو انغالقهما ب�سبب الإ�صابة ب�أحد الأمرا�ض الجن�سية والتي منها مر�ض الكالميديا� ،إ�ضافة �إلى الإجها�ض وا�ستخدام اللولب لمنع الحمل والتهاب الحو�ض ومر�ض ال�س ��ل والجم ��اع �أثناء الحي� ��ض �أو ت�أخر �سن الزواج خا�صة عن ��د الن�ساء وعمل الم ��ر�أة الم�شابه لعمل الرجل ومزاولة الريا�ضات العنيفة. وبالن�سبة للعوامل الم�شتركة بين االثنين والتي ي�شترك فيها الرجل والمر�أة منها التعر�ض للأ�شعة بكميات كثي ��رة لمنطقة الجهاز التنا�سلي ف ��ي الرجل والمر�أة ،والت�أثيرات ال�ضارة للعقاقي ��ر مثل ال�سجائر والكحول. ويعالج العقم بالتلقيح اال�صطناعي الداخلي والخارجي.
نظ ��ر ًا للتطور العلمي الذي تحقق في المجاالت الطبي ��ة وغيرها ،فقد �أ�صبح بالإمكان معالجة كثيرمن حاالت العقم بطرق متنوعة ،ومنها ماي�أتي: -1الإخ�صاب خارج الج�سم (�أطفال الأنابيب). -2حقن ال�سائل المنوي داخل الرحم. ابحث م�ستعينا بم�صادر التعلم عن طرق �أخرى لمعالجة العقم.
�أحياء ()2
169
التكاثر في الإن�سان
ال�س�ؤال الأول :ما وظيفة كل من: الخ�ص���يتان -غدت���ا كوب���ر -البرب���خ -المبي�ض���ان -الج�س���م الأ�ص���فر -ال�س���ائل الرهل���ي البرو�ستاغالندينات؟ ال�س�ؤال الثاني :علل لما ي�أتي: � -1إ�صابة عمال الأفران بعقم م�ؤقت -2تفرز غدة البرو�ستاتا �سائل قلوي الت�أثير. -3يحاط جنين الإن�سان بال�سائل االمنيوني. ال�س�ؤال الثالث :ماذا ينتج عن النق�ص المفاجئ من اال�ستروجينات والبروج�ستيرون وخا�صة الأخير منها عند نهاية الدورة المبي�ضية ال�شهرية؟ ال�س����ؤال الراب���ع :ت�ش���عر الم���ر�أة في �س���ن الي�أ�س ب�ض���يق التنف�س وتع���ب وقلق وتناق�ض في ق���وة العظام وتكل�س���ها وق���د تبلغ ه���ذه الأعرا�ض درجات عالي���ة في حوالي ٪ 15من الن�س���اء وتحتاج في هذه الحالة �إلى عالج كيف يتم ذلك؟ ال�س����ؤال الخام�س :تتبع التغيرات التي تحدث في الحيوان المنوي ،والبوي�ض���ة منذ لحظة التقائهما حتى تكوين البوي�ضة المخ�صبة. ال�س�ؤال ال�ساد�س :عرف ك ً ال من: التكاثر – البلوغ – الإخ�صاب – الحمل. ال�س�ؤال ال�سابع� :أزيل �أحد المبي�ضين بالإ�ضافة �إلى بوق الجهة الثانية من امر�أة هل تتوقع �أن تنجب �أطفا ًال ف�سر ذلك.
170
�أحياء ()2
9
Reproduction in Flower Plants
التكاثر في النباتات الزهريـة -الثمار والبذور
يتوقع منك في نهاية الف�صل �أن : -1تُقارن بين التلقيح الذاتي والتلقيح الخلطي في النباتات الزهرية . -2تَ�شْ ��رح تركي��ب وتكوي��ن كل م��ن حب��ة اللقاح والبوي�ضة . -3تّتب��ع خط��وات عملي��ة الإخ�صاب ف��ي النباتات الزهرية . ت�صنف الثمار تبع ًا ال�س�س علمية . ّ -4 -5تَ�ستنتج و�سائل انتثار البذور والثمار . ُ -6ت َعد ِّد العوامل الم�ؤثرة في �إنبات البذور . -7ت�شرح تركيب البذور .
التكاثر في النباتات الزهرية
النباتات الزهرية هي� :أرقى النباتات الموجودة حاليا ًوتتميز بتكوينها لأزهار وا�ضحة وهي �أكثر النباتات انت�ش ��ار ًا ف ��ي وقتنا الحا�ض ��ر .وبع�ض هذه النباتات ع�شب ��ي ،وبع�ضها �شجيري �أو �شج ��ري ،ومنها ما هو دائم الخ�ض ��رة ،ومنها ما هو مت�ساقط الأوراق .وتعرف النبات ��ات الزهرية بالنباتات كا�سيات البذور وذلك لتكون بذورها داخل تركيبات خا�صة مقفلة تُعرف بالثمار التكاثر في النباتات الزهرية :Reproduction in Flower Plants تعتب ��ر الزه ��رة من الوجه ��ة الت�شريحية فرع ًا ق�صي ��ر ًا متحور ًا ،تح ��ورت �أوراقه للقي ��ام بوظيفة التكاثر الجن�سي .الحظ ال�شكل ( )1-9وتعرف على �أجزاء الزهرة. طلع (�سداة)
متك خيط مي�سم
بتله من التويج
قلم مبي�ض
�سبله من الك�أ�س تخت �شكل ( )1 -9تركيب الزهرة.
172
�أحياء ()2
متاع (كربلة)
Reproduction in Flower Plant
التلقيح :pollination التلقي ��ح هو انتق ��ال حبوب اللقاح من المتك �إلى الميا�سم .والتلقيح قد يك ��ون ذاتي ًا Self poilination
وقد يكون خلطي ًا .Cross pliination �أنواع التلقيح
�أوال :التلقيح الذاتي :Self pollination انتقال حبوب اللقاح من متك زهرة �إلى مي�سم نف�س الزه ��رة �أو زه ��رة �أخرى على نف� ��س النبات كما في العنب.
ثانيا :التلقيح الخلطى :Cross pollination انتق ��ال حبوب اللق ��اح من متك زه ��رة �إلى مي�سم زه ��رة �أخرى عل ��ى نبات �آخر من نف� ��س ال�صنف، �أو الن ��وع �أو من نوع �آخ ��ر مقارب �أو من جن�س �آخر متوافق معه كما في النخيل.
�أ�سباب حدوث التلقيح الخلطى ما يلي:
- 1الأزه ��ار وحي ��دة الجن�س والنبات ثنائ ��ي الم�سك ��ن ( �أي �أن الأزهار المذكرة تحمل عل ��ى نبات والأزهار الم�ؤنثة تحمل على نبات �آخر كما في النخيل ) . - 2يكون م�ستوى المي�سم �أعلى من م�ستوى المتك. - 3اختالف مواعيد ن�ضج الميا�سم والمتك. - 4وجود خا�صية للعقم الذاتي بالأزهار � ّأي عدم �إمكان �إخ�صاب حبوب لقاح زهرة لبوي�ضات نف�س الزهرة، و يح�سن زراعة �أ�صناف مختلفة من هذه المحا�صيل بجانب بع�ضها للح�صول على مح�صول وفير.
و�سائل حدوث التلقيح الخلطي:
-1الح�ش���رات :الأزه ��ار الت ��ي تلقح بالح�ش ��رات لها مميزات خا�ص ��ة تجذب �إليها الح�ش ��رات الملقحة حيث تتل ��ون الأزه ��ار ب�أل ��وان جذابة للح�ش ��رات وكذلك تف ��رز رحيق ًا ذو رائح ��ة مميزة عطرية ع ��ادة لجذب الح�شرات،وعندما تزور الح�شرات الأزهار للتغذية على حبوب اللقاح �أو الرحيق �أو كليهما يحك ج�سمها بحبوب اللقاح فيبقى بها وعند انتقالها �إلى زهرة �أخرى تنقل معها حبوب اللقاح ليتم التلقيح الخلطي. -2الرياح :تتميز الأزهار التي تلقح بالرياح ب�أنها �صغيرة الحجم ال رائحة لها وميا�سيمها كبيرة وري�شية كما �أحياء ()2
173
التكاثر في النباتات الزهرية
تتمي ��ز حبوب اللقاح في النباتات التي تلق ��ح بالرياح ب�أنها خفيفة وكثيرة.ومن خالل ما �سبق ف�أن الرياح تقوم بنقل حبوب اللقاح �إلى النباتات ليتم التلقيح الخلطي. -3الم ـ ـ ـ ـ ـ ــاء :يحدث في النباتات المائية المغمورة بحيث تكون حبوب اللقاح خفيفة الوزن وكثافتها م�ساوية للماء وتكون على �شكل �سل�سلة تنتقل ب�سهولة �إلى الميا�سم التي تكون كبيرة ومتفرعة. -4الإن�س���ان :يتول ��ى الإن�س ��ان نق ��ل حب ��وب اللقاح �إل ��ى الميا�سم لهدف ح ��دوث التلقيح مما يزي ��د من وفرة المح�صول كما يحدث في النخيل. -5الحيوان���ات :الطي ��ور والخفافي� ��ش والرخوي ��ات والثديي ��ات تقوم في ح ��االت خا�صة بتلقي ��ح �أزهار بع�ض النباتات.
مقارنه بين حبة اللقاح والبوي�ضة:
ادر�س جدول وتعرف على تركيب و�أ�شكال ك ًال من حبوب اللقاح والبوي�ضات.
�أوجه المقارنه
التركيب الأ�شكال 174
حبة اللقاح Polin Grain
البوي�ضة Ovule
تترك ��ب م ��ن الكي�س الجنين ��ي في المرك ��ز و يحيط به ن�سيج ي�سمى النيو�سيلة و ُيغطى هذا الن�سيج من الخارج بغالفي ��ن بوي�ضيي ��ن �أحدهما خارج ��ي والآخر داخلي. وينف ��ذ خاللهم ��ا ثق ��ب ي�صل م ��ا بين �سط ��ح البوي�ضة الخارج ��ي و�سط ��ح النيو�سيل ��ة ويعرف بالنقي ��ر وعند قاع ��دة البوي�ضة -حيث يتح ��د الغالفان مع النيو�سيلة توجد ال ��كالزا وتت�صل البوي�ض ��ة بالم�شيمة بو�ساطةالحبل ال�سري �شكل ()2- 9
تتركب حبة اللقاح النا�ضجة من جدارين �أحدهما خارجي �سميك ،واالخر داخلي رقيق .ويوجد بالج ��دار الخارجي عدد م ��ن الأج ��زاء الرقيق ��ة تع ��رف بثقوب الإنبات .يحيط الجدار الداخلي الرقيق بال�سيتوب�ل�ازم والنواتي ��ن �إحداهم ��ا ت�سمى النواة الذكري ��ة والأخرى ت�سمى الخلي ��ة الأنبوبي ��ة ( الخ�ضرية ) �شكل ( )2 - 9 غالب ًا كروية ال�شكل وفي بع�ض الأحيان م�ستقيمة ،منعك�سة ،ن�صف منعك�سة ،كلوية منحنية. تك ��ون بي�ضي ��ة �أو م�ضلع ��ة ،وبع�ضه ��ا ذات �سط ��وح خارجي ��ة مزرك�شة تتميز ب�أ�شكال مختلفة.
�أحياء ()2
Reproduction in Flower Plant
تكوين حبة اللقاح:
تتكون حبوب اللقاح داخل المتك الذي يتكون من �أربع حجرات في كل منها كي�س لقاح ،ويحتوي كل كي�س على عدد كبير من خاليا �أم الأبواغ ال�صغيرة َت َت َّبعي �شكل ( )2-9مراحل تكوين حبة اللقاح كما ي�أتي: - 1تنق�س ��م خلية ام اللقاح الموجودة في المتك انق�سام� � ًا اختزالي ًا حيث ينتج عنها اربع حبوب لقاح تحتوي على ن�صف عدد الكرومو�سومات الموجودة في خلية ام اللقاح. - 2وقبي ��ل انفج ��ار المتك وانت�شار حبوب اللقاح ،تنق�سم النواة في حب ��ة اللقاح انق�سام ًا غير مبا�شر فتتكون نوات ��ان� :إحداهم ��ا �صغي ��رة ت�سمى الن ��واة التنا�سلي ��ة الذكري ��ة والأخرى كبي ��رة ت�سمى الن ��واة الأنبوبية (الخ�ضرية) ويكتمل تكوين حبة اللقاح.
تكوين البوي�ضة: تتك ��ون البوي�ض ��ة من ن�سيج خا�ص في ج ��دار المبي�ض يع ��رف بالم�شيمة وتتركب البوي�ضة م ��ن كي�س جنيني وفتحة النقير وغالف البوي�ضة والنيو�سيلة والم�شيمة .تتكون البوي�ضة داخل الكي�س الجنيني� .شكل (.)2-9
مراحل تكوين البوي�ضة:
- 1تنق�س ��م �إح ��دى خاليا ن�سيج النيو�سيلة التي تعرف خلية ام الكي�س الجنيني �إنق�سام ًا �إختزالي ًا فتنتج �أربع خاليا بكل منهما ن�صف عدد الكرومو�سومات الموجودة بخلية ام الكي�س الجنيني . - 2تتحلل ثالث منها وتبقى الخلية البعيدة عن النقير. - 3تتغذى هذه الخلية على الثالث خاليا المتحللة وعلى ن�سيج النيو�سيلة،وتكبر في الحجم وتعرف بالخلية البوغية الكبيرة وتنق�سم انق�سام ًا غير مبا�شر �إلى نواتين وتتجه كل نواة �إلى قطب. - 4تنق�س ��م كل ن ��واة �إنق�سام� � ًا غير مبا�شر مرتين .فتتكون �أربع نويات عن ��د كل طرف ،وبذلك ي�صبح داخل الكي�س الجنيني ثمان �أنوية. - 5تتحرك نواة كل مجموعة �إلى مركز الكي�س الجنيني وت�سمى النواتان القطبيتان .وتبقى ثالثة خاليا عند كل ط ��رف تحاط كل من الثالث نوايات الموجودة ناحية النقير بجزء من ال�سيتوبالزم والو�سطية منهما �أكب ��ر حجما وتوجد للداخل قلي ًال تع ��رف بالبي�ضةوالخليتان الأخرتان تال�صق ��ان جدار الكي�س الجنيني وتعرف ��ان بالخليتين الم�ساعدتين .وتحاط الثالث نوايات البعيدة عن النقير ب�سيتوبالزم وت�صبح خاليا تعرف ال�سمتية.
�أحياء ()2
175
التكاثر في النباتات الزهرية خلية بوغية كبيرة �أم انق�سام اختزالي
حبوب اللقاح
خلية بوغية كبيرة
انق�سام غير مبا�شر
كي�س اللقاح
النيو�سيلة
الكي�س الجنيني خلية �أم الأبواغ ال�صغيرة
انق�سام غير مبا�شر �أربعة �أنوية في الكي�س الجنيني (اثنين عند كل قطب
انق�سام اختزالي �أربعة �أبواغ
انق�سام غير مبا�شر
بوغ ذكري
ثماني �أنويةفيالكي�س الجنيني (�أربعة عند كل قطب
انق�سام غير مبا�شر حبة اللقاح
البوي�ضة
(�أ)
خلية �أنبوبية (خ�ضرية)
الكي�س الجنيني
نواتان قطبيتان
الخليتان الم�ساعدتان
الكالزا
خلية البي�ضة
الحبل ال�سري
خلية مولدة ثقب �إنبات
�سيتوبالزم
جدار داخلي رقيق
جدار خارجي �سميك
النقير �أغلفة البوي�ضة
(ب) �شكل (� :)2-9أ -مراحل تكوين حبة اللقاح والبوي�ضة.
176
الخاليا ال�سمتية
�أحياء ()2
(ج) ب -تركيب حبة اللقاح.
ج -تركيب البوي�ضة.
الم�شيمة
Reproduction in Flower Plant
ن�شاط عملي
درا�سة حبوب اللقاح. الأدوات والمواد:
�أزه ��ار نبات ��ات مثل:زهرة الب ��ازالء �أو الزنبق� ،أو �أية زهرة �أخ ��رى تحتوي على �أع�ضاء التذكير – عد�سة مكبرة – �أو مجهر – �شريحة زجاجية.
طريقة العمل:
-1خ ��ذ �إحدى الأ�سدية وه� � ّز المتك فيها على �شريحة زجاجية ،والحظ الم�سحوق الأ�صفر على ال�شريحة الزجاجية. -2افح� ��ص ه ��ذا الم�سحوق بالعد�سة المكب ��ره �أو بوا�سطة المجهر والح ��ظ حبوب اللقاح. �صف �شكلها وتركيبها.
الإخ�صاب :Fertilization الإخ�ص���اب :ه ��و اندماج الن ��واة التنا�سلية الذكري ��ة في حبة اللقاح مع النواة الأنثوية في البوي�ضة. � ّإن عملي ��ة الإخ�صاب في النبات ��ات الزهرية تمر في خطوات يمكن تلخي�صها على النحو التالي: تتم عملية الإخ�صاب في الخطوات الآتية: -1عندم ��ا تق ��ع حبة اللقاح عل ��ى المي�سم تق ��وم بامت�صا�ص المحل ��ول ال�سكري المف ��رز من المي�سم وتب ��د�أ باالنتفاخ وتتم ��دد محتوياتها وتخ ��رج منها �أنبوب ��ة اللقاح من �أحد ثق ��وب الإنبات وتتجه النواة الخ�ضري ��ة �إلى طرف �أنبوبة اللق ��اح وتليها الن ��واة التنا�سلية حيث تنق�س ��م �إلى نواتين تنا�سليتين ذكريتين. -2تخترق �أنبوبة اللقاح في �أثناء نموها �أن�سجة المي�سم والقلم والمبي�ض وذل ��ك ب�إفراز �أنزيمات تق ��وم بتحليل الخاليا الأن�سجة حتى ت�صل �إلى البوي�ضة من فتحة النقير.
حبة اللقاح
المي�سم
�أنبوبة حبة اللقاح
القلم
المبي�ض
الكي�س الجنيني
نواتان قطبيتان
الخليتان الذكريتان
خلية البي�ضة
�شكل ( ) 3 - 9الإخ�صاب.
�أحياء ()2
177
التكاثر في النباتات الزهرية
-3عندم ��ا تدخ ��ل �أنبوبة اللقاح الكي�س الجنيني تزول النواة الخ�ضرية ويتم ��زق طرف �أنبوبة اللقاح وتنطلق منها النواتان الذكريتان بحيث يحدث �إخ�صاب م�ضاعف وذلك باتحاد �إحدى النواتين الذكريتين بالنواة الأنثوية في نواة البي�ضة فيتكون الزيجوت �أو البوي�ضة المخ�صبة التي تنمو مكونة جنين البذرة فيما بعد و�أما النواة الذكرية الثانية فتتحد مع النواتين القطبيتين وتنتج عن ذلك نواة الأندو�سبيرم الثالثية التي تكون الأندو�سبيرم في البذرة فيما بعد.
الثِّما ُر والبذُ و ُر :Fruits and seeds
ي�صحب عملية الإخ�صاب َو َتك�شُّ ف الجنين تغيرات في جدار المبي�ض ت�ؤدي �إلى تكون الثمرة ،وقد تتعدى التغيرات جدار المبي�ض ومن ذلك ت�ضخم التخت كما في ثمرة التفاح� ،أو ت�ضخم الغالف الزهري في التوت، �أو محور النورة كما في التين .وفي حاالت نادرة قد تتكون الثمرة دون �إخ�صاب وال تحتوي الثمار عندئذ على البذور كما في بع�ض �أ�صناف الحم�ضيات،والعنب ،والموز وهذا ما ي�سمى بالإثمار البكري .Parthenocarpy �أم ��ا ال�سبالت ،والبتالت والأ�سدي ��ة ف�إنها ت�أخذ في الذبول وت�سقط عادة� .إال �أن ��ه قد ي�ستديم الك�أ�س كما في الف�صيلة الباذنجانية �أو البتالت كما في القرع� ،أو الأ�سدية كما في الرمان. و الثمرة :The Fruitهي نتاج نمو جدار المبي�ض و�أحيان ًا �أجزاء زهرية �أخرى كذلك وهي تحوي بداخلها البذور. وظائف الثمار: ) 1تحافظ على البذور وتمدها بالغذاء حتى يتم نموها. ) 2ت�ساعد على انتثار البذور. ) 3تم ّيز بين الأنواع والأجنا�س والف�صائل لأن الثمرة ع�ضو ثابت. والبذرة :The seedهي نتاج نمو البوي�ضة ولها مخزون غذائي و�أغلفة واقية.
تركيب البذرة :Seed structure – 1الجنين :Embryo
الجذَ ْي ��ر Radicleوالري�ش ��ة Plumuleوالفلقات ال ��ذي ين�ش� ��أ م ��ن الالقح ��ة ويتك ��ون الجني ��ن م ��نُ : Cotyledonsويختل ��ف ع ��دد الفلقات في النباتات الكا�سيات البذور فهي واح ��دة في ذوات الفلقةالواحدة Monocotyledonsمث ��ل :ال ��ذرة ،والقم ��ح واثنت ��ان ف ��ي ذوات الفلقتي ��ن Dicotyledonsمثل:الف ��ول والفا�صوليا� .أما في عاريات البذور فالعدد غير محدود.
178
�أحياء ()2
Reproduction in Flower Plant
–2الإندو�سبيرم:
وين�ش� ��أ م ��ن ن ��واة الإندو�سبيــــــــــــــــــ ��رم Endospermالثالثيــــــــــــــــــــ ��ة وق ��د يبق ��ى الإندو�سبي ��رم خ ��ارج الجني ��ن وعندئذ ت�سمى الب ��ذور �إندر�سبيرمي ��ة Endospermic �أوي�ستنفد �أثناء تكوين الجنين ويختزن داخل الفلق ��ات وتو�ص ��ف الب ��ذرة عنده ��ا ب�أنها غير �إندو�سبيرمي ��ة � Exendospermicشـ ��كل (. )4-9
– 3الق�صرة :Testa
�سويقة تحت فلقية
البرعم االبتدائي ري�شة
حفير
اندو�سبير الغالف
فلقة
تجعد الري�شة ري�شة حفير تجعد الجزير فلقتان
�شكل ( ) 4 - 9تركيب بذرة الفا�صوليا و حبة الذرة.
