Mawhoob Competition Science Booklet 2 PDF

‫حقيبة موهوب العلوم ‪2‬‬ ‫اإلدارة العامة للمسابقات‬ ‫فريق العلوم‬  ‫علوم‪-‬أحياء‬ ‫الحقيبة التدريبية ملوهوب‪2‬‬ ‫اإلدارة العامة للمسابقات‬ ‫الفريق العلمي للعلوم‬ ‫‪1‬‬  ‫عزيزي الطالب...

‫حقيبة موهوب العلوم ‪2‬‬ ‫اإلدارة العامة للمسابقات‬ ‫فريق العلوم‬  ‫علوم‪-‬أحياء‬ ‫الحقيبة التدريبية ملوهوب‪2‬‬ ‫اإلدارة العامة للمسابقات‬ ‫الفريق العلمي للعلوم‬ ‫‪1‬‬  ‫عزيزي الطالب عزيزتي الطالبة‪:‬‬ ‫مؤسسة امللك عبدالعزيز ورجاله للموهبة واإلبداع "موهبة “هي مؤسسة حضارية غير هادفة للربح ‪ ،‬أسسها‬ ‫خادم الحرمين الشريفين امللك عبدهللا بن عبدالعزيز آل سعود ‪ -‬رحمه هللا – عام ‪ 1419‬هـ ‪1999/‬م ‪ ،‬تسعى‬ ‫إلى إيجاد بيئة محفزة للموهبة واإلبداع‪ ،‬وتعزيز الشغف بالعلوم واملعرفة‪ ،‬لبناء قادة املستقبل من خالل‬ ‫منهجية‪ ،‬وفق أحدث األساليب العلمية وأفضل املمارسات العاملية في تعليم املوهوبين واملبدعين‪ ،‬الستثمار‬ ‫طاقاتهم وتمكينهم؛ كونهم الرافد األساس الزدهار االنسانية‪ ،‬وتسعى موهبة إلى دعم الرؤية بعيدة املدى لإلبداع‬ ‫واملوهبة ورعايتها في اململكة بما يوائم تطلعات وطموح أهداف رؤية ‪ 2030‬في تطوير القدرات البشرية املوهوبة‬ ‫واعداد جيل قادم يكون عماد اإلنجاز وأمل املستقبل‪ ،‬وعليه تؤمن موهبة بأن االستثمار في تعليم املوهوبين‬ ‫ًّ‬ ‫ً‬ ‫نخبويا بل ضرورة لالرتقاء بمعايير عالية الجودة في تعزيز قدراتهم حتى يسهموا في بناء‬ ‫ليس رفاهية وال عمال‬ ‫مجتمعهم ليصبحوا قادة املستقبل‪ ،‬كما تتمتع موهبة بخبرات طويلة في تنفيذ العديد من البرامج للطلبة‬ ‫املوهوبين واملبدعين فهي تمثل دو ًرا ً‬ ‫رئيسا في املنظومة املؤسساتية الحالية الداعمة لتعليم املوهوبين في اململكة‬ ‫وتتكامل مع نظام التعليم الوطني من خالل برامج التعرف والرعاية الشاملة واملتكاملة للموهوبين وتبادل‬ ‫الخبرات بما يخص التخطيط والتطبيق ّ‬ ‫القيم مع املعنيين مثل وزارة التعليم واملؤسسات األكاديمية العاملية‬ ‫حول كيفية تصميم البرامج واملبادرات وتقديمها من خالل ممارسات تربوية متقدمة‪.‬‬ ‫ً‬ ‫ً‬ ‫ً‬ ‫ونظرا ألن املسابقات العلمية لم تعد ترفا يمكن االستغناء عنه‪ ،‬بل أصبحت معادال موضوعيا للتفوق والتقدم‬ ‫في املجاالت العلمية‪ ،‬وألنه مع زخم املنافسة للصعود على منصات التتويج أصبح على كل من يريد أن يحقق‬ ‫ذلك أن يسلك كافة السبل التي تتيح له ليس فقط الوصول إلى تلك املنصات‪ ،‬بل حجز مكان دائم عليها‪.