شرح احياء الصف الاول الثانوي - الخلاصة في الباب الأول

استعرض الموضوع السابق استعرض الموضوع التالي اذهب الى الأسفل

22122014

مُساهمة 

. شرح احياء الصف الاول الثانوي - الخلاصة في الباب الأول




     الخلاصة في الباب الأول
يرتبط علم الإحياء بالكيمياء (علل)
1.                الكيمياء توضح لنا التركيب الكيميائي للكائنات الحية
2.                الكيمياء توضح لنا التفاعلات التي تتم داخل أجسام الكائنات الحية.
مما تتركب أجسام الكائنات الحية:
ž                        يحتوي معظم جزيئات المواد التي تتكون منها أجسام الكائنات الحية من سلاسل من ذرات الكربون التي تعتبر الوحدة البنائية للكثير من الجزيئات اللازمة لحياة الإنسان وغيره من الكائنات الحية الخرى.
هناك أربعة أنواع رئيسية تتكون منها أجسام الكائنات الحية (ما هي)؟
ž                        الكربوهيدرات Carbohydrates                          الليبيدات lipids
ž                        البروتينات Proteins                                         الأحماض النووية  Nucleic acids
جميع الكائنات الحية تتكون من هذه الجزيئات الأربعة:
وهي ضرورية لحياة الكائنات وتسمي بالجزيئات البيولوجية الكبيرة.
 
خلايا الكائن الحي تتكون من جزيئات عضوية وجزيئات غير عضوية
الجزيئات العضوية
الجزيئات غير العضوية
جزيئات كبيرة الحجم تحتوي علي الكربون والهيدروجين بشكل أساسي وتسمي الجزيئات البيولوجية الكبيرةلا يشترط أن تحتوي علي ذرات الكربون
مثل:
الكربوهيدرات– الليبيدات– البروتينات– الأحماض النووية.
مثل الماء – الأملاح المعدنية
(1)    á الألياف البروتينية تتكون من البروتين ( عديد الببتيد ) .
         á تتكون البروتينات ( عديدات الببتيد ) من وحدات أصغر تسمي الأحماض الامينية.
(2)    á البلاستيدات الخضراء تختزن بداخلها  النشا ( الكربوهيدرات ) .
         áتتكون النشا من وحدات أصغر منها تسمي سكريات أحادية .
(3)    á الكروموسوم يتكون من جزئ ال DNA (حمض نووي ) .
        á يتكون ال DNA من وحدات أصغر تسمي نيوكليوتيدات .
(4)    á الخلايا الدهنية تتكون من مجموعة من الدهون .
        á الدهون تتكون من وحدات أصغر تسمي أحماض دهنية .
الجزيئات البيولوجية الكبيرة:
·        مركبات عضوية كبيرة الحجم تتكون  من جزيئات أصغر حجما .
·        مركبات تحتوي علي عنصر الكربون
·        ضرورية جدا لحياة الكائنات الحية
·        يطلق علي معظم الجزيئات الحيوية الكبيرة لفظ ( بوليمرات ).
·        تتكون البوليمرات من اتحاد جزيئات أصغر تسمي ( مونيمرات ) عن طريق عملية البلمرة .
البوليمرات : مركبات كيميائية تتكون من وحدات بنائية متكررة.
البلمرة: عملية إتحاد المونيمرات لتكوين بوليمرات.
الكيمياء الحيوية العلم الذي يختص بدراسة التركيب الكيميائي لأجزاء الخلية في مختلف الكائنات الحية.
·                    الفئات الأربع الرئيسة من الجزيئات في الكيمياء الحيوية هي:
o                    الكربوهيدرات والدهون والبروتينات والأحماض النووية.
·                    العديد من الجزيئات الحيوية بوليمرات,
·                    المونيمرات هي جزيئات صغيرة تتربط مع بعضها لتكون الجزيئات الكبيرة, والتي تعرف بالبوليمرات.
الكربوهيدرات
·                    بلورات سكروز أو السكر العادي، أحد أنواع الكربوهيدرات.
·                    الكربوهيدرات جزيئات بيولوجية كبيرة مكونة من مونيمرات
·                    تشمل الكربوهيدرات:
* السكريات               *النشويات                 * والألياف.
·                    الصيغة العامة: (CH2O)n أي أن النسبة بين (الكربون والهيدروجين والأكسجين) 1:2:1
أهميتها:
o                   تعتبر من المصادر الأساسية والسريعة للحصول علي الطاقة.
o                   تستخدم الكائنات الحية هذه المركبات لتخزين الطاقة داخل أجسامها لحين الحاجة إليها، فالرياضيون مثلا يتناولون الكثير من الكربوهيدرات لتزويد أجسامهم بمصدر سهل من الطاقة
o                   تخزن الكربوهيدرات في جسم الإنسان والحيوان في صورة جليكوجين في الكبد والعضلات.
o                   الكربوهيدرات مكون أساسي لبعض أجزاء الخلية مثل السليلوز في جدر الخلايا النباتية، كما توج في الأغشية الخلوية وفي بروتوبلازم الخلايا.
·                    وظيفة الكربوهيدرات هي تخزين الطاقة. السكريات هي كربوهيدرات, ولكن ليس كل الكربوهيدرات سكريات. توجد الكربوهيدرات على الأرض بكمية أكبر من أي مادة حيوية أخرى. وتستخدم لتخزين الطاقة والمعلومات الوراثية, وتلعب دورا هاما في التفاعل والاتصال بين الخلايا.
التركيب الجزيئي للكربوهيدرات:
توجد عدة طرق لتصنيف الكربوهيدرات منها ما يقوم علي أساس التركيب الجزيئي لها وتنقسم إلي:

