نبضات القلب

ــ نبضات القلب :

س : من أين تنشأ نبضات القلب وكيف يتم تنظيم نبضات القلب ؟

تنشأ النبضات من عضلات القلب بانقباضه وانبساطه .

يتم تنظيم نبضات القلب بواسطة عقدتان عصبيتان في عضلة القلب هما :

1-      العقدة الجيب أذينية ( المنظم ) :

وجودها : توجد في جدار الأذين الأيمن عند اتصاله بالوريد الأجوف العلوي .

أهميتها : تنشأ منها موجة من الانقباضات تنتشر على جدار الأذينين فيحدث الانقباض الأذيني ( الأيمن والأيسر ) .

2-      العقدة الأذينية البطينية :

وجودها : في جدار الأذين الأيمن أسفل الحاجز الذي يفصل بين الأذينين .

أهميتها : تنتقل موجة من الانقباضات من العقدة رقم 1 إلى رقم 2 ومن ثم إلى الحزمة الأذينية البطينية ( حزمة هس ) ثم إلى البطينين .

ملحوظة : تسمى الألياف التي تقوم بالنقل في جميع أجزاء القلب بألياف بركنجي .

ــ النبض :

تعريفه : هو ما ينتج عن انقباض وانبساط عضلة القلب وما يتبع ذلك من مرور الدم في الأوعية الدموية .

يقاس النبض : في منطقة الرسغ .

المعدل الطبيعي لنبضات القلب في الشخص البالغ عند الراحة بين : 70  -  80 نبضة في الدقيقة .

يبلغ ما يضخه القلب من الدم يومياً حوالي : 8500 لتر .

تختلف سرعة النبض حسب : 1- العمر   2- الجنس   3- النشاط   4- ارتفاع درجة حرارة الجسم .

ــ دقـات القلب :

تعريفها : هي أصوات طبيعية تصدر عن انغلاق الصمامات في القلب .

س : كيف يمكن سماع دقات القلب ؟

1-      وضع الأذن على الصدر في منطقة القلب .                    2- استخدام سماعة الطبيب .

ـ أصوات القلب : يمكن سماع صوتين في القلب الطبيعي هما :

أ ـ الصوت الأول ( الصوت الانقباضي ) : غليظ وطويل نتيجة غلق بين الصمامين بين الأذينين و البطينين عند انقباض البطينين .

ب ـ الصوت الثاني ( الصوت الانبساطي ) : حاد وقصير نتيجة غلق صمامي الأورطي والشريان الرئوي عند انبساط البطينين .

 * بعض الأمراض التي قد تصيب الدورة الدموية :

انسياب الدم في الأعضاء ثابت ، و أي اختلاف في انسياب الدم لهذه الأعضاء يعرض الجسم للخطر مثل :

1-      السكتة الدماغية ( تنشأ عن اضطرابات انسياب الدم إلى الدماغ ) .

2-      السكتة القلبية (توقف مفاجئ لنبضات القلب وعادة ناتج من توقف سريان الدم بشريان رئيسي للقلب أو بشرايين القلب ) .

3-      الجلطة القلبية (تنشأ بسبب اختلال الدم إلى جدران عضلة القلب ) .

      الجهاز اللمفاوي :

ـ تركيب الجهاز اللمفاوي في جسم الإنسان من :

1- اللمف :هو السائل الذي يرشح من الشعيرات الدموية إلى الخلايا.

س : ما الفرق بين اللمف والدم ؟

اللمف يشبه الدم إلا أنه لا يحتوي على خلايا دم حمراء ( علل : لذلك هو عديم اللون ) وبعض البروتينات الكبيرة .

س : ما وظيفة اللمف ؟

يعمل وسيط بين الدم وخلايا الجسم لنقل الغذاء والأكسجين إليها ونقل الفضلات منها إلى الدم ، ومن ثم يصب اللمف في أوعية تتجمع في أوعية لمفاوية أكبر تصب نهائياً في الوريد الأجوف العلوي .

2- الأوعية اللمفاوية : هي الأوعية التي تنقل السائل اللمفي .

3- العقد اللمفاوية : هي إنتفاخات توجد على طول الأوعية الدموية بها خلايا دم بيضاء .

وظيفتها : تقوم بتنقية اللمف من البكتيريا والأجسام الغريبة وقد تنتفخ أثناء العدوى .

الأمثلة على العقد اللمفاوية : اللوزتان ، الطحال.

س : كيف يتكون اللمف ؟

ج : يتكون اللمف عند مرور الدم في الشعيرات الدموية يرشح ( الماء + الغذاء + الأكسجين ) بالإضافة إلى بلازما الدم ( جزء بسيط ) يطلق عليه سائل الأنسجة ، وعند امتصاص هذا السائل داخل الأوعية اللمفاوية يطلق اللمف .

* حركة اللمف داخل الأوعية اللمفاوية :

حركته بطيئة ويتم الدفع بواسطة انقباض عضلات الجسم وتوجد في الأوعية صمامات لتسمح بسير اللمف في اتجاه واحد.