‬‬ ‫وبين يديك اآلن الحقيبة التدريبية األساسية والتي من خاللها نتعرف بشكل مبدئي على طبيعة موضوعات‬ ‫وأسئلة املسابقات واألساسيات الواجب توافرها حتى ندخل في مرحلة االتقان التي تضعك على أول طريق‬ ‫املنافسة لنيل شرف تمثيل الوطن في املسابقات الدولية‪.‬‬ ‫ولقد حرصنا في هذه الحقيبة أن نقدم لكم املادة العلمية بلغة سهلة وجذابة تدفع شغفكم الى نقاط ابعد‬ ‫وعوالم أخرى من التحدي واالستمتاع بالتعلم‪.‬‬ ‫‪2‬‬  ‫األهداف العامة‪.‬‬ ‫‪ -1‬بناء مفاهيم أساسية لعلم األحياء في اتجاه االستعداد للمشاركة في املسابقات‪.‬‬ ‫‪ -2‬تأسيس الطالب ليتمكن من مواصلة دراسة أحياء األوملبياد‪.‬‬ ‫‪ -3‬إثراء امليدان بمادة علمية تدعم شغف املهتمين بأحياء األوملبياد‪.‬‬ ‫‪ -4‬نشر ثقافة األوملبياد‪.‬‬ ‫األهداف الخاصة‪.‬‬ ‫‪ -1‬أن يصف الطالب أنواع الخاليا وتراكيبها ووظائفها‪.‬‬ ‫‪ -2‬أن يتعرف الطالب على كيميائية الخلية‪.‬‬ ‫‪ -3‬أن يعرف الطالب مصدر الطاقة في الخلية وآلية انتقالها‪.‬‬ ‫‪ -4‬أن يشرح الطالب العمليات الحيوية التي تحدث في الخلية مثل البناء الضوئي والتنفس‬ ‫‪3‬‬  ‫الفصل األول‬ ‫تركيب الخلية ووظيفتها‬ ‫‪4‬‬  ‫ الخلية‪ :‬هي وحدة التركيب والوظيفة في جسم املخلوق الحي‪.‬‬ ‫ أنواع الخاليا‪:‬‬ ‫أ‪ -‬خاليا بدائية النواه‪ :‬املادة الوراثية فيها حرة وغير محاطة بغشاء مثل (البكتيريا)‬ ‫ب‪ -‬خاليا حقيقية النواه‪ :‬املادة الوراثية بداخل نواه محاطة بغشاء مثل (النبات ‪ ،‬الحيوان‪).....‬‬ ‫ تبدأ املستويات التنظيمية في الكائنات الحية بخلية بحيث‪:‬‬ ‫جسم املخلوق الحي‬ ‫جهاز‬ ‫عضو‬ ‫نسيج‬ ‫خلية‬ ‫ النسيج‪ :‬مجموعة من الخاليا املتشابهة تقوم بنفس الوظيفة‪.‬‬ ‫ العضو‪ :‬مجموعة من األنسجة املتخصصة تقوم بوظائف محددة‪.‬‬ ‫ الجهاز‪ :‬عدد من األعضاء تشترك للقيام بعمل ما‪.‬‬ ‫ جسم املخلوق الحي‪ :‬قد يتكون من خلية أو عدد من األنسجة أو عدد من األعضاء أو عدد من األجهزة‪.‬‬ ‫ البروتوبالزم‪ :‬يطلق على ما بداخل الغشاء البالزمي‪.‬ويشمل (السيتوبالزم ‪ -‬النواة )‪.‬‬ ‫تدريب ( ‪) 1‬‬ ‫وصفت الخلية البكتيرية بالبدائية ألنها‪:‬‬ ‫ال تملك مادة وراثية‬ ‫‪a‬‬ ‫ال تحتوي على جدار‬ ‫‪b‬‬ ‫ال ترى بالعين املجردة‬ ‫‪c‬‬ ‫املادة الوراثية غير محاطة بغشاء‬ ‫‪d‬‬ ‫تدريب ( ‪) 2‬‬ ‫أي من العبارات التالية ال تصف الشكل وصفا صحيحا؟