الوحدة الأولى : ��الخليَّة : التركيب الكيميائي و آليات النقل

في الصف العاشر قمنا بدراسة تركيب الخلية على مستوى العضيات المكونة لها

في الصف الحالي سنقوم بإذن الله بدراسة تركيب الخلية على المستوى الذري و الجزيئي

​

يُتوقع منكِ بعد دراسة هذه الوحدة أن تكوني قادرة على عبور الحدود الفاصلة بين اللاحياة و الحياة,

و ذلك للانتقال من :

التركيب الجزيئي (غير حي)

الخلية الحية

1

تصنيف المواد الداخلة في تركيب الخلية إلى مواد عضوية و مواد غير عضوية, و المقارنة بينها

2

توضيح تركيب الغشاء الخلوي و أهميته في نقل المواد عبره

3

ممارسة عادات غذائية صحية تتوافق مع حاجة الخلايا للمواد

التعرف إلى تقانات حديثة في دراسة الخلية

4

إعداد مشروع

5

الفصل الأول : التركيب الكيميائي للخلية

ما المتوقع مني تعلمه بعد دراسة هذا الفصل ؟

1

تصنيف المواد الداخلة في تركيب الخلية إلى مواد عضوية و مواد غير عضوية

2

تتعرفي إلى أهم المواد العضوية و غير العضوية في الخلية و توضحي أهميتها و تقارني بينها

3

توضحي تركيب و خصائص كل من : الكربوهيدرات / الليبيدات / البروتينات / الحموض النووية, و تبيني أهمية كل منها

4

تبيني خصائص الإنزيمات و أهميتها

5

توضحي آلية عمل الإنزيمات

تكشفي عملياً بعض المواد العضوية الداخلة في تركيب الخلية

6

1.1 : التركيب الكيميائي للخلية

وصل عدد العناصر التي اكتشفها الإنسان مؤخراً إلى 118 عنصراً, منها 94 موجودة في الطبيعة (غير مصنعة)

فقط 20 -25 % من هذه العناصر هو ضروري للكائن الحي حتى يعيش حياة صحية

من خلال الشكل المجاور, ما العناصر التي تشكل النسبة الأعلى من كتلة جسم الإنسان ؟

العنصر

الرمز

النسبة التقريبية لكتلته في الأرض (%)

النسبة الكتلية لوجوده في جسم الإنسان (%)

الأكسجين

O

46.6

65

الحديد

Fe

5

نادر

الكالسيوم

Ca

3.6

1.5

الصوديوم

Na

2.8

0.2

البوتاسيوم

K

2.6

0.4

المغنيسيوم

Mg

2.1

.0.1

الهيدروجين

H

0.14

9.5

المنغنيز

Mn

0.1

نادر

الفلور

F

0.07

نادر

الفوسفور

P

0.03

1

الكربون

C

0.03

18.5

الكبريت

S

0.01

0.3

الكلور

Cl

0.01

0.2

النحاس

Cu

0.01

نادر

النيتروجين

N

نادر

3.3

الزنك (الخارصين)

Zn

نادر

نادر

اليود

I

نادر

نادر

ما مجموع النسب الكتلية لهذه العناصر الأربعة في جسم الإنسان ؟

العنصر

الرمز

النسبة التقريبية لكتلته في الأرض (%)

النسبة الكتلية لوجوده في جسم الإنسان (%)

الأكسجين

O

46.6

65

الحديد

Fe

5

نادر

الكالسيوم

Ca

3.6

1.5

الصوديوم

Na

2.8

0.2

البوتاسيوم

K

2.6

0.4

المغنيسيوم

Mg

2.1

.0.1

الهيدروجين

H

0.14

9.5

المنغنيز

Mn

0.1

نادر

الفلور

F

0.07

نادر

الفوسفور

P

0.03

1

الكربون

C

0.03

18.5

الكبريت

S

0.01

0.3

الكلور

Cl

0.01

0.2

النحاس

Cu

0.01

نادر

النيتروجين

N

نادر

3.3

الزنك (الخارصين)