      الجلطة الدموية :

ما فائدة تجلط الدم؟

للحفاظ على دم المخلوق الحي المصاب عند أصابته بجرح .

علل ـ لا يتجلط الدم في الأوعية الدموية (يبقى الدم سائلاً داخل الأوعية الدموية ) ؟

بسبب وجود مادة الهيبارين في الدم .

خطوات عملية تجلط الدم : تتم عملية التجلط ( 5 – 10 دقائق ) :

1- عندما ينزف الدم من الوعاء الدموي تتكسر الصفائح الدموية وينطلق منها إنزيم نشط يسمى الثرمبوبلاستين الذي يوقف فعل الهيبارين فيصبح الدم قابلاً للتجلط.

2- يقوم أنزيم ثرمبوبلاستين بمساعدة أيونات الكالسيوم بتحويل مادة بروتينية منحلة في بلازما الدم تسمي بروثرومبين من حالتها الغير نشطة إلى حالة نشطة تسمي ثرومبين.

3- يؤثر الثرومبين على بروتين منحل في بلازما الدم يسمي فايبرينوجين ويحوله إلى فايبرين لينتج شبكة من الألياف تحصر بينها خلايا الدم الحمراء فتتكون الجلطة ويتوقف نزيف الدم .

صفائح دموية تتكسر                         أنزيم ثرمبوبلاستين

                                              

                                                  بروثرومبين      Ca++       ثرومبين

                                                                          فايبرينوجين                         فايبرين

الفصل العاشر : عمليات التنفس وتبادل الغازات

ـ التنفس : مجموعة من التفاعلات الحيوكيميائية التي تتم داخل خلايا الجسم و ينتج عنها طاقة يستعملها المخلوق الحي في جميع وظائفه الحيوية .

ـ مستويات التنفس :

1- التنفس العام : هي العملية التي تحدث على مستوى المخلوق الحي ( عملية تبادل الغازات التي تدخل في جملة التفاعلات الكيميائية عند القيام بالتنفس الخلوي ) .

2- التنفس الخلوي : هي العملية التي تحدث فيها تفاعلات كيميائية داخل الخلية وتنقسم إلى نوعين : 1- تنفس هوائي    2- تنفس لا هوائي .

علل : معظم المخلوقات الحية التي تستعمل التنفس الهوائي معقدة التركيب ؟

تتميز المخلوقات الحية معقدة التركيب بوجود :

أ ـ  أجهزة خاصة للتنفس ( للقيام بعملية تبادل الغازات بين البيئة والسطوح التنفسية ) . مثل الجهاز التنفسي في الإنسان .

ب ـ أجهزة ( أجهزة النقل )  تقوم بنقل الغازات بين السطوح التنفسية والخلايا . مثل الجهاز الدوري الدموي في الإنسان .

      التنفس في البدائيات و الطلائعيات :

علل : لا تحتاج البدائيات ( كالبكتيريا ) أو الطلائعيات ( كالأميبا أو البراميسيوم ) إلى أجزاء خاصة لتبادل الغازات ؟

لأن عملية الانتشار من خلال أغشيتها الخلوية كافية لهذا الغرض .

      التنفس و تبادل الغازات في النباتات :

 س : صف عملية التنفس وتبادل الغازات في النباتات؟

يأخذ النبات في عملية التنفس O2 ويطرد CO2 ليلاً ونهاراً . وفي نفس الوقت اثناء النهار تقوم بعملية البناء الضوئي بأخذ CO2 وتطرد O2 

ــ ولكن عملية البناء الضوئي أسرع من عملية التنفس. إذاً الصافي في تبادل الغازات هو اخذ CO2 وطرد O2  .

علل : تبادل الغازات في نباتات الظلام أو النباتات بدون الأوراق هي اخذ O2 طرد CO2 ؟

لعدم قدرتها على القيام بعملية البناء الضوئي .

ـ التنفس في النباتات المائية :

علل : لا تحتاج النباتات المائية  إلى جهاز تنفسي لتبادل الغازات؟       

ــ نظرً لأن خلاياها قريبة من سطح الماء وتتم عملية تبادل الغازات فيها بواسطة الانتشار المباشر ( بين الخلايا والماء ). مثل الطحالب البنية .

ـ التنفس في النباتات البرية :

ــ التراكيب الخاصة بتبادل الغازات في النباتات البرية  (الثغور ـ  العديسات ـ الجذور) :

1-      الثغور : فتحات يتم من خلالها تبادل الغازات بين الورقة ( النسيج الداخلي ) والوسط الخارجي . تحاط بالخليتان الحارستين (تقوم بتنظيم فتح و إغلاق الثغر )

آلية فتح وغلق الثغور :

 تحتوي الخليتان الحارستان على بلاستيدات خضراء ( بقية خلايا البشرة لا تحتوي على بلاستيدات خضراء )

 إذا امتلأت الخليتان الحارستان فإنها تنتفخ وبالتالي يفتح الثغر وإذا خرج الماء منها فإنها تنبسط وبالتالي يقفل الثغر .

2-  العديسات: فتحات يتم من خلالها تبادل الغازات في الأشجار ذات السيقان الصلبة .