 
 88
· 88هي أبسط شكل في الكربوهيدرات وهي إما أن تتكون من جزئ واحد فقط وتسمي سكريات أحادية أو تتكون من إتحاد جزيئين من السكريات الأحادية لتكوين جزئ من السكريات الثنائية.
1.                  السكريات الأحادية (Monosaccharides)
·                    هي أبسط شكل في الكربوهيدرات وتحتوي على كربون وهيدروجين وأكسجين.
·                    عدد ذرات الكربون فيها يتراوح بين 3: 6 ذرات.
·                   أمثلة السكريات الأحادية :
Zالجلوكوز  ( سكر العنب )              Zالفركتوز ( سكر الفواكهة )
Zالجالاكتوز                                  Z ريبوز
 
2.                  السكريات الثنائية (Disaccharides)
·                    اثنان من السكريات الأحادية يمكن أن يرتبطا والجزيء الناتج من ارتباط سكرين أحاديين يسمى سكرا ثنائيا.
·                    أكثر السكريات الثنائية شهرة هو:
o                    السكروز (سكر القصب "المائدة"):
 يتكون من جزيء جلوكوز (سكر العنب) وجزيء فركتوز (سكر الفواكه) مرتبطين معا.
o                   اللاكتوز (سكر اللبن):
يتكون من جزيء جلوكوز وجزيء جالاكتوز.
o                   سكر المالتوز (سكر الشعير):الذي يتكون من جزيئين من الجلوكوز.
 
لاحظ: السكريات البسيطة عموما تذوب في الماء ولها طعم حلو ووزن جزيئي منخفض.
دور السكريات الأحادية في عمليات نقل الطاقة داخل خلايا الكائنات الحية:
عند أكسدة الجلوكوز دخل الخلايا (الميتوكوندريا) تنطلق الطاقة المختزنة في الروابط الكيميائية لتخزن في مركبات تسمي ATP (أدينوسين ثلاثي الفوسفات) هذا المركب ينتقل إلي أماكن أخري في الخلية لاستخدام الطاقة المختزنه فيه في جميع العمليات الحيوية في الخلية.

·                    سكريات عديدة تتكون من الكسرات الأحادية
·                    مثل: النشا (starch) والسليلوز (cellulose) والجليكوجين (Glycohen)
o                   السيليولوز ينتج من قبل النباتات وهو مكون أساسي من مكونات جدار الخلية, الإنسان لا يستطيع إنتاجه أو هضمه.
o                   الجلايكوجين هو سكر حيواني, يستخدمه الإنسان والحيوان كمخزن للطاقة.
·                    كل منهم يتكون من جزيئات جلوكوز متحدة مع بعضها
لاحظ: السكريات المعقدة تتميز بأنها: غير قابلة للذوبان في الماء ولها وزن جزيئي عال وليس لها طعم. 
الليبيدات:
·    جزيئات بيولوجية كبيرة تتكون من ذرات الكربون والهيدروجين الأكسجين.
·    تتكون من مجموعة من المركبات غير المتجانسة.
التركيب الجزيئي لليبيدات:
تتكون الليبيدات من اتحاد ثلاث أحماض دهنية وجزئ جليسرول
(الجليسرول هو كحول به ثلاث مجموعات هيدروكسيل OH ).
 