Zn

نادر

نادر

اليود

I

نادر

نادر

يشكل الكالسيوم و الفسفور و البوتاسيوم و الكبريت و بعض العناصر الأخرى 4 %

العنصر

الرمز

النسبة التقريبية لكتلته في الأرض (%)

النسبة الكتلية لوجوده في جسم الإنسان (%)

الأكسجين

O

46.6

65

الحديد

Fe

5

نادر

الكالسيوم

Ca

3.6

1.5

الصوديوم

Na

2.8

0.2

البوتاسيوم

K

2.6

0.4

المغنيسيوم

Mg

2.1

.0.1

الهيدروجين

H

0.14

9.5

المنغنيز

Mn

0.1

نادر

الفلور

F

0.07

نادر

الفوسفور

P

0.03

1

الكربون

C

0.03

18.5

الكبريت

S

0.01

0.3

الكلور

Cl

0.01

0.2

النحاس

Cu

0.01

نادر

النيتروجين

N

نادر

3.3

الزنك (الخارصين)

Zn

نادر

نادر

اليود

I

نادر

نادر

يمثل الجدول بعض العناصر الأكثر وجوداً في الأرض, و نسبة تواجدها في جسم الإنسان. استخدميه للإجابة عن الأسئلة الآتية

(1) ما نسبة تواجد كل من الأكسجين و الكربون و الهيدروجين و النيتروجين و الكبريت و الفسفور في الأرض و جسم الإنسان ؟ ماذا تلاحظ ؟

العنصر

الرمز

النسبة التقريبية لكتلته في الأرض (%)

النسبة الكتلية لوجوده في جسم الإنسان (%)

الأكسجين

O

46.6

65

الحديد

Fe

5

نادر

الكالسيوم

Ca

3.6

1.5

الصوديوم

Na

2.8

0.2

البوتاسيوم

K

2.6

0.4

المغنيسيوم

Mg

2.1

.0.1

الهيدروجين

H

0.14

9.5

المنغنيز

Mn

0.1

نادر

الفلور

F

0.07

نادر

الفوسفور

P

0.03

1

الكربون

C

0.03

18.5

الكبريت

S

0.01

0.3

الكلور

Cl

0.01

0.2

النحاس

Cu

0.01

نادر

النيتروجين

N

نادر

3.3

الزنك (الخارصين)

Zn

نادر

نادر

اليود

I

نادر

نادر

هيموغلوبين الدم

الماء (H₂O)

الأوزون (O₃)

العنصر

الرمز

النسبة التقريبية لكتلته في الأرض (%)

النسبة الكتلية لوجوده في جسم الإنسان (%)

الأكسجين

O

46.6

65

الحديد

Fe

5

نادر

الكالسيوم

Ca

3.6

1.5

الصوديوم

Na

2.8

0.2

البوتاسيوم

K

2.6

0.4

المغنيسيوم

Mg

2.1

.0.1

الهيدروجين

H

0.14

9.5

المنغنيز

Mn

0.1

نادر

الفلور

F

0.07

نادر

الفوسفور

P

0.03

1

الكربون

C

0.03

18.5

الكبريت

S

0.01

0.3

الكلور

Cl

0.01

0.2

النحاس

Cu

0.01

نادر

النيتروجين

N

نادر

3.3

الزنك (الخارصين)

Zn

نادر

نادر

اليود

I

نادر

نادر

(2) أي العناصر الأعلى نسبة في الأرض و في جسم الإنسان ؟ أذكر بعض المركبات التي يدخل في تركيبها هذا العنصر ؟

الماء (H₂O)

مهمة لحدوث التفاعلات الحيوية و تنظيم درجة حرارة الجسم

العنصر

الرمز

النسبة التقريبية لكتلته في الأرض (%)

النسبة الكتلية لوجوده في جسم الإنسان (%)

الأكسجين

O

46.6

65

الحديد

Fe

5

نادر

الكالسيوم

Ca

3.6

1.5

الصوديوم

Na

2.8

0.2

البوتاسيوم

K

2.6

0.4

المغنيسيوم

Mg

2.1

.0.1

الهيدروجين

H

0.14

9.5

المنغنيز

Mn

0.1

نادر

الفلور

F

0.07

نادر

الفوسفور

P

0.03

1

الكربون

C

0.03

18.5

الكبريت

S

0.01

0.3

الكلور

Cl

0.01

0.2

النحاس

Cu

0.01

نادر

النيتروجين

N

نادر

3.3

الزنك (الخارصين)