3-  الجذور : يتم تبادل الغازات من خلال الشعيرات الجذرية والبشرة مع التربة .

      التنفس و تبادل الغازات في الحيوانات :

ـ التنفس وتبادل الغازات في الحيوانات التي لا تحتوي على جهاز خاص بالتنفس :

الحيوان          طريقة تبادل الغازات

الهيدرا لا توجد أجهزة خاصة بالتنفس ( علل ) 

لأن أجسامها قريبة من الوسط البيئي الذي تعيش فيه .   يتم التنفس بطريقة الانتشار المباشر ، ويتم تبادل الغازات بين :

أ ـ خلايا الطبقة الداخلية والتجويف الجوفمعوي ( الماء الداخل للتجويف الجوفمعوي )   .

ب ـ خلايا الطبقة الخارجية ( سطح الجسم ) و الماء مباشرة .

دودة الأرض             يتم التنفس عن طريق الانتشار من خلال الجلد ( علل ) :

1- لأن الجلد مغطى بطبقة مخاطية رطبة تحتوي على غازات مذابة .

2- تنتشر في الجلد شعيرات دموية قريبة من سطح الدودة .

ـ التنفس وتبادل الغازات في الحيوانات التي تحتوي على جهاز متخصصة للتنفس :

س: إلى كم قسم تنقسم الأسطح التنفسية للحيوانات التي تمتلك أجهزة تنفسية؟

تنقسم إلى قسمين :

1- سطوح تنفسية مثنية للداخل :  مثل القصبات الهوائية  ( الحشرات ) ورئتي الإنسان .

2- سطوح تنفسية مثنية للخارج : مثل خياشيم الأسماك

* والهدف من السطوح المثنية للداخل أو الخارج هو : زيادة السطح التنفسي للتمكن من تبادل الغازات بين الحيوان وبيئته بشكل كاف.

التنفس في الحيوان      1-التنفس عن طريق القصبات الهوائية 2- التنفس عن طريق الخياشيم

نوع السطح التنفسي     سطوح تنفسية مثنية للداخل      سطوح تنفسية مثنية للخارج

وجودة  الحشرات ( الجراد )    معظم الحيوانات المائية ( الأسماك ، القشريات ، الرخويات ، الديدان المائية )

طريقة تبادل الغازات   يدخل الهواء من الثغور التنفسية ( فتحات جانبية ) حتى تملأ أكياس هوائية ( لخزن الهواء ) ثم تتفرع إلى قصبات تبدأ متسعة حتى تصغر وتصل إلى خلايا الجسم وتتبادل الغازات بأخذ الأكسجين وطرد ثاني أكسيد الكربون عن طريق الانتشار.

         يمر الماء  باستمرار على سطوح الخياشيم ويتم عن طريق أخذ الماء خلال الفم ثم إغلاق الفم لدفعه حول الخياشيم ثم خروجه إلى الخارج. 

علل :  تستخدم الأسماك طريقة الانتشار المباشر أثناء عملية تبادل الغازات ؟

لأن شعيرات الدموية في الخياشيم للأسماك لا تبتعد عن الوسط المائي إلا بسمك خليتين هما :

أ ـ خلية الشعيرة نفسها ( الشعيرة الدموية ). 

ب ـ الخلية الطلائية للصفيحة الخيشومية .

ملحوظات       تتم عملية التنفس عن طريق عضلات خاصة في بطن الحشرة كالتالي :

عملية الشهيق : ارتخاء عضلات البطن يؤدي إلى اتساع تجويف البطن فيدخل الهواء .

عملية الزفير : انقباض عضلات البطن يؤدي إلى انكماش تجويف البطن فيخرج الهواء .        أشكال الخياشيم : تختلف في التعقيد من حيوان لآخر لذلك لها عدة أشكال مثل :

أ ـ بروزات جلدية بسيطة مثنية للخارج مثل نجم البحر .

ب ـ بروزات قدمية جانبية مثل الديدان الحلقية المائية .

ج : خيوط دقيقة غنية بالشعيرات الدموية مدعمة بتراكيب عظمية، وكل خيط يتكون من صفائح تنتشر بها شعيرات دموية كثيرة مثل الأسماك .

علل : مرور الماء باستمرار على سطوح الخياشيم ؟

1-      الماء يحوي كميات قليلة من الأكسجين المذاب مقارنة بالهواء .

2-      سرعة انتشار الأكسجين في الوسط المائي اقل بكثير من سرعة انتشاره في الوسط الغازي ( الهواء ) .

3- التنفس بواسطة الرئتين :

نوع السطح التنفسي : سطوح تنفسية مثنية للداخل .

يوجد في : الزواحف ، الطيور ، الثدييات ، القواقع البحرية ، البرمائيات ( الضفادع اليافعة ).

طريقة تبادل الغازات : يتم تبادل الغازات بين الوسط الذي تعيش فيه وبين الدم ، والدم هو السائل الذي ينقل هذه الغازات إلى ومن الخلايا .