· جميعها غير قابلة للذوبان في الماء وتذوب في المذيبات العضوية: مثل البنزين، ورابع كلوريد الكربون.
أهمية الليبيدات:
1-                  الليبيدات والحصول علي الطاقة:
الطاقة المستمدة من الليبيدات أكثر من الطاقة المستمدة من نفس الكمية من الكربوهيدرات، ولا يبدأ الجسم في استخلاص الطاقة من الدهون المختزنة به إلا في غياب الكربوهيدرات.
2-                  الليبيدات وبناء الخلايا:
·                    تؤلف الليبيدات حوالي 5% من المواد العضوية الداخلة في تركيب الخلية الحية
·                    لها دور مهم في تركيب الأغشية الخلوية
·                    تعمل الليبيدات التي تخزن تحت الجلد كعازل حراري في الحيوان والإنسان.
·                    بفضلها تستطيع الحيوانات أن تحافظ علي درجة حرارتها في الأماكن الشديدة البرودة.
·                    تعمل كغطاء واق لسطح العديد من النباتات والحيوانات.
·                    البعض منها يعمل كهرمونات كما في الإسترويدات.
تصنيف الليبيدات:
تصنف الليبيدات تبعاً لتركيبها الكيميائي إلي:-
1-                  الليبيدات البسيطة: Simple lipids
تتكون من تفاعل الأحماض الدهنية مع الكحولات، وتنقسم تبعاً لدرجة تشبع الأحماض الدهنية ونوع الكحولات إلي الزيوت والدهون والشموع.
·                    الزيوت: عبارة عن دهون سائلة تتكون من تفاعل أحماض دهنية مشبعة مع الجليسرول وتسمي الجلسريدات الثلاثية
من أمثلتها: الزيوت التي تغطي ريش الطيور المائية (حتي لا ينفذ إليهال الماء فتعوق حركتها).
·                    الدهون: تختلف الدهون عن الزيوت في أنها مواد صلبة تتكون من تفاعل أحماض دهنية مشبعة مع الجليسرول وتسمي جلسريدات.
·                    الشموع: تتكون من تفاعل تفاعل أحماض دهنية  ذات أوزان جزيئية عالية مع كحولات أحادية الهيدروكسيل
مثل: الشمع الذي يغطي أوراق النبات (خاصة الصحراوية) علل: لتقليل فقد الماء في عملية النتح.
2-                الليبيدات المعقدة:
يدخل في تركيبها الكربون والهيدروجين والأكسجين بالإضافة إلي الفوسفور والكبريت كما في الفوسفوليبيدات.
الفوسفوليبيدات: ليبيدات توجد في أغشية الخلايا النباتية والحيوانية.
تشبه في تركيبها جزيئات الدهون مع إحلال مجموعة الفوسفات PO4 محل الحمض الدهني الثالث.
3-                  الليبيدات المشتقة:
ليبيديات تشتق من الليبيدات البسيطة والمعقدة عن طريق التحلل المائي مثل الكوليسترول والهرمونات.
علل: يعتبر الكوليسترول من الليبيدات المشتقة؟
************************************************
البروتينات
البروتينات تشكل البنية التركيبية لجميع الكائنات الحية.
تسهم البروتينات في العمليات الكيميائية الحيوية التي تحفظ الحياة، وتعمل علي إستمراريتها.
أهمية البروتينات:
·          تدخل في تركيب ووظائف الخلايا الحية، علل
·           أحد المكونات الأساسية للأغشية الخلوية.
·          تكون العضلات والأربطة والأوتار والأعضاء والغدد والأظافر والشعر
·          تشكل كثيرا من سوائل الجسم الحيوية مثل: الدم واللمف.
·          ضرورية لنمو الجسم.
·          الإنزيمات والهرمونات التي تحفز وتنظم جميع العمليات الحيوية بالجسم وتنظمها هي بروتينات
·          البروتينات مكون أساسي من مكونات الكروموسومات.
 
التركيب الجزيئي للبروتينات:
البروتينات جزيئات معقدة (بوليمرات)، لها وزن جزيئي كبير.
تتكون من وحدات بنايئة (مونيمرات) هي الأحماض الأمينية.
الأحماض الأمينية: Amino Acids
·                    وحدات بناء البروتين.
·                    مركبات عضوية تتكون من ذرات الكربون والهيدروجين والأكسجين والنيتروجين
تركيب الحمض الأميني:
·                    يتكون الحمض الأميني من ذرة كربون يتصل بها:
ü                  مجموعة قاعدية  هي مجموعة الأمين NH2
ü                 مجموعة الكربوكسيل COOH، وهي المجموعات  الوظيفية في الحمض الأميني.
ü                 ذرة هيدروجين.
ü                 مجموعة الكيل R تختلف من حمض أميني لآخر.

