الأحياء · الصف 10

تنص النظرية الخلوية على ثلاث أفكار رئيسة:

• جميع الكائنات الحية مكوّنة من خلية واحدة أو أكثر.
• الخلية هي الوحدة البنائية والوظيفية الأساسية للحياة.
• تنشأ جميع الخلايا الجديدة من خلايا سابقة بالانقسام الخلوي.

تحوي الخلايا النباتية أيضاً جداراً خلوياً سليلوزياً، وبلاستيدات خضراء (للبناء الضوئي)، وفجوة عصارية مركزية كبيرة.

يُوصف الغشاء الخلوي بأنه فسيفساء مائع لأن:

• مائع — يمكن للدهون الفسفورية والبروتينات أن تتحرك جانبياً داخل الطبقة.
• فسيفساء — بروتينات بأشكال وأحجام مختلفة متناثرة في جميع أجزائه.

الغشاء طبقة مزدوجة من الدهون الفسفورية — رؤوس الفوسفات المحبة للماء تتجه إلى الخارج، وذيول الأحماض الدهنية الكارهة للماء تتجه إلى الداخل. ينظّم الكوليسترول بين الدهون الفسفورية السيولة. البروتينات التكاملية تخترق الغشاء؛ والبروتينات الطرفية تستقر على السطح.

الانتشار هو صافي حركة الجسيمات من منطقة تركيز أعلى إلى منطقة تركيز أدنى، مع تدرج التركيز. لا يحتاج طاقة. كلما كبرت مساحة السطح وكان التدرج أشد، ازداد المعدل.

الأسموزية هي صافي حركة جزيئات الماء من منطقة جهد مائي أعلى (تركيز مذاب أدنى) إلى منطقة جهد مائي أدنى (تركيز مذاب أعلى) عبر غشاء شبه منفذ.

ينقل النقل النشط المواد عكس تدرج التركيز باستخدام ATP. المثال الكلاسيكي هو مضخة الصوديوم–البوتاسيوم، التي تُخرج 3 Na⁺ وتُدخل 2 K⁺ لكل ATP.

يُدخل الإدخال الخلوي جسيمات كبيرة إلى الخلية — البلعمة («أكل خلوي») للمواد الصلبة، والشرب الخلوي («شرب خلوي») للسوائل. يُخرج الإخراج الخلوي جزيئات كبيرة خارج الخلية (مثل الإنزيمات الهاضمة من خلايا البنكرياس، والنواقل العصبية من العصبونات).

لدورة الخلية جزءان رئيسان: الطور البيني (G1 نمو، S تصنيع DNA، G2 تهيئة) والطور M (انقسام متساوٍ + انقسام سيتوبلازم).

يُنتج الانقسام المتساوي خليتين بنتين ثنائيتي الصيغة متماثلتين وراثياً. يُستخدم للنمو والترميم والتكاثر اللاجنسي. أربعة أطوار (PMAT):

يُنتج الانقسام المنصف أربعة أمشاج أحادية الصيغة مختلفة وراثياً. يتكوّن من انقسامين متتاليين (المنصف الأول والمنصف الثاني) بلا تضاعف DNA بينهما.

• المنصف الأول (انقسام اختزالي): تتزاوج الكروموسومات المتماثلة ثم تنفصل. هنا يحدث العبور بين المتماثلات، فتنشأ تراكيب أليلية جديدة.
• المنصف الثاني: تنفصل الكروماتيدات الشقيقة — شبيه بالانقسام المتساوي لكنه يبدأ من خلايا أحادية الصيغة.

ينتصف عدد الكروموسومات: خلية ثنائية الصيغة (2n) تعطي أربعة أمشاج أحادية الصيغة (n). يحفظ هذا عدد الكروموسومات عند اندماج الأمشاج في الإخصاب.