مميزات الرئات : تعتبر وسطاً رطباً وتحتوي على مساحة كبيرة جداً لتبادل الغازات .

ـ أشكال الرئتين : تختلف في التنفس والتعقيد من حيوان لآخر لذلك لها عدة أشكال مثل :

الحيوان          الحويصلات الهوائية    أشكال الرئتين

الرئتين في البرمائيات  لا توجد          ثنيات بطنية تبرز من القناة الهضمية في منطقة البلعوم .

مثل بعض أنواع السلمندر : الرئتان عبارة عن كيسين بسيطين

الرئتين في الطيور      لا توجد وتستبدل بشعيرات هوائية       يتصل بالرئتين عدد من الأكياس الهوائية ( علل )

لتساعد الطيور في التنفس أثناء الطيران

الرئتين في الثدييات     توجد بكثرة      تتفرع الرئتين من الداخل إلى حويصلات هوائية كثيرة جداً ( علل )

لزيادة سطح تبادل الغازات .

جدر الحويصلات : تتكون من طبقة واحدة من الخلايا الطلائية الغنية بالشعيرات الدموية .

ـ التنفس بأكثر من طريقة واحدة : تستخدم اغلب الحيوانات أكثرة من طريقة في تنفسها إما في الوقت نفسه أو في أطوار مختلفة من حياتها ، مثل :

1- الضفادع : يتنفس بعدة طرق كما يلي :

أ ـ الجلد .                              ب ـ السطح الداخلي لتجويف الفم .   

 ج ـ الرئتين .                         د ـ أما في الطور الأولي ( أبو ذنيبة ) بواسطة الخياشيم ثم تختفي لتستبدل بالرئتين في الطور اليافع .

2- أجنة الزواحف والطيور في البيض :  يتم التنفس عن طريق أغشية الجنين  (الكوريون و الألنتويس ) 

3- أجنة الثدييات : يتم التنفس عن طريق غشاء المشيمة ( بين دم الأم ودم الجنين ) .

ـ التنفس عند الإنسان :

س : تتبع المسار الذي يسلكه الهواء الخارجي حتى يصل الرئتين في الإنسان ؟

1- الممرات الأنفية :

ويدخل منها الهواء ويكون نقياً من الشوائب لوجود الشعر ، ورطباً لوجود الأغشية المخاطية ،ودافئاً لوجود الشعيرات الدموية .

أهمية المخاط : مادة قاتلة لبعض الجراثيم الداخلة مع الهواء .

2- البلعوم : ملتقى لطريقي الهضم والتنفس .

3- الحنجرة : صندوق غضروفي وظيفته إحداث الصوت ( بسبب وجود الحبال الصوتية التي تحدث الصوت بسبب اهتزازها عند مرور الهواء بدرجات مختلفة ).

4- القصبة الهوائية : أنبوبة اسطوانية الشكل ، مدعمة بحلقات غضروفية (علل ـ لجعلها مفتوحة ) ناقصة الاستدارة من الخلف ( علل ـ كي تسمح بحركة المريء خلفها و مرور الطعام إلى المعدة ) .

علل : تبطن القصبة الهوائية بخلايا لها أهداب  ؟

تعمل الأهداب ( حركة تموجية ) على تحريك المخاط وما يعلق به من دقائق غريبة إلى أعلى لطرده للخارج .

* تخترق القصبة الهوائية التجويف الصدر لتنقسم إلى شعبتين هوائيتين تؤدي كل منهما إلى رئة .وتدعم بحلقات غضروفية ( لتبقى مفتوحة لاستمرار مرور الهواء ) وتتفرع كل شعبة هوائية إلى شعيبات اصغر فأصغر تنتهي بالحويصلات الهوائية .

5- الحويصلات الهوائية : أكياس غشائية بالغة العدد  تتميز بجدر رقيقة جداً ( بسمك خلية واحدة ) تحاط بشبكة من الشعيرات الدموية الكثيفة .

ـ مساحة سطح الحويصلات تقدر بحوالي 90 متر مربع ويحصل تبادل الأكسجين وثاني أكسيد الكربون بين تجويف الحويصلة والدم عن طريقة الانتشار البسيط .

ـ آلية التنفس في الإنسان :

ـ تعتمد آلية التنفس في الإنسان على عمليتي الشهيق والزفير .

وهي عملية ميكانيكية تتم بمساعدة : 

1-      عضلات القفص الصدري .

2-      عضلة الحجاب الحاجز ( تقع بين التجويف الصدري والتجويف البطني )

ـ التنظيم العصبي والكيميائي لعملية الشهيق والزفير :

س : ما الجهاز المسيطر على حركة عضلات الأضلاع وعضلة الحجاب الحاجز ؟

الجهاز العصبي الذاتي ( مركز التنفس في نخاع المستطيل ) : يتحكم في حركات عضلات الأضلاع وعضلة الحجاب الحاجز فيعمل على ضبط الشهيق والزفير .