الأحماض الأمينية وبناء البروتين:
تتكون البروتينات من وحدات متكررة من الأحماض الأمينية التي ترتبط مع بعضها بروابط ببتيدية.
الرابطة الببتيدية: توجد بين مجموعة الكربوكسيل لحمض أميني ومجموعة الأمين لحمض أميني آخر ويخرج منها الماء.
مركب ثنائي اللببتيد
عديد الببتيد
ناتج إتحاد حمضين أمينيينسلسلة بروتين ناتج إتحاد العديد من الأحماض الأمينية
علل: تختلف البروتينات عن بعضها (يوجد عدد لا حصر له من البروتينات.
بسبب اختلاف أنواع وترتيب وعدد الأحماض الأمينية في السلسلة.
 
· يدخل في بناء البروتين 20 نوعاً من الأحماض الأمينية من أمثلة الأحماض الأمينية (الجليسين– الآلانين– الفالين)

تصنيف البروتينات:
تٌصنف البروتينات تبعاً للمواد التي تدخل في بنائها إلي:-
1.                  بروتينات بسيطة:
تتكون من الوحدات البنائية للبروتين (الأحماض الأمينية فقط)
مثل: بروتين الألبيومين.
الألبيومين: موجود في أوراق وبذور النباتات، وكذلك في بلازما الدم في الإنسان. وهو يحافظ علي الضغط الإسموزي.
2.                  البروتينات المرتبطة:
تتكون من أحماض أمينية ترتبط بعناصر أخري مثل:
·                    البروتينات النووية: المرتبطة بالأحماض النووية.
·                    البروتينات الفسفورية: مثل:
o                    الكازين Casein (بروتين اللبن) ويحتوي علي الفوسفور.
o                   الثيروكسين: (بروتين الغدة الدرقية) يحتوي علي اليود.
o                   هيموجلوبين الدم: بروتين يحتوي علي عنصر الحديد.
 
مستويات تركيب البروتين
1.                  التركيب الاولى
 : Primary structure
يصف التتابع المحدد للأحماض الأمينية في سلسلة عديد الببتيد للبروتين، ويحدد هذا المستوي نوع وعدد الأحماض الامينية، كذلك تسلسل هذا الأحماض في تركيب هذا البروتين.
2.                  التركيب الثانوى
 : Secondary structure
يصف طريقة التفاف سلسلة عديد الببتيد، بفعل الروابط الهيدروجينية بين مجموعتي الكربوكسيل والأمين في الأحماض الأمينية القريبة من بعضها البعض.
3.                  التركيب الثلاثي
 : tertiary structure
يصف الشكل ثلاثي الأبعاد (المجسم) للبروتين، الذي ينتج عن الروابط بين المجموعات الجانبية R للأحماض الأمينية التي تؤدي إلي انثناء سلاسل عديد الببتيد المختلفة في عدة مستويات فراغية تعطي لكل بروتين شكله المميز.
4.                  التركيب الرباعي : Quaternary structure يصف هذا المستوي البروتينات المتكونة من سلسلتين او اكثر من عديد الببتيد وينتج عن ترابط سلاسل عديد الببتيد مع بعضها البعض.
 
الأحماض النووية
 
الأحماض النووية: جزيئات بيولوجية كبيرة، تحتوي علي الهيدروجين والأكسجين والنيتروجين والكربون والفوسفور
أنواعها:
·                    الحمض النووي الريبوزي RNA
·                    الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين DNA
التكوين:
تتكون الأحماض النووية من وحدات أساسية تسمي نيوكليوتيدات
ترتبط النيوكليوتيدات معا بروابط تساهمية لتشكل عديد النيوكليوتيد أو الحمض النووي.
النيوكليوتيدات Nucleotides
·                    الوحدات الأساسية المكونة للحامض النووي
·                    تتكون من ثلاث وحدات وهي :
o                   مجموعة فوسفات تتصل بذرة الكربون رقم 5 لجزئ السكر برابطة تساهمية.
o                    جزيء سكر خماسي. هناك نوعان أساسيان من السكر الذي يتركب منه الأحماض النووية.
§                النوع الاول يسمى سكر الدي أوكسي ريبوز( De oxy Ribose) و هذا هو النوع الذي يدخل في تركيب DNA
§                النوع الثاني يسمى بسكر الريبوز ( Ribose) و يدخل في تكوين RNA
o                   قاعدة نيتروجينية : هي: الأدينين A والجوانين G والسيتوزينC واليوراسيل U والثايمين T
o                   تتصل كل قاعدة نيتروجينية بذرة الكربون رقم (1) لجزئ السكر برابطة تساهمية،
o                   ويختلف الحمض النووية باختلاف نوع السكر الخماسي والقواعد النيتروجينية المكونة.
 