Zn

نادر

نادر

اليود

I

نادر

نادر

(3) تدخل العديد من المواد الكيميائية في تركيب خلايا الجسم, في رأيك ما أهم هذه المواد ؟ لماذا اخترت هذه المادة ؟

لأنه يدخل في تركيب الهيموغلوبين المسؤول عن الارتباط بالأكسجين و نقله عبر خلايا الدم الحمراء إلى جميع خلايا الجسم

العنصر

الرمز

النسبة التقريبية لكتلته في الأرض (%)

النسبة الكتلية لوجوده في جسم الإنسان (%)

الأكسجين

O

46.6

65

الحديد

Fe

5

نادر

الكالسيوم

Ca

3.6

1.5

الصوديوم

Na

2.8

0.2

البوتاسيوم

K

2.6

0.4

المغنيسيوم

Mg

2.1

.0.1

الهيدروجين

H

0.14

9.5

المنغنيز

Mn

0.1

نادر

الفلور

F

0.07

نادر

الفوسفور

P

0.03

1

الكربون

C

0.03

18.5

الكبريت

S

0.01

0.3

الكلور

Cl

0.01

0.2

النحاس

Cu

0.01

نادر

النيتروجين

N

نادر

3.3

الزنك (الخارصين)

Zn

نادر

نادر

اليود

I

نادر

نادر

سؤال ص 6 :

فسِّر : على الرغم من ندرة الحديد نسبة الحديد في جسم الإنسان إلا أنه مهم جداً لحياته

​

ابحث ص 6 :

تتواجد عناصر أخرى بنسب قليلة جداً, ابحثي عن هذه العناصر, و نسب تواجدها في خلايا الكائنات الحية

صمم خريطة مفاهيمية توضح تصنيف المركبات الداخلة في تركيب الخلية الحية

المركبات

عضوية

الحموض النووية

البروتينات

الليبيدات

الكربوهيدرات

غيرالعضوية

الأملاح المعدنية

الماء

الماء

تختلف نسبة الماء في الكائنات الحية

95 % من كتلة الجسم

​

60-65 % من كتلة الجسم

​

خصائص الماء و وظائفها في الجسم

يعد الماء مذيباً جيداً للمواد (يسمى مذيب عالمي)

المادة الصلبة هي المذاب

​

الماء هو المذيب

​

1

هل تذوب كل المواد في الماء ؟

لا تذوب كل المواد في الماء, فقط تذوب فيه المواد الأيونية و بعض المواد التشاركية

الماء

الزيت

لماذا يعتبر الماء مذيب عالمي رغم أنه لا يذيب كل المواد ؟

لأن عدد المواد التي تذوب في الماء أكبر من عدد المواد التي تذوب في أي مذيب اخر

​

ما أهمية خاصية أن الماء مذيب جيد للمواد ؟

ذوبان المواد في الماء يوفر وسطاً ملائماً لحدوث التفاعلات الكيميائية في الخلايا

​

خصائص الماء و وظائفها في الجسم

يعمل الماء على نقل المواد بين داخل الخلية و خارجها

2

ما أهمية خاصية أن الماء ينقل المواد من و إلى الخلية ؟

​

يساعد الخلية في الحصول على حاجتها و التخلص من فضلاتها

​

خصائص الماء و وظائفها في الجسم

3

يشكل الماء عاملاً رئيسياً في ليونة الجسم و مرونته

خصائص الماء و وظائفها في الجسم

يحتفظ الماء بحرارة نوعية عالية

4

​

هل لاحظتي من قبل أنك لا تستطيعين لمس إبريق الشاي على النار بسبب حرارته العالية بينما إذا جربتي لمس الماء بداخله فإن حرارته تكون مقبولة و غير عالية