س : كيف يتحكم مركز التنفس في عملية الشهيق والزفير ؟

مركز التنفس (يرسل سيالات عصبية)            العضلات ( الأضلاع  ، الحجاب الحاجز) لتنقبض فيحدث الشهيق            الرئتين ( تتمدد )

          مستقبلات التمدد ( تستثار بفعل التمدد فترسل سيالات عصبية لكبح نشاط مركز التنفس في إرسال سيالاته للعضلات ) لتسترخي فيحدث

الزفير             تتقلص الرئتين             وبالتالي يختفي التأثير على المستقبلات التمدد الكابحة لنشاط مركز التنفس وبالتالي يعود مركز التنفس لإرسالة سيالاته إلى العضلات لتنقبض مرة أخرى ويحصل الشهيق وهكذا ) .

التنظيم الكيميائي : يزيد تركيز CO2 في الدم فيعمل على استثارة المركز التنفسي في النخاع المستطيل ليرسل سيالاته العصبية إلى

العضلات ( الأضلاع ، الحجاب الحاجز ) لتنقبض .

ملحوظة : وبسبب ذلك لا يستطيع الإنسان حبس نفسه بطريقة إرادية .

      عملية نقل الغازات من الخلايا و إليها :

س : ما هو الهيموجلوبين ؟

الهيموجلوبين : مادة مكونة من جلوبين (بروتينية ) + الهيم ( مادة حديدية بروتينية) .

ـ نقل غاز الأكسجين : ( من الحويصلات الهوائية إلى الخلايا )

يتحد الأكسجين بالهيم مكوناً  مكونة الأكسيهيموجلوبين  كما في المعادلة التالية:                         HbO2     +     Hb  O2

علل : الأكسيهيموجلوبين مركب قابل للتحلل بسهولة إلى مكوناته ؟

لأنه مركب غير ثابت وهذا يجعل من الهيموجلوبين مادة مناسبة لنقل الأكسجين من الأماكن الأكثر تركيز إلى الأماكن الأقل تركيز .

كيف يتم نقل الأكسجين ؟

بواسطة الانتشار  تجويف الحويصلة (الأكثر تركيز بـ O2)            داخل الشعيرات الدموية ( الأقل تركيز بـ O2 )            يتحد الأكسجين بالهيموجلوبين ( خلايا الدم الحمراء ) مكوناً الأكسيهيموجلوبين             يدور الدم حتى يصل خلايا الجسم ( الأقل تركيز بـ O2 )  

يتحلل الأكسيهيموجلوبين إلى هيموجلوبين +  O2  ( فينتشر O2 من الشعيرات الدموية ليدخل إلى خلايا الجسم ) أما الهيموجلوبين يدور مرة أخرى .  

ـ نقل غاز ثاني أكسيد الكربون : ( من الخلايا إلى الحويصلات الهوائية )

1- عند نقله يتحول إلى الكربهيموجلوبين لأن تركيز ثاني أكسيد الكربون في الخلايا يكون عالياً فينتشر إلى الشعيرات الدموية ويتحد مع الماء مكوناً حمض الكربون. كما في المعادلة التالية:

ماء + ثاني أكسيد الكربون                               حمض الكربون                              H2CO3                             CO2    +  H2O                    

2- يتحلل حمض الكربون الغير ثابت إلى ايونات هيدروجينية و بيكربونات ( بيكربونات الصوديوم أو بيكربونات البوتاسيوم )

              H2CO3                  H+  +  HCO3-    حمض الكربون                   الهيدروجين + بيكربونات                                                                                                 

3- عندما يصل إلى الرئة يتحول بشكل عكسي حتى يكون مره أخرى ثاني أكسيد الكربون ويخرج من الحويصلات عبر الرئة نحو الخارج.

      التنفس الخلوي :

س : ما الهدف الأساسي لعملية التنفس ؟  إنتاج الطاقة الكيميائية .

س : ما المواد اللازمة لعملية التنفس ؟

1- مواد عضوية ( سكريات أحادية كالجلوكوز ) .

2- إنزيمات ( لإتمام سلسلة من التفاعلات الكيميائية التي تؤدي إلى تفتيت المواد المعقدة إلى بسيطة )

* إذن تقوم المخلوقات الحية بتفتيت الجلوكوز لإنتاج الطاقة .

      أنـواع التنفس الخلوي :

أنواع التنفس    التنفس اللاهوائي ( التخمر )    التنفس الهوائي

تعريفه هو الذي يتم بمعزل عن الأكسجين       وهو الذي يستلزم وجود الأكسجين لأكسدة الجلوكوز.

وجوده  1- الكائنات وحيدة الخلية ( كالخميرة ) 

2- خلايا عضلات الإنسان (  عند القيام بمجهود عضلي) .       يوجد في أغلب المخلوقات الحية

مميزاته          1-  يتفكك الجلوكوز (6 ذرات كربون )  إلى جزيئين من حمض البيروفيك ( 3 ذرات كربون )  بمساعدة أنزيمات متخصصة .

2 - النتيجة النهائية  تكون + CO2    الإيثانول أو تكوين حمض اللبن (اللاكتيك) .