أهمية الأحماض النووية:
·                    يدخل في تركيب الكروموسومات الحمض النووي DNA ،
·                    مسئول عن نقل الصفات الوراثية من جيل إلي آخر (علل)
·                    الحمض النوويDNA  يحمل المعلومات الوراثية المسئولة عن إظهار الصفات المميزة للكائن الحي.
مسئول عن تنظيم جميع الأنشطة الحيوية للخلايا.
·                    الحمض النووي RNA يٌنسخ من الحمض النووي DNA ثم ينتقل إلي السيتوبلازم لتستخدمة الخلية في بناء البروتينات المسئولة عن إظهار الصفات المميزة للكائن الحي. والمسئول عن تنظيم جميع الأنشطة الحيوية للخلايا.
                ينتشر الماء علي الأرض بحالاته المختلفة (الصلبة – السائلة – الغازية)
                يغطي الماء حوالي 70% من سطح الكرة الأرضية.
                تتراوح نسبة وجودة في الكائنات الحية ما بين 65% إلي 90%.
                يشكل ثلثي جسم الإنسان.
                يعتبر الماء أساس الحياة علي كوكب الأرض.
أهمية الماء:
يؤدي الماء دوراً حيوياً في جميع العمليات الحيوية التي تتم داخل الكائن الحي.
التركيب الجزيئي للماء
                جزئ الماء يتكون من ارتباط ذرة أكسجين بذرتين هيدروجين لتكوين رابطتين تساهميتين أحاديتين وهي روابط قوية ومن الصعب كسرها.
                ذرات الهيدروجين في جزئ الماء توجد بجهة من الجزئ (قطب) وذرة الأكسجين توجد في القطب الآخر
                ذرة الأكسجين لها شحنة كهربية سالبة والهيدروجين لها شحنة كهربية موجبة، لذلك جزئ الماء لها قطبان مختلفان (قطب سالب وقطب موجب) لذلك فإن جزئ الماء يسمي (الجزئ القطبي).
                يتجاذب كل جزئ ماء مع الجزيئات المجاورة لها من خلال تجاذب كهربي ضعيف نسبياً، ناتج عن اختلاف الشحنات الكهربية، حيث تتجاذب كل ذرة هيدروجين موجبة في جزئ ماء مع ذرة أكسجين سالبة في الجزئ المجاور بنوع من التجاذب الكهربي وتنشأ الروابط الهيدروجينية.
                تمنح كل من قطبية الماء والرابطة الهيدروجينية الماء خواصاً فريدة.
خواص الماء :
1- الماء مادة مذيبة
الماء من أفضل المذيبات ويطلق عليه المذيب العام (علل)
بسبب الطبيعة القطبية لجزيئات الماء
مثال علي ذلك:
كلوريد الصوديوم NaCl يتكون من اتحاد Na+ ، Cl-  وعند إضافته إلي الماء
    يجذب هيدروجين الماء (موجب الشحنة) أيون الكلور السالب.
    يجذب أكسجين الماء (سالب الشحنة) أيون الصوديوم الموجب.
    ذلك لأن قوي جذب قطبي الماء أقوي من قوي التجاذب بين أيوني الصوديوم والكلور.
    يمكن إذابة الكثير من الأملاح والمواد في الماء.
    لكي تذوب أي مادة في الماء يجب أن تحتوي علي أيونات حرة، أي تكون مادة قطبية.
    هذه الخاصية بالغة الأهمية للكائنات الحية، لأن جميع المواد الضرورية لقيام الخلايا بوظائفها مثل الجلوكوز والأحماض الأمينية والفيتامينات وغازات التنفس وغيرها تنتقل في الجسم في صورة ذائبة في الماء،بالمثل التفاعلات التي تتم داخل الخلايا الحية كتفاعلات الايض.
2- الماء له القدرة علي تأيين أنواع مختلفة من الجزيئات الضرورية للحياة:
    أي أن الجزيء يتفكك إلى أيونات موجبة وأخرى سالبة وهذا شرط ضروري لحدوث التفاعلات الكيميائية بين المواد المختلفة.
    سبب هذا هو الطبيعة القطبية لجزيئات الماء، وهو شرط ضروري لحدوث التفاعلات الكيميائية بين المواد المختلفة.
    بيكربونات الصوديوم التي يفرزها البنكرياس تتأين في وجود الماء إلي أيون صوديو Na+ وأيون بيكربونات HCO3 -  مما يجعل الوسط قلوياً مناسباً لعمل الإنزيمات.
- قدرة الماء العالية للالتصاق بالأشياء التي يلامسها وهذه الخاصية تساعد في انتشار الماء بكل سهولة في أجسام الكائنات الحية بحيث يمكنه الوصول لكل خلية من خلايا أجسامها التي لا يمكن لها أن تعيش بدونه.
- أن أكبر كثافة للماء تحدث عندما تكون درجة حرارته أربع درجات مئوية أيّ أن الماء في حالته الصلبة أخف منه في حالته السائلة وهذا على عكس جميع السوائل الأخرى التي تزيد كثافتها كلما قلت درجة حرارتها. وهذه الخاصية ضرورية جدا لبقاء معظم الماء على سطح الأرض في حالته السائلة وبهذا وفرت هذه الآلية العجيبة حياة آمنة لجميع الكائنات الحية البحرية.