وتن�ش� ��أ من غ�ل�اف �أو غالفي البوي�ضة .وي�سمى م ��كان ات�صال البذرة بالحبل ال�س ��ري بال�سرة .Hilum ويدخ ��ل الم ��اء �إلى البذرة �أثن ��اء الإنبات عن طريق ال�س ��رة كما توجد فتحة النقير قريب ��ة من ال�سرة ويمكن مالحظتها بعد نقع البذرة في الماء و�ضغطها فتخرج من هذه الفتحة فقاقيع الهواء. ن�شاط عملي
درا�سة تركيب البذرة: الأدوات والمواد:
وعاء -ماء -بذورفا�صوليا -فول -خروع -ذرة.
طريقة العمل:
-1انقع عدد ًا من بذور الفا�صوليا والفول والخروع والذرة في الماء. -2الحظ الق�صرة في بذورالفول والفا�صوليا والخروع وعليها ال�سرة وفتحة النقير. -3انزع الق�صرة والحظ الجنين بالداخل فهو يتركب من الفلقتين اللتين تح�صران بينهما الجذيرالمدبب الطرف ،والري�شة ذات الطرف العري�ض. -4ادر�س حبة الذرة والحظ �أن الغالف الثمري مندمج مع غالف البذرة. -5ان ��زع الغالف والحظ جنين الب ��ذرة داخله� .إذ يتكون الجنين م ��ن فلقة واحدة وجذير وري�شة واندو�سبيرم لخزن الغذاء.
�أحياء ()2
179
التكاثر في النباتات الزهرية
وظائف البذور:
– 1انت�شار النوع في �أماكن جديدة. – 2المحافظة على النوع �أثناء الأوقات التي تكون فيها الظروف المناخية غير مالئمة.
العوامل الم�ؤثرة في �إنبات البذور: تت�أثر عملية �إنبات البذور بعوامل عدة من �أهمها:
-1حيوية البذور:
ال تنب ��ت الب ��ذور �إال �إذا كانت حية .فالبذور المتعفنة� ،أو الت ��ي ثقبتها الح�شرات و�أكلت �أجنتها �أو �أتلفتها والتي احترقت �أجنتها بالت�أك�سد البطئ لطول اختزانها الت�ستطيع الإنبات .وتختلف مدة حيوية البذور ح�سب ن ��وع النباتات ،فبذور بع�ض النباتات تفقد حيويتها بع ��د �أ�سابيع من ن�ضجها ،وبع�ضها يحتفظ بحيويته لفترة طويلة قد ت�صل لأكثر من مائة عام.
–2كمون البذور:
تنمو بع�ض البذور بمجرد ن�ضجها �إذا توافرت الظروف المنا�سبة وقد يتم ذلك وهي بداخل ثمارها كما في البطيخ ،وبع�ضها الآخر يحتاج �إلى فترة طويلة ح�سب نوع النبات ،وت�سمى هذه الفترة الكمون.
–3الماء:
وي�سبب دخول الماء ن�شاط الأنزيمات التي تعمل على ه�ضم الغذاء المخزون ونقله �إلى الجنين لينمو.
-4الأك�سجين:
يزداد ن�شاط الجنين �أثناء نموه لذلك يزداد معدل تنف�سه فيحتاج �إلى المزيد من الأك�سجين. �س�ؤال للتفكير علل :تحفظ البذور في �أماكن جافة.
-5درجة الحرارة:
درجة الحرارة المثلى لإنبات البذور هي ما بين 30–25درجة مئوية ولكل نوع من البذور مجال حراري معين تنمو فيه.
180
�أحياء ()2
Reproduction in Flower Plant
–6ال�ضوء:
ال ي�ؤثر ال�ضوء عادة على �إنبات البذور ،ولكن �أحيان ًا قد ي�سبب ال�ضوء عدم �إنبات البذور والعك�س �صحيح. �إذ نجد �أن بع�ض البذور ال تنبت في الظالم بل لها �ضوء لإنباتها .كما ُوجِ د �أن بع�ض �أنواع البذور تحتاج �إلى وجود نهار طويل لكي تنبت والعك�س �صحيح في قليل من النباتات. ن�شاط عملي
درا�سة مراحل �إنبات بذرة الفا�صوليا: الأدوات والمواد:
وعاء -ماء -بذورفا�صوليا -تراب �أو قطن.
طريقة العمل: -1انقع عدد ًا من بذور الفا�صوليا في الماء مدة �24ساعة. -2ازرع هذه البذور في وعاء يحتوي على التراب �أو القطن. � -3أ�ضف الماء �إلى هذه البذور يومي َّا. -4الحظ نمو هذه البذور كل يوم و�سجل المعلومات في دفتر مالحظا ِت ِك. • ماذا يحدث لق�صرة البذور؟ • ما الجزء الذي ينمو �أو ًال في بذرة الفا�صوليا؟ • كيف تحمي الري�شة نف�سها �أثناء نموها ،واختراقها لحبيبات التربة؟ • ماذا يحدث للفلقتين بعد تك ّون الأوراق الأولية الخ�ضراء؟
�أحياء ()2
181
التكاثر في النباتات الزهرية
ال�س�ؤال الأول :عرف ك ً ال ِمنْ : الزهرة – التلقيح الخلطي – الإخ�صاب – الثمرة – البذرة – ال َن ْو َرة – العقم الذاتي ال�س�ؤال الثاني :علل لما ي�أتي: - 1تُعرف النباتات الزهرية بالنباتات كا�سيات البذور. - 2بع�ض �أ�صناف الحم�ضيات والعنب والموز عديمة البذور. - 3تحتفظ البذور ب�سالمتها وقدرتها على الإنبات رغم مرورها بالقناة اله�ضمية للحيوان � - 4إنبات البذور على قطن مبلل يكون �أف�ضل من �إنباتها وهي مغمورة في الماء. ال�س�ؤال الثالث :ت�أمل ال�شكل المجاور ثم �أجب عما يلي: ما نوع التلقيح الذي يتم في نبات القمح؟ف�س ِر ذلك علميا ً. ّ -
مي�سم ري�شي
المبي�ض خيط متك كبير
�سداة مدالة
�شكل ( )5 - 9زهرة هوائية التلقيح (القمح).
ال�س�ؤال الرابع :قارن بين البذور االندو�سبيرمية وغير االندو�سبيرمية. ال�س����ؤال الخام����س :يمث���ل �ش���كل ( )11- 13دورة حياة نبات زهري ،ادر�س���ه جيداً ،ثم �أجب عن الأ�س���ئلة الآتية: �أ) اذكر �أ�سماء التراكيب الم�شار �إليها بالأرقام .13 12 ،11 ،8 ،7 ،6 ،5 ،4 ،2،3 ،1 ب) ما نوع االنق�سام الحا�صل من (�أ الى ب) ؟ ج ) � - 1أي من التراكيب في (د) يمثل البوي�ضة المخ�صبة؟ � -2أي من التراكيب في (د) ثالثي المجموعة الكرومو�سومية؟
182
�أحياء ()2
Reproduction in Flower Plant
- 3ما نوع الإخ�صاب الحا�صل ما بين (جـ -د)؟
�شكل ( )6- 9دورة حياة نبات زهري.
�أحياء ()2
183
10
Plant Hormone Regulation
اكت�شاف الهرمونات النباتيــة كيفية عمل الهرمونات النباتية تطبيق���ات عملي���ة عل���ى الهرمون���اتالنباتية
يتوقع منك في نهاية الف�صل �أن : 1تبي��ن دور العلم��اء ف��ي اكت�ش��اف الهرموناتالنباتية. 2تعدد �أنواع االنتحاء في النباتات.3تعدد �أنواع الهرمونات النباتية. 4تف�س��ر بع���ض الظواه��ر العلمي��ة المتعلق��ةبالتنظيم الهرموني في النباتات. 5ت�صف طريقة عمل الهرمونات النباتية. 6ت�ش��رح التطبيق��ات العملي��ة ف��ي الهرمون��اتالنباتية. 7تتام��ل ق��درة اهلل �سبحان��ه وتعال��ى ف��ي خلقة منخالل درا�ستك للتنظيم الهرموني في النباتات.
التنظيم الهرموني النباتي
تختلف النباتات عن الحيوانات في �أنها ال تحتوي على جهاز ع�صبي ،لذا فاال�ستجابات ال�سريعة لمنبهات خارجي ��ة كتلك التي تحدث ف ��ي الحيوانات غير موجودة في النباتات .وت�ستجي ��ب النباتات للم�ؤثرات البيئية الخارجي ��ة عن طريق النمو .ويحدث النمو نتيجة �إفراز هرمونات Hormonesتنظم وتن�سق تفاعل النبات م ��ع متغي ��رات البيئة .وت�صنع الهرمون ��ات في منطقة التنبيه بكمي ��ات متفاوتة .وتنتقل بع ��د ذلك لت�ؤثر على �أن�سجة ح�سا�سة تعتبر م�س�ؤولة مبا�شرة عن حركة النبات.
الهرمونات النباتية
(:)Plant Hormones) (Phytohomones
الهرمون النباتي هو مركب كيميائي طبيعي يفرز من خاليا النبات الحية عامة وخا�صة خاليا القمم النامية والبراعم وتنتقل عن طريق الحزم الوعائية لت�ؤثر في مناطق غير مكان تكونها و�إفرازها ،وتمتلك النباتات عدد ًا م ��ن الهرمون ��ات الطبيعية التي تنتمي �إلى مجامي ��ع كيميائية وف�سيولوجية مختلفة وحي ��ث �أن النباتات تفتقد �إلى وجود جه ��از ع�صبي ،ف�إن جهازه ��ا الهرموني هو ن�شاط عملي الذي يق ��وم بوظيفة المن�س ��ق والمهيمن على عمل ن�شاط االنتحاء ال�ضوئي: الخاليا النباتية ،وتوا�صلها مع بع�ضها البع�ض.
الأدوات والمواد:
�أنواع االنتحاء في النباتات: 1االنتحاء ال�ضوئي:وفي ��ه تتج ��ه �أوراق النبات ��ات النامي ��ة ف ��ي الحقول نح ��و ال�ضوء ،وتتوزع ه ��ذه الأوراق على النب ��ات بحي ��ث ال يغط ��ي بع�ضه ��ا الآخ ��ر ،كم ��ا ت�ستجي ��ب �سيق ��ان النباتات لل�ض ��وء وتتجه نحو ال�ضوء با�ستمرار . 2االنتحاء الأر�ضي:وفي ��ه يتجه الجذر في نم ��وه �إلى �أ�سفل ،نحو باط ��ن الأر�ض ،مت�أث ��را بالجاذبية الأر�ضية ،اما ال�س ��اق فيتجه في نموه �إلى �أعلى بعيد ًا عن ت�أثير الجاذبية الأر�ضية.
186
�أحياء ()2
بادرة نبات – قر�ص فلين – ك�أ�س ماء – �صندوق مغلق مظلم.
طريقة العمل:
1ثب ��ت ب ��ادرة نب ��ات م�ستقيم ��ة الجذروال�ساق على قر�ص فلين. � 2ضع قر�ص الفلين والبادرة على �سطح الماء.� 3ض ��ع الك�أ� ��س ومابه ��ا داخ ��ل �صندوقمغلق مظلم ،به فتحة �صغيرة في �أحد جوانب ��ه ،ينف ��ذ منها ال�ض ��وء ،واتركه ب�ضعة �أيام. 4ت�شاه ��د بع ��د عدة �أي ��ام انتحاء طرفال�س ��اق نحو الفتحة الت ��ي يدخل منها ال�ضوء ،بينما ينتحي الجذر بعيد ًا عن ال�ضوء .علل ما �شاهدته .
Plant Hormone Regulation
3االنتحاء الرطوبي:وفي ��ه تتجه الجذور ف ��ي نموها نحو الرطوب ��ة ،ويمك ��ن مالحظ ��ة ذل ��ك في النبات ��ات التي تعي�ش قريب ��ا من الأنهار والبرك ،حيث تتجه جذور هذه النباتات نحو الماء.
ن�شاط عملي ازرع ع ��دد ًا م ��ن ب ��ذور الفول ف ��ي قطن رطب ب�ضعة �أيام حتى يظهر الجذير والري�شة .ثم �ضعها ف ��ي وعاء زجاجي يحتوي على ن�شارة خ�شب مبللة، بحيث يكون الجذير والري�شة في و�ضع �أفقي ،اترك الب ��ذور ع ��دة �أيام ،ثم الح ��ظ اتجاه نم ��و الجذور وال�سيقان.
اكت�شاف الهرمونات النباتية:
ن�شاط عملي خذ وعاء كبير ًا ،و�ضع في منت�صفه وعاء فخاري ًا �صغير ًا ممل ��وء ًا بالماء ،بحيث ت�سمح م�سامه للماء ب ��ان ير�ش ��ح �إلى الخ ��ارج� .ضع في الوع ��اء الكبير تراب� � ًا رطب ًا ،وازرع فيه عدد ًا من البذور ،بعد عدة �أيام ارفع الوع ��اء الفخاري برفق مع التراب الذي حوله .ثم الحظ �أين تتجه الجذور �أثناء نموها.
�ساه ��م العدي ��د م ��ن العلم ��اء ف ��ي اكت�شاف الهرمونات النباتية� ،إذ الحظ دارون � Darwinأن ��ه �إذا عر�ض ��ت قمة غمد ري�شة ب ��ادرة ال�شوفان �إلى م�صدر �ضوئي من جانب واحد ف�إن الغمد ينحني في اتجاه ال�ض ��وء ،وكما نعلم اليوم ف�إن هذه اال�ستجابة يطلق عليها االنتحاء ال�ضوئي Phototropismوالمنبه ال�ضوئ ��ي ينتج من ن�ش ��اط هرموني. وق ��د الحظ دارون �أن تغطية �أو �إزالة القمم النامية ي�سبب عدم ا�ستجابة قمة الغمد لالنحناء �شكل (،)1-10 وق ��د �أدت تلك النتائج �إل ��ى �أن يعلن دارون �أن قم ��ة غمد الري�شة ت�شترك في اال�ستجابة لالنتحاء ال�ضوئي.
بد�أ االهتمام بالهرمونات عام 1870م عندما قام �شارلز دارون بالتح ��ري عن �أ�سباب انحن ��اء القمة النامية في باذرات ال�شوفان نحو ال�ضوء .وبم�ساعدة ابنة فران�سي�س تو�صل داروين لمعرف ��ة �أن النبات في الظالم ي�ستطيل عمودي ًا �إلى �أن يجد ب�صي�ص ًا من ال�ضوء ،في�أخذ بالنمو ب�سرع ��ة في اتجاهه ومنذ ذلك الوقت بد�أت الدرا�سات الأولية ع ��ن التنظيم الهرموني ف ��ي الحيوان .فقد قام العالم ��ان الألمانيان ميرن ��ج ومنكوفك�سي عام 1889م بدرا�س ��ة ت�أثي ��ر �إزال ��ة البنكريا�س على عملي ��ة اله�ضم في الكالب .فوج ��د �أن �إزالة البنكريا� ��س ت�سبب هزا ًال �شدي ��د ًا كاله ��زال الناتج عن الجوع ،كم ��ا ت�سبب زيادة ن�سبة �سكر الجلوكوز في البول.
�أحياء ()2
187
التنظيم الهرموني النباتي
�ضوء
القمة النامية مغطاة بغطاء �شفاف
القاعدة مغطاة بغطاء معتم
القمة النامية مغطاة بغطاء معتم
تجربة �ضابطة
القمة النامية مزالة
�شكل ( )1-10تجارب دارون في االنتحاء ال�ضوئي
وف ��ي �أوائل القرن الع�شرين قام بويزن جن�سن Boysen
Jensenب�إزال ��ة القم ��ة الطرفية لغمد الري�ش ��ة �أ�سفل القمة بب�ض ��ع ملليمت ��رات م ��ن الطرف وو�ض ��ع مكانه ��ا مكعب من الجيالتي ��ن ،ث ��م �أع ��اد و�ض ��ع القم ��ة المزال ��ة ف ��وق قطع ��ة الجيالتي ��ن وقام ب�إ�سقاط ال�ض ��وء من جانب واحد فنتج عن ذل ��ك انحناء للغمد ف ��ي اتجاه الم�صدر ال�ضوئ ��ي تمام ًا كما يح ��دث في الغمد العادي ،وق ��د �أثبت بويزن جن�سن اي�ض ًا �أن االنتح ��اء ال�ضوئي الطبيعي لغمد الري�شة يمكن منعه ب�إغماد �شريح ��ة رقيقة من الميكا Micaعر�ضي� � ًا �أ�سفل قمة الغمد
188
�أحياء ()2
�ضوء
القمة النامية منف�صلة بقطعة مايكا
القمة النامية منف�صلة بقطعة هالم
�شكل ( )2-10تجربة العالم جن�سن
ال�ضوء
Plant Hormone Regulation
بب�ضع ملليمت ��رات فقط لن�صف الم�سافة�أي في الجانب المظلم ظالم لب ��ادرات النجيلي ��ات الم�ض ��اءة م ��ن جان ��ب واحد� .أم ��ا �إغماد قطعة الميكا جزئي ًا ف ��ي الجانب الم�ضاء لغمد الباردات اليمنع االنتحاء وبالتالي قدم الدليل على �أن المحفز لالنتحاء يمر �إلى انحناء الغمد في االتجاه المقاب ��ل لو�ض ��ع القم ��ة �أ�سفل في الجانب المظلم لغمد الري�شة �شكل ( .)2-10 الطرفية المقطوعة عند وف ��ي ع ��ام 1918م �أزال بائ ��ل Paalقم ��ة غمدالري�ش ��ة ثم و�ضع القمة جانبي ًا وغير مركزية و�ضع القم ��ة بطريقة جانبية غير مركزية ،وقد اكت�شف �أن غمد الري�ش ��ة ينحني بعيد ًا عن الجانب الذي يحمل �أعاله القمة غير المركزي ��ة الو�ضع حتى في الظالم .وق ��د �أو�ضحت تجارب بائل بق ��وة �أن المادة المنبعثة من القمة ه ��ي الم�سئولة عن االنحناء �شكل( )3-10تجربة العالم بائل �شكل (.)3-10 قام العالم الألمان ��ي وينت ،Wentبو�ضع قمم الأغم ��اد المقطوع ��ة حديث� � ًا عل ��ى بل ��وكات �صغيرة القمة النامية مثبتة على قطعة �آجار م ��ن الآج ��ار لفترة زمني ��ة مح�سوبة ،ث ��م و�ضع هذه البلوكات بعد ذلك جانبي ًا على �أغماد منزوعة القمة قطع ��ة الآج ��ار م ��ع الأوك�سين لمدة �ساعت ��ان في الظالم؛ ف�أظهرت �أغماد الري�شة تنبه النمو انحناءات م�شابهه لتل ��ك االنحناءات للأغماد ذات القمم المو�ضوعة جانبي ًا وعلى ذلك �أمكنه التو�صل تجربة �ضابطة يح�صل انحناء �إلى طريقة لتقديركمية ن�شاط المادة في قمم �أغماد الري�ش ��ة -وبمعنى �آخر فقد �أوج ��د طريقة التقدير الحيوي للأوك�سين .A bioassay for auxinفقد وجد وينت �أن درجة االنحناء للغمد تتنا�سب طردي ًا ف ��ي حدود معينة مع كمية المادة الفعالة في بلوكات الآجار �شكل (.)4-10 �شكل( )4-10تجربة العالم وينت
الميكا من المعادن الطبيعية وتوجد على �شكل رقائق ن�صف �شفافة وهي ت�ستخدم �أ�سا�س ًا كمادة عازلة وهي �صلبة غير منفذة.
�أحياء ()2
189
التنظيم الهرموني النباتي
كيفية عمل الهرمونات النباتية: تتحكم الهرمونات النباتية في نمو النبات� ،إذ ت�ؤثر في انق�سام الخاليا وا�ستطالتها وتمايزها ،ويعتمد ت�أثيرها الهرمون على مكان عمله ،ومرحلة نمو النبات ،والتركيز الن�سبي للهرمون ،ووجود هرمونات �أخرى. ولتو�ضيح ذلك ،الحظ تاثير االوك�سينات (الهرمونات)على االنتحاء ال�ضوئي: �أن الأوك�سين ��ات تُ�صنع في القمم النامية وتكون موزعه بالت�ساوي عندما تكون الإ�ضاءة حول النبات مت�ساوية م ��ن جميع الجهات� .إال انه عن ��د تعري�ض جانب واحد من النبات لل�ضوء ،ف�إنه ينت ��ج توزيع غير مت�ساو لهرمونات النمو� ،إذ تنتقل هذه الهرمونات بعيدا عن ال�ضوء مما ينتج نموا غير مت�ساو تحت القمة النامية� ،أي �أن هناك نموا اكبر في المنطقة البعيدة عن ال�ضوء منه في المنطقة المقابلة لل�ضوء ،وهذا ي�سبب انحناء القمة نحو ال�ضوء.
�آلية عمل الأوك�سين:
ي�شج ��ع الأوك�سين عملية االنق�سام غير مبا�شر ،كما انه ي�ستحث ا�ستطالة الخاليا الواقعة تحت القمة النامية الت ��ي بد�أت بالتميز.حيث �أن الأوك�سين ينفر من ال�ضوء ال�ض ��روري ل�صنعه ،فيتجه الأوك�سين �إلى الجانب المظل (�أي البعي ��د ع ��ن ال�ضوء) وبذلك ي�صبح تركيز الأوك�سي ��ن على الجانب البعيد من ال�ض ��وء �أكثر من تركيزه على الجان ��ب القريب م ��ن ال�ضوء .وبذلك تبد�أ االنق�سام ��ات غير المبا�شرة واال�ستطاالت ف ��ي الخاليا على غير ذلك الجان ��ب�.أي �أن هناك نموا غير متوازن على جانبي النبت ��ة .ونتيجة ال�ستطالة جانب دون الآخر ،ف�إن النبتة تتجه نحو ال�ضوء.وهذا ما يدعى االنتحاء ال�ضوئي. �س�ؤال للتفكير لماذا تبقى النباتات متجهة ر�أ�سيا عند تعري�ضها لل�ضوء من جميع الجهات؟.