3 - الناتج الصافي للطاقة في أثناء عملية التنفس اللاهوائي للجلوكوز هي فقط جزيئان من ( ATP) .   1- سلسلة من التفاعلات تبدأ في سيتوبلازم الخلية وتكتمل في الميتوكندريا .

2- يتم تفتيت كامل للجلوكوز إلى مكوناته ماء و ثاني أكسيد كربون . بواسطة الأكسجين .

3- إنتاج طاقة كيميائية مقدارها 38 جزيئاً من  ( ATP ) .

          علل : لا ينتج كمية كبيرة من الطاقة في عملية التخمر ؟

لأن هذه العملية لا تؤدي إلى التفكيك الكامل للجلوكوز .

ملحوظة : تتخلص هذه المخلوقات وحيدة لخلية من CO2  بطريقة الأنتشار المباشر .             عملية التنفس الهوائي أكثر فعالية من عملية التخمر لأنها تهيئ النمو الأقوى للمخلوقات الحية .

ـ  مراحل التنفس الهوائي :

أ- مرحلة التحلل السكري .                ب- مرحلة تكوين مركب الاستيل كوانزيم A .

ج- مرحلة تفاعلات دورة كربس .                د- مرحلة نقل الإلكترونات .

أ ـ مرحلة التحلل السكري :

حدوثه : تحدث في السيتوبلازم لجميع المخلوقات الحية سواء التي تتنفس هوائياً أو لا هوائياً ( علل )

لوجود الإنزيمات اللازمة لحدوث عملية التحلل ( الانشطار ) في السيتوبلازم .

الهدف الأساسي من التحلل السكري : هو تكوين مركبي NADH  و ATP  وفق الخطوات التالية :

أولاً : تكوين مركبATP  :

جزيء سكر الجلوكوز ( C6 )                                    جزيئين حمض البيروفيك CH3 – CO – COOH     

يتم الاستفادة لتكوين 4 جزيئات ATP  كناتج نهائي ويكون الناتج الصافي من ATP   جزيئين ( 2ATP ) .

ثانياً : تكوين مركب NADH :

 4H(متوفرة في غلافي الميتوكندريا) ترتبط مع 2NAD+ ( نيكوتين أميد ثنائي نيوكليوتيد الأدنين ) الذي يتحول إلى جزيئين من (NADH )2 .

ملحوظة : الطاقة المستخدمة في هذه العملية قليلة ولكنها سريعة جداً وتنتج آلاف من جزيئات ATP مما يساعد على تزويد الخلايا بالطاقة الكيميائية حتى في حالة عدم توفر الأكسجين .

ب ـ مرحلة تكوين مركب الاستيل  كوانزيم A :

1- حمض البيروفيك  ( يدخل إلى الميتوكندريا )                                حمض الخل .

2- حمض الخل + الكوأنزيم ( A ) " المرفق الإنزيمي "                    مركب الاستيل كوانزيم ( A ) .

3- يتحرر من التفاعلات السابقة 4  ذرات H ينقلها المرافق الأنزيمي (NAD+ ) على صورته المختزنة NADH  .

ج ـ تفاعلات دورة كربس :

1- مركب الاستيل كوإنزيم A  +  مركب رباعي الكربون ( 4C )                  حمض السيتريك ( 6C ) .

2-  حمض السيتريك ( 6C   )                        مركب خماسي الكربون ( 5C )                        مركب رباعي الكربون ( 4C ) .

3- مركب رباعي الكربون ( 4C ) + الاستيل كوإنزيم A                تبدأ دورة جديدة .

4- في كل دورة كربس واحدة يتم تكوين             

د ـ سلسلة نقل الإلكترونات :

ـ ناقل الإلكترونات : عبارة عن مجموعة من المواد معقدة التركيب توجد على الغشاء الداخلي للميتوكندريا تعمل على نقل ذرات H و الإلكترونات.

ـ عمل النواقل :   1-  استلام  H  من المرافقين الأنزيميين NADH  و  FADH2 .

                      2- نقل الإلكترونات ذات الطاقة العالية من ناقل لآخر ضمن سلسلة النواقل الإلكترونية ( على الغشاء الداخلي للميتوكندريا ) .

ـ الفائدة من عملية انتقال الإلكترونات :

*عملية الانتقال يتم خلالها تخفيض طاقة الإلكترونات ويستفاد من الطاقة الناتجة في تحويل مركب ADP إلى ATP ( عملية خزن الطاقة ) .

ما يحدث للإلكترونات بعد فقد طاقتها :

تستقبل ذرات O الإلكترونات منخفضة الطاقة  لتتحول إلى أيونات سالبة الشحنة (O- ) لتصبح قابلة للإتحاد مع أيونات الهيدروجين ( H+ ) .

وبذلك يكون O المستقبل الأخير من الإلكترونات و الهيدروجين وبالتالي يعمل O على التخلص من الإلكترونات منخفظة الطاقة والهيدروجين

ليكون الماء الذي يطرد .