‬ ‫تقوم بعدة وظائف‬ ‫‪a‬‬ ‫مكونة من عدد من الخاليا املتخصصة‬ ‫‪b‬‬ ‫مكونة من أنسجة لها نفس الوظيفة‬ ‫‪c‬‬ ‫لها دور في أحد أجهزة الجسم‬ ‫‪d‬‬ ‫‪5‬‬  ‫تشترك جميع املخلوقات الحية على اختالف احجامها في الخصائص التالية‪:‬‬ ‫مثال‬ ‫التعريف‬ ‫الخاصية‬ ‫وجود األعضاء وتبدأ بالخلية‬ ‫التعضي‬ ‫وتنتهي بالجهاز‬ ‫الزيادة في الحجم والوزن‬ ‫النمو‬ ‫الزيادة في عدد أفراد النوع‬ ‫التكاثر‬ ‫من خالل أكسدة الغذاء مباشرة‬ ‫في الكائنات غير ذاتية التغذية‪.‬‬ ‫الحصول على‬ ‫أما في ذاتية التغذية فتصنع‬ ‫الطاقة‬ ‫غذائها بنفسها‬ ‫التنبه للمؤثرات الداخلية‬ ‫والخارجية وإحداث استجابة‬ ‫االستجابة‬ ‫مناسبة‬ ‫المحافظة على االتزان الداخلي‬ ‫اإلخراج‬ ‫من خالل طرد الفضالت‬ ‫احداث تغيرات تركيبية‬ ‫التكيف‬ ‫وسلوكية للتأقلم مع البيئة‬ ‫‪6‬‬  ‫تدريب ( ‪) 3‬‬ ‫أي من الصور التالية يعد تكيفا سلوكيا ‪:‬‬ ‫تغلق النباتات الصحراوية ثغورها أثناء النهار‬ ‫‪a‬‬ ‫وجود شعيرات على بعض األوراق في النباتات الصحراوية‬ ‫‪b‬‬ ‫لدى الطيور التي تتغذى على رحيق األزهار منقار أنبوبي‬ ‫‪c‬‬ ‫يملك الجمل سناما لتخزين املاء والدهون‬ ‫‪d‬‬ ‫تدريب ( ‪:) 4‬‬ ‫من أمثلة التكاثر ‪:‬‬ ‫زيادة عدد الخاليا في احدى عضالت الجسم‬ ‫‪a‬‬ ‫انقسام الخاليا الجسدية‬ ‫‪b‬‬ ‫زيادة حجم الخلية‬ ‫‪c‬‬ ‫انقسام خلية بكتيرية‬ ‫‪d‬‬ ‫‪7‬‬  ‫نظرية الخلية‪:‬‬ ‫تنص النظرية الخلوية على ‪-:‬‬ ‫‪ -1‬الخلية هي وحدة التركيب والوظيفة في الكائن الحي‬ ‫‪ -2‬جميع الخاليا تأتي من خلية سابقة لها عن طريق االنقسام الخلوي‬ ‫أنواع الخاليا‪:‬‬ ‫حقيقية النواة‬ ‫بدائية النواة‬ ‫املقارنة‬ ‫وحيدة أو عديدة الخلية حقيقية النواة‬ ‫وحيدة الخلية بدائية النواة‬ ‫عدد الخاليا‬ ‫تحتوي على أنوية حقيقية‪.‬‬ ‫التحتوي على أنوية حقيقية‪.‬‬ ‫النواة‬ ‫تحتوي على غشاء نووي‬ ‫التحتوي على غشاء نووي‬ ‫الغشاء النووي‬ ‫يوجد ‪ DNA‬في النواة‬ ‫يوجد ‪ DNA‬في السيتوبالزم‬ ‫وجود ال‪DNA‬‬ ‫الخيوط الكروماتينية تكون عدد من‬ ‫تحمل كروموسوم واحد‬ ‫الكروموسومات‬ ‫الكروموسومات‬ ‫تحتوي على عضيات عديدة‬ ‫ال تحتوي على عضيات ماعدا‬ ‫العضيات‬ ‫الرايبوسومات‪.‬‬ ‫الخلوية‬ ‫االوليات‪ ،‬الفطريات‪ ،‬النبات والحيوان‬ ‫البكتيريا‪ ،‬الطحالب الخضراء املزرقة‪.