3- ارتفاع قيمة حرارته النوعية :
    يتميز الماء بخصائص حرارية فريدة بسبب وجود الروابط الهيدروجينية بين جزيئاته حيث يمتلك أعلي حرارة نوعية بين العناصر والمركبات الموجودة علي الأرض.
    الحرارة النوعية: هي كمية الطاقة اللازمة لرفع درجة حرارة كيلوجرام من المادة درجة واحدة سيليزية.
    نتيجة لذلك فإنه لرفع درجة حرارة الماء نحتاج طاقة كبيرة والعكس صحيح حيث يفقد الماء طاقة كبيرة عندما تنخفض درجة حرارته.
    أهمية هذه الخاصية للكائنات الحية:
o       الكائنات الحية في حاجة إلي أن تظل درجة حرارتها ثابتة عند درجة حرارة معينة للقيام بالعمليات الحيوية المختلفة.
o       المحتوي المائي الكبير للخلايا والأنسجة يساعد علي الحفاظ علي درجة حرارتها ثابتة.
o       فقد الكائنات الحية للماء علي شكل عرق أو نتح يقلل من درجة حرارتها.
o       توفر للكائنات الحية درجات الحرارة المناسبة لعيشها على سطح الأرض، لأن مياه المحيطات التي تغطي 70% من مساحة سطح الأرض تقوم بامتصاص كميات كبيرة من الطاقة الشمسية خلال النهار ومن ثم تقوم أثناء الليل بإشعاع هذه الحرارة إلى جو الأرض لكي يحافظ على درجة حرارة سطح الأرض ضمن الحدود المناسبة لحياة الكائنات الحية.
4- زيادة التوتر السطحي وانخفاض اللزوجة للماء:
    التوتر السطحي هو تماسك الجزيئات الموجودة في سطح السائل، لشغل أقل مساحة ممكنة.
    اللزوجة هي مقاومة السائل للتدفق.
    بسبب الروابط الهيدروجينية بين جزيئات الماء وقطبيته فإن التوتر السطحي للماء عالٍ ولزوجته منخفضة، وهما مناسبان لاستمرار الحياة.
    تعمل الخاصيتان علي تماسك مواد الخلية.
    تساهم الخاصيتان في إبطاء فقدان الماء من أوراق النبات عن طريق الثغور.
    التوتر السطحي للماء يوفر للحشرات سطحاً متماسكاً لتقف عليه.
علل: تقف الحشرات فوق الماء دون أن تغوص فيه؟
5-انخفاض كثافته تحت درجة (4 ْس)  
    يتمدد الماء بارتفاع درجة حرارته وينكمش بإنخفاض درجة الحرارة شأنه في ذلك شأن كل السوائل والغازات والأجسام الصلبة.
    يسلك الماء سلوك شاذ عند درجة حرارة (4 ْس) حيث يتمدد الماء بدلا من أن ينكمش، وهذا يجعل كثافته تنخفض.
    تجعل الماء يخف فيرتفع لأعلي وعندما يتجمد في درجة الصفر المئوي يتجمد فقط علي السطح بينما في الأسفل يكون سائلا عند درجة (4 ْس)  مما يحافظ على حياة الكائنات المائية
    هذه الخاصية ضرورية جدا لبقاء معظم الماء على سطح الأرض في حالته السائلة فلو كان حال الماء كحال باقي السوائل لتجمدت جميع محيطات وبحار الأرض وبهذا وفرت حياة آمنة لجميع الكائنات الحية البحرية، وترجع هذه الخاصية إلي الروابط الهيدروجينية بين جزيئات الماء.
6- تقل درجة تجمد الماء عن الصفر المئوي في حالة وجود مواد ذائبة فيه:
    هذه الخاصية ضرورية جدا لحياة الكائنات الحية (علل) لأنها تتعرض في المناطق الباردة إلي درجات حرارة تقل عن الصفر في كثير من الأحيان.
    الماء في أجسام الكائنات الحية لا يتجمد، (علل) بسبب المواد الذائبة فيه.
7- إمكانية تحول الماء إلي بخار عند درجات حرارة أقل بكثير من درجة الغليان:
    يتحول الماء إلي بخار وبكميات كبيرة عند درجات حرارة تقل عن درجة غليانه، وهذه الخاصية تعتمد عليها حياة الكائنات الحية.
    بخار الماء المتكون علي سطوح المحيطات تحمله تيارات الحمل إلي طبقات الجو الباردة فيتحول إلي غيوم تحركها الرياح فتسقط أمطار توفر الماء اللازم لحياة الكائنات الحية.
7- إمكانية تحول الماء إلي بخار عند درجات حرارة أقل بكثير من درجة الغليان:
    يتحول الماء إلي بخار وبكميات كبيرة عند درجات حرارة تقل عن درجة غليانه، وهذه الخاصية تعتمد عليها حياة الكائنات الحية.
8- ارتفاع الماء في الأنابيب الشعرية:
    للماء القدرة علي الارتفاع في الأنابيب الشعرية بدون الحاجة إلي قوة تضخه إلي أعلي ضد الجاذبية الأرضية.
    هذه الخاصية تساهم في وصول الماء من جذور الأشجار إلي معظم أجزائها رغم ارتفاعها الكبير عن سطح الأرض.
 