�أنواع الهرمونات النباتية: ت�صنف الهرمونات النباتية �إلى خم�س مجموعات هي:
1-الأوك�سينات :Auxins
الأوك�سين ��ات ه ��ي مجموعة من الهرمونات النباتية ت�صنع في القمم النامي ��ة وفي البذور وفي الأوراق حديثة النم ��و ومنها حام� ��ض الأندوليك( Indoleacetic acid (IAAحيث يعمل عل ��ى تنظيم ا�ستطالة الخاليا �أثناء النم ��و وتمايز الأن�سجة الوعائية �إلى �أنواعه ��ا المختلفة ،وتنظيم انق�سام خاليا الكامبيوم ،كما وتعمل على تكوين الجذور الثانوية والعر�ضية وتنظيم نمو البراعم الجانبية .ويعتبر الأوك�سين م�س�ؤوال ًعن عمليتي االنتحاء ال�ضوئي والت�أود الأر�ضي.
190
�أحياء ()2
Plant Hormone Regulation
2-الجبرلينات :Gebrlins
مجموع ��ة هرمون ��ات يزي ��د عددها على 70ن ��وع .وت�صنع في الجذور وف ��ي الأوراق حديث ��ة النمو وفي جنين البذرة وفي القمم النامية .وي�شبه عمله عمل الأوك�سين ،حيث يعمل على تنظيم نمو النباتات وا�ستطالتها� ،إنبات الب ��ذور و�إنه ��اء فترة ال�سكون في براعم الأ�شجار ،تنظيم الأزهار في النباتات� ،إنتاج ثمار بال بذور وتنظيم حجم الثمار.
3-االثيلين :Ethylene
يعم ��ل عل ��ى تنظيم ن�ض ��وج الثمرة وي�سهل عملية ف�صلها ع ��ن النبتة وله دور في �شيخوخ ��ة الأوراق وت�ساقطها ويعتبر هرمون االثيلين ذو تركيب غازي ،حيث يتم ت�صنيعه مخبريا ً�إذ ي�ستخدم في �إن�ضاج الثمار بعد قطفها.
4-ال�سايتوكاينين :Cytokinine
�سمي بهذا اال�سم لأنه يعمل على تحفيز انق�سام ال�سيتوبالزم في الخاليا الخ�ضرية وينتج في الجذور وينتقل خالل الخ�شب لأجزاء النبات .وي�ستخدم في التجذير و�إنتاج العقل والإنبات في البذور ،كما �إنه ي�ستعمل في �إنتاج ثم ��ار ب�ل�ا �إخ�صاب وبال بذور .وقد �أدخ ��ل ا�ستعمال هذا الهرمون ف ��ي تكنولوجيا زراعة الأن�سج ��ة النباتية حيث ت�ؤخ ��ذ الكتل ��ة الن�سيجية وهي عبارة عن قطعة ن�سيجية م ��ن الأن�سجة النامية للنبات وتو�ض ��ع في بيئة غذائية مع تركي ��ز عالي من هرمونات الأوك�سين وال�سايتوكايني ��ن وذلك لت�شجيع تكوين الجذور والأع�ضاء ،وبالتحكم بن�سبة ال�سايتوكاينين والأوك�سين ف�إنه يمكن تحفيز نمو ال�سيقان والجذور.
5-الأب�سي�سين( :Apsesin (Abscisic Acid. AA
ينت ��ج ف ��ي الأوراق الهرمة وال�سيقان وقمم الج ��ذور وينتقل بوا�سط ��ة الأن�سجة الوعائية ويعم ��ل م�ضاد ًا لعمل الجبرلين ��ات وال�سايتوكاينينات �إذ يعيق عملية النمو والإنبات وي�شجع عملية الرقود والكمون في البراعم ويتحكم في العمليات الحيوية الأخرى مثل عملية النتح ،ولذلك يعرف بالهرمون المثبط.
هرمونات �أخرى :Other Hormones
يوج ��د لدى النباتات هرمونات �أخرى مثل :هرمون الفلورجي ��ن Florigenالذي ينظم عملية الإزهار كذلك هرم ��ون التروماتين Traumatinالم�س�ؤول عن �إغالق الجروح في ج�سم النبات و�أخير ًا هرمون كلوروفينوك�سي حام�ض الخليك 2,4-D-Chloro-hynoxyacitic acidالذي ي�ستعمل كمبيد للأع�شاب ال�ضارة في الحقول.
�أحياء ()2
191
التنظيم الهرموني النباتي
تطبيقات عملية على الهرمونات النباتية: 1-تكوين الثمار :Fruit development
بع ��د �إتم ��ام عملية الإخ�صاب وتكوين الجنين تقوم �أن�سجة المبي�ض ب�إف ��راز الهرمون الذي يحدث انق�سامات وا�ستطاالت في خاليا الزهرة المحيطة بالمبي�ض مكون ًا �أن�سجة الثمرة المحيطة بالبذرة ،لذا �أ�صبح من الممكن الآن زراعي ��ا ،تن�شيط تكون الثم ��ار في الأزهار غير الملقحة بمعالجتها باالوك�سين ،وذلك عن طريق ر�ش الأزهار بالأوك�سين ،لإنتاج الثمار في بع�ض النباتات بدون الحاجة �إلى عمليات التلقيح والإخ�صاب.
� 2-سيادة القمة النامية :Apical dominance
تعم ��ل الهرمونات على �سيادة القم ��ة النامية وت�شجع نموها بالمقارنة مع الأف ��رع الجانبية ،فعند قطع القمم النامية يحدث نمو ًا للأغ�صان الجانبية؛ وذلك لإلغاء ت�أثير الهرمون على �سيادة القمة النامية ،و�إن �أحد �أهداف تقلي ��م الأ�شج ��ار هو منع نمو الغ�صن عمودي ًا �إلى م�سافات �شاهقة ،وت�شجيع نم ��و الأغ�صان جانبي ًا؛ مما يزيد من حجم الثمار ،وي�سهل عملية الزراعة.
3-الرقود �أو الكمون :Dormancy
فترة توقف �إنبات البذور �أو الدرنات ب�سبب ن�شاط هرمون الأب�سي�سين AAالذي ي�شجع الرقود في البراعم ويعي ��ق الإنب ��ات في البذور ،ولكن �إذا خزنت هذه البذور لفترة من الوقت ف� ��إن الهرمون يقل تركيزه ،ويتحول من هرم ��ون مانع �إلي هرمون من�شط للنمو .وه ��ذه الظاهرة يمكن م�شاهدتها في بذور البندورة والبطيخ� ،إذ نجد �أن هذه البذور التنمو داخل الثمار ،مع �أن هذه البذور تكون قد ن�ضجت؛ �أي �أن �أجنتها قد اكتمل نموها ،كما �أن بيئة الإنعا� ��ش تكون متوفرة لها من رطوبة و�أك�سجين .ويمك ��ن الق�ضاء على الهرمون المانع للنمو بتعري�ض البذور �إلى درج ��ة ح ��رارة منخف�ضة ،كما يحدث عادة في نمو براعم التفاحيات التي تنم ��و بعد تعر�ضها ل�شتاء قار�س؛ولهذا ال�سبب ف�إن التفاحيات تحتاج �إلي منطقة باردة للنمو. � 4-سقوط الأوراق (االنف�صال :)Abscission
للأوك�سين دورهام في �سقوط الأوراق في ف�صل الخريف.فطالما ظل ي�صنع في الأوراق الغ�ضة ،ف�إن الأوراق تبقى مثبتة على �أغ�صانها ،وعندما يتوقف �صنع الأوك�سين في هذه الأوراق نتيجة هرمها تتكون طبقة االنف�صال، وهي مكونة من خاليا �صغيرة رقيقة الجدر �سهلة االنف�صال ،تت�سبب في �سقوط الورقة ويخ�ضع الف�صال ل�سيطرة الهرمون ��ات الموجودة في النبات :فالتركيز المنخف�ض للأوك�سينات ،ووجود كميات كبيرة من الإيثيلين والتركيز العالي(عن ��د بع�ض النباتات) لحم�ض الف�صال(حم�ض الأب�سي�سيك) ،كله ��ا �أمور ت�ستحث �إنتاج طبقة االنف�صال �شكل (.)5 10-
192
�أحياء ()2
Plant Hormone Regulation
برعم �إبطي
�سويق الورقة
غ�صن
طبقة ف�صال طبقة فلينية
�شكل ( )5 10-طبقة االنف�صال في قاعدة عنق الورقة.
ومما هو جدير بالذكر �أن ل�سقوط الأوراق �أهمية في المحافظة على حياة النبتة� ،إذ لو بقيت هذه الأوراق عل ��ى الأ�شج ��ار لكانت المنطقة المعر�ضة للطق�س البارد كبيرة جد ًا ،بحي ��ث الت�ستطيع ال�شجرة مقاومة هذه الب ��رودة ال�شدي ��دة .وهذا يفتك بال�شجرة بالطب ��ع؛ لذا ف�سقوط الأوراق نوع من التكي ��ف والحماية وهبة اهلل �سبحانه وتعالى للنباتات لمقاومة الف�صول الباردة.
5-التجذير والإنبات (:Rooting and shooting (succers
ي�ستعم ��ل الأوك�سين في عمليات الأ�شت ��ال ال�سريع؛ وذلك بدون ا�ستعمال البذور عن طريق تزويد العقل �أو الأجزاء الخ�ضرية النباتية في كمية معروفة من الأوك�سين ،والتي بدوره تعمل على تحفيز الإنق�سام الخ�ضري؛ لإعط ��اء �أن�سجة و�أع�ضاء جدي ��دة وكاملة ،وت�ستعمل مثل هذه التقنيات م�صحوب ��ة بتقنية زراعة الأن�سجة في �إكثار الأ�شجار بطيئة النمو مثل:الزيتون ،والنخيل.
�6-آلية الأزهار :Flozering Mechanism
تت�أث ��ر عملية الإزهــــــــــار بال ��دورة ال�ضوئيــــــة فهناك نباتات الليل �أو ماي�سم ��ى بنباتات النهار الق�صيـــر Short– day plants (dark plantsالت ��ي تزه ��ر لدى تعري�ضها لفترة �ضوئية ق�صيرة ،مثل فول ال�صويا ونبات ��ات ال�ض ��وء �أو النهار الطوي ��ل Long– day plants (light plantsالتي تزه ��ر لدى تعر�ضها لفترة �ضوئي ��ة طويل ��ة مثل ال�سبانخ ونبات ��ات معتدل ��ة � Isophotic plantsأي التخ�ضع لطول الفت ��رة ال�ضوئية �أو ق�صرها ،مثل البندورة .وقد تبين �أن الظالم هو العامل المهم ولي�س ال�ضوء في عملية االزهار� ،إذ �أن تعر�ض نباتات الليل لوم�ضة �ضوئية ي�ؤدي لعدم ازهارها مما يدل على �أن عام ًال كيماوي ًا ي�سيطر على عملية االزهار، ويع ��رف هذاالعامل بهرمون الفلورجين .ويتلخ�ص ت�أثير الفلوروجين في �أنه ي�صنع نتيجة المت�صا�ص ال�ضوء بوا�سط ��ة �صبغة الفايتوكروم Phytochromeعلى موجة معينة طوله ��ا 735نانوميتر ،وهذه تكون متوفرة �أحياء ()2
193
التنظيم الهرموني النباتي
�أثناء النهار مما ي�ؤدي لحدوث الأزهار في نباتات النهار ،في حين تحتاج نباتات الليل لفترة طويلة كي تتحول �أطياف ( 660التي تكثر �أثناء الليل وعند �ساعات الغروب) �إلى 735نانوميتر لتزهر النباتات.
ق�ضية للبحث ما الهرمون الذي ي�ستخدم لر�ش العنب ليزداد حجم ثماره وتزداد مقاومته للفطريات؛ من م�صادر التعلم ابحث عن هذا الهرمون ؟
194
�أحياء ()2
Plant Hormone Regulation
ال�س�ؤال الأول :عرف الم�صطلحات العلمية االتية: الهرمونات النباتية -الكمون ال�س�ؤال الثاني :و�ضح باخت�صار دور العلماء في اكت�شاف الهرمونات النباتية. ال�س�ؤال الثالث� :ضع الهرمونات النباتية المدرجة �أدناه �أمام �أهم ت�أثيراتها: ( )1ن�ضوج الثمرة. �أ -الأوك�سين ( )2تكوين الأزهار. ب -الأب�سيزيك (� )3إغالق الجروح. ح -االثيلين ( )4فتح و�إغالق الثغيرات. د -الفلوروجين (� )5إعطاء ن�سيج و�أع�ضاء جديدة. هـ التروماتين ( )6تكوين البراعم ال�شتوية. ال�س�ؤال الرابع :علل لما ي�أتي: 1ال ينتحي �س���اق النبات عند تغطية القمة النامية له بغطاء معتم وتعري�ض���ه لل�ض���وء من جانبواحد. 2قطع القمة النامية لل�سيقان بمق�ص عند تقليم الأغ�صان في النباتات. 3التنمو بذور البطيخ داخل الثمار رغم توفر بيئة الإنعا�ش لها.ال�س�ؤال الخام�س :و�ضح بالتجربة كيف اكت�شفت الأوك�سينات النباتية ؟
�أحياء ()2
195
Endocrine Glands And Hormonal Regulation in Human
الغدد ال�ص���ماء والتنظيم الهرمونيفي الفقاريات �ألية عمل الهرمون -الجهاز الهرموني في الإن�سان
يتوقع منك في نهاية الف�صل �أن : -1تع��رف الم�صطلح��ات العلمي��ة التالي��ة: الهرمونات ،الغدد ال�صماء. -2تعدد الغدد ال�صماء في ج�سم الإن�سان. -3تح��دد مواق��ع الغ��دد ال�صم��اء ف��ي ج�س��م الإن�سان. -4تقارن بين �أنواع الغدد من حيث الوظيفة. -5تذك��ر وظيف��ة الهرمونات الت��ي تفرزه��ا الغدد ال�صماء في ج�سم الإن�سان. -6تو�ض��ح الأمرا���ض الناتج��ة م��ن اخت�لال عم��ل الهرمونات. -7تق��ارن بين التنظي��م الع�صبي والهرمون��ي في ج�سم الإن�سان. -8تت�أم��ل قدرة اهلل �سبحانه وتعالى في خلقة من خالل درا�ستك للتنظيم الهرموني.
الغدد ال�صماء والتنظيم الهرموني في الإن�سان
يت ��م التنظي ��م الهرموني في الإن�سان ع ��ن طريق مجموعة م ��ن المركبات الكيميائية تدع ��ى الهرمونات Hormonesيفرزه ��ا جهاز الغدد ال�صماء � Endocrine Glandsإلى الدم ،ويحمل الدم هذه المركبات �إلى مختلف �أجزاء الج�سم ،حيث ت�ستجيب الخاليا التي تحمل م�ستقبالت كيميائية للهرمونات المفرزه وتغير ن�شاطها .وبالتالي ي�ستطيع الإن�سان �أن ي�ستجيب لبع�ض التغيرات والم�ؤثرات الخارجية ،وتعتمد هذه اال�ستجابة على التن�سيق بين �أع�ضاء الج�سم المختلفة ،وتتم عملية التن�سيق عن طريق الجهاز الع�صبي �أو عن طريق الهرمونات. فما هي الهرمونات ،و�أين توجد ،وما هو عملها؟ �إن الهرمون ��ات ه ��ي م ��واد كيميائية تعمل على تنظي ��م �أعمال الأجه ��زة الحيوية في الج�س ��م وتن�سيقها. والهرمون ��ات ب�شكل عام تعمل على زيادة بع�ض خاليا الج�سم ون�شاطها� ،أو نق�صها �أو تغيرها .كما تعمل على ثب ��ات الو�سط الداخلي وخ�صو�ص ًا تركيب محاليل الج�س ��م .والهرمونات ت�ؤثر بكميات قليلة جد ًا منها ،لكنها يجب �أن تبقى ثابتة ومتوازنة� ،إذ �أن �أي زيادة �أو نق�صان في الإفراز يحدث ا�ضطراب ًا ف�سيولوجي ًا. تنظيم الإفراز الهرموني:
تحت المهاد
كيف يتحكم الج�سم ب�إفرازات الغدد ال�صماء؟
تثبيط
زيادة تركيز
هرمون منبه للغدة الدرقية الغدة الدرقية
تثبيط
198
�أحياء ()2
الف�ص الأمامي للغدة النخامية
تثبيط
لك ��ي يح ��دث هرم ��ون معي ��ن ت�أثي ��ره ،ف�إن ��ه يج ��ب �أن يتواف ��ر بتركي ��ز معي ��ن ،وي�سيط ��ر الج�س ��م عل ��ى تركي ��ز الهرمون ��ات المختلفة بطرائق مختلفة� ،إذ ي�ؤدي تغير تركيز بع� ��ض الأيونات مث ��ل الكال�سيوم �إلى تحكم ف ��ي �إفراز بع�ض الهرمون ��ات ،بينما ي�ؤدي تغير تركي ��ز بع�ض المواد الغذائية ف ��ي الدم �إل ��ى التحكم في �إف ��رازات �أخرى.فزي ��ادة تركيز الجلوكوز في الدم بعد وجب ��ة غذائية غنية بالكربوهيدرات ت� ��ؤدي �إلى زيادة �إفراز هرم ��ون الأن�سولين مث ًال ومن جانب �آخ ��ر ،يتحك ��م الجه ��از الع�صب ��ي ب�إف ��رازات بع� ��ض الغدد ال�صم ��اء بينما تتحكم �إفرازات غدد �صماء بمعدل ما تفرزه غ ��دد �صماء �أخ ��رى �أو بمعدل ماتفرزه الغ ��دة نف�سها �أحيانا و�إن كان ذل ��ك يتم عادة بطرق غي ��ر مبا�شرة .وتدعى الآلية التي تتحكم بها غدة �صماء ب�إفرازات غدة �صماء �أخرى� ،أو
الهرمون المفرز للهرمون المنبه للغدة الدرقية
ثيروك�سين زيادة تركيز
�شكل()1-11تنظيم �إفراز هرمون الغدة الدرقية ب�آلية التغذية الراجعة المثبطة.
Endocrine Glands And Hormonal Regulation in Human
الغ ��دة نف�سها بالتغذية الراجعة Feedback Mechanismالحظ ال�شكل( )1-11كيف يتم التنظيم الهرموني ب�آلي ��ة التغذي ��ة الراجعة المثبطة ،وهي �آلية التغذية الراجعة الأكثر �شيوع ًا ف ��ي الج�سم ،والتي تتمثل في �أن تجمع مادة كيميائية في الج�سم بمعدل �أكثر من الم�ستوى الطبيعي ي�ؤدي �إلى �إنتاج تلك المادة. عمل الهرمونات: عرفت �أن الهرمونات تتوزع مع الدم �إلى كل �أجزاء الج�سم عندما ي�صل الهرمون �إلى الخاليا الم�ستهدفة ف�إنه يرتبط مع جزئيات متخ�ص�صة فيها ،في�ؤثر فيها ،ويعتمد ت�أثيره هذا على طبيعة الهرمون نف�سه .فالهرمونات قد تكون بروتينية � Protein Hormonsأو دهنية(�سترويدية) � Steroid Hormonsشكل(.)2-11 �آلية عمل الهرمونات
الهرمونات البروتينية: عن ��د و�ص ��ول الهرم ��ون البروتين ��ي �إل ��ى الخلي ��ة الم�ستهدفة يتحد مع الم�ستقبل الموجود على غ�شاء الخلي ��ة فينتج عن هذا الإتحاد ن�شاط �أنزيمي يعمل على �إحداث اال�ستجابة المنا�سبة.
الهرمونات ال�سترويدية: ي�ستطي ��ع الهرمون ال�سترويدي عبور غ�شاء الخلية الم�ستهدفة حيث يتفاعل م ��ع الم�ستقبل الموجود داخ ��ل �سيتوب�ل�ازم الخلي ��ة والذي ب ��دوره ين�شط جينات معينة لتحدث اال�ستجابة المنا�سبة. جزئ هرمون بروتيني غ�شاء الخلية
م�ستقبل
وعاء دموي جزئ هرمون �سترويدي
م�ستقبل
DNA
�شكل (� )2-11آلية عمل الهرمونات.
�أحياء ()2
199
الغدد ال�صماء والتنظيم الهرموني في الإن�سان
الجهاز الهرموني في الإن�سان:
الح����ظ ال�ش����كل ( ،)3 – 11وتع����رف على مواقع الغدد ال�صماء في ج�سم الإن�سان وهي: )1الغدة النخامية )2الغدة الدرقية )3الغدد جارات الدرقية )4الغدد فوق الكلوية �أو الكظرية )5جزر النجرهانز في البنكريا�س )6الغدد التنا�سلية )7غدد القناة اله�ضمية )8الغدة التيمو�سية )9الغدة ال�صنوبرية
الغدة ال�صنوبرية
تحت المهاد الغدة النخامية
الغدد الجارات درقية
الغدة الدرقية الغدة الزعترية
الغدتان الكظريتان البنكريا�س
الخ�صية (الذكر)
�شكل ( )3 – 11جهاز الغدد ال�صماء في الإن�سان
الغدة النخامية :Pituitary Gland �أين توجد الغدة النخامية؟ وما وظيفتها؟ ولماذا تعتبر �أهم الغدد ال�صماء في ج�سم الإن�سان؟ تعد الغدة النخامية �أهم الغدد ال�صماء في ج�سم الإن�سان على الإطالق؛ل�سيطرتها على معظم الن�شاطات الحيوية في الج�سم بما فيها ن�شاطات الغدد ال�صماء الأخرى .لذلك تلقب ب�سيدة الغدد ال�صماء .وتتدلى من قاعدة الدماغ ب�ساق رفيعة كحبة الكرز ،لت�سكن في تجويف خا�ص موجود في عظم �أر�ضية الجمجمة ،تنق�سم الغدة النخامية �إلى ثالثة ف�صو�ص �شكل (:)4 -11 )1الف�ص الأمامي. )2الف�ص الخلفي. )3الف�ص المتو�سط ،ويقع بين الف�صين ال�سابقين.