• قانون الانعزال: لكل فرد أليلان للجين، وينفصل هذان الأليلان (ينعزلان) في أثناء تكوين الأمشاج — فيتلقى كل مشيج أليلاً واحداً فقط.
• قانون التوزيع المستقل: تتوزع أليلات الجينات المختلفة مستقلة بعضها عن بعض في أثناء تكوين الأمشاج (عندما تكون الجينات على أزواج كروموسومية مختلفة).

زاوج نباتاً طويلاً متغاير الأليلات (Tt) بنبات طويل متغاير الأليلات آخر (Tt). T = طويل (سائد)، t = قصير (متنحٍّ).

الطرز الجينية المتوقَّعة: 1 TT : 2 Tt : 1 tt (النسبة الجينية). الطرز الظاهرية المتوقَّعة: 3 طويل : 1 قصير (النسبة الظاهرية).

زاوج نباتين متغايري الأليلات لشكل البذرة (R مستدير، r مجعّد) ولون البذرة (Y أصفر، y أخضر): RrYy × RrYy.

يمكن لكل أب أن يكوّن أربعة أنواع من الأمشاج: RY، Ry، rY، ry. النسبة الظاهرية المتوقَّعة هي:

إذن في عيّنة كبيرة، يُتوقَّع أن يكون نحو 9/16 مستديراً أصفر، بينما يُتوقَّع أن يكون نحو 1/16 مجعّداً أخضر — وهذه نسب محتملة وليست ضمانات.

لتحديد إن كان فرد يُظهر الطراز الظاهري السائد متماثل الأليلات (TT) أم متغايرها (Tt)، زاوجه بمتماثل متنحٍّ (tt):

• إذا TT × tt → يُتوقَّع أن يكون جميع النسل طويلاً (100% Tt).
• إذا Tt × tt → النسبة المتوقَّعة 1 : 1 طويل : قصير (50% Tt، 50% tt).

في خنازير غينيا، اللون الأسود (B) سائد على الأبيض (b). ذَكَر أسود مجهول الطراز الجيني زُوج بأنثى بيضاء (bb). أُنتج أربعة أفراد نسل، جميعها سوداء. ما الطراز الجيني المحتمل للذكر؟

يسير الغذاء: الفم → المريء → المعدة → الأمعاء الدقيقة → الأمعاء الغليظة → المستقيم → الشرج.

• الغدد اللعابية — تُنتج لعاباً يحوي أميليزاً.
• الكبد — يُنتج الصفراء (تستحلب الدهون ولا تهضمها كيميائياً)؛ ويعالج المغذيات الممتصة.
• البنكرياس — يُنتج عصارة بنكرياسية (تربسين، أميليز، ليباز) وبيكربونات لمعادلة حمض المعدة.
• المرارة — تخزّن الصفراء الآتية من الكبد وتركّزها.

لجدار الأمعاء الدقيقة ملايين الزغابات الإصبعية الشكل (وزغيبات على كل خلية) تزيد مساحة السطح للامتصاص. لكل زغابة:

• ظهارة رقيقة (بسمك خلية واحدة) — مسافة انتشار قصيرة.
• شبكة شعيرية كثيفة — تحمل السكريات والأحماض الأمينية إلى الكبد.
• وعاء لبني (وعاء لمفي) — يحمل الأحماض الدهنية والغليسرول الممتصين.

• القصبة الهوائية — تبقى مفتوحة بحلقات غضروفية على شكل C؛ مبطّنة بأهداب ومخاط يصطادان الغبار والجراثيم.
• الشعب الهوائية — تتفرع إلى كل رئة؛ وتنقسم إلى شعيبات أصغر تنتهي بالحويصلات.
• الحويصلات الهوائية — أكياس هوائية دقيقة (≈300 مليون لكل رئة) حيث يحدث تبادل الغازات.

تتكيّف الحويصلات لتبادل الغازات بكفاءة:

• مساحة سطح كبيرة — ملايين الحويصلات.
• جدران رقيقة — بسمك خلية واحدة (جدار الحويصل + جدار الشعيرة)، مسافة انتشار قصيرة.
• سطح رطب — تذوب الغازات قبل الانتشار.
• شبكة شعيرية كثيفة — تحفظ تدرج تركيز حاداً.