     تحدث في جميع أجسام الكائنات الحية تفاعلات بيوكيميائية (أهميتها): ضرورية للنمو وإصلاح الأنسجة التالفة والحصول علي الطاقة
     هذه التفاعلات تسمي بعمليات الأيض Metabolism
     هذه التفاعلات مستمرة في الكائنات الحية جميعها ويؤدي توقفها إلي موت الكائن الحي.

     هي مجموعة من العمليات البيوكيميائية التي تحدث داخل الخلية وينقسم التمثيل الغذائي إلى:
o       البناء:فيها يتم بناء جزيئات كبيرة ومعقدة من جزيئات بسيطة خلال سلسلة من التفاعلات، هذه التفاعلات تستهلك طاقة، مثل بناء البروتينات من الأحماض الأمينية.
o       الهدم: عملية تحرير الطاقة الكيميائية المختزنة في الروابط الكيميائية الموجودة في الجزيئات مثل الجلوكوز.
 
تحتاج التفاعلات الكيميائية إلي طاقة تنشيط Activation energy عالية لكي تتم.
للحد من استهلاك الخلية للطاقة أثناء التفاعلات التي تتم داخلها يجب أني كون هناك محفز (إنزيم) لضمان حدوث التفاعل الكيميائي بسرعة من خلال تقليل طاقة التنشيط .
طاقة التنشيط: الحد الأدني من الطاقة اللازمة لبدء التفاعل.
الإنزيمات: عوامل مساعدة حيوية تتكون من جزيئات بروتينية تعمل علي زيادة سرعة التفاعلات الكيميائية في الخلية.
يتكون الإنزيم من إتحاد عدد كبير من الأحماض الأمينية تكون فيما بينها سلسلة أو أكثر من عديد الببتيد، تشكل التركيب الفراغي المحدد للإنزيم.
خواص الإنزيمات:
1.    تتشابه الإنزيمات مع العوامل المساعدة الكيميائية (علل)
·        تشارك في التفاعل دون ان تتأثر أي أنها تعمل علي زيادة سرعة التفاعلات الكيميائية في الخلية دون أن تستهلك.
2.    تتأثر الإنزيمات في عملها بتركيز أيون الهيدروجين PH ودرجة الحرارة.
3.    تتميز الإنزيمات عن العوامل الحفازة  بالدرجة العالية في التخصص. (علل)
·        كل إنزيم يختص بمادة متفاعلة واحدة يطلق عليها الهدف.
·        تختص بنوع واحد من التفاعل أو عدد قليل من التفاعلات.
4.    تخفض الإنزيمات من طاقة التنشيط اللازمة لبدء التفاعل.
التركيب الكيميائي للإنزيمات:
تنقسم الإنزيمات من حيث التركيب إلي قسمين هما:
الإنزيمات البسيطةالإنزيمات المركبة
تتكون من البروتينات البسيطةتتكون من شقين أحدهما بروتيني والآخر غير بروتيني ويتكون الجزء غير البروتيني إما من ذرة معدنية (حديد – ماغنسيوم – نحاس) أو جزئ عضوي يسمي (مرافق الإنزيم).
الشق غير البروتيني في الإنزيم يعتبر جزءا من المركز الفعال لجزئ الإنزيم
تشمل عدد من الإنزيمات المحللة مثل إنزيم الأميليزمثل إنزيم الكتاليز
 