200
�أحياء ()2
Endocrine Glands And Hormonal Regulation in Human
ق�شرة الغدة الكظرية
تحت المهاد
الغدة الدرقية
الهرمون الم�ضاد للتبول الف�ص الخلفي المبي�ض
البروالكتين
الف�ص الأمامي اوك�سيتو�سين
الخ�صية هرمون النمو
غدد ثدييه
الغدد اللبنية
العظام
ع�ضالت الرحم
�شكل ( )4 – 11هرمونات الغدة النخامية.
ت ��زن الغ ��دة النخامي ��ة حوالي 0.6جرام ف ��ي ال�شخ�ص البالغ ،وهي ف ��ي المر�أة �أكبر منه ��ا في الرجل ،ويزداد حجمها �أثن ��اء الحمل وفي �أحوال مر�ضية معينة ،ونظر ًا لأنها تقع خلف الت�صالب الب�صري مبا�شرة ومتاخمة له تمام ًا ف�إن اعرا�ض ًا متعلقة بالب�صر كازدواج الر�ؤية قد ي�شعر بها المري�ض �أو المر�أة الحامل. وفيما يلي ن�ستعر�ض هرمونات الغدة النخامية ووظائفها:
�أحياء ()2
201
الغدد ال�صماء والتنظيم الهرموني في الإن�سان
الف�ص الأمامي �أكبر الف�صو�ص الثالثة: وي�سيطر على معظم الغدد ال�صماء الأخرى ،في�ؤثر على نموها وتنظيم عملها .و�أهم هرمونات هذا الف�ص هي:
-1هرمون النمو (:Gwroth Hormone (GH
ويدعى �أي�ضا الهرمون المن�شط للج�سم .ينظم هذا الهرمون معدل نمو الج�سم .و�أكثر الأن�سجة ا�ستجابة لفعل هذا الهرمون هي الأن�سجة الع�ضلية والعظمية. ول ��ذا �أن نق�ص ��ان �إف ��راز هذا الهرمون في �سن مبكرة عن ��د الإن�سان ي�سبب القزم .والق ��زم عادة يكون كامل الق ��وى العقلي ��ة ودون ت�شوه في بنيته� .إال �أن طوله ال يتجاوز المتر الواحد ،وغالبا ما يكون غير نا�ضج جن�سيا. �أم ��ا الإف ��راط في �إفراز هذا الهرم ��ون في �سن مبكرة ،في� ��ؤدي �إلى العملقة� .ش ��كل ( )5- 11وي�صحب هذه الحال ��ة خمول ف ��ي القوى العقلية والتنا�سلية� .أم ��ا زيادة �إفراز هذا الهرمون في الإن�س ��ان البالغ ،في�ؤدي �إلى ت�ضخ ��م غي ��ر متنا�سق في الأط ��راف وعظام الوجه .فبعد ظه ��ور المر�ض تنمو العظام ف ��ي العر�ض �أكثر من نموها في الطول ،وتعرف هذه الحالة بمر�ض �شذوذ نمو العظام �شكل ()6- 11
-2الهرمونات المن�شطة للغدد التنا�سلية :Gonadotrophic Hormone
تعم ��ل هذه الهرمونات على نمو الأع�ضاء التنا�سلية الذكري ��ة والأنثوية ،وعلى �إتمام البلوغ .وقد وجد �أن ا�ستئ�صال الغدة النخامية عند ال�صغار يوقف نمو الغدد التنا�سلية فتبقى �صغيرة� ،أما �أزالتها عند البالغين، فت�ؤدي �إلى �ضمور هذه الغدد .ومن �أهم الهرمونات المن�شطة للغدد التنا�سلية ما يلي: �أ) الهرم���ون المن�ش���ط للحوي�ص���لة :Hormoe (FSH) Follicle Stimulatingويب ��د�أ بن�شاطات ��ه عند البلوغ في الأنثى ،ويعمل على تنبيه حوي�صلة البوي�ضة ونموها ون�ضوجها� .أما في الذكر ،ف�إن هذا الهرمون يعمل على تنبيه الأنابيب المنوية في الخ�صية لتكوين الحيوانات المنوية. ب) الهرمون المن�شط للج�سم الأ�صفر( :Luteinizing Hormone (LHويعمل على نمو الج�سم الأ�صفر في مبي�ض الإناث الذي يعتبر غدة �صماء .وفي الذكور يكون م�سئوال عن تكوين و�إفراز خاليا الغدد البينية في الخ�صية(و�سوف نتحدث عن الج�سم الأ�صفر عند حديثنا عن الغدد التنا�سلية في هذا الف�صل). ج) الهرمون المفرز للحليب( :Prolactin (PRLين�شط هذا الهرمون �إفراز الحليب بعد الو�ضع مبا�شرة في الأنثى .ويعتقد �أن لهذا الهرمون عالقة ب�إظهار غريزة الأمومة عند الأنثى. -3الهرمون المن�شط للغدة الدرقية :Hormone (TSH) Thyroid stimulating ينظ ��م هذا الهرمون جميع ن�شاط ��ات الغدة الدرقية ،ومن �ضمنها نمو الغ ��دة وا�ستمرار عملها ،وتجميع اليود فيها ،وبناء هرمون الثيروك�سين في الغدة الدرقية.
202
�أحياء ()2
Endocrine Glands And Hormonal Regulation in Human
-4الهرمون المن�شط لق�شرة الغدة فوق الكلوية :Hormone (ACTH) Adrenocorticotrophic ويعمل على تنظيم نمو ق�شرة الغدة فوق الكلوية و�إفرازاتها.
�ش ��كل ( )5–11اال�ضطراب ��ات ف ��ي �إف ��رازات هرم ��ون النم ��و وت� ��ؤدي �إل ��ى حاالت التقزم �أو العملقة
�شكل ( )6 – 11مر�ض ت�ضخم العظام حالة مر�ضية تتولد من زيادة انتاج هرمون النمو في الإن�سان البالغ.
�أحياء ()2
203
الغدد ال�صماء والتنظيم الهرموني في الإن�سان
�أما الف�ص الخلفي للغدة النخامية فيفرز على الأقل هرمونين معروفين هما: -1الأوك�سيتو�سين :Oxytocein
الغدة النخامية
مع ��روف بت�أثي ��ره القوي على انقبا� ��ض الع�ض�ل�ات المل�س ��اء، خاليا دهنية بروالكتين وخ�صو�ص ��ا ع�ض�ل�ات الرح ��م. الر�ضاعة تحفز المنبه لإنتاج تكوين هرمون الف�صي�صات الحليب فله ��ذا الهرمون �أث ��ره الفعال في أوك�سيتو�سين ال والحوي�صالت �أثناء ال ��والدة ،ولطرد ما يحتويه انقبا�ض القناة قنوات الرحم م ��ن الأغ�شي ��ة والأع�ضاء الرئي�سية الحليب المرافق ��ة للجني ��ن وغالب ��ا م ��ا الحلمة ي�ستعمل ��ه الأطب ��اء للإ�س ��راع في عملية ال ��والدة .وله ��ذا الهرمون �ضلع �أي�ض ��ا �أثره ف ��ي اندف ��اع الحليب �شكل (� )7 11-أ – ميكانيكية �إنتاج الحليب و�إفرازه من ث ��دي الأم المر�ضعة .فعندما ب – قطاع طولي في ثدي الإن�سان ير�ض ��ع الطف ��ل م ��ن �أم ��ه تر�سل �سياالت ع�صبية �إلى الهايبوثالم�س ت�سبب �إفراز الأوك�سيتو�سين من الف�ص الخلفي للغدة النخامية �إلى الدم. وعند و�صول هذا الهرمون �إلى الع�ضالت المل�ساء في ثدي الأم ي�سبب انقبا�ضها ،وبالتالي اندفاع الحليب عن طريق الحلمة �إلى الفم �شكل (.)7-11
-2الهرم���ون المان���ع لإدرار الب���ول ويدع���ى �أي�ض���ا الهرم���ون القاب����ض للأوعي���ة الدموي���ة (الفازوبري�سين) :Vasopressin or Antidiuretic Hormone ADH
وهو ي�سبب نق�ص كمية الماء التي تطرح مع البول� ،إذ يعمل على �إعادة امت�صا�ص الماء .ويبدو �أن هناك بع� ��ض الألياف الع�صبي ��ة الح�سا�سة لل�ضغط الأ�سم ��وزي التي تنظم �إفراز هذا الهرم ��ون من الف�ص الخلفي للغ ��دة النخامي ��ة� .إن قلة �إفراز ه ��ذا الهرمون ت�سبب مر�ض ال�سكري المتميز بط ��رح كميات كبيرة من البول م�صحوبا بعط�ش �شديد. وهذا الهرمون يعمل �أي�ضا على انقبا�ض الع�ضالت المل�ساء في الأوعية الدموية ،ولذا ف�إنه ي�سبب ارتفاع �ضغ ��ط الدم .ومن هنا جاءت الت�سمي ��ة الثانية :الهرمون القاب�ض للأوعية الدموي ��ة .وغالبا ما ي�ستعمل هذا الهرم ��ون لرفع �ضغط الدم الذي يهبط عادة ف ��ي �أثناء بع�ض العمليات الجراحية .ومما هو جدير بالذكر �أن هذي ��ن الهرمونين ال ي�صنع ��ان في الف�ص الخلفي للغدة النخامية بل في بع� ��ض الخاليا في �أن�سجة من المخ يدعى الهايبوثالم�س ،ومن هناك تنتقل هذه الهرمونات لتخزن في خاليا الف�ص الخلفي .
204
�أحياء ()2
Endocrine Glands And Hormonal Regulation in Human
قال تعالى: البقرة233:
م ��ن �أنواع الرعاية الت ��ي هي�أها اهلل تعالى للمول ��ود الجديد الر�ضاعة الطبيعي ��ة ،فثدي الأم قبل الوالدة يزداد حجمه بفعل هرمونات خا�صة ،وبعد الوالدة تبد�أ الغدد ب�إفراز الحليب ،وي�سمى الحليب ال ��ذي يفرز في �أول (� )3 – 2أيام اللب�أ Colostrumال ��ذي يكون غني بالبروتينات ال�ضرورية لنمو الج�سم وفقير ًا بالدهون بوجه عام .وللر�ضاعة الطبيعية فوائد كثيرة .ناق�ش ذلك مع معلمك. الف�����ص المتو�س����ط للغ����دة النخامية يفرز هرمون ��ا يع ��رف با�س ��م الهرم ��ون المنب ��ه للخاليا ال�صبغية ال�سوداء (Melanocyte stimulating )Hormoneال ��ذي ي� ��ؤدي �إل ��ى انت�ش ��ار �صبغ ��ة الميالنين فيها وبالتالي ا�سمرار ب�شرة الجلد.
الغدة الدرقية :Thyroid Gland �أين توجد الغدة الدرقية؟ وما وظيفتها ؟ تع ��د الغدة الدرقي ��ة من �أكبر الغ ��دد ال�صماء حجم� � ًا وتتكون من ف�صين جانبيي ��ن ي�صل بينهما ج ��زء يع ��رف بالب ��رزخ .isthmusيق ��ع الف�صان على جانبي الجزء العلوي من الق�صبة الهوائية �أو الجزء ال�سفلي من الحنجرة �شكل (.)8 -11
الحنجرة
البرزخ
الغدة الدرقية الق�صبة الهوائية
�شكل ( )8 -11الغدة الدرقية.
يبلغ وزن الغدة الدرقية في الإن�سان البالغ من 35 -25جم علم ًا ب�أن وزن الغدة وحجمها يتغير من �إن�سان لآخر ح�سب العمر (في بع�ض الحاالت المر�ضية يزداد حجم الغدة بدرجة كبيرة).والغ ��دة الدرقية تكون �أثقل في الوزن قلي ًال في الن�ساء عن الرجال وتت�ضخم الغدة �أثن ��اء الدورة ال�شهرية والحمل ،و�أي ت�ضخم للغ ��دة خالف هذه الحالة يعتبر حالة مر�ضية ت�سمى .Goiters
�أحياء ()2
205
الغدد ال�صماء والتنظيم الهرموني في الإن�سان
جدول ( )1-11يو�ضح هرمونات الغدة الدرقية ووظائفها البيولوجية:
الهرم ـ ـ ــون -1هرمون الثايروك�سين Thyroxin H
-2هرمون ثالثي يود الثايرونين Triiodothyronine H
-3هرمون كال�سيتونين Calcitoni
وظيفت ـ ــه تن�شيط عمليات التمثيل الغذائي في خاليا الج�سم كلها .كما �أنها تقوم بتنظيم عمليات النمو والتمييز لمعظ ��م خاليا الج�س ��م و�أن�سجت ��ه .وت�سبب زيادة معدل التمثيل الغذائ ��ي وزيادة معدالت ا�ستهالك الأك�سجين و�إنتاج الطاقة. يمن ��ع انط�ل�اق الكال�سيوم م ��ن العظ ��ام وبالتالي ي�سبب خف�ض ن�سبة الكال�سيوم في الدم.
الحاالت المر�ضية الناتجة عن اختالل �إفراز الغدة الدرقية: غالب���ا م���ا يك���ون ا�ض���طراب عم���ل الغ���دة الدرقية م�ص���حوبا بت�ضخم للغدة نف�سها .وهناك نوعان لهذا الت�ضخم:
-1الت�ضخم الب�سيط :Goiter Simple وينت ��ج عن نق� ��ص كمية الي ��ود الم�أخوذة م ��ن الغذاء، عندم ��ا ينخف�ض مع ��دل اليود الذي ي�ؤخذ م ��ع الطعام عن ع�ش ��رة مايكروجرام .في اليوم ف� ��إن عملية بناء هرمونات الغ ��دة الدرقي ��ة ت�صبح غي ��ر كافي ��ة ،وبالتالي ف� ��إن معدل الإف ��راز ينخف� ��ض .وفي الوقت نف�سه ف� ��إن هذا االنخفا�ض ي�ؤدي زيادة �إفراز الهرم ��ون المحفز للغدة الدرقية TSH ال ��ذي يفرزه الف� ��ص الأمامي للغدة النخامي ��ة الأمر الذي �شكل ( )9-11الت�ضخم الب�سيط (جويتر). ي� ��ؤدي ف ��ي النهاية �إلى ت�ضخم الغدة الدرقية لت�صبح مليئة بمادة غروية تفتقر �إلى اليود .وهذه الحالة يظهر ورم وا�ضح ملمو�س في الغدة قد يكون م�صحوب ًا ب�أزيز عند التنف�س �أو ع�سر في البلع� ،أو ربما �صمم خلقي� ،أو خلل في حا�سة التذوق� .شكل (.)9-11
206
�أحياء ()2
Endocrine Glands And Hormonal Regulation in Human
-2الت�ضخم الجحوظي :Exophthalmic Goiter وتدع ��ى ه ��ذه الحال ��ة �أي�ض ��ا مر� ��ض جريف ��ز .Disease Gravesويمت ��از هذا المر�ض بت�ضخم كام ��ل للغ ��دة الدرقي ��ة م�صحوب ��ا بازدي ��اد م�ستوى التمثيل الغذائ ��ي ،وخ�صو�صا للبروتينات والدهون، ولذل ��ك ينق� ��ص وزن الج�س ��م .وتتلخ� ��ص �أعرا�ض المر�ض ف ��ي �شع ��ور المري�ض بال�ضعف م ��ع التعرق �شكل ( )10-11مر�ض جريفز. الم�ستم ��ر والع�صبية وعدم تحم ��ل الأجواء الحارة، وت�س ��ارع دق ��ات القلب خ�صو�ص� � ًا �أثناء الن ��وم ،رطوبة الجلد ونعومت ��ه ،الرع�شة ،جحوظ ممي ��ز لكرة العين، والتحديق هي عادة من الأعرا�ض الم�صاحبة لهذا المر�ض�.شكل(.)10-11 �س�ؤال للتفكير لماذا تقل ن�سبة الإ�صابة بت�ضخم الغدة الدرقية ،ل�سكان المناطق ال�ساحلية؟. �أما نق�ص �إفراز هرمونات الغدة الدرقية Hypothyroidismفي�ؤدي �إلى ظهور حالتين مر�ضيتين هما:
�أ -مر�ض الق�صـر (القمـ ــاءة) :Cretinism
ظاهرة مر�ضية تحدث �إذا ولد الجنين بدون غدة درقية ب�سبب نق�ص الود عند الأم �أثناء فترة الحمل.فيك ��ون الطف ��ل ق�صي ��ر القامة(ق ��زم)، متخلف عقلي ًا ،جلده بارد وجاف م�صفر ،وبطنه كبي ��ر ،ول�سانه مت�ضخ ��م وبارز (متدل ��ي) �شكل (.)11-11
�شكل( )11-11القماءة.
�أحياء ()2
207
الغدد ال�صماء والتنظيم الهرموني في الإن�سان
ب -الورم المخاطي :Myxedema
ويح ��دث في الإن�س ��ان البالغ في� ��ؤدي �إلى ال�سمنة المفرط ��ة ،وهب ��وط ف ��ي م�ست ��وى التمثي ��ل الغذائي، وت�أخر تدريجي ف ��ي القوى العقلية والتنا�سلية وي�شعر المري� ��ض بال�ضعف وعدم المقدرة على تحمل البرد، ويك ��ون جلده جاف� � ًا ،و�شعره خفيف ،و�صوت ��ه �أج�شا، ولون ��ه �شاحب ًا.ك ��م يالحظ عل ��ى المري�ض ع ��اد ًة �أنه يتكلم ببطء وال يعرق ،ويعاني من �إالم�ساك ،و�ضعف �شكل( )12-11الورم المخاطي(مك�سيديما) حوا�س ال ��ذوق وال�شم وال�سمع ،وع�س ��ر التنف�س.ومن الأعرا� ��ض �أي�ض� � ًا تورم الوجه والجفنين وت�ضخ ��م القلب .وقد تت�ضخم الغدة النخامي ��ة نتيجة لبقاء المر�ض فترة طويلة بدون عالج �شكل (.)12-11
الغدد جارات الدرقية :Parathyroid Glands توج ��د الغدد ج ��ارات الدرقية على �ش ��كل �أربعة ف�صو�ص ملت�صق ��ة ب�شكل زوجي عل ��ى الجانب الخلفي للغ ��دة الدرقية في الطرفي ��ن العل ��وي وال�سفل ��ي �شكل(.)13-11الف�صو�ص البلعوم مفلطح ��ة بي�ضاوية �أو كمثرية ال�شكل ،تفرز الخاليا الرئي�سية للغ ��دد ج ��ارات الدرقية هرمون الغ ��دد نظي ��ر الدرقية (بارا ثورم ��ون) PTH Parathyroid hormoneال ��ذي يزي ��د �أي ��ون الكال�سي ��وم Ca +2ف ��ي ال ��دم وينق� ��ص فو�سفور غدد جارات الدرقية ال ��دم .ويعتب ��ر هرمون الغ ��دة نظير الدرقية م ��ن الهرمونات الأ�سا�سي ��ة ال�ضروري ��ة للحياة ويت�ضح ذلك عن ��د �إزالة الغدة Parathyroidectomyحي ��ث يط ��ر�أ انخفا�ض �شديد على م�ست ��وى الكال�سي ��وم ف ��ي بالزما ال ��دم الأمر ال ��ذي يقود �إلى �شكل( )13 –11الموقع الت�شريحي للغدد جارات الدرقية. الوفاة خالل ع�شر �ساعات. تخت�ص الغدد الجارات الدرقية – ب�صورة حيوية – للحفاظ على الم�ستوى الطبيعي للكال�سيوم في الدم.وفي الواقع ت�شارك ثالثة هرمونات في ثبات كل من عن�صري (الكال�سيوم والفو�سفور) في الدم ،وهم :الهرمون الجار درق ��ي الذي تنتجه الغدة الج ��ار درقية ،والكال�سيتونين الذي تنتجه خاليا متخ�ص�صة في الغدة الدرقية ،وهرمون ناتج عن �أي�ض فيتامين د – 25.1ثنائي الهيدروك�سيل ( � ) dihydroxy vitamin D 1,25-شكل (.)14-11 ل�سان المزمار
208
�أحياء ()2
Endocrine Glands And Hormonal Regulation in Human
كال�سيتونين
يقلل امت�صا�ص ca2+في الأمعاء
يقلل�إعادةامت�صا�ص ca2+في الكلية
غدة درقية تفرز كال�سيتونين
ن�سبة تر�سيب ca2+في العظم ارتفاع فيتامين د ين�شط امت�صا�ص ca2+بوا�سطة الأمعاء
انخفا�ض
تفرز الغدد الجارات الدرقية هرمون نظير الدرقية()PTH غدة جارة درقية
يزيد امت�صا�ص يزيد �إعادة امت�صا�ص ينبه تحرير ca2+في الأمعاء ca2+في الكلية ca2+من العظم PTH
�شكل ( )14-11تنظيم م�ستويات �أيونات الكال�سيوم في الدم.