ينتشر O₂ من هواء الحويصل إلى الدم؛ وينتشر CO₂ من الدم إلى هواء الحويصل ليُزفر. يرتبط الأكسجين بـ الهيموغلوبين في خلايا الدم الحمراء للنقل.

لقلب الإنسان أربع حجرات: أذين أيمن، بطين أيمن، أذين أيسر، بطين أيسر. يفصل الحاجز تماماً الدم المؤكسج عن غير المؤكسج.

• الجانب الأيمن — يضخ دماً غير مؤكسج إلى الرئتين (الدورة الرئوية).
• الجانب الأيسر — يضخ دماً مؤكسجاً إلى الجسم كله (الدورة الجهازية). للبطين الأيسر أسمك جدار عضلي لأنه يضخ الدم إلى أبعد مسافة.
• الصمامات (ثلاثي الشرف يميناً، ثنائي الشرف/التاجي يساراً، إضافة إلى الصمامات الهلالية عند المخارج) تمنع رجوع الدم.

للإنسان دورة مزدوجة — يمر الدم بالقلب مرتين في دورة كاملة واحدة:

• الدورة الرئوية: قلب → رئتان → قلب (يلتقط O₂ ويطلق CO₂).
• الدورة الجهازية: قلب → جسم → قلب (يوصل O₂ والمغذيات إلى الأنسجة).

يحفظ هذا الترتيب ضغط دم مرتفعاً للإيصال الكفء إلى أنسجة الجسم.

1. النظرية الخلوية: كل الحياة مكوّنة من خلايا؛ الخلية هي الوحدة الأساسية؛ تنشأ الخلايا من خلايا سابقة.
2. بدائيات النواة تفتقر إلى نواة؛ وحقيقيات النواة لها نواة محاطة بغشاء وعضيات.
3. الغشاء طبقة مزدوجة فسيفسائية مائعة من الدهون الفسفورية فيها بروتينات مغروسة وكوليسترول.
4. النقل السلبي (انتشار، أسموزية، مُيسَّر) لا يستخدم ATP؛ والنقل النشط والإدخال/الإخراج الخلوي يحتاجان ATP.
5. في محلول زائد التوتر تنكمش الخلايا الحيوانية وتتبلزم النباتية؛ وفي ناقص التوتر تنتفخ الحيوانية وتصبح النباتية ممتلئة.
6. يُنتج الانقسام المتساوي خليتين ثنائيتي الصيغة متماثلتين (أطوار PMAT)؛ ويُنتج المنصف 4 أمشاج أحادية مختلفة (انقسامان).
7. قوانين مندل: الانعزال (أليل واحد لكل مشيج) والتوزيع المستقل (جينات مختلفة تتوزع مستقلة).
8. يعطي Aa × Aa نسبة ظاهرية متوقَّعة 3:1؛ ويعطي AaBb × AaBb نسبة متوقَّعة 9:3:3:1 — وهذه محتملة لا يقينية.
9. الهضم: الفم (أميليز) → المعدة (ببسين + HCl) → الأمعاء الدقيقة (إنزيمات بنكرياس + صفراء) — الامتصاص عبر الزغابات.
10. تستحلب الصفراء الدهون (ميكانيكي)؛ ويهضم الليباز الدهون (كيميائي). تدخل الأحماض الدهنية الوعاء اللبني؛ وتدخل السكريات والأحماض الأمينية الدم.
11. التنفس: الشهيق = الحجاب يتسطّح، الأضلاع أعلى/خارج، السعة ترتفع، الضغط ينخفض، الهواء يدخل؛ والزفير عكس ذلك.
12. القلب: الجانب الأيمن → الرئتان (رئوية)؛ الجانب الأيسر → الجسم (جهازية)؛ البطين الأيسر هو الأسمك؛ الشريان الرئوي هو الشريان الوحيد الذي يحمل دماً غير مؤكسج.