​

تمعني الشكل ثم صفي ملاحظاتك

لابد و أنك لاحظتي بأن الماء امتص كميات كبيرة من حرارة الشمس لكنه لم يصبح حاراً و درجة حرارته لم تتغير

على عكس الرمل الذي امتص كمية أقل من حرارة الشمس لكنه أصبح حاراً

سبب ذلك أن الماء حرارته النوعية عالية, هل يمكنك صياغة تعريف لها بناء على ما فهمتيه ؟

يمكننا تعريف الحرارة النوعية بأنها كمية الحرارة التي يجب أن (تمتصها/ تفقدها) 1 غم من المادة (لرفع/خفض) درجة حرارتها بمقدار درجة سلسيوسية واحدة

الماء

الألمنيوم

الرمل

​

إذا علمتِ أنَّ الرمل يسخن أسرع من الألمنيوم و الماء, ما قيمة الحرارة النوعية للمواد الثلاثة ؟

ما أهمية خاصية أن الماء يحتفظ بحرارة نوعية عالية ؟

​

يكسبه ذلك القدرة على امتصاص الحراة الناتجة عن التفاعلات الحيوية في الخلية و هذا يساعد على تنظيم درجة حرارة الجسم

​

تتبعي بمخطط سهمي آليات تنظيم الماء لدرجة حرارة الجسم

​

معظم الطاقة الناتجة تتبدد على شكل طاقة حرارية و هذا يهدد برفع درجة حرارة

الجسم عن 37

°C

​

​

37 °C

​

​

يقوم الماء الموجود في الجسم بامتصاص الطاقة الحرارية

​

​

تبقى درجة حرارة الجسم ثابتة و لا ترتفع عن 37 °C

​

​

​

لا ترتفع درجة حرارة الماء رغم كمية الطاقة الحرارية التي امتصها لأن حرارته النوعية كبيرة

​

ممارسة نشاط بدني

ارتفاع درجة حرارة الجسم عن المستوى الطبيعي

التعرق (غني بالماء)

يمتص الماء من حرارة الجسم و يتبخر

خفض درجة حرارة الجسم إلى حوالي المستوى الطبيعي

الآلية الثانية التي يعمل من خلالها الماء على خفض درجة حرارة الجسم

تمتلك الكلاب عدداً قليلاً من الغدد العرقية, إذاً كيف تعمل على تنظيم درجة حرارة جسمها في الحر ؟

يعمل اللهاث على تبخير الماء الموجود في بطانة التجويف الفمي الرطبة

يعاني بعض الأشخاص من قلة أو انقطاع التعرق لأسباب منها الحروق أو قلة نشاط الغدة الدرقية

​

إذا افترضنا أن لدينا شخصاً يعاني من قلة أو انقطاع التعرق قام بمجهود بدني في يوم حار

تتبعي بمخطط سهمي آثار ذلك على جسمه

ممارسة نشاط بدني

ارتفاع درجة حرارة الجسم عن المستوى الطبيعي

جسمه غير قادر على انتاج العرق أو ينتجه بكميات قليلة غير كافية

لا يحدث خفض لحرارة الجسم

الدوار / احمرار الجلد

قد يصاب بضربة شمس

H

H

الصيغة البنائية لجزيء الماء (H2O)

O

رابطة تشاركية

رابطة تشاركية

O 8 : 2, 6

H 1 : 1

ما نوع جزيء الماء (H2O) ؟ تساهمي أم أيوني ؟

يعتبر جزيء الماء (H2O) مركب تساهمي (تشاركي)

يستطيع جزيء الماء تكوين روابط هيدروجينية مع 4 جزيئات ماء أخرى

متوسط فترة حياة الروابط الهيدروجينية بين جزيئات الماء هو فقط 10 بيكوثانية

لماذا تلتصق ورقتين رطبتين ببعضهما البعض ؟

كيف تنشأ قطبية جزيء الماء ؟

أولاً سنتعرف على الكهروسلبية

تعرف الكهروسلبية بأنها مقياس لمقدرة العنصر في الجزيء التساهمي على جذب الالكترونات في الروابط الكيميائية