الحاالت المر�ضية الناتجة عن اختالل �إفراز الغدد جارات الدرقية: نق� ��ص �إفراز الغدد ج ��ارات الدرقية Hypoparathyroidismي�سبب نق�صا في تركيز الكال�سيوم في الدم، وبذل ��ك ي�صبح الم�صاب متوتر الأع�صاب ،و�سري ��ع االندفاعات العاطفية .وعند فقدان هذا الهرمون تح�صل حالة التكزز Tetanyالتي غالبا ما ت�سبب الوفاة. زي ��ادة �إفراز الغدد جارات الدرقي ��ة Hyperparathyrordismيزيد من معدل تركيز الكال�سيوم في الدم، وتقل ��ل م ��ن تركيز الف�سفور في ال ��دم ،وبالتالي يخرج الزائد م ��ن الكال�سيوم في الب ��ول .فالكال�سيوم في هذه الحال ��ة ي�أتي من العظ ��ام ،فتلين نتيجة لذلك ،وت�صبح ه�ش ��ة �سريعة الك�سر .و�آلية عم ��ل هذا الهرمون تكمن ف ��ي ت�أثيره على تن�شيط طرح الكال�سيوم من الكلية ،وتثبيطه المت�صا�ص الكال�سيوم من الأمعاء ،وازدياد تحلل مركب ��ات الكال�سي ��وم المكونة للعظام .وت�سبب الزيادة الكبيرة في �أيونات الكال�سيوم في الدم مرور بع�ض هذه الزي ��ادة �إلى البول حيث تتر�سب مع �أيونات الفو�سفات وت�سبب ح�صوات الكلى ،وهذه الح�صوات خطيرة لأنها �أحيان ًا ت�سد القنوات البولية.
�أحياء ()2
209
الغدد ال�صماء والتنظيم الهرموني في الإن�سان
مر�ض باجيت :Paget "s disease يتمي ��ز هذا المر�ض بوجود �أعداد كبيرة من الخالي ��ا المهدمة للعظم Bone resorbing cellsوالت ��ي ت�ؤدي �إلى �ضعف ن�سي ��ج العظم.وبالرغم من �أن الح�سا�سي ��ة لمر�ض باجيت تنتقل ع ��ن طريق جين �سائد� ،إال �أن م�سببات المر�ض ال ت ��زال محيرة ،و�أن الخاليا التي تهدم العظم ف ��ي عظم م�صاب بمر�ض باجيت قد تت�ضخم وتحتوي عل ��ى �أعداد كبيرة من النوى.وقد لوحظ وجود محتويات �شبيهة بالفايرو�س في نوى بع�ض الخاليا المهدم ��ة للعظم في مر�ض باجيت .و�أن التعبير عن ه ��ذه الحالة غير الطبيعية يتم عادة في المرحلة المت�أخرة من العمر� .شكل ()15 11- �شكل ()15 11-
الغدة الكظرية(فوق الكلوية)
:Adrenal (Suprarenal)Glands
الق�شر
غدت����ان متناظرت����ان تقع كل غدة ف����وق كلية واحدة، وتنق�سم كل غدة �إلى: -1ن�سيج خارجي يدعى الق�شرة .Cortex -2ن�س����يج داخل����ي مرك����زي يدع����ى النخ����اع
النخاع
Medulla
�شكل ( .)16-11وتفرز الغ ��دد عددا كبير ًا من الهرمونات ق ��د ت�صل �إلى ثالثي ��ن هرمون ًا مما ي�ؤدي �إزال ��ة هذه الغدد �إل ��ى الموت .والهرمونات الت ��ي تفرزها الق�شرة تختلف عن نظيرتها(الهرمونات)التي يفرزها النخاع ،وهي كما يلي:
�أو ً ال :هرمون���ات الق�ش���رة Corticosteroid :Hormones
�شكل ( )16 11-الغدة الكظرية.
وت�صنف هذه الهرمونات ح�سب وظيفتها �إلى ثالث مجموعات هرمونية رئي�سة ح�سب الجدول الآتي: فيما يلي جدول ( )2 -11يو�ضح هرمونات الق�شرة في الغدة الكظرية ووظائفها:
210
�أحياء ()2
Endocrine Glands And Hormonal Regulation in Human
المجموعات الهرمونية الرئي�سية �أ -الهرمونات ال�سكرية Glucocortico ids
ب -الهرمونات المعدنية Mineralocorti coids ج -الهرمونات الجن�سية Sex Hormones �أو مجموعة ل�ستيرويداتSteroids يتم �إنتاجها ب�صورة رئي�سية بوا�سطة المبي�ضين والخ�صيتين .وتعتبر ق�شرة الكظرية هي الأخرى م�صدر ًا ثانوي ًا لبع�ض ال�سترويدات.
�أمـثـلـتـها
وظائفها
كورتيزول Cortisol والكورتيزون Cortisone وكورتيكو �ستيرون Corticosterone
يتحكم في عمليات �أي�ض الكربوهيدرات والبروتين كما ت�ستعمل في حاالت االلتهابات لإزالة ال�شعور بالألم.
الدو�ستيرون Aldosterone وديوك�سي كورتيكو �ستيرون Deoxycorti costerone
تعمل على توازن وتنظيم عمليات التمثيل الغذائي للأمالح والماء� ،أو تنظم كمياتها التي تخرج مع البول.
االندروجينات Androgenes و الإ�ستروجينات Oesetrogens و البروج�سترون Progesterone
تولد االندروجينات في الج�سم تقريب ًا نف�س الت�أثير الذي يولده الهرمون الذكري الت�ستو�ستيرون .ولهذه في العادة �أهمية قليلة، بالرغم من �أنها في بع�ض الحاالت ال�شاذة لق�شرة الكظر يمكن �أن تفرز بكميات كبيرة ومن الممكن �أن يولد ذلك عندئذ ت�أثير ًا ذكوري ًا.
الحاالت المر�ضية الناتجة عن اختالل �إفراز الغدد الكظرية: ي�ؤدي الق�صور الوظيفي لق�شرة الغدة الجاركلوية ب�صفة عامة �إلى الإ�صابة بمر�ض �أدي�سون diseaseومن �أعرا�ضه �إخالل اتزان من�سوب ال�سوائل في الج�سم ،وتغير لون الجلد �إلى اللون البرونزي. �أم ��ا الفرط الوظيف ��ي لق�شرة الغدد الجاركلوية في الأنثى ي�ؤدى �إلى زي ��ادة هرمونات الذكورة مما يظهر مع ��ه تحول في ال�صفات الأنثوية �إلى ال�صفات المذكورة مثل :تثبي ��ط نمو الأثدية ،وانقطاع العادة ال�شهرية. كما �أن فرط الوظيفة في الأطفال ي�ؤدى �إلى البلوغ المبكر.
Addison,s
�أحياء ()2
211
الغدد ال�صماء والتنظيم الهرموني في الإن�سان
مر�ض كو�شنج : s Cushing, Syndrome تن�ش� ��أ هذه الظاه ��رة نتيجة لفرط �إفراز هرم ��ون الكوتي ��زول � ، hypercortisolismإما لزي ��ادة ف ��ي �إف ��راز ACTHمن الغ ��دة النخامي ��ة �أو لتورم الغ ��دة الكظري ��ة نف�سها .هذا ب�إال�ضافة �إلى بع�ض الم�سبب ��ات الأخرى مثل :ا�ستعمال الكورتيزون� ،أو وجود بع�ض الأورام الخبيثة. الأعرا����ض :الوج ��ه الم�ستدي ��ر ،وت�ضخ ��م بي ��ن الكتفي ��ن بما يعرف "�سن ��ام الجامو�س "، انفت ��اح ال�شهية مع ب ��روز البطن وتحدبها بينم ��ا تبق ��ى الأط ��راف م�ستدقة.وف ��ي الأ�شخا� ��ص الذين يميل ل ��ون ب�شرتهم �إلى قبل الإ�صابة بالمر�ض بعد الإ�صابة بالمر�ض البيا� ��ض يب ��دو المري� ��ض مكتظ� � ًا بالدم، ويق ��ل دم الحي� ��ض �أو ينعدم بالن�سب ��ة للن�س ��اء ،ويقابله العنة ل ��دى الرجال.ي�شعر المري� ��ض ب�ص ��داع والآم في الظهر و�ضعف .كما يعاني م ��ن ارتفاع في �ضغط الدم وتنتث ��ر على جلده قليل من الحبوب الخفيفة ،وي�صطبغ الوجه بالكلف .وينمو �شعر الوجه كال�شوارب والذقن(بالن�سبة للن�ساء) ،وكذلك على الجزء العلوي من الجذع وعلى الأذرع وال�ساقين كما تظهر خطوط– يختلف لونها ح�سب لون ب�شرة المري�ض – ح ��ول الفخذي ��ن وال�صدر والبطن ،وتتك ��ون الكدمات ب�سهولة في الجلد ،وفي الحاالت ال�شديدة ي�سترق الجلد لدرجة قد ت�صل �إلى ان�سالخه مع �سحب قطعة من ال�شريط الال�صق .بالإ�ضافة �إلى ذلك ف�إن المري�ض يعاني �أي�ض ًا من بع�ض الأعرا�ض النف�سية. الع�ل�اج :يب ��دو �أن �أكثر الطرق فاعلية لعالج مر�ض كو�شنج حتى الآن هو التدخل الجراحي لإزالة تورم الغدة الكظرية.وقد ت�ستخدم الأ�شعة ال�سينية في الحاالت الثانوية.
212
�أحياء ()2
Endocrine Glands And Hormonal Regulation in Human
ثانياً:هرموني النخاع :Adrenal Medulla Hormones فيما يلي جدول ( )3 -11يو�ضح هرمونات نخاع الغدة الكظرية ووظائفها: الهرمون
هرمون الأدرينالين Adrenaline
ويطلق عليه هرمون ((الكر و الفر)) �أو هرمون النجدة.
هرمون النور �إدرينالين Noradrenaline
وظائفه البيولوجية يف ��رز ه ��ذا الهرمون بتركي ��زات عالية حي ��ن يعت ��رى الج�سم حاالت الخ ��وف والغ�ضب والفرار والن ��زاع والم�شاج ��رة والمحاربة الأعمال ال�شاقة.وفي جميع هذه الحاالت يعمل الهرمون على- : -1قب�ض الأوعي ��ة الدموية وال�شعيرات الدموية في الأح�شاء ،وبذلك يرتف ��ع ال�ضغط الدموي ويتحول الدم �إل ��ى الأمكنة التي تحتاجه في حالة الطوارئ مثل الع�ضالت. -2تو�سيع الأوعية الدموية في الع�ضالت والجلد لتو�صيل الدم الكافي �إليها. -3العمل على منع الحركة الدودية للع�ضالت المل�ساء في الأمعاء. -4زيادة نب�ض القلب ل�ضخ كميات �أكبر من الدم �إلى الع�ضالت. -5زي ��ادة التنف�س لتزويد الدم بكمية كافية من الأك�سجين ،وبالتالي لتزويد الع�ضالت بهذا الأك�سجين. -6تحوي ��ل جاليكوجي ��ن الكبد �إلى جلوكوز ،فتزي ��د كميته في الدم، وزيادة �إفرازات الغدد الدمعية والعرقية. ي�شبه ف ��ي الوظيفة الأدرينالين �إلى حد بعي ��د� ،إال �أنه �أكثر ت�أثير ًا في رفع ال�ضغط نظر ًا لقدرته على قب�ض الأوعية الدموية وت�ضييق مجرى الدم فيها بدرجة �أكبر.
ق�ضية للبحث اال�ضطراب الكظري المت�سلي :Adrenogenital Syndrome ن ��وع من ا�ضطرابات ق�شرة الغدة الكظرية تنتج ع ��ن زيادة افراز االندروجينات ،وهي هرمون ��ات م�س�ؤلة عن ظهور ال�صفات الجن�سي ��ة الثانوية المذكرة فتظهر عالمات الرجولة على الن�ساء وت�سبب لهن قدر اليطاق من التعا�سة والإحباط؛ من م�صادر التعلم ابحث حول هذا المو�ضوع. �أحياء ()2
213
الغدد ال�صماء والتنظيم الهرموني في الإن�سان
الأع�ضاء التي تحتوي على �أن�سجة غدية: غدة البنكريا�س :Pancreas
م ��ر بك �أن البنكريا�س ع�ض ��و ملحق بجهاز اله�ضم حيث �إن ��ه يقوم ب�إفراز الع�ص ��ارات البنكريا�سية بما يحتوي ��ه من �أنزيمات ها�ضمة �إل ��ى القناة اله�ضمية بوا�سطة قنوات �صغيرة.كما �أنه يحتوي على مجموعة من الخالي ��ا ب�شكل جزيرات �صغي ��رة متعددة الأن�سجة ت�سمى جزر ال نجرهانز lslets of Langerhansن�سبة للعال ��م ال ��ذي اكت�شفها �شكل()17 -11ال تمتلك هذه الجزر قنوات لكنها تفرز هرموناتها �إلى الدم مبا�شرة. فيما يلي جدول ( )4 – 11يو�ضح �أهم هرمونات البنكريا�س ووظائفها البيولوجية: الهرمون والخلية التي تفرزه هرمون الأن�سولين Insulin
خاليا بيتا B
هرمون الجلوكاجون خاليا �ألفا a
Glucagon
عديد الببتيد البنكريا�سي Pancreatic polypeptide
خاليا F
Somatostatin
�سوماتو�ستاتين خاليا دلتا D
وظائفه البيولوجية ي�سب ��ب نق� ��ص �سك ��ر ال ��دم Blood glucoseوزي ��ادة ت�صني ��ع البروتين والجليكوجين والدهون. ي�سب ��ب زيادة �سكر الدم وتن�شيط عملية ت�صنيع �سكر من المواد غي ��ر الكربوهيدراتي ��ة Gluconeogenesisوين�ش ��ط تح ��ول الجليكوجين �إلى جلوكوز. ي�سب ��ب زي ��ادة �أونق� ��ص �إف ��رازات هرمونات �أخرى م ��ن جزر ال نجرهانز. يثبط �إفراز الأن�سولين والجلوكاجون مع ًا.
ينت ��ج مر� ��ض ال�سك ��ري Diabetes Mellitusم ��ن نق� ��ص الأن�سولي ��ن المف ��رز م ��ن البنكريا� ��س ،وي� ��ؤدي هذا النق� ��ص �إلى ا�ضطراب ف ��ي �أي�ض الكربوهي ��درات والبروتينات والدهون. ابح ��ث في هذا المو�ضوع عن �أح ��دث ماتو�صل �إلية العلم في عالج المر�ضى بد ًال من حقن الأن�سولين. .
214
�أحياء ()2
Endocrine Glands And Hormonal Regulation in Human
القناة اله�ضمية :Gastrointestinal tract عل ��ى الرغم �أن �أع�ضاء القناة اله�ضمية لي�ست غ ��دد ًا �صماء �إال �أنها تفرز هرمونات ب�صورة مت�سل�سلة مرتبة ب�شكل متنا�سق ،و�أهم الهرمونات يو�ضحها جدول (.)5-11 جدول ( )5-11يو�ضح �أهم هرمونات القناة اله�ضمية ووظائفها البيولوجية: مكان �إفرازه
وظائفه البيولوجية
الهرمون
المعدة
يح ��ث الجا�سترين المف ��رز �أثناء ر�ؤية الطع ��ام� ،أو رائحته، �أو و�صول ��ه �إل ��ى المعدة غدد المع ��دة على �إف ��راز الع�صارة المعدية الحم�ضية.
الأثنى ع�شر
يفرز بت�أثير حمو�ضة الطعام وي�ستجيب له البنكريا�س ب�إفراز ع�صارة بنكريا�سية غزيرة وغنية في بيكربونات ال�صوديوم لمعادلة حمو�ضة الطعام
الأثنى ع�شر
يفرز بتنبيه من المواد الغذائية البروتينية الموجودة في الغ ��ذاء ،وي�سب ��ب �إف ��راز ع�ص ��ارة بنكريا�سي ��ة غني ��ة ف ��ي الأنزيمات البنكريا�سية الها�ضمة.
هرمون الكول�سي�ستوكينين
الأثنى ع�شر
يفرز بت�أثير المواد الدهنية الموجودة في الغذاء ،وت�ستجيب له الحو�صلة المرارية لت�صب محتوياتها في الأثنى ع�شر.
هرمون االنتيروجا�سترون
الأثنى ع�شر
يف ��رز بت�أثير الم ��واد الدهنية في الغ ��ذاء ،ويعمل على وقف حركة المعدة كما يوقف �إفرازاتها �أي�ض ًا.
هرمون الديكوكرينين
الأثنى ع�شر
يف ��رز بت�أثي ��ر حمو�ض ��ة الغذاء وينب ��ه ج ��دران الأثنى ع�شر نف�سها لإفراز �أنزيماته الها�ضمة.
الأمعاء
يفرز بت�أثير نواتج اله ��دم الجزئي للبروتينات (الببتونات) الموج ��ودة في الغ ��ذاء والذي ب ��دوره ينبه ج ��دران الأمعاء الدقيقة ب�أكملها ل�صب �إفرازاتها الها�ضمة من �أجل �إتمام عملية ه�ضم الغذاء.
هرمون الجا�سترين .Gastrin H
هرمون ال�سكرتين .Secretin H
هرمون البنكريوزايمين .Pancreozymin H
.Cholecystokinin H
.Enterogastrone H
.Duocrinin H
هرمون االنتيروكرينين .Enterocrinin H
�أحياء ()2
215
الغدد ال�صماء والتنظيم الهرموني في الإن�سان
الغدد الجن�سية (الخ�صى و المباي�ض) ( :Sex Glands (Gonads تتك ��ون الهرمونات الجن�سية في خاليا خا�صة تع ��رف بالخاليا البينية Cells Interstitialفي الخ�صى والمباي� ��ض �ش ��كل ( )17-11وذلك نتيج ��ة لت�أثير الهرمونات المنبه ��ة للغدد الجن�سية الت ��ي يفرزها الف�ص الأمامي للغدة النخامية .وهذه الهرمونات هي: خاليا ليدج
�أنييبة منوية
(�أ)
خاليا �سرتولي
(ب)
�شكل(� )17-11أ -مقطع في الخ�صية .ب -مقطع عر�ضي في انيبيب منوي.
-1الهرمونات الذكرية وت�سمى الأندروجينات : Androgens
جدول ( )6-11يو�ضح �أهم الهرمونات الذكرية ووظائفها البيولوجية: الهرمون
مكان �إفرازه
هرمون الت�ست�سترون Testosterone .H
الخ�صية Testisخاليا ليدج Lydig cell
هرمون الأنهيبين Inhibin
خاليا �سيرتولى Sertoli cells
216
�أحياء ()2
وظائفه البيولوجية �إظهار ال�صفات الجن�سية الثانوية الذكرية. ين�شط نمو وتطور الأجهزة التنا�سلية في الذكر وال�سلوك الجن�سي الذكري. يثب ��ط �إف ��راز الهرم ��ون المنب ��ه لنم ��و الحوي�صالت المبي�ضي ��ة FSHم ��ن الف� ��ص الأمام ��ي للغ ��دة النخامية.
Endocrine Glands And Hormonal Regulation in Human
-2الهرمونات الأنثوية وت�سمى الأ�ستروجينات :Estrogens حوي�صالت حوي�صلة جراف نا�ضجة
الرحم
رباط المبي�ض بوي�ضة
ج�سم �أ�صفر نا�ضج قناة فالوب
�شكل( )18 11-مقطع في رحم ومبي�ض.
جدول ( )7-11يو�ضح �أهم الهرمونات الأنثوية ووظائفها البيولوجية الهرمون
مكان �إفرازه
وظائفه البيولوجية
الأ�ستروجينات Estrogens ومن �أمثلة هذه الهرمونات: ا�ستراديول Estradiol وا�سترون Estrone وا�ستريول Estriol
المبي�ض Ovary الحوي�صالت المبي�ضية Ovarian follicles
�إظهار ال�صفات الجن�سية الثانوية الأنثوية. ين�ش ��ط نم ��و وتط ��ور الجه ��از التنا�سل ��ي ف ��ي الأنثى وال�سلوك الجن�سي الأنثوي.
البرج�سترون Progesterone
الج�سم الأ�صفر Corpus luteum
ين�شط نم ��و بطانة الرح ��م والغدد اللبني ��ة ،وي�سبب ال�سلوك الأمى.
الريالك�سين Relaxin
الج�سم الأ�صفر
يعم ��ل عل ��ى تليي ��ن رواب ��ط الحو� ��ض ليهي ��ئ الفراغ
Corpus luteum
المنا�س ��ب لنم ��و الجني ��ن ،ويعم ��ل عل ��ى نم ��و الغدد الثديية ،ويمنع انقبا�ض ع�ضالت الرحم.
�أحياء ()2
217
الغدد ال�صماء والتنظيم الهرموني في الإن�سان
هناك �أع�ضاء �أخرى تحتوي على �أن�سجة غدية :كالكلية ،والجلد ،والقلب ،والم�شيمة. ابحث في هذا المو�ضوع .
وبالرغم من ت�أثير الهرمونات الجن�سية الذكرية والأنثوية على نمو ووظيفة الأجهزة التنا�سلية ونمو ال�صفات الجن�سية الثانوية .فهناك على الأقل بع�ض الهرمونات الذكرية والأنثوية تتكون من قبل الجن�سين .فقد وجدت الأندروجينات في بول الإناث مع وجود الأ�ستروجينات في بول الذكور ،ويظهر �أن هرمونات الذكر تفرز بكميات كبيرة ولها كفاءة �أكثر عند �إفرازها من قبل الذكر ،وعلى العك�س من ذلك هرمونات الأنثى.
الغدة الثيمو�سيه (الزعترية) : Thymus gland تقع الغدة الثيمو�سية خلف عظم الق�ص وبين الرئتين ،وتتكون الغدة من ف�صين م�سطحين يت�صل بع�ضهما ببع�ض بوا�سطة طبقة ليفية تحيط بهما.ت�ستمر هذه الغدة بالنمو منذ الوالدة حتى �سن المراهقة حيث ي�صل وزنها �إلى 40غم ثم تبد�أ بال�ضمور بعد �سن المراهقة ويحل محلها ان�سجة �ضامة ودهنية �شكل (.)19-11 الف�ص الأيمن والأي�سر للغدة التيمو�سية
الف�ص الأيمن والأي�سر للغدة التيمو�سية الرئتان
القلب
الإن�سان البالغ
�شكل ( )19 - 11الغدة الثيمو�سية.
