نقل المواد عبر أغشية الخلايا
تحتوي الخلايا على مواد مختلفة، منها الماء والأملاح والأكسجين، تحتاج إليها بنسب متفاوتة لأداء العمليات الحيوية اللازمة لبقائها، وتنتقل هذه المواد من خلية إلى أخرى عبر الغشاء البلازمي بطرائق عدة، بهدف الحفاظ على الاتزان الداخلية Homeostasis للخلية.
الاتزان الداخلي للخلية: هو ثبات بيئة الخلية الداخلية لأجل مساعدة الخلايا على أداء وظائفها بكفاءة،.
فمثلا يسمح ثبات كمية الماء في الخلية بـ:
- حدوث التفاعلات الضرورية لاستمرار حياتها.
- يسهل حركة العضيات فيها.
- يحميها من الجفاف.
كما أن ثبات كمية السكر يضمن استمرار إنتاج الطاقة اللازمة لأداء الخلية مهامها المختلفة.
أنظر الشكل الآتي الذي يمثل نقل المواد عبر الغشاء البلازمي.
أتحقق: ما أهمية الاتزان الداخلي؟
يساعد الخلايا في أداء وظائفها بكفاءة من خلال الحفاظ على ثبات بيئتها الداخلية، فمثلا؛ ثبات كمية الماء في الخلية يسمح بحدوث تفاعلات ضرورية لاستمرار حياتها، ويسهل حركة العضيات فيها، ويحميها من الجفاف.
الانتشار
الانتشار Diffusion: هو طريقة انتقال المواد مثل الأكسجين وثاني أكسيد الكربون عبر الغشاء البلازمي من الوسط الأعلى تركيزا بالمادة إلى الوسط الأقل تركيزا بها من دون الحاجة إلى طاقة،
تماما كما تنتشر قطرة الحبر في كأس من الماء.
الخاصية الأسموزية
الخاصية الأسموزية Osmosis: هي طريقة انتقال الماء من الوسط الأقل تركيزا بالمواد الذائبة فيه (حيث كمية الماء أكبر) إلى الوسط الأعلى تركيز بالمواد الذائبة (حيث كمية الماء أقل) من دون الحاجة إلى طاقة.
|
نشاط: لماذا يتغير قطر شرائح البطاطا المواد والأدوات: حبة بطاطا صغيرة، سكين، مسطرة، كأس عدد 2 مع غطاء، ماء، ملح، ورق أبيض، ملعقة، مناديل، قلم، لاصق. خطوات العمل: 1- أقطع شريحتين رقيقتين متماثلتين في السمك والحجم من حبة البطاطا باستخدام السكين، وأجففهما، وأضع كل منهما على ورقة بيضاء، ثم أرسم دائرة حول كل منهما (يساوي قطرها قطر كل شريحة). 2- ألصق على الكأس الأولى ورقة كتب عليها (ماء نقي)، وعلى الثانية ورقة كتب عليها (ماء مالح)، وأضع في كل منهما كمية متساوية من الماء، ثم أذيب ملعقتين من الملح في الكأس الثانية. 3- أجرب: أضع شريحة من شرائح البطاطا في كل كأس، وأغطيه. وأتركهما لمدة 15 دقيقة، ثم أخرجهما وأجفف كل منهما، ثم أضعهما فوق الدائرة التي رسمتها، وأرسم دائرة جديدة حول كل منهما. 4- أقيس الفرق في قطر الدائرتين باستخدام المسطرة، وألاحظ التغير، ثم أسجل ملاحظاتي. 5- أكرر الخطوة (4) على أن تكون مدة التجربة 24 ساعة. 6- أقيس الفرق باستخدام المسطرة، وألاحظ التغير، ثم أسجل ملاحظاتي. 7- أفسر سبب أي تغيرات تطرأ على أي من قطري شريحتي البطاطا. يتغير قطر شريحة البطاطا في الكأس الثانية (التي تحوي ماء مالحا) نتيجة انتقال الماء من داخل الشريحة إلى الماء المالح المحيط بها. 8- أستدل على عملية النقل التي أدت إلى حدوث هذا التغير. الخاصية الأسموزية |
النقل النشط
تحتاج الخلية أحيانا إلى نقل مواد بعكس اتجاه تدرج التركيز، أي أنها تنتقل من الوسط الأقل تركيزا إلى الوسط الأعلى تركيزا، لذا فإنها تحتاج إلى طاقة، وهو ما يسمى النقل النشط Active Transport.
عمليات حيوية
تحدث في خلايا الكائنات الحية عمليات تنتج بوساطتها مواد مهمة للخلية، تسمى العمليات الحيوية Biological Processes، ومن أمثلتها التنفس الخلوي والبناء الضوئي.
البناء الضوئي
تستطيع بعض الكائنات الحية مثل النباتات والطحالب وبعض أنواع البكتيريا صنع غذائها بنفسها وذلك بواسطة عملية البناء الضوئي Photosynthesis التي تحدث بتفاعل الماء مع ثاني أكسيد الكربون بوجود أشعة الشمس لإنتاج سكر الغلوكوز، وتتم هذه العملية داخل البلاستيدات الخضراء.
البلاستيدات الخضراء: هي عضيات تحوي صبغة الكلوروفيل اللازمة لهذه العملية، أنظر الشكل الآتي الذي يمثل البلاستيدات الخضراء ودورها في البناء الضوئي.
وتحدث عملية البناء الضوئي وفق المعادلة الآتية:
وتخزن الخلايا سكر الغلوكوز الناتج من عملية البناء الضوئي للاستفادة منه في إنتاج الطاقة، وتطلق الأكسجين إلى الغلاف الجوي.
التنفس الخلوي
تحصل الكائنات الحية، ومنها النباتات والحيوانات على الطاقة اللازمة للقيام بالعمليات الحيوية بعملية التنفس الخلوي Cellular Respiration، التي يتفاعل فيها الأكسجين مع سكر الغلوكوز داخل الخلية لإنتاج الطاقة، وتعبر المعادلة اللفظية الآتية عن تلك العملية.
وللميتوكندريا دور رئيس في عملية التنفس الخلوي، وتستخدم الخلايا الطاقة الناتجة من هذه العملية في عمليات حيوية مختلفة لتبقى حية.
أنظر الشكل الآتي الذي يمثل الميتوكندريا والتنفس الخلوي.
أنظر الشكل الآتي الذي يمثل التنفس الخلوي.
|
أتأمل الشكل أوضح العلاقة بين البناء الضوئي والتنفس الخلوي.
تعد عمليتا التنفس الخلوي والبناء الضوئي عمليتان متكاملتان، حيث تشكل نواتج التنفس الخلوي من ماء وثاني أكسيد الكربون مواد متفاعلة في البناء الضوئي الذي ينتج الأكسجين والسكر اللذان يتفاعلان معا في عملية التنفس الخلوي. |