‬‬ ‫أمثلة‬ ‫‪8‬‬  ‫الفرق بين الخلية النباتية والخلية الحيوانية‪:‬‬ ‫الخلية الحيوانية‬ ‫الخلية النباتية‬ ‫التركيب‬ ‫غير موجود‬ ‫موجود‬ ‫الجدارالخلوي‬ ‫مركزية‬ ‫جانبية‬ ‫موقع النواة‬ ‫غير موجودة‬ ‫موجودة‬ ‫البالستيدات‬ ‫موجود‬ ‫غير موجود‬ ‫الجسم املركزي‬ ‫فجوات صغيرة‬ ‫فجوة كبيرة‬ ‫الفجوات العصارية‬ ‫‪9‬‬  ‫مكونات الخلية‬ ‫الغشاء البالزمي‬ ‫البروتوبالزم‬ ‫السيتوبالزم‬ ‫النواة‬ ‫املحتويات الخلوية‬ ‫الهيكل الخلوي‬ ‫العضيات‬ ‫الغشاء النووي‬ ‫الكروموسومات‬ ‫األصباغ‬ ‫األنابيب الدقيقة‬ ‫الشبكة االندوبالزمية‬ ‫النوية‬ ‫الكربوهيدرات‬ ‫الخيوط الدقيقة‬ ‫البالستيدات‬ ‫الجسم‬ ‫امليتوكندريا‬ ‫الليبيدات‬ ‫املركزي‬ ‫أجسام جولجي‬ ‫البروتينات‬ ‫الليسوسوم‬ ‫الفجوة‬ ‫الهيكل الخلوي‪ :‬شبكة من الخيوط البروتينية التي تدعم الخلية وتعطيها شكلها وتثبت العضيات داخل الخلية‬ ‫كما يساهم في تنظيم حركة العضيات داخل الخلية‪.‬‬ ‫‪10‬‬  ‫التراكيب الخلوية ( العضيات )‪:‬‬ ‫الوظيفة‬ ‫التركيب‬ ‫الجدار الخلوي‬ ‫ غشاء مثقب يسمح بمرور جميع املواد من والى الخلية‪.‬‬ ‫ وظيفته الدعم والحماية‪.‬‬ ‫ يوجد في جميع الخاليا عدا الخاليا الحيوانية وأشباهها‪.‬‬ ‫الغشاء البالزمي‬ ‫ طبقة مزدوجة من الدهون املفسفرة والبروتينات‪.‬‬ ‫ يعين حدود الخلية وينظم مرور الجزيئات من وإلى الخلية (نفاذية اختيارية)‪.‬‬ ‫النواة‬ ‫ خزن املعلومات الوراثية‬ ‫ إنتاج حمض ‪ DNA‬وحمض‪.RNA‬‬ ‫ مركز التحكم والسيطرة في الخلية‬ ‫الرايبوسوم‬ ‫ بناء البروتين‪.‬‬ ‫ توجد حرة في السيتوبالزم أو مرتبطة بالشبكة االندوبالزمية‪.‬‬ ‫‪11‬‬  ‫الشبكة‬ ‫نظام يتكون من قنوات متصلة ومتداخلة ‪.‬وتنقسم إلى نوعان‪:‬‬ ‫االندوبالزمية‬ ‫‪ -1‬الشبكة االندوبالزمية الخشنة‬ ‫ منطقة ارتباط الرايبوسومات‬ ‫ تقوم بناء و نقل البروتين‬ ‫‪ -2‬الشبكة االندوبالزمية امللساء‬ ‫ ال ترتبط بها الرايبوسومات‬ ‫ تقوم ببناء الكربوهيدرات والدهون املعقده ومنها الدهون املفسفره‬ ‫ في الكبد تعمل على ازاله السموم الضاره من الجسم‬ ‫ تقوم نقل البروتين ‪.‬‬ ‫ نظام يتكون من أغشية متراصة ‪.‬‬ ‫ تقوم بتعديل وترتيب وتغليف املواد‬ ‫داخل اكياس تسمى الحويصالت ‪.‬‬ ‫جهاز جولجي‬ ‫ مسؤولة عن تصنيع الليسوسومات‪.‬‬ ‫‪12‬‬  ‫ تنشا من أجسام جولجي والشبكة‬ ‫اإلندوبالزمية‬ ‫ تقوم بالهضم الخلوي(ضمن الخلية)‪.‬‬ ‫ مسؤولة عن املوت املبرمج‬ ‫الليسوسوم‬ ‫األجسام املحللة‬ ‫ً‬ ‫أو الحالة‬ ‫الفجوة‬ ‫والحوصلة‬ ‫ تخزين املواد‪.