218
�أحياء ()2
الطفل
Endocrine Glands And Hormonal Regulation in Human
ولهذه الغدة دور مهم في مناعة الج�سم حيث ت�ساعد على تكوين الخاليا اللمفاوية التائية ( )TLymphocytesالت ��ي تحطم الميكروبات بطريقة مبا�شرة �أو غي ��ر مبا�شرة(بوا�سطة تكوين مركبات متنوع ��ة) ،كما تفرز عدة هرمونات منها هرمون الثيمو�سين ()Thymosinالذي ي�ساعد على تكاثر ون�ضج الخاليا اللمفاوية التائية. الغدة ال�صنوبرية Pineal
:gland
ت�شبه حبة ال�صنوبر وتكون معلقة ب�سقف البطين الدماغي الثالث وتحتوي على خاليا الدبق الع�صبي وخاليا �إفرازي ��ة تدع ��ى خاليا �صنوبرية .Pinealocytesتبد�أ هذه الغدة بتر�سي ��ب الكال�سيوم فيها عند �سن البلوغ وت�سم ��ى تر�سبات الكال�سيوم برمل الدماغ .Brain Sandوظيفة هذه الغدة مازالت غير وا�ضحة حيث تفرز بع� ��ض الهرمونات منها هرمون الميالتونين Melatoninالذي يثبط الن�شاطات الجن�سية عن طريق تثبيط الهرمونات الجن�سية.
الفرق بين التنظيمين :الع�صبي والهرموني:
تن�س ��ق الهرمون ��ات �أن�شطة الج�سم المختلفة ،ويتجلى هذا التن�سيق عل ��ى �شكل محافظة على ثبات البيئة الداخلي ��ة ،واالخت�ل�اف بين التنظيم الهرموني والتنظيم الع�صبي يرجع �إل ��ى �سرعة ت�أثير كل منهما ،فبينما نجد الجهاز الع�صبي يعمل على تنظيم اال�ستجابات الع�صبية للم�ؤثرات التي ت�صل الج�سم عن طريق �أع�ضاء اال�ستقب ��ال المختلف ��ة ب�سرعة فائق ��ة فيت�أقلم ويتكيف تبع ًا لذل ��ك ،نجد �أن ت�أثير جهاز الغ ��دد ال�صماء يكون �أبط� ��أ بكثي ��ر من ذلك.لأن �إفراز النواقل الع�صبية يعتمد على و�صول ال�سيال الع�صبي الذي ينتقل ب�سرعة في الألي ��اف الع�صبية� ،أم ��ا الإفراز الهرموني فنظر ًا النتقاله بوا�سطة ال ��دم ،لي�صل �إلى مختلف �أجهزة الج�سم ف�إن ت�أثيره يكون بطيئ ًا ووا�سع ًا؛ كما �أن ت�أثير التنظيم الهرموني يكون �أطول �أمد ًا من ت�أثير التنظيم الع�صبي؛ نظ ��ر ًا لوجود �آلية تثبيط النواقل الع�صبية وتمنعها م ��ن العمل لفترة طويلة ،بينما التوجد مثل هذه الآلية في حالة التنظيم الهرموني.وعلى الرغم من و�صول الهرمون �إلى �أجهزة مختلفة ،ف�إن الخاليا التي ت�ستجيب له، هي فقط تلك الخاليا المحتوية على م�ستقبالت ذلك الهرمون ،ولهذا ف�إنها تدعى الخاليا الهدف Target ،cellsفهرمون الإن�سولين مث ًال توجد خالياه الهدف في الكبد والع�ضالت والن�سيج الدهني.
�أحياء ()2
219
الغدد ال�صماء والتنظيم الهرموني في الإن�سان
ال�س�ؤال الأول :عرف الم�صطلحات العلمية التالية: الهرمونات -الغدد ال�صماء ال�س�ؤال الثاني� :أكمل العبارات الآتية بما ينا�سبها: -1يفرز هرمون النمو من الف�ص االمامي للغدة ................................................... -2ينتج الت�ضخم الب�سيط للغدة الدرقية ب�سبب نق�ص كمية....................................... -3الهرمون الذي ي�ستعمل الزالة ال�شعور بااللم ي�سمى ............................................ ال�س�ؤال الثالث :علل لما ي�أتي: -1يطلق على هرمون الأدرينالين هرمون الكر و الفر. -2ظهور ال�شعر على �أجزاء من الوجه عند الرجل البالغ. ال�س�ؤال الرابع :قارن بين: -1التنظيم الع�صبي والهرموني. � -2آلية عمل الهرمونات البروتينية والهرمونات ال�سترويدية. ال�س�ؤال الخام�س� :أكمل الفراغات في الجدول التالي: الغدة �أو ع�ضو الإفراز
الهرمون مكان الإفراز
وظائفه البيولوجية
..........
البروالكتين
..........
..........
..........
الكورثيزون
..........
..........
..........
..........
..........
يثبط الن�شاطات الجن�سية
جزر النجر هانز في البنكريا�س
..........
خاليا بيتا
..........
..........
..........
..........
ين�شط انقبا�ض ع�ضالت الرحم
القناة اله�ضمية
..........
المعدة
..........
..........
..........
..........
ال�صفات الجن�سية الثانوية الذكرية.
..........
الريالك�سين
..........
..........
220
�أحياء ()2
Endocrine Glands And Hormonal Regulation in Human
ال�س�ؤال ال�ساد�س� :أكمل المخطط التالي: الحاالت المر�ضية الناتجة عن اختالل افراز
الغدد جارات الدرقية الدرقية
الغدة الدرقية انخفا�ض معدل اليود في الغذاء ي�سبب
نق�ص �إفرازها
نق�ص �إفرازها
ي�ؤدي �إلى حاالت
ي�ؤدي �إلى
حادة
نق�ص الدراق
�أعرا�ضها من �أكثر الحاالت �شيوع ًا نق�ص الدراق
�أعرا�ضها
ينق�سم �إلى
خلقية
مكت�سبة
�أحياء ()2
221
Health and Diasease المناعة والعالج المناعة �ضد الم ــر�ض �أ�صناف الأج�سام الم�ضــادة -العـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ـ ــالج
يتوقع منك في نهاية الف�صل �أن : -1تع��رف الم�صطلح��ات العلمي��ة الآتي��ة: ال�صح��ة ،المر���ض ،المناع��ة ،الأدوي��ة، اللقاح ،الم�ضادات الحيوية -2تو�ضح مفهوم كل من المر�ض المعدي،والمر�ض غير المعدي. -3طرق �إلحاق الأ�ضرار بج�سم المخلوق الحي. -4ت�شرح و�سائل مقاومة الج�سم للمر�ض المعدي. -5تعدد مكونات جهاز المناعة في ج�سم الإن�سان. -6تعدد �أنواع المناعة. -7تبي��ن �أهمي��ة الأدوي��ة والم�ض��ادات الحيوي��ة في عالج الأمرا�ض. -8تقارن بين ك ًال من الآثار الجانبية وفرط الح�سا�سية ال�سامة للدواء. -9تناق�ش بع�ض محاذير ا�ستعمال الدواء -10تتب��ع الط��رق ال�صحيح��ة وال�سليم��ة للوقاي��ة م��ن الأمرا�ض ب�إذن اهلل. -11تت�أم��ل ق��درة اهلل �سبحان��ه وتعالى من خ�لال درا�ستك لل�صحة والمر�ض وطرق المناعة في ج�سمك.
ال�صحة والمر�ض
تتعر� ��ض �أج�سامن ��ا لبع� ��ض المخلوقات الحي ��ة والتي ت�سبب له مجموع ��ة من الأمرا�ض منه ��ا ماهو قابل للع�ل�اج ومنها ماي�شكل خطرا عل ��ى حياتنا .ومهما اختلفت م�سببات الأمرا�ض ف�إنه ��ا تت�سبب في قتل و�إعاقة �أع ��داد م ��ن النا�س تفوق الذين ماتوا في جميع الحروب مجتمعة .فف ��ي كل عام ،يموت ماليين النا�س ب�سبب الأمرا� ��ض .ويعي�ش ماليين غيره ��م بعد �إ�صابتهم ب�أمرا� ��ض خطيرة مثل ال�سرط ��ان �أو ال�سكتات الدماغية، ولكنهم يخرجون منها بعجز دائم .وت�صاب �أعداد غفيرة �أخرى ب�أمرا�ض عار�ضة خفيفة ,مثل نزالت البرد، و�آالم الأذن ي�شفون منها ب�إذن اهلل. وق ��د جع ��ل اهلل �سبحانه وتعالى داخ ��ل �أج�سامنا و�سائل الدف ��اع التي تكفل لنا مقاوم ��ة الأمرا�ض.حيث �أن الإن�س ��ان يمتل ��ك من المقومات التي تمكنه من العي�ش والمحافظة على �صحته وتجنبه الإ�صابة بالأمرا�ض المختلفة ،و�أهم هذه المقومات الجهاز المناعي الم�س�ؤول الأول ب�أذن اهلل عن حماية �أج�سامنا من المخلوقات الحية ال�ضارة المحدثة للأمرا�ض. ولقد جرت محاوالت كثيرة لتحديد تعريف ال�صحة العامة ومفاهيمها ،ولعل �أهم التعاريف تعريف العالم ون�سلو الذي �أورد فيه �أن ال�صحة العامة هي علم وفن الوقاية من المر�ض .وقد عرفت هيئة ال�صحة العالمية ال�صح ��ة على �أنه ��ا ال�سالمة والكفاية البدنية والعقلية واالجتماعية الكامل ولي�س مجرد الخلو من المر�ض �أو العجز ،ولل�صحة العامة �أهداف منها الحفاظ على �صحة المجتمع من الأمرا�ض ومكافحة الأخطار ال�صحية ومعالجتها وتثقيف المجتمع بالوقاية من الأمرا�ض.
المر�ض :Diasease يع���رف المر����ض ب�أن���ه :مجموعة الأعرا�ض والعالمات التي تبدو على الج�س ��م نتيجة لتق�صير ن�سيج معين �أو ع�ضو معين في �أداء وظيفته .قد يكون المر�ض: -1معدي� � ًا ينتقل م ��ن �شخ�ص �إلى �آخ ��ر ،وينتج من دخول مخلوق ��ات حية دقيقة في ج�س ��م الإن�سان ،ت�سبب اختال ًال في بع�ض وظائف الج�سم. وتحتاج هذه المخلوقات �إلى ب�ضعة �أيام �أو �أ�شهر حتى تتكاثر ب�أعداد كبيرة وت�سبب المر�ض .وت�سمى هذه الفترة بفترة الح�ضانة .Incubation Periodوهي الفترة التي تنق�ضي منذ دخول البكتيريا المر�ضية �أو الفيرو�س الم�سبب للمر�ض �إلى الج�سم حتى تظهر �أعرا�ض المر�ض. معد وينتج من عوامل �أخرى مثل� :سوء التغذية ،واختالل في �إفراز الغدد ال�صماء ،واختالل -2وقد يكون غير ً
224
�أحياء ()2
Health and Diasease
ف ��ي بع�ض وظائف الأع�ضاء كالقلب والكليتي ��ن والكبد والرئتين ،وعوامل تلوث البيئة ،والعوامل الوراثية، والحوادث البيئية .وفي مثل هذه الحاالت ال ينتقل المر�ض من �شخ�ص م�صاب لآخر �سليم بالعدوى.
لمحة تاريخية عن مفهوم المر�ض:
لقد قام العلماء على مر الع�صور بالك�شف عن �أ�سباب بع�ض الأمرا�ض التي ت�صيب الإن�سان، وع ��ن طرائق عالج بع� ��ض الأمرا�ض .ويعد اليونانيون �أول من ب ��د�أوا درا�سة الطب،فالطبيب اليونان ��ي �أبق ��راط الذي عا� ��ش قبل الميالد من �أب ��رز الأطباء في زمنه،وق ��د �أطلق عله لقب ((�أب ��و الطب)).وفي الع�ص ��ور الو�سطى ظهرت في الح�ضارة الإ�سالمي ��ة درا�سات وا�سعة في مج ��ال الطب ،وبرز كثير من العلماء العرب والم�سلمي ��ن الذين كانت لهم انجازات م�شهودة في الطب ومن �أ�شهرهم� :أبوبكر الرازي والزهراوي،وابن البيطار ،وابن النفي�س،وابن �سينا الذي ظل كتابه ((القانون في الطب)) مرجعا ًرئي�س ًا في �أوربا قرون ًا عدةً. وقد توالت بحوث العلماء الكت�شاف م�سببات الأمرا�ض وعالقتها بالمخلوقات الحية،فقد تو�ص ��ل العال ��م الألماني روبرت ك ��وخ � R.Kochإل ��ى اكت�شاف الجرثوم ��ة الم�سببة لمر�ض ال�سل ،كما تمكن العالم الفرن�سي لوي�س با�ستور .Pasteur Lمن اكت�شاف �أن مر�ض الكلب ال ��ذي ت�سببه مخلوقات حية دقيقة ،ويرج ��ع الف�ضل �إلى هذين العالمين في �إثبات النظرية الجرثومية ،التي تن�ص على ما ي�أتي" :كل مر�ض معدي �سببه مخلوق حي معين". ومن �أهم م�سببات حدوث الأمرا�ض للإن�سان الفيرو�سات والبكتيريا الممر�ضة ،التي تدخل �إلى �أج�سامنا بعدة طرق منها: -1عن طريق الأنف �أو الفم بوا�سطة الهواء فت�صيب الجهاز التنف�سي. -2عن طريق الجلد بوا�سطة الجروح. -3عن طريق الفم بوا�سطة الطعام فت�صيب الجهاز اله�ضمي. ن�شاط ذهني
اذكر �أمثلة لمخلوقات حية �أخرى م�سببة للأمرا�ض .
�أحياء ()2
225
ال�صحة والمر�ض
ومم ��ا ي�ساعد على ح ��دوث الأمرا�ض وانت�شارها ،العدوى – Infectionوهي انتقال م�سبب المر�ض من �شخ� ��ص م�صاب �إل ��ى �شخ�ص �سليم بطريقة مبا�ش ��رة �أو غير مبا�شرة مما ي�سبب ح ��دوث المر�ض .وللعدوى عوام ��ل الزم ��ة لحدوثها وهي وجود م�صدرها ووج ��ود و�سيلة �صالحة لنقلها ووج ��ود �شخ�ص �سليم ذي قابلية للإ�صاب ��ة بالمر�ض.وم�صادر العدوى هي ال�شخ�ص المري�ض وحامل المر�ض والحيوانات المري�ضة ب�أمرا�ض تنتقل �إلى الإن�سان.
العالقة بين م�سببات المر�ض المعدي وج�سم العائل:
�إن الجراثي ��م الم�سببة للمر�ض المعدي مخلوقات طفيلية .parasitesوهذا يعني �أنها ال ت�ستطيع العي�ش �أو التكاث ��ر باالعتم ��اد على نف�سها ،بل تحتاج �إلى ج�سم العائل hostالذي ت�صيبه بالمر�ض .بالتالي ف�إن هذه المخلوق ��ات ت�ستخدم ج�سم العائ ��ل م�أوى لها �أو ًال ،ولمعظمه ��ا م�صدر ًا للغذاء ،ث ��م لتكاثرها ،ونتيجة لذلك تتكون �سموم ت�سبب �أ�ضرار ًا بالغة في ج�سم العائل. وقد تحدث م�سببات المر�ض المعدي الأمرا�ض ،خالل �أيام قليلة ب�إحدى الطرق الآتية: �أ – مهاجمة �أن�سجة العائل وخالياه والتغذية بها والتكاثر بداخلها. ب – �إف ��راز �سموم داخلية Endotoxinsت�شكل جزء ًا من ج ��دار م�سبب المر�ض� ،أو خارجية Exotoxins تفرز خارج ج�سم م�سبب المر�ض وت�ؤثر في خاليا العائل. ت�شم ��ل م�سبب ��ات المر�ض الفيرو�س ��ات والبكتيريا والمخلوق ��ات الأولية والفطريات والدي ��دان الطفيلي ��ة .وتنت�شر الأمرا�ض المعدي ��ة من المري�ض �إلى ال�سلي ��م بوا�سطة تلوث الطع ��ام وال�شراب واله ��واء بم�سببات المر� ��ض ،وبالتالم�س المبا�شر وغي ��ر المبا�شر وعن طريق لدغ الح�شرات وبع�ض الممار�سات الجن�سية. ولق���د جع���ل اهلل �س���بحانه وتعال���ى ف���ي �أج�س���امنا و�س���ائل وتراكي���ب و�آلي���ات متع���ددة لمقاوم���ة البكتيري���ا والفيرو�سات الممر�ضة �أو �أي مخلوق حي ي�سبب المر�ض ،وت�شمل هذه الآليات ما يلي:
�أو ًال الدفاع ب�صورة عامة :General Defense
تحت ��وي البيئ ��ة عدد ًا م ��ن المخلوقات الحية القادرة على غ ��زو الج�سم و�إ�صابته بالع ��دوى .وتوجد ثالث �آليات عامة للدفاع �ضد جميع هذه المخلوقات الحية:
-1حواجز تمنع الدخول :Barrierl to Entry
الجل ��د والغ�ش ��اء المخاطي الذي يبطن مج ��اري التنف�س والقناة اله�ضمية ،هي حواج ��ز �آلية تمنع دخول
226
�أحياء ()2
Health and Diasease
البكتري ��ا والفيرو�سات .وتحتوي �إفرازات الغ ��دد الدهنية في الجلد مواد كيميائية ت�ضعف البكتريا �أو تقتلها. والقن ��اة التنف�سية مبطنة بخاليا تدفع المخاط والأج�سام �إلى الحنجرة ،حيث يمكن بلعها .والمعدة لها رقم هيدروجيني ( ) PHحام�ضي ،وهذا يمنع نمو عدد من �أنواع البكتريا .وخليط من البكتريا ت�سكن طبيعي ًا في الأمعاء و�أع�ضاء �أخرى،مثل المهبل ( ،)vaginaتمنع المخلوقات الممر�ضة من الإقامة الدائمة.
-2خاليا الدم البي�ضاء البلعمية الكبيرة :Phagocytic White Blood Cells
�إذا نجحت الجراثيم في دخول الج�سم ،تحدث تفاعالت التهابية وقوى �أخرى غير محددة .فعلى �سبيل المثال ،الخاليا المتعادلة والخاليا �أحادية النوى،خاليا بلعمية كبيرة محولة ،وهي خاليا دم بي�ضاء ملتهمة، تبتل ��ع بع� ��ض �أنواع م ��ن البكتريا حال لم�سه ��ا �شكل ( .)1-12وق ��د ي�صاحب الإ�صابة حم ��ى ،وهي ا�ستجابة وقائية؛ لأن الخاليا البلعمية الكبيرة تعمل عند درجة الحرارة العالية للج�سم �أف�ضل منها عند درجة حرارة الج�سم الطبيعية.
-3البروتينات الوقائية : Protective Proteins
�أن ��واع من البروتينات تقاوم المخلوقات الدقيق ��ة الم�سببة للمر�ض بمهاجمتها مبا�شرة �أو بمنع تكاثرها. وم ��ن هذه البروتينات �إنترفي ��رون Interferoneوالنظام المتم ��م ،Complement systemالذي يتمم عمل �آليات الدفاع الأخرى.
خلية بلعمية كبرية
بكرتيا
�شكل ( )1-12خلية بلعمية كبرية تلتهم بكرتيا.
�أحياء ()2
227
ال�صحة والمر�ض
النظام المتمم هو مجموعة من البروتينات التي توجد في الدم ،وعند تحفيز �أحدها ف� ��إن تفاع ًال مت�سل�س ًال يحدث بحيث ي� ��ؤدي كل بروتين في ال�سل�سلة �إلى تحفيز بروتين �آخر ويو�ضح ال�شكل التالي كيف يق�ضي هذا النظام على م�سببات المر�ض. �سوائل و�أمالح
خلية بكتريية
نظام متمم (�أ) يحدث النظام المتمم ثقوب� � ًا ف ��ي ج ��دار الخلية البكتيرية وغ�شائها
(ب) دخ ��ول الم ��اء والأم�ل�اح �إلى داخل الخلية البكتيرية
(ج) تم ��دد الخلي ��ة البكتيرية وانفجارها
�شكل( )2-12عمل �إنزميات النظام املتمم
ثانياً خط الدفاع الثاني ويدعى الدفاع الخا�ص :Specific Defense
�إذا تمك ��ن �أحد �أ�سباب المر�ض المعدي من التغلب على مكونات خط الدفاع الأول (العام) ،ف�إن الج�سم يقاوم ذلك المخلوق بو�ساطة خط دفاع خا�ص بكل نوع من �أنواع جراثيم المر�ض ،ويتمثل هذا الدفاع بجهاز المناع ��ة .Immune systemويتكون جه ��از المناعة من الخاليا اللمفية وغيرها من خاليا الدم البي�ضاء والعقد اللمفية ونخاع العظم والطحال والغدة الزعترية. ويمك ��ن جهاز المناعة الج�سم من تكوين مناعة �ضد البروتينات� ،أو عديدات الت�سكر التي تدخل الج�سم وت�ش ��كل م ��واد غريبة عنه ،مثل تل ��ك المركبات التي ت�شكل ج ��زء ًا من جدار خلية بكتيري ��ة �أو مخلوق م�سبب للمر�ض .وت�سمى البروتينات �أو عديدات الت�سكر �سابقة الذكر مولدات ال�ضد Antigensوتوجد في البكتريا، والفيرو�سات ،وفي الخاليا ال�سرطانية ،والخاليا الغريبة عن الج�سم. وتتك ��ون المناع ��ة �ضد مولدات ال�ضد بعد �أن ينت ��ج الج�سم مركبات بروتينية تدع ��ى الأج�سام الم�ضادة Antibodiesوترتبط بمولدات ال�ضد وتظهرها لكي تتعرف عليها الخاليا الأكولة وتلتهمها. والج�س ��م الم�ضاد الذي يتكون ا�ستجابة لدخول م�سبب مر� ��ض في ج�سم الإن�سان ،يك�سب الج�سم مناعة �ضد هذا المر�ض لفترة زمنية قد ت�ستمر �أ�شهر ًا �أو �سنوات �أو مدى الحياة�.إن هذا النوع من المناعة التي اكت�سبها الج�سم ت�سمى مناعة طبيعية.