​

مقدار جذب (سرقة) العنصر للالكترونات

​

كلما ازداد كهروسلبية العنصر, ازدادت قدرته على جذب الالكترونات نحوه

كهروسلبية الأكسجين أعلى من كهروسلبية الهيدروجين

كهروسلبية الأكسجين أعلى من كهروسلبية الهيدروجين

يجذب عنصر الأكسجين الكترونات الرابطة التساهمية نحوه بقدر أكبر من الهيدروجين

لأن الكترونات الرابطة تقضي معظم وقتها بالقرب من الأكسجين فيبدو و كأنه كسب الالكترونات فيكتسب شحنة جزئية سالبة

لأن الكترونات الرابطة تقضي معظم وقتها بعيداً عن الهيدروجين فيبدو و كأنه فقد الالكترونات فيكتسب شحنة جزئية موجبة

أصبح لدى جزيء الماء نهايتين مشحنوتين شحنتين مختلفين, إذا لذلك هو جزيء قطبي

H

H

O

​

رابطة تشاركية

​

رابطة تشاركية

شحنة جزئية -

جزئية +

جزئية +

رابطة تشاركية قطبية

سؤال : كيف تعمل قطبية جزيء الماء على جعله يتمتع بخصائصه المذكورة ؟

المركبات التي تستطيع تكوين روابط هيدروجينية مع الماء تستطيع الذوبان في الماء و اسمها المركبات المحبة للماء (القطبية)

​

أذكري أمثلة على مركبات محبة للماء ؟

بلورة ملح الطعام (NaCl)

Na+

Na+

Cl-

Cl-

سؤال : ما تأثير الروابط الهيدروجينية على خصائص الماء مقارنة بسوائل مشابهة لا تحتوي روابط هيدروجينية ؟

1. ارتفاع الحرارة النوعية للماء.
2. ارتفاع درجة غليان الماء = 100 درجة سلسيوسية عند مستوى سطح البحر.
3. ظاهرة شذوذ الماء.

ما هي ظاهرة شذوذ الماء ؟

ما هي ظاهرة شذوذ الماء ؟

الجبال الجليدية في آيسلندا

ما أهمية ظاهرة شذوذ الماء ؟

سؤال : ما تأثير الروابط الهيدروجينية على خصائص الماء مقارنة بسوائل مشابهة لا تحتوي روابط هيدروجينية ؟

1. ارتفاع الحرارة النوعية للماء.
2. ارتفاع درجة غليان الماء = 100 °C
3. ظاهرة شذوذ الماء.
4. زيادة تماسك جزيئات الماء معاً مما ينتج عنه التوتر السطحي.

التوتر السطحي

التوتر السطحي و تماسك جزيئات الماء معاً مسؤولان عن تكوين شكل قطرة الماء

سؤال : ما تأثير الروابط الهيدروجينية على خصائص الماء مقارنة بسوائل مشابهة لا تحتوي روابط هيدروجينية ؟

1. ارتفاع الحرارة النوعية للماء.
2. ارتفاع درجة غليان الماء = 100 °C
3. ظاهرة شذوذ الماء.
4. زيادة تماسك جزيئات الماء معاً مما ينتج عنه التوتر السطحي.
5. ترابط الماء مع جدران السطوح التي يوضع فيها (خاصةً المشحونة).

أنبوب شعري

انتقال الماء من أسفل الأنبوب إلى أعلاه بفعل الخاصية الشعرية

سؤال : ما تأثير الروابط الهيدروجينية على خصائص الماء مقارنة بسوائل مشابهة لا تحتوي روابط هيدروجينية ؟

1. ارتفاع الحرارة النوعية للماء.
2. ارتفاع درجة غليان الماء = 100 °C
3. ظاهرة شذوذ الماء.
4. زيادة تماسك جزيئات الماء معاً مما ينتج عنه التوتر السطحي.
5. ترابط الماء مع جدران السطوح التي يوضع فيها (خاصةً المشحونة).
6. يسهم في كون الماء مذيب عالمي.