و باستكمال عملية التنفس الخلوي بما فيها الإنشطار السكري ينتج 36 جزيء ATP كما في المعادلة :

C6H12O6    +   6O2   +    36 ADP    +   36 P                    6CO2     +      6 H2O       =     36 ATP 

الفصل الحادي عشر : عمليات الإخراج والتخلص من الفضلات

ــ مقدمة :

عملية الهدم : هي سلسلة من التفاعلات الكيميائية التي تحدث للمواد الغذائية ( الكربوهيدرات ، الدهون ، البروتينات ) والتي تؤدي إلى إنتاج الطاقة اللازمة للخلية للقيام بالوظائف المختلفة .

عملية البناء : هي العملية التي تؤدي إلى تكوين أو تركيب مواد بنائية اللازمة للنمو وتكاثرها .

التمثيل الغذائي (الأيض ): هو مجمل التفاعلات الحاصلة في أثناء عمليتي البناء والهدم .

س : ما الفضلات الناتجة عن عملية التمثيل الغذائي التي لابد للجسم من أن يتخلص منها ؟ وكيف يتلخص منها ؟

1-  CO2              2-  الماء الزائد                  3-  الأملاح الزائدة                    4-  بعض المواد النيتروجينية ( البولة ) .

ويتم التخلص منها عن طريق الإخراج .

ـ وظائف عملية الإخراج :

1- التخلص من المواد الضارة والزائدة عن حاجة الجسم .

2- حفظ التوازن بين الخلايا والبيئة التي تعيش فيها ( تنظيم التوازن المائي والملحي بين سوائل الجسم و الوسط الذي يعيش فيه ) .

3- حفظ الماء والمواد الأخرى اللازمة لاستمرار حياة المخلوق الحي بشكل منتظم .

4- المحافظة على ثبات درجة حرارة الجسم عن طريق فقدان الماء حسب حاجة المخلوق الحي .

عمليات الإخراج والتخلص من الفضلات في بعض المخلوقات الحية :

      الإخراج في البدائيات و الطلائعيات :

علل : لا تحتاج هذه المخلوقات الحية ( وحيدة الخلية ) إلى جهاز إخراجي للتخلص من فضلاتها ؟ وكيف يتم التخلص منها ؟

لأنها معرضة مباشرة إلى البيئة التي تعيش فيها . ويتم التخلص من فضلاتها عن طريق الانتشار البسيط .

س : كيف يتم التخلص من الماء الزائد في بعض المخلوقات الحية التي تعيش في الماء العذب ؟

عن طريق الخاصية الإسموزية  بواسطة الفجوات المنقبضة .

مثال على تكوين الفجوات المنقبضة في البراميسيوم :

وجودها : يوجد في البراميسيوم فجوتان منقبضتان احدها في الطرف الأمامي والأخرى في الطرف الخلفي  .

يحيط بكل فجوة عدد من القنوات شعاعية الشكل (6 –  8  قناة ).

طريقة الإخراج : يتم التخلص من الماء الزائد بعد امتلائها على هيئة قنوات شعاعية مغزلية الشكل لتندمج محتوياتها مكونة فجوتين لتندمج مكونة فجوة واحدة مركزية تقترب من سطح الجسم عن طريق ثقب في الجليد لتفرغ محتوياتها وتتكرر هذه العملية لكل من الفجوة المنقبضة الأمامية و الخلفية على التوالي .

      الإخراج في النباتات :

علل : لا تمتلك النباتات أجهزة مخصصة للإخراج في النباتات ؟ بالرغم أن النباتات قادرة على التخلص من الفضلات ؟ 

1-      الفضلات الإخراجية في النباتات أقل بكثير مما هي  في الحيوانات .

( لذلك تستطيع ان تجمع فضلاتها على مدى طويل من الزمن والتخلص منها مرة واحدة ) .

2-      عمليات الأيض في النباتات أبطأ مما هي في الحيوان .( علل : فضلات النباتات قليلة ) .

3-      تعتمد النباتات في عملية الأيض على المواد الكربوهيدراتية أساساً ، وليس على المواد البروتينية .

 ( لأن البروتينات ينتج عن هدمها مواد نيتروجينية سامة  ) .

ـ طرق التخلص من الفضلات في النباتات المختلفة : تتخلص النباتات من فضلاتها بعدة طرق حسب نوع النبات منها :

1- التخلص من غاز CO2: أ ـ  يستخدمه النبات في عملية البناء الضوئي  .   ب ـ الزائد يخرج عن طريق الثغور .

2- تجميع الفضلات في أوراقها أو أجزاء أخرى بشكل دوري باستبدالها في كثير من النباتات المعمرة .

3- تخزين فضلاتها في الفجوات الخلوية بإذابتها  في العصارة لتبقى طيلة حياتها ( حمض الأكساليك ترسبه على شكل بلورات أكسالات الكالسيوم)

4- تجميع الفضلات في الأجزاء الخضراء ( الأوراق المتساقطة )  التي تسقط مثل النباتات العشبية .

5- تجميع الفضلات في الأجزاء الميتة من الخشب ( وظيفتها الدعامة ) وبعضها يتخلص من فضلاتها مع القلف الذي يسقط بانتظام .

6- تحويل الفضلات لإدخالها في تكوين جدرها الخلوية مثل اللجنين .

