شرح درس وظائف الخلايا اول متوسط الفصل الثاني

ترتفع نبتة ذابلة بعد سقيها بالماء خلال ساعات، وتنتفخ حبات الزبيب إذا نقعناها، ويشم من في المطبخ رائحة الطعام وهو بعيد. تفسر هذه المشاهدات كيف تتحرك المواد بين الخلايا وما حولها، وكيف تحصل الخلايا على الطاقة وتنمو.

النقل السلبي

ينتقل بعض المواد عبر الغشاء البلازمي دون أن تبذل الخلية طاقة، من التركيز الأعلى إلى الأقل، ويسمى النقل السلبي.

• الانتشار: حركة جسيمات المادة من منطقة تركيزها عالٍ إلى منطقة تركيزها منخفض حتى يتساوى التركيز. ومثاله انتشار رائحة العطر في الغرفة، ومرور الأكسجين وثاني أكسيد الكربون عبر الغشاء.
• الخاصية الأسموزية: انتشار الماء عبر غشاء شبه منفذ من المنطقة الأقل تركيزًا للمادة الذائبة إلى الأعلى تركيزًا. ولذلك تنتفخ الخلية في الماء النقي وتنكمش في المحلول المركّز بالملح.
• الانتشار الميسّر: تعبر بعض المواد عبر بروتينات في الغشاء دون طاقة.

«في النقل السلبي تنتقل المواد من التركيز الأعلى إلى الأقل دون طاقة.»

النقل النشط

أحيانًا تحتاج الخلية إلى إدخال مادة نحو منطقة تركيزها أعلى أصلًا، فتبذل طاقة. ويسمى النقل النشط، ويتم بواسطة بروتينات ناقلة في الغشاء. وكذلك تدخل الخلية مواد كبيرة بإحاطتها بجزء من الغشاء فتتكون حويصلة تحملها إلى الداخل. ولهذا تحوي خلايا الجذور تراكيز من أملاح معدنية أعلى من التربة.

البناء الضوئي

تصنع النباتات والطحالب غذاءها بعملية البناء الضوئي داخل البلاستيدات الخضراء، مستعملةً طاقة الضوء.

• معادلته بالكلمات: ماء + ثاني أكسيد الكربون ← (طاقة الضوء والكلوروفيل) ← سكر الجلوكوز + أكسجين.
• الماء يمتصه الجذر، وثاني أكسيد الكربون يدخل من ثغور الأوراق.
• الجلوكوز يخزّنه النبات نشاءً أو يستعمله في بناء أنسجته.
• الأكسجين الناتج يخرج إلى الجو ويتنفسه الإنسان والحيوان.

وهكذا تدخل طاقة الشمس إلى كل السلاسل الغذائية، ويحافظ النبات على نسبة الأكسجين في الهواء. وتشكل الشعاب المرجانية في البحر الأحمر موئلًا لطحالب مجهرية تصنع غذاءً بالبناء الضوئي.

تنفس الخلية

تحرر الخلايا الطاقة المخزنة في الجلوكوز بالتنفس الخلوي، وهو يحدث في الميتوكوندريا في خلايا النبات والحيوان.

• معادلته بالكلمات: جلوكوز + أكسجين ← ثاني أكسيد الكربون + ماء + طاقة.
• تستعمل الخلية الطاقة في الحركة والنمو وإصلاح التلف.
• المعادلة تعاكس معادلة البناء الضوئي، فنواتج إحداهما مواد الأخرى.

التخمر

حين لا يتوفر الأكسجين تحصل بعض الخلايا على طاقة أقل بالتخمر.

• التخمر الكحولي: خميرة الخبز تحوّل الجلوكوز إلى كحول وثاني أكسيد الكربون وطاقة، وفقاعات الغاز هي التي تنفخ العجين فيرتفع.
• تخمر حمض اللبن: تنتج خلايا عضلات الإنسان وبعض البكتيريا حمض اللبن، فيشعر العداء بالألم بعد جهد شديد، وتستعمل البكتيريا هذا النوع في صناعة اللبن الرائب.

والتخمر أقل كفاءة من التنفس بوجود الأكسجين لأنه يعطي طاقة أقل.

انقسام الخلية المتساوي

تنمو المخلوقات وتعوض ما تلف من خلاياها بانقسام الخلايا. وفي الانقسام المتساوي تنتج من الخلية الأم خليتان بنتان متطابقتان في المادة الوراثية.

• التهيؤ: تتضاعف المادة الوراثية قبل الانقسام.
• الطور الأول: تظهر الصبغيات وتختفي النواة.
• الطور الثاني: تصطف الصبغيات في وسط الخلية.
• الطور الثالث: تنفصل نسختا كل صبغي وتتجه إلى طرفين متقابلين.
• الطور الرابع: تتكون نواتان وينقسم السيتوبلازم فتنتج خليتان.

وتفيد هذه العملية في النمو وإصلاح الجروح وتجديد الجلد، وتتكاثر بها بعض وحيدات الخلية.