مراجعة الماء

79.4 غم

83 غم

43.5 غم

12.2 غم

69 غم

133 غم

107 غم

44 غم

69 – 44

= 25 غم

133 – 107 = 26

90.1 غم

83.3 غم

17.6 غم

9.8 غم

90.1 – 9.8 = 80.3 غم

83.3 – 17.6 = 65.7 غم

نسبة الماء = } (كتلة المادة قبل التجفيف – كتلة المادة بعد التجفيف) /

كتلة الماء قبل التجفيف { * 100 %

الأملاح المعدنية

مصادر الأملاح المعدنية

منجم للنحاس

كيف نحصل على حاجتنا من الأملاح المعدنية ؟

تختلف نسبة الأملاح المعدنية من كتلة خلايا الكائنات الحية حيث تتراوح بين 1- 5 %

تتواجد الأملاح في الخلايا على 3 أشكال مختلفة, أكتبي خريطة مفاهيمية تبين هذه الأشكال مع ذكر أمثلة لكل شكل

أشكال الأملاح

ترسبات في المادة بين الخلوية

مركبات الكالسيوم في العظام

مركبات السيليكا في الدياتومات

بلورات ملحية

أوكسالات الكالسيوم في جدر بعض الخلايا النباتية

أيونات ذائبة في الماء داخل الخلية

الصوديوم و البوتاسيوم في الخلايا العصبية

الكلور و النترات في الخلايا النباتية

بلورات أوكسالات الكالسيوم في عينة بول كما تظهر تحت المجهر (وجودها يدل على أن الشخص لديه حصى في الكلى)

بلورات أوكسالات الكالسيوم في جدر الخلايا النباتية

الدياتومات كما تظهر تحت المجهر

جدر الدياتومات المكونة من السيليكا تحت المجهر الالكتروني

تلعب الأملاح المعدنية أدواراً مهمة في الكائنات الحية, منها

أدوار تركيبية : تدخل في تراكيب الخلايا و الأنسجة

1

يبين الجدول (2) ص 9 أهم الأملاح, أكملي المعلومات في الجدول

يودات الكالسيوم : Ca(IO₃)₂

N2 الذي يشكل 78 % من غازات الغلاف الجوي

في القشرة الأرضية : نترات البوتاسيوم / نترات الصوديوم / كلوريد الأمونيوم

​

صخر الفوسفات اللاعضوي المكون جزئياً من الأباتايت Ca₅(PO₄)₃(F,Cl,OH) هو المصدر الأساسي للإنتاج العالمي من الفسفور

هيماتايت : Fe₂O₃

مغنايت : Fe₃O₄

CaMg(CO3)2 : الدولومايت

يدخل في تركيب هرمونات الغدة الدرقية

يدخل في تركيب العظام و الأسنان, الحموض النووية و الغشاء الخلوي

يدخل في تركيب البروتينات, و الحموض النووية

يدخل في تركيب هيموغلوبين الدم

يدخل في تركيب الكلوروفيل

تلعب الأملاح المعدنية أدواراً مهمة في الكائنات الحية, منها

أدوار تركيبية : تدخل في تراكيب الخلايا و الأنسجة

1

إنتاج الطاقة

2

جزيء ATP

(حاملات الطاقة)

مجموعة الفوسفات

PO₄)^-3)

تلعب الأملاح المعدنية أدواراً مهمة في الكائنات الحية, منها

أدوار تركيبية : تدخل في تراكيب الخلايا و الأنسجة

1

إنتاج الطاقة

2

تسهم في إتمام وظائف الجهازين العصبي و العضلي

3

تلعب الأملاح المعدنية أدواراً مهمة في الكائنات الحية, منها

المحافظة على صحة و سلامة الجهاز المناعي

4

مثل أملاح الزنك التي يحتاجها الجسم بكميات قليلة

تقوية جهاز المناعة

التئام الجروح

تعويض الخلايا التالفة

تلعب الأملاح المعدنية أدواراً مهمة في الكائنات الحية, منها

المحافظة على صحة و سلامة الجهاز المناعي

4

المحافظة على اتزان الضغط الأسموزي للخلايا

5

تنظيم درجة الحموضة في سوائل الجسم

ابحث ص 9 :

زيادة أو نقص الأملاح المعدنية يؤثر سلباً على صحة الإنسان

مراجعة الأملاح المعدنية