228
�أحياء ()2
Health and Diasease
�إن التغذية ال�صحية ال�سليمة التي ت�ؤدي �إلى زيادة كفاءة �أجهزة الج�سم ،البد �أن تكون متوازنة وتحتوي على جميع العنا�صر الغذائية..وهنا البد �أن نذكر قول اهلل تعالى: الأعراف160:
مثال يعد الثوم من �أهم النباتات التي �شاع ا�ستخدامها في الما�ضي في عالج كثير من الأمرا� ��ض؛ حيث يحتوي على مادة اللي�سين ،allicineوالتي تحتوي على م�ضاد حيوي �ضد العدوى البكتيرية والفطرية كما �أن الثوم يزيد من ن�شاط الخاليا االلتهامية Phagocytic والخالي ��ا القاتلة الطبيعية ،والتي تعمل على قتل ومقاوم ��ة الخاليا ال�سرطانية ،من خالل �إيقاف ن�شاط تمثيلها �أو انق�سامها كما يعمل الثوم على حماية القلب من ارتفاع الكل�سترول، والذي ي�ؤدي �إلى الإ�صابة بت�صلب ال�شرايين والذبحة ال�صدرية.
المناعة �ضد المر�ض: هل الحظت انه عندما ي�صاب �شخ�ص بمر�ض معين كالح�صبة مثال ،ف�إنة يكت�سب مناعة �ضد هذا المر�ض م ��دى الحي ��اة وال ي�صاب به مرة �أخرى ،كما الح ��ظ النا�س منذ القدم �أنه �إذا �أ�صي ��ب �شخ�ص بمر�ض معين و�شفي منه ،ال ي�صاب بهذا المر�ض مرة �أخرى ،فما ال�سبب في ذلك. يوج ��د في ج�سم الإن�سان جهاز خا� ��ص ي�سمى جهاز المناع ��ة ( ،)system Immuneيمتاز ب�أنه دقيق التخ�ص�ص،حيث بوا�سطته ي�ستطيع الإن�سان �أن يحيا في البيئة الطبيعية المليئة بالميكروبات المهاجمة لج�س ��ده ،.وه ��ذا الجهاز ال يحتوي على �أع�ضاء مثل باقي الأجهزة ف ��ي الج�سم ولكنه جهاز وظيفي يتكون من باليي ��ن الخاليا،ووظيف ��ة هذا الجهاز هو التعرف على �أية مادة غريب ��ة تدخل الج�سم و تهاجمه والعمل على التخل�ص منها ،مكونا ما يعرف بالمناعة في ج�سم الإن�سان.
المناعة :Immunity ه ��ي حال ��ة ف�سيولوجية حيوية تح ��دث عن طريق الخالي ��ا اللمفاوي ��ة وت�ضفي على الج�س ��م المقدرة على التمييز والمقاومة �ضد جزئ محدد يعرف بالم�ست�ضد ( االنتجين ) .ويمكن تعريفها ب�أنها جهاز دفاعي مرن دقي ��ق التخ�ص�ص بدون ��ه ال ي�ستطيع الإن�سان �أن يحيا ف ��ي بيئة مليئة بالعنا�صر المهاجم ��ة لج�سده ،والمناعة ه ��ي القوة التي يكت�سبها الإن�سان ليقاوم العدوى ويتغلب عليها ،وهي دفاع الج�سم الب�شري �ضد غزو الجراثيم التي ت�سب ��ب المر�ض ويكت�سب الإن�سان نوعا من المناعة الطبيعية بالتعر�ض المتكرر للجراثيم.والأطفال عند ال ��والدة ولوقت ق�صير يكت�سبون بع� ��ض المناعة من �أمهاتهم بوا�سطة دم الم�شيمة فتوفر هذه المناعة المورثة �أحياء ()2
229
ال�صحة والمر�ض
حماية م�ؤقتة للمولود.والج�سم نف�سه ي�شكل مناعة فاعلة خالل �صراعه مع الجرثومة المهاجمة ،وتتكون من رد الفعل �أج�سام م�ضادة تدوم عادة مدة من الوقت �أطول من حالة المناعة المنفعلة ،وقد تعلم الإن�سان �أن يقلد غ ��زو الجرثومة بحقن الج�سم بلقاح من هذه الجرثومة بعد �أن يبطل مفعولها �أو يخففه �أو بمنتجات جرثومية خا�ضع ��ة لحاالت م�ضبوطة وم�صنوعة ب�شكل لقاح وهنا يتجاوب ج�سم الإن�سان مع هذا اللقاح ،وينتج �أج�ساما م�ضادة تك�سبه مناعة فعالة تقيه �شر الغزوات الالحقة من قبل الجراثيم الم�شابهة لها �أو القريبة منها.
�أنواع المناعة: المناعة في ج�سم الإن�سان تنق�سم �إلى ق�سمين: 1ـ مناعة طبيعية Natural immunity
ويب ��د�أ عملها منذ الوالدة وهي عامة ال تخت� ��ص بنوع معين من الجراثيم .ولذلك ت�سمى �أي�ضا (بالمناعة غي ��ر المناعية) للداللة على ع ��دم اخت�صا�صها لنوع معين من الجراثيم.فمث�ل ً�ا �إذا �أ�صيب �شخ�ص بمخلوق غريب ُيك ّون الج�سم �أج�سام ًا م�ضادة له وعند ال�شفاء من المر�ض ت�ستمر لديه المناعة �ضد هذا المر�ض مثل فيرو�س الح�صبة. 2ـ مناعة مكت�سبة Acquired immunity
ه ��ي الت ��ي يكت�سبها الإن�سان ب�سبب �إدخالنا مادة غريبة �أي �أنتيجين �إلى دمه وتكوين �أج�سام م�ضادة في الدم تقاوم المادة الغربية �أو �إدخال �أج�سام م�ضادة جاهزة �إلى الدم .وتق�سم �إلى نوعين هما: المناعة الن�شطة ( اللقاح ) :وهي عبارة عن �إدخال بكتيريا �أو فيرو�سات ميتة �أو �ضعيفة �أو ب�إدخال �سمومها �إل ��ى دم الإن�س ��ان .ومن �أمثلته ��ا :المناعة الت ��ي يكونها الج�سم �ض ��د �أمرا�ض �شل ��ل الأطفال،والح�صبة، والنكاف ،والدفتيريا ،والكزاز (التتانو�س) المناعة ال�س���البة ( الم�ص���ل ) :وهي عبارة عن �إدخال �أج�سام م�ضادة جاهزة متكون في دم الحيوانات �إلى دم الإن�س ��ان .تك�س ��ب المناعة ال�سالبة ب�شكل فوري ح ��ال �إدخال الم�صل الم�ضاد �إل ��ى دم الإن�سان لكنها �سرعان ما تفقد. �إن ال�صغ ��ار المولودين حديث ًا لديهم مناعة �سالبة �ضد الأمرا�ض وذلك لمرور الأج�سام الم�ضادة من دم الأم �إلى الجنين عبر الم�شيمة placentaوتختفي هذه الأج�سام الم�ضادة في الحال-لذا يكون ال�صغار �أكثر ح�سا�سية للإ�صابة خالل ب�ضعة �أ�شهر ،و�إن الر�ضاعة من ث ��دي الأم تطيل من فترة المناعة ال�سالبة التي ي�ستلمها الطفل من �أمه وذلك ب�سبب وجود الأج�سام الم�ضادة في حليب الأم.
230
�أحياء ()2
Health and Diasease
اختالالت في عمل جهاز المناعة: �أمرا�ض الح�سا�سية :Allergy
تح ��دث الح�سا�سي ��ة نتيج ��ة لزي ��ادة فعالي ��ة الجه ��از المناعي من خ�ل�ال تكوينه الأج�س ��ام الم�ضادة لمواد ال يمك ��ن تمييزها عادة على �أنها م ��واد غريبة و�أن من بين الأج�سام الم�ضادة التي ت�سبب الح�سا�سية هي النوع IgE ( الكلوبيولين الممنع ،)Eوتوجد الأج�سام الم�ضادة نوع �شكل( )3-12 IgEف ��ي مجرى ال ��دم كما �أنها تتواج ��د �أي�ض ًا في غ�شاء اخلاليا ال�صارية وا�ستجابة مولد احل�سا�سية. الخالي ��ا ال�صارية الموجودة ف ��ي الأن�سجة الموجودة في الأن�سج ��ة ويدع ��ى مولد ال�ضد الذي يحف ��ز ا�ستجاب ��ة الح�سا�سية با�سم االليرجي ��ن Allergen (مولد الح�سا�سية ) فعند ارتباط االليرجين بالأج�سام الم�ضادة نوع IgEالموجودة على الخاليا ال�صارية ف�إن هذه الخاليا تقوم بتحرير اله�ستامين ،Histamineومواد �أخرى ت�ؤدي �إلى �إفراز المخ ��اط وت�ضييق الم�سال ��ك التنف�سية وبذلك تظهر الأعرا�ض الخا�ص ��ة بالح�سا�سية.وفي بع�ض الأحيان تقوم الخاليا القاعدية وبقية خاليا الدم البي�ضاء بتحرير هذه المواد �إلى مجرى الدم، الت ��ي ت�سبب زيادة ن�ضوحية الأوعية ال�شعري ��ة وبالتالي فقدان ال�سوائل وحدوث ال�صدمة .ويمكن ف ��ي بع�ض الحاالت منع ظه ��ور �أعرا�ض الح�سا�سية وذلك من خالل حقن االليرجين في الج�سم. ال ��ذي ي�ؤدي �إل ��ى تكوين كميات كبيرة م ��ن الأج�سام الم�ضادة ن ��وع ،IgGوترتبط هذه الأج�سام الم�ضادة ( )IgGمع االليرجينات الم�أخوذة من البيئة قبل �أن ت�صل �إلى الأج�سام الم�ضادة نوع IgEالواقعة في �أغ�شية الخاليا ال�صارية.
رف�ض الن�سيج :Tissue Rejection
يمك ��ن �أخذ بع� ��ض الأع�ضاء مثل الجلد والقلب والكلية من �شخ�ص م ��ا وزرعها في �شخ�ص �آخر بحي ��ث اليرف�ضها ج�سم ه ��ذا ال�شخ�ص ،ويحدث رف�ض الن�سيج ب�سب ��ب قيام الخاليا Tال�سامة للخالي ��ا cytotoxic cellsبتحطيم الن�سيج الغريب المزروع في الج�سم ويمكن ال�سيطرة على م�شكل ��ة رف�ض الع�ض ��و من خالل اختيار الع�ض ��و المطلوب زرعه ب�شكل دقي ��ق و�إعطاء العقاقير المثبط ��ة للمناعة ،immunosuppressive-drugsو�إن الأف�ضل من ذلك هو اختيار الع�ضو المطل ��وب زرع ��ه بحيث يحت ��وي على بروتين ��ات معق ��د المطابق ��ة الن�سيجية الرئي� ��س ،نف�سها الموج ��ودة في �أن�سجة ال�شخ� ��ص الم�ستلم وذلك لأن الخاليا Tال�سام ��ة للخاليا يمكنها تمييز بروتينات معقدة المطابقة الن�سيجية الرئي�س الغريبة عن الج�سم.
�أحياء ()2
231
ال�صحة والمر�ض
اللقاح :Vaccines تعرف اللقاحات على انها عبارة عن م�ست�ضد قادر على �إحداث المناعة وغير قادر على �إحداث المر�ض. وت�صنف اللقاحات تبعاً للمادة التي ح�ضرت منها �إلى: -1لقاح���ات جرثومي���ة : Bacterial Vaccinesعب ��ارة ع ��ن معلق م ��ن الجراثيم (المقتول ��ة بالحرارة �أو المعالجة الكيميائية) في محلول الف�سيولوجي .مثل لقاح ال�سعال الديكي. -2لق���اح الذوب���ان :Toxoidعبارة عن ذيفان تفرزه الجراثيم و�ض ّعف بالحرارة �أو المعالجة الكيميائية. مثل لقاح الخناق. -3لق���اح فيرو�س���ي ( الحم���ات ) : Viral Vaccineمعل ��ق م ��ن الحمات المعطلة كما في لق ��اح داء الكلب �أو الم�ض ّعفة كما في لقاح �شلل الأطفال. -4لقاح الحيوانات الأوالي والدودي :Protozoan Helminthic Vaccineالحيوانات الأوالي والدودية طفيليات معقدة تنتج الكثير من الم�ست�ضدات على �سطحها. -5لق���اح م�ض���اد النمط الذات���ي :Anti-Idiotypic Vaccineومثال ذل ��ك المطعوم الذي تحاول المراكز العلمية �إيجاده لمكافحة مر�ض الإيدز. -6لقاح���ات ت�س���تخدم �أجزاء معينة من الجراثي���م كما هو الحال في المحاوالت الجارية ال�ستعمال �شعيرات الجراثيم ( ) Piliلعمل لقاح �ضد ال�سيالن ( �شعيرات الني�سرية البنية ).
برنامج التطعيم الوطني:
م ��ن �أه ��م طرائق الوقاية من الأمرا�ض وبخا�صة التي تهدد حي ��اة الأطفال في ال�سنوات الأولى من العمر �أخذ التطعيمات في مواعيدها المحددة. وق ��د تبن ��ت وزارة ال�صح ��ة ف ��ي المملكة برنام ��ج التطعيم الوطن ��ي ،فتقدم ال ��وزارة في ه ��ذا البرنامج التطعيمات ب�صورة مجاني ��ة في المراكز ال�صحية ،وبو�ساطة الفرق ال�صحية الجوالة التابعة للوزارة .ويبين الجدول التالي التطعيمات ال�ضرورية ومواعيد �إعطائها للأطفال .
232
�أحياء ()2
Health and Diasease
ج���دول ( )1-13التح�ص���ينات الت���ي تعط���ى للأفراد من �س���ن ( الوالدة �إل���ى �17س���نة) ومواعيدهابالمملكة العربية ال�سعودية.
نــوع اللــقاح
م
عمر الطفل
1
عند الوالدة
درن (بي �سي جي ) +كبدي (ب) جرعة �أولى.
2
� 6أ�سابيع
�شلل الأطفال(جرعة �أولى) +ثالثي بكتيري(جرعة �أولى) +كبدي(ب)جرعة ثانية.
3
�3شهور
�شلل �أطفال(جرعة ثانية) +ثالثي بكتيري(جرعة ثانية).
4
� 5شهور
�شلل �أطفال(جرعة ثالثة) +ثالثي بكتيري(جرعة ثالثة).
5
� 6شهور
كبدي (ب) جرعة ثالثة +ح�صبة.
6
� 12شهر
ثالثي فيرو�سي.
7
� 18شهر
�شلل �أطفال جرعة من�شطة �أولى +ثالثي بكتيري جرعة من�شطة�أولى.
8
� 6 – 4سنة
�شلل �أطفال جرعة من�شطة ثانية +ثالثي بكتيري جرعة من�شطة ثانية.
9
13 – 12 �سنة
ح�صبة �ألمانية.
10
�17 – 16سنة
تيتانو�س (كزاز ).
�أحياء ()2
233
ال�صحة والمر�ض
العــــالج:
الح ��ظ الطبي ��ب االنجليزي (جين ��ر ) 1822 – 11749 ( jennerم ) �أن حالبات الأبقار نادر ًا ماي�صبن بجدري الإن�سان ،فما �سبب ذلك؟ لق ��د افتر� ��ض (جينر) �أن �إ�صاب ��ة حالبات البقر بج ��دري البقر تك�سبه ��ن مناعة �ضد جدري smallpoxالإن�سان ،ولإثبات �صحة هذه الفر�ضية.حقن ( جينر) طف ًال بجدري البقر وذلك ب�أخ ��ذ جزء من ال�سائل(ال�صديد) الموج ��ود داخل البثرات المتكونة على جلد البقر ،والحظ بعد فترة �أن الطفل قد �أ�صيب بحالة خفيفة من الجدري �سرعان ما �شفي منها. وللت�أك ��د من �أن الطفل قد �أكت�سب مناعة �ضد جدري الإن�سان بعد �أ�صابته بجدري البقر ،فقد غامر(جين ��ر) ب�إجراء تجربته عل ��ى الطفل نف�سه،فحقنه ب�صديد ج ��دري الإن�سان.فوجد �أن الطف ��ل ل ��م تظهر عليه �أعرا�ض مر�ض ج ��دري الإن�سان ،فا�ستنتج من ذل ��ك� ،أن ج�سم الطفل اكت�س ��ب مناع ًة �ض ��د م�سبب جدري الإن�سان ،نتيجة حقنه بم�سبب ج ��دري البقر� .إن مثل هذه المناعة التي اكت�سبها الطفل نتيجة �إحداث �إ�صابة في ج�سمه تعرف بالمناعة اال�صطناعية. وق ��د ا�ستف ��اد العلماء من تجربة (جينر) في تطوير فكرة التطعي ��م ،vaccinationلإك�ساب ج�سم الإن�سان مناع ًة ا�صطناعية �ضد كثير من الأمرا�ض المعدية.
من �أبرز الو�سائل الطبية في العالج الدواء. ما الدواء ؟ ومتى ي�ستعمل؟ يع ��رف ال ��دواء � Medicineأن ��ه مادة مف ��ردة �أو مركبة م ��ن �أ�صل نبات ��ي� ،أو حيوان ��ي� ،أو معدني تدخل �إل ��ى الج�س ��م وت�ؤثر في �أن�سجته و�أع�ضائ ��ه وتحدث ت�أثير ًا معين ًا في عالج الأمرا� ��ض� ،أو الوقاية منها� ،أو ت�شخي�صه ��ا� ،أو ت�سكي ��ن الآالم .وتعد بع� ��ض المواد كالفيتامين ��ات و الهرمونات �أدوي ��ة لأهميتها في نمو الج�سم و�صحته.
ت�سميات الأدوية :
للأدوية ثالثة �أ�سماء متعارف عليها وهي: -1اال�سم الكيميائي :Chemical Nameويعني ال�صيغة الكيميائية للدواء مثل acetaminophen -2اال�سم العلمي :Generic Nameهو ا�سم ال�شهرة عالمي ًا مثل .Paracetamol -3اال�سم التجاري :Trade Nameهو اال�سم التجاري الذي تطلقه ال�شركة ال�صانعة مثل .Panadol الجرع ��ة الدوائي ��ة :Dosage:ه ��ي كمية الدواء التي تعط ��ي الفائدة العالجية المرج ��وة من الدواء �إذاتناولها المري�ض،ح�سب المفهوم العام.
234
�أحياء ()2
Health and Diasease
الجرعة الفعالة :ED50)-Effective dose 50هي كمية الدواء بالملغم /كغم من وزن الج�سم والتي تحدثالفعل العالجي المطلوب في ن�صف عدد حيوانات التجربة على �أن تكون حيوانات التجربة من نف�س العائلة. الجرعة ال�سامة :Toxic doseهي الجرعة التي ت�سبب ظهور �أعرا�ض غير م�ستحبة للمري�ض بعد تناولها. الجرعة القاتلة :LD50) Lethsl dose 50هي كمية الدواء بالملغم /كغم التي ت�سبب الوفاة في ن�صفعدد حيوانات التجربة على �أن تكون حيوانات التجربة من نف�س العائلة.
الدليل العالجي �أو المن�سب العالجي :Therapeutic Index
عبارة عن تقدير تقريبي لمدى �أمان الدواء فهو الن�سبة بين الجرعة القاتلة والجرعة الفعالة. LD50 = TI ED50 فكلم ��ا كان المن�سب العالج ��ي كبير كان الدواء �آمن �أم ��ا �إذا كان المن�سب العالجي �صغير فيكون الدواء غير �آمن ويجب �أن ي�ؤخذ بحذر. ن�شاط ذهني
حل رموز تذكرتك الطبية (�أي فك �شفرتها):
عندم ��ا يكت ��ب طبيبك تذكرة طبي ��ة ،ف�إن �أول كلم ��ة تكون هي ا�س ��م العقار .يليه ��ا �صيغة �أخذ الجرع ��ات ( �أي ال�شكل الدوائي الذي ت�ؤخذ به ) ،وقوة هذا ال�شكل الدوائي �أو تركيزه ،والكمية الت ��ي �ستتلقاها .كم ��ا ت�شير �صيغة التذك ��رة الطبية �إلى عدد مرات �إمكاني ��ة تكرار �صرف تلك التذكرة ( �إن وجد ) .ويتبع ذلك تعليمات لك بكيفية ا�ستخدام هذا الدواء ،وغالب ًا ما تت�ضمن اخت�صارات لكلمات التينية * كما يلي: bidمرتان يومي ًا. acقبل الوجبات. dawي�صرف كما هو مكتوب ( بدون ا�سم تجاري �أو بدائل نوعية ). poعن طريق الفم. hsقبل النوم. � qidأربع مرات يومي ًا. prnعند اللزوم. ut dictح�سب تعليمات الطبيب. tidثالث مرات يومي ًا. ـ ت�ستخ ��دم هذه االخت�صارات �أ�سا�س ًا في الدول الت ��ي ت�ستخدم الحروف الالتينية في لغتها �أو التي ت�سير على نهجها.
�أحياء ()2
235
ال�صحة والمر�ض
الآثار الجانبية للدواء :Side effects of Medicine
عن ��د �إعط ��اء مري�ض دوا ًء ما ،يف�ض ��ل �أن نح�صل على الت�أثي ��ر الدوائي فقط،كت�سكي ��ن الألم �أو تخفي�ض الح ��رارة ،و�أحيان� � ًا قد تظه ��ر ت�أثيرات �أخرى على �ش ��كل �أعرا�ض م�صاحب ��ة ت�سمى الآث ��ار الجانبية للدواء، وتختل ��ف حدة هذه الآثار من دواء لآخر؛ فقد تك ��ون ب�سيطة كالغثيان وال�صداع ،واال�ضطرابات اله�ضمية� ،أو تكون �شديدة مما ي�ستوجب �إيقافه �أحيان ًا.