الموقع الفعال (النشط ) للإنزيم:
يوجد في كل إنزيم مركز فعال Active site واحد أو أكثر، وهو عبارة عن بناء فراغي محدد، وهو المسئول عن قيام الإنزيم بعمله.
بعض الإنزيمات لها موقع فعال واحد وبعضها لها أكثر من موقع فعال.
  آلية عمل الإنزيم:
يرتبط الإنزيم (E) مع المادة (الهدف) S  مكوناً معقدا يسمي متراكب الإنزيم والمادة ES
ويتم هذا الارتباط علي الموقع النشط أو الفعال، ثم يتحلل المتراكب، وتتكون نواتج التفاعل ويتحرر الإنزيم.
 
 
    العوامل التي تؤثر في عمل الإنزيمات:
1.   درجة الحرارة:
·        إن الطبيعة البروتينية للإنزيمات تجعلها حساسة للتغيرات الحرارية، حيث يتحدد نشاطها في مدي ضيق من درجات الحرارة بالمقارنة بالتفاعلات الكيميائية العادية
·        لكل إنزيم درجة حرارة يكون عندها أكثر نشاطاً تسمي درجة الحرارة المثلي.
·        يقل نشاط الإنزيم تدريجياً كلما ارتفعت درجة الحرارة عن درجة الحرارة المثلي حتي تصل لدرجة حرارة يقف عندها نشاط الإنزيم تماما بسبب التغير في التركيب الطبيعي له.
·        يقل نشاط الإنزيم أيضا إذا انخفضت درجة الحرارة عن درجة الحرارة المثلي حتي تصل لدرجة حرارة دنيا يكون عندها أقل نشاط الإنزيم.
·        يقف نشاط الإنزيم تماما عند درجة الصفر المئوية.
·        في حالة رفع درجة الحرارة مرة أخري يعود الإنزيم نشاطه مرة أخري.
2.   الأس الهيدروجيني:
الأس أو الرقم الهيدروجيني: هو القياس الذي يحدد تركيز أيونات الهيدروجين H+ في المحلول
·        يحدد ما إذا كان السائل حمضاً أم قاعدة أم متعادلاً.
·        الأحماض: السوائل ذات الأس الهيدروجيني الأقل من 7.
·        القواعد (القلويات): السوائل ذات الأس الهيدروجيني أكبر من 7.
·        درجة 7 تعتبر متعادلة وهي تساوي ph للماء عند درجة حرارة 25 س
·        يمكن معرفة درجة الأس الهيدروجيني لأي محلول باستخدام مؤشر الرقم الهيدروجيني.
 
n     قياس الأس الهيدروجيني:
أكثر الوسائل شيوعا هي:
1.    الكواشف (الأدلة)   مثل: أوراق عباد الشمس – دليل الميثيل البرتقالي – دليل الفينول فيثالين
عادة ما يصاحبها ألوان معيارية تستخدم لتحيد الأس الهيدروجيني وتعطي الكواشف قيماً تقريبية للأس الهيدروجيني.
2.    الجهاز الإلكتروني لقياس الأس الهيدروجيني ph meter يعطي أرقاماً أكثر دقة.
n     الأس الهيدروجيني ونشاط الإنزيمات
·        الإنزيمات عبارة عن مواد بروتينية، وهي تحتوي علي مجاميع كربوكسيلية COOH- حمضية ومجاميع أمينية NH2 قاعدية، لذا فإن الإنزيمات تتأثر بتغير الأس الهيدروجيني.
·        لكل إنزيم رقم هيدروجيني يعمل عنده بأقصي فعالية، ويسمي الرقم الهيدروجيني الأمثل. Optimum pH إذا قل عنه أو زاد نشاط الإنزيم يقل إلي أن يتوقف.
·        إنزيم الببسين يعمل في درجة pH حامضية.
·        إنزيم التربسين يعمل في درجة pH قاعدية.
·        معظم الإنزيمات تعمل في درجة pH  7,4 . (علل)

الاستاذ محسن شعراوى


الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل

مُشاطرة هذه المقالة على: Excite BookmarksDiggRedditDel.icio.usGoogleLiveSlashdotNetscapeTechnoratiStumbleUponNewsvineFurlYahooSmarking

 
صلاحيات هذا المنتدى:
لاتستطيع الرد على المواضيع في هذا المنتدى