7- أخراج المواد العضوية المعقدة أو الأملاح الغير عضوية إلى التربة من خلال خلايا الجذور .

ـ طرق التخلص من الماء الزائد عن حاجة  النبات : يتم بطريقتين :

1- عملية النتح :

تعريفه : خروج الماء على شكل بخار من أجزاء النباتات المعرضة للجو ( الأوراق ) .

س : بماذا تختلف عملية النتح عن عملية التبخر العادية ؟

عملية النتح عملية حيوية .

ملحوظة : تنتج النباتات كميات كبيرة من الماء حسب نوع النبات والظروف البيئية التي يعيش فيها .

أنواعه : 1-  النتح عن طريق الطبقات الخارجية لخلايا البشرة . ( 10 %  من النتح الإجمالي ) .وقد يصل إلى صفر في النباتات الصحراوية .

            2-  النتح من خلال فتحات الثغور .

2- الإدماع :

تعريفه : خروج الماء عل شكل قطرات بواسطة الأجهزة الدمعية ( تراكيب خاصة تقع على أطراف الأوراق ) .

مثل : ماء الندى .

      الإخراج في الحيوانات :

*  بعض الحيوانات بسيطة التركيب  لا تحتاج إلى أجهزة متخصصة للإخراج كالهيدرا .

* أما الحيوانات معقدة التركيب تحتاج إلى أجهزة متخصصة للإخراج لتجميع الفضلات وطردها إلى الخارج ويختلف هذا التعقيد من مخلوق لمخلوق آخر حيث إن بعضها يستوجب تكوين علاقة  بشكل أو بآخر بين أجهزة الإخراج و جهاز النقل (نقل المواد الإخراجية للجهاز الإخراجي)

ـ أنواع المواد النيتروجينية الضارة التي تخرجها الحيوانات المختلفة :

المادة النيتروجينية       درجة السمية    طريقة إخراجها

1- الأمونيا (NH3 )   أكثر المواد سمية للخلايا         المادة الإخراجية الأساسية للحيوانات المائية وتخرجها فوراً مذابة في الماء .

2- البولة ( اليوريا )    تأتي في الدرجة الثانية من حيث درجة السمية   وهي المادة الإخراجية الأساسية للحيوانات التي تعيش على اليابسة ، حيث تقوم بتحويل الأمونيا السامة إلى البولة والتي تخفف بالماء ثم طردها كالإنسان .

3- حمض البول         تأتي في الدرجة الثالثة من حيث درجة السمية   وهي المادة الإخراجية للحيوانات التي تعيش في أماكن يندر فيها الماء كالحشرات والزواحف والطيور . ( تحول الأمونيا إلى حمض البول ويخرج على شكل بلورات مذابة في كميات قليلة جداً من الماء ) .

ـ الإخراج في الحيوانات التي لا تحتوي على أجهزة خاصة للإخراج :

علل : بعض الحيوانات بسيطة التركيب  لا تحتاج إلى أجهزة متخصصة للإخراج كالهيدرا ؟

لأن خلاياها معرضة مباشرة أو قريبة من الوسط البيئي

ـ الإخراج في حيوان الهيدرا : يقوم بالإخراج بإحدى الطريقتين التاليتين :

1-  الانتشار البسيط : وهي انتقال المادة خلال الغشاء الخلوي من الجانب الأكثر تركيزاً إلى الجانب الأقل تركيزاً

2-  النقل النشط : انتقال المادة من الجانب الأقل تركيزاً إلى الجانب الأعلى تركيزاً ، ويحتاج إلى طاقة كيميائية ( ATP ) .

                    مثل : كأن يكون تركيز المادة  في الوسط ( البيئة ) أعلى من تركيز المادة التي على الحيوان إخراجها .

ـ الإخراج في الحيوانات التي تحتوي على أجهزة إخراج : بعض الأمثلة على الأجهزة الإخراجية وطريقة عملها :

أجهزة الإخراج          وجوده  وظيفته تركيبه  طريقة الإخراج

1- الإخراج بواسطة

 الخلايا اللهبية  الديدان المفلطحة كالبلاناريا

الدودة الشريطية          تنظيم التوازن المائي في أجسامها

(أخراج الماء الفائض)  1- قناتين إخراجيتين طوليتين (تفتحان على السطح الظهري بعدة أزواج من الثقوب الإخراجية ) .

2- قنوات متفرعة صغيرة

( متفرعة من القناتين الإخراجيتين ينتهي كل منها بخلية لهبية ) .

3- الخلية اللهبية

( تحتوي على نواة وتجويف مركزي يحتوي على حزمة من الأهداب ( حركتها تشبه حركة لهب الشمعة )).     تجمع الخلايا اللهبية الماء الزائد لتدفعه حركة الأهداب إلى القنوات المتفرعة ومن ثم القناتين الطوليتين ومن ثم إلى الخارج عن طريق الثقوب الإخراجية .

ملحوظة : بعض الديدان المفلطحة تجمع الفضلات في مثانة قبل إخراجها عن طريق فتحة إخراجية تنفتح للخارج .