-1الآثار ال�ضارة للدواء:
ال�شرك ��ة المنتجة للدواء والم�صالح الحكومية الم�س�ؤولة عن الأدوية في �أي بلد تحر�ص عل ��ى حماي ��ة المواطني ��ن و�صحتهم بعد و�ص ��ول �أي دواء �ضار بال�صح ��ة �إليهم.ولكن يجب �أن نتذك ��ر دائم� � ًا حقيقة� ،أن ��ه مهما كانت درج ��ة االختبارات والتج ��ارب الأولية من الدقة والحر� ��ص ،فق ��د ال تكت�شف بع�ض الآثار ال�ض ��ارة وغير المتوقعة م ��ن الدواء.فنحن مازلنا نذكر ذلك المثال المحزن الذي حدث في �أوروبا في بداية ال�ستينيات من القرن الع�شرين حينم ��ا تعاطت الن�س ��وة الحوامل العقار المركن ثاليدوميد ،مم ��ا �أدى �إلى حدوث ت�شوهات خلقية لدى الكثير من الأطفال المولودين ،ومن ذلك والدة �أطفال بدون �أيد �أو �أرجل ،ولكن ن�سبة حدوث مثل هذه الآثار المفجعة قليلة جد ًا.
� -2آثار فرط الح�سا�سية:
ت�سم ��ى بالآث ��ار الأرجي ��ة �أو الآث ��ار الناتجة ع ��ن الح�سا�سية ،وتحدث فق ��ط عند بع�ض المر�ض ��ى ذوي الح�سا�سي ��ة لدواء بعينه ،وقد تكون �آثار ًا ب�سيط ��ة �أو �شديدة .فمث ًال نالحظ ع ��دم ا�ستطاعة بع�ض النا� ��س تعاطي الأ�سبرين �أو البن�سلين نتيج ��ة لح�سا�سيتهم المفرطة لهذين العقارين.
تنافر الأدوية :Medicine Incompatibility
يكون لبع�ض الأدوية التي تعطى مع بع�ضها خ�صائ�ص مت�ضادة فيزيائية �أو كيميائية �أو عالجية.فعند �أخذ دوائيين لهما �آثار مت�ضادة ،ف�إن �أحدهما �سي�ؤثر في الآخر،بحيث يبطل مفعوله ك�إعطاء الأدوية القاب�ضة في حالة الإم�ساك مع الأدوية الم�سهلة ،وهذا مان�سميه التنافر العالجي .وقد يكون التنافر فيزيائي ًا ب�أن تو�صف �أدوي ��ة ال تمت ��زج مع بع�ضها�،أو ير�س ��ب �أحدهما الآخر فيمن ��ع امت�صا�صه،وقد يكون التناف ��ر كيميائي ًا بحيث يح�صل تفاعل كيميائي مابين الأدوية تنتج منه مواد جديدة قد تكون �سامة .
236
�أحياء ()2
Health and Diasease
محاذير ا�ستعمال الدواء:
الدواء مادة خطيرة ال يجوز التعامل معها ب�شكل ع�شوائي ،فقد ينقلب الدواء �إلى �سم قاتل �إذا �أ�سيء ا�ستعماله ،وفيما ي�أتي بع�ض الأمور الهامة المتعلقة بالدواء:
� -1صالحية الدواء:
ال يوج ��د دواء يبقى �صالح ًا �أب ��د ًا ،فالدواء مادة كيميائية له ��ا فاعلية مح ��ددة بزمن ،ت�صب ��ح بعده غي ��ر فعالة،وبع�ض الأدوي ��ة تنق�ص فاعليتها بعد انتهاء مفع ��ول الدواء ،وبع�ضها الآخ ��ر يتحول �إل ��ى مادة �سامة وف ��ي جميع الأح ��وال ال يجوز تناول الدواء بعد انتهاء مدته �شكل (.)4 -12
MAN: 04.2005 EXP: 03.2007 �شكل( )4-12تاريخ �إنتاج الدواء ،وتاريخ انتهاء �صالحيته.
ن�شاط عملي التعرف على بع�ض محتويات ن�شرة الدواء:
الأدوات والمواد:
علبة دواء م�صنعة محلي ًا
طريقة العمل:
اقر�أ بما هو مكتوب في الن�شرة �ضمن كل مما ي�أتي: �أ -الآثار الجانبية للدواء. ب -الآثار ال�سمية للدواء. ج -م�ضادات اال�ستطباب؛ �أي الحاالت التي ال يجوز فيها تناول هذا الدواء.
� -2سوء ا�ستعمال الدواء:
ا�ستعمال الدواء ب�شكل ع�شوائي دون ا�ست�شارة الطبيب �أو ال�صيدالني ،وعدم التقيد بتعليمات ا�ستخدامه، ي�سب ��ب ت�أثيرات �ض ��ارة للج�سم قد تكون خطي ��رة �أحيان ًا ،فالأدوي ��ة ت�ؤثر ب�شكل �أو ب�آخر ف ��ي مختلف �أع�ضاء الج�س ��م ،وبع�ضها ي�سب ��ب الح�سا�سية� ،أو ي�ؤدي �إلى قتل بع�ض �أنواع البكتيري ��ا النافعة في الج�سم .وا�ستعمال الم�ض ��ادات الحيوية ا�ستعما ًال ع�شوائي� � ًا ي�سبب تطور �سالالت بكتيرية ال ت�ؤثر فيه ��ا هذه الم�ضادات .وهناك حاالت عدة من �سوء اال�ستعمال منها: �أحياء ()2
237
ال�صحة والمر�ض
تقليد الآخرين ،والت�شخي�ص الذاتي ،والإ�سراف في تناول الأدوية دون مبرر ،عدم التقيد بالتعليمات المعطاة للمري�ض عن الدواء ،واالعتياد ،والإدمان.
الإدمان : Addiction
وه ��و �أخطر �أنواع �س ��وء اال�ستعمال ،ويعد حالة من االعتم ��اد النف�سي والج�سدي على دواء م ��ا ،بحي ��ث ي�شعر المدمن �أن ��ه ال ي�ستطيع العي�ش دون ا�ستعمال ��ه ،وت�صبح لديه رغبة جامح ��ة لال�ستم ��رار بتناوله ،مع ميل وا�ض ��ح لزيادة الجرعة ،وعند توق ��ف ا�ستعماله هذا الدواء يتعر� ��ض ال�ضطرابات نف�سية ،وت�شنجات ،وك�آبة ،و�صداع ،و�صعوبة تنف�س .والإدمان من الم�شاكل االجتماعية التي تعاني منها المجتمعات الب�شرية. ناق�ش هذا المو�ضوع مع معلمك.
الم�ضادات الحيوية ( : ) Antibiotics
الم�ض ��ادات الحيوية ه ��ي عبارة عن مواد كيميائي ��ة ت�ستخرج من المخلوق الحي له ��ا القدرة على �إعاقة نم ��و بع� ��ض المخلوقات الحية الدقيقة الممر�ضة.وتم اكت�شافها في ع ��ام 1920م على يد العالم فليمنج حيث �شاه ��د عفن� � ًا �أخ�ضر نامي ًا على �سطح �أحد �أطباق بتري الت ��ي كان يجري عليها تجاربه وقد �سقط هذا العفن م ��ن الهواء على �شكل ابواغ نمت على الم ��واد الغذائية في الطبق وعندما دقق فليمنج البحث في الطبق وجد �أن المنطقة التي نمت فيها العفن ال تحتوي على بكتيريا. ومن الأمثلة على الم�ضادات الحيوية البن�سلين وال�ستربتومي�سين والتيرامي�سيم و�أكروماي�سين. وت�ستطي ��ع ه ��ذه الم�ضادات الحيوية الق�ضاء عل ��ى العديد من الأمرا�ض البكتيرية مث ��ل االلتهاب الرئوي والدفتيريا والزهري وال�سيالن والتهابات الجروح.
طرق ا�ستخدام الم�ضادات الحيوية:
-1ع ��ن طري ��ق الفم ،وهي �أما �أن تكون �صلبة على �شكل �أقرا�ص� .أو كب�سوالت� ،أو تكون �سائلة على �شكل معلق �أو �شراب. -2عن طريق الحقن ،ويتم ذلك في الوريد �أو في الع�ضل. -3عن طريق اال�ستعمال الخارجي ( المو�ضعي ) للجلد. -4عن طريق ا�ستعماالت مو�ضعية خا�صة ،مثل القطرات �أو الدهون للعين والأذن.
238
�أحياء ()2
Health and Diasease
�س�ؤال للتفكير لماذا يجب ا�ستخدام الم�ضادات الحيوية بحذر �شديد وتحت �إ�شراف الطبيب؟.
بداية اكت�شاف الأدوية الم�ضادة للجراثيم:
بينما كان العالم الإنجليزي الك�سندر فلمنج عام 1928م يزرع على الغراء نموذج ًا من تنم في المك ��ورات العنقودي ��ة .الحظ �أن هذه البكتريا قد نمت في بع� ��ض �أطباق بتري،ولم ُ �أخرى ،ونتيجة بحثه وجد �أن الأطباق الأخرى قد تلوثت بنوع من الفطريات ا�سمها العلمي � penillium notatumأع ��اق نمو البكتريا ،ثم زرع فلمنج الفطريات في و�سط منا�سب، وا�ستخل� ��ص منها بعد ذلك �سائ�ل ً�ا �أ�صفر �سماه البن�سلين .بعد ذل ��ك �أخذ مجموعتين من �أطب ��اق بت ��ري ،زرع في كل منها بكتيري ��ا عنقودية في و�سط منا�س ��ب ،و�أ�ضاف �إلى كل من �أطب ��اق المجموعة الأولى قلي ًال من البن�سلين ،وترك الثانية كما هي ،فالحظ بعد �أيام نمو البكتيريا في الأطباق الخالية من البن�سلين ،وبتكراره للتجربة مرات عدة كان يح�صل على النتيجة نف�سها. ل ��م ِ يكتف فلمنج بتجربة �أثر البن�سلين ف ��ي البكتيريا العنقودية بل كرر التجربة نف�سها على بكتريا عقدية ،وح�صل على نف�س النتيجة. تاب ��ع فلمن ��ج بحوثه بم�ساعدة علم ��اء �آخرين في جامع ��ة �أك�سف ��ورد ،وا�ستخل�ص مادة البن�سلي ��ن ،وب ��د�أ ا�ستخدام ��ه كم�ض ��اد حيوي فعال ع ��ام 1941م ،ثم على نط ��اق وا�سع في معالج ��ة الجرح ��ى في الحرب العالمي ��ة الثانية .وفي �سن ��وات الحقة تم تطوي ��ر البن�سلين بتح�ضير العديد من م�شتقاته التي تتمتع بميزات تفوقه ،ومنها �أنه �أ�صبح ي�ؤخذ عن طريق الفم. ولقد غدا ذلك الدواء فتحاً جديداً في الطب: �أ� -إحداث ثورة في المداواة. ب� -سه ��ل ال�سبل �إلى اكت�شاف م�ضادات حيوية �أخ ��رى� .أ�صبحت �سالح الطب في معالجة الإن�سان.
�أحياء ()2
239
ال�صحة والمر�ض
ال�س�ؤال الأول :عرف الم�صطلحات العلمية التالية: المر����ض -فت���رة الح�ض���انة -البروتين���ات الوقائي���ة – ال���دواء الآث���ار ال�س���مية لل���دواء – تناف���ر الأدوية. ال�س�ؤال الثاني :هناك طرق يمكن �أن تلحق بها م�سببات المر�ض الأ�ضرار بج�سم المخلوق الحي.ما هي؟ ال�س�ؤال الثالث :قارن بين اللقاح والم�صل. ال�س�ؤال الرابع :ما موقفك من كل من الحاالت الآتية؟ ولماذا؟ (�أ) مراجعة ال�صيدلية ل�شراء م�ضاد حيوي دون و�صفة طبية. (ب) ا�ستخدام مري�ض دواء و�صفه له �إن�سان يدعي معالجة الأمرا�ض بالخبرة. (ج) اكت�شاف �أن دواء في �صيدلية المنزل تود ا�ستعماله انتهت مدة �صالحيته.
240
�أحياء ()2
المراجــــــع القــر�آن الكري ــم -1الإعجاز (1421هـ) ،العدد الثامن ،هيئة الإعجاز العلمي في القر�آن وال�سنة ،مكة مكرمة. -2د .الب���ار ،محم���د عل���ي (1405ه���ـ) ،الوجي���ز في عل���م الأجنة الق���ر�آن ط 1.الدار ال�س���عودية ،جدة ،المملك���ة العربية ال�سعودية. -3الب���ار ،محم���د عل���ي (1420هـ) ،خلق الإن�س���ان بي���ن الطب والق���ر�آن ،ط 1.الدار ال�س���عودية ،ج���دة ،المملكة العربية ال�سعودية. -4البخاري ،محمد (1412هـ)� ،صحيح البخاري .دار الكتب العلمية ،بيروت ،لبنان. -5د .حامد ،حامد (1411هـ) ،رحلة الإيمان في ج�سم الإن�سان ،ط ،1دار القلم ،بيروت ،لبنان. -6د .خريجات ،حكمت (1992م) ،ت�شريح في ج�سم الإن�سان ط /3دار ال�شروق للن�شر والتوزيع ،عمان ،الأردن. -7د .الدمردا�ش� ،صبرب (1992م) ،الطرائف العلمية مدخل التنف�س العلوم ط ،4دار المعارف. -8الرئا�س���ة العام���ة لتعلي���م البن���ات (1417هـ) ،منه���ج المرحلة الثانوية لتعلي���م البنات .الوكالة الم�س���اعدة للتطوير التربوي ،مطابع نجد الريا�ض ،المملكة العربية ال�سعودية. -9د .زيتون ،عاي�ش (1994م) ،علم حياة الإن�سان ط 1.دار ال�شروق ،عمان ،الأردن. -10د .ال�شي�شبني ،عماد الدين و�آخرون (1977م) ،مبادئ ف�سيولوجيا النبات ،ط ،3مكتبة الفالح ،الكويت. -11د� .صالح ،محمد و�آخرون (1986م) ،علم حياة الإن�سان ط ،2دار المعارف ،القاهرة ،ج.م.ع. -12ال�صفتي ،فاتن (1408م) ،الفيتامينات �سالح ذو حدين ،دار الن�صر للطباعة الإ�سالمية ،القاهرة ،م�صر. -13طيفور ،ماجد .روعة الخلق �أ�سرار كينونة الجنين ،الدار العربية للعلوم ،بيروت ،لبنان. -14عبد العزيز ،محمد (1985م)� ،إعجاز القر�آن في حوا�س الإن�سان ،مكتبة القر�آن ،القاهرة ،م�صر. -15عبد الهادي ،عائدة (1404هـ) ،ف�سيولوجيا ج�سم الإن�سان .ط ،1.دار ال�شعب. -16د .عرمو�ش ،محمد (1413هـ) ،ت�شريح ج�سم الإن�سان ،ط ،1دار النفائ�س ،بيروت ،لبنان. -17د .العرو�سي ،ح�سين و�آخرون (1980م) ،المملكة النباتية ،دار المطبوعات الجديدة ،الإ�سكندرية ،م�صر. -18د .ع�شن ،نبيه (1405هـ) ،مقدمة علم الحياة ،ط ،2دار المعارف ،جدة ،المملكة العربية ال�سعودية. -19ا.د محمد ،مدحت (1417هـ) ،علم الغدد ال�صماء .مكتبة المدينة ،العين ،الإمارات العربية المتحدة.
-20د .ك�شميري� ،أمين (1404هـ) ،المدخل �إلى الغدد ال�صماء في الإن�سان. -21د .الق�صيمي ،محمد (1404هـ) ،في بيتك طبيب .ط ،1تهامة ،جدة ،المملكة العربية ال�سعودية. � -22أ.د محمد ،مدحت (1419هـ) ،علم حياة الإن�سان ط ،1دار الطباعة والن�شر الإ�سالمية ،القاهرة ،م�صر. -23هيكمان� ،س و�آخرون (1989م) ،الأ�سا�سيات المتكاملة لعلم الحيوان ،ترجمة د .ماهر خليفة و�آخرون ط ،1الدار العربية للن�شر والتوزيع ،القاهرة ،الدار العربية للن�شر والتوزيع ،القاهرة ،م�صر. � -24س���اتكيف ،جيني (1420هـ) ،ملف المعلومات ال�ص���حية عالج م�ش���اكل الظهر ،ترجمة مركز التعريب والترجمة، ط ،1الدار العربية للعلوم ،بيروت ،لبنان. -25غايت���ون� ،آرث���ر �س���ي و�آخ���رون (1997م) ،المراجع ف���ي الفزيولوجيا الطبي���ة ،ترجمة د� .ص���ادق الهاللي ،ط ،9دار �أكادميا انترنا�شيونال ،بيروت ،لبنان. -26دي فيوري ،مارينو �أطل�س الأن�سجة الطبيعية ،ترجمة �إ�سماعيل �إوظي�ش ط ،6الدار العربية للن�سر. -27هيوار ،ايفيلين (1975م) ،علم الأن�سجة لطلبة الطب الب�شري ،ترجمة د .عبد الفتاح محمد طيرة ،ط ،9مطابع جامعة المو�صل ،الجمهورية العراقية. -28كت���ب تاي���م الي���ف (1417ه���ـ) ،دائ���رة مع���ارف الق���رن الح���ادي والع�ش���رون للعل���وم والتكنولوجي���ا المتطورة والطبيعية ،ترجمة �أ .جمال �سليمان عبد الرحيم و�آخرون ط ،1.دار الكتاب الم�صري ،القاهرة ،م�صر. -29المعارف الحديثة ،ترجمة محمد �أمين القبالني ،من�شورات عكاظ� -أوزو ،الريا�ض ،المغرب. -30ياما����س ،اندري���و (1997م) ،كي���ف تحي���ا ،ترجمة الفيران�ص���ور ،اكاديميا انترنا�ش���ونال للن�ش���ر والطباع���ة ،بيروت، لبنان. -31بدفور ،ديفيد (1421هـ)� ،صحة الأطفال الدليل الكامل ط ،1.الدار العربية للعلوم ،بيروت ،لبنان. � -32أ .د ،يو�سف ،وليد و�آخرون (2002م) ،علم بيولوجيا الإن�سان ،ط ،1.الأهلية ،عمان ،الأردن. � -33أ.د جبر ،محمد و�آخرون (2001م) ،ا�سا�سيات علم النبات العام .ط ،1.دار الفكر العربي ،القاهرة .م�صر. -34بر�س ،بليثا (1420هـ) .تعرف �إلى ج�سمك ط 1.الدار العربية للعلوم ،بيروت ،لبنان. -35د .الخطيب� ،أحمد (1985م) ،مو�سوعة الطبيعة المي�سرة .ط ،1.مكتبة لبنان ،بيروت ،لبنان. -36الغنيمات ،عبد اهلل (1404هـ) ،دليل القارئ �إلى موا�ضع الحديث في �صحيح البخاري. -37د .كيمي���ل ،ج���ون (1413ه���ـ) ،كيمب���ل بيولوجي .ن تعريب� :أ.د� /ش���اكر محم���د حماد و�آخرون ،دار المريخ للن�ش���ر الريا�ض المملكة العربية ال�سعودية. -38المحمود ،محمد و�آخرون (2002م) ،علم بيولوجيا الإن�سان ،ط ،2 ،الأهلية ،عمان ،الأردن.
-39عبد الهادي ،عايدة (2001م) ،ف�سيولوجيا ج�سم الإن�سان ،دار ال�شروق ،عمان ،الأردن. -40فرمى ،بيتر و�ستيفن �شيفرد ( ،)2004المو�سوعة الطبية للأ�سرة الدليل ال�شامل لالحتياجات ال�صحية للأ�سرة، �أكاديميا ،بيروت ،لبنان. -41كلية طب هارفارد (2002م) ،دليل �صحة الأ�سرة ،مكتبة جرير ،الريا�ض ،المملكة العربية ال�سعودية. -42كتب الفرا�ش���ة (2000م) ،مو�س���وعة ج�سم الإن�سان ال�ش���املة مو�سوعة تعريفية م�صورة لتراكيب الج�سم ووظائفه و�صيانته ،مكتبة لبنان ،بيروت ،لبنان. -43د .لما�ضه ،عاطف (1420هـ) ،عظمة الخالق في ج�سم الإن�سان ،ط ،1.دار ال�صحابة ،طنطا ،م�صر. -44مجلة العلوم والتقنية (1414هـ) ،العدد ،26مدينة الملك عبد العزيز العلوم والتقنية. -45المنظم���ة العربي���ة للتربي���ة والثقاف���ة والعل���وم (1403ه���ـ) ،المعج���م الموحد للم�ص���طلحات العلمي���ة في مراحل التعليم العامة ،المنظمة ،وزارة المعارف ،الريا�ض ،المملكة العربية ال�سعودية. -46الموبل ،كمال (1992م)� ،آيات طبية في القر�آن .ط ،1.بحث علمي لنيل �شهادة دكتوراة في الطب. -47الني�سابوري ،م�سلم (1413هـ)� ،صحيح م�سلم .دار الكتب العلمية ،بيروت ،لبنان.
المراجع الأجنبية: Bostock. L..S. Luck. And S.Merrell (eds.): The Human Body- Acoprehensive Guide to the Structure and the Human Body. Arch Cape press. New York, 1989. Campbell.N..J. Reece. And L. Mitchell: Biology. 5th edition. Addison Wesley Longman. Menlo Park. California. 1999. Horton. E..and f. Smart (Eds): New Illustrated Eneyclopedia of Family Health. Marshall Cavendish House, London. 1988. Smith. T. (Ed) The Human Body- An Illustrated Guide to its Structure, Function, and Disorders. Dorling Kindersley. London. 1995. Solomon. E.L. Berg, and D. Martin: Biology. 5th edition. Saunders College Publishing. Fort Worth. 1999.
كما تم الرجوع �إلى م�صادر التعلم المختلفة ومنها المواقع العلمية الموثقة بالإنترنت.
�أ�شرف على الت�صميم الفني والتعليمي �أ� .إبراهيم بن حمد الرويتع