‬‬ ‫ حجمها في الخلية النباتية أكبر منه في الخلية الحيوانية‬ ‫الجسم املركزي‬ ‫( املريكزات )‬ ‫ زوج من األنابيب ‪.‬‬ ‫ تكون خيوط املغزل‪.‬‬ ‫ لها دور في انقسام الخلية الحيوانية‪.‬‬ ‫‪13‬‬  ‫امليتوكوندريا‬ ‫ التنفس الخلوي‪.‬‬ ‫ مصنع الطاقة في الخلية‬ ‫ محاطة بغشائين‬ ‫ تحتوي على مادة وراثية‬ ‫بالستيدة خضراء‬ ‫ البناء الضوئي‪.‬‬ ‫ محاطة بغشائين وتحتوي على مادة وراثية‬ ‫ البالستيدات عديمة اللون تقوم بتخزين املواد‬ ‫ البالستيدات امللونه تكسب األزهار والثمار األلوان‬ ‫األهداب‬ ‫واألسواط‬ ‫ امتدادات من سطح الخلية تسهم في الحركة والتغذية‪.‬‬ ‫ توجد في بعض الخاليا النباتية والحيوانية والبدائية‪.‬‬ ‫سيتوبالزم‬ ‫السيتوبالزم‬ ‫ مادة شبه سائلة تسبح فيها العضيات‬ ‫‪14‬‬  ‫التركيب الغشائي (غشاء الخلية)‬ ‫ يعرف غشاء الخلية بذلك الحد الفاصل بين بروتوبالزم الخلية و املحيط الخارجي والذي يتحكم بمرور املواد من والى الخلية (‬ ‫نفاذية اختيارية)‬ ‫ يحيط بالخلية من الخارج كما يحيط بالنواة والعضيات‪.‬‬ ‫ يتركب من طبقتين من الدهن ( فوسفو لبيد ) يتخللها البروتين والكربوهيدرات‪.‬‬ ‫‪15‬‬  ‫‪.1‬جزيئات الدهون‬ ‫يعمل على ضبط مرونة الغشاء حسب درجة الحرارة‪.‬‬ ‫‪ -1‬الكوليسترول‬ ‫تنفذ فيها املواد غير املتأينة الكارهة للماء مثل ‪ CO2‬و ‪ O2‬والهيدروكربونات‪.‬‬ ‫‪ -2‬الدهون املفسفرة‬ ‫الكارهة للماء‬ ‫تنفذ فيها املواد املتأينة املحبة للماء مثل قليل من املاء بين الثغور الفجوية‪.‬‬ ‫‪ -3‬الدهون املفسفرة املحبة‬ ‫للماء‬ ‫‪.2‬جزيئات البروتين‬ ‫تعمل بعض البروتينات كأنزيم يساعد في التفاعالت الكيميائية داخل الخلية‪.‬‬ ‫‪ -1‬انزيم‬ ‫يساعد على مرور مواد معينة عبر غشاء الخلية‪.‬‬ ‫‪ -2‬بروتين ناقل‬ ‫يتعرف ويرتبط بمواد معينة خارج الخلية‪.‬‬ ‫‪ -3‬بروتين مستقبل‬ ‫‪.3‬جزيئات الكربوهيدرات‬ ‫عالمة مميزه على سطح الخلية الذي يعطي الخلية هويتها فتستطيع خاليا املناعة التعرف‬ ‫‪ -1‬جليكوبروتين‬ ‫على خاليا جسمها فال تهاجمها‪(.‬رفض االجسام زراعة اعضاء خارجية)‬ ‫ لها دور في استقبال الهرمونات‬ ‫ ربط وتثبيت الخاليا ببعضها‬ ‫‪ -2‬كربوهيدرات الغشاء‬ ‫ معرفة الخاليا في الجسم الواحد‬ ‫ لذا لها دور في التفاعالت املناعية‪.‬‬ ‫‪16‬‬  ‫تدريب ‪:5‬‬ ‫أثناء فحص خلية بكتيرية فمن املتوقع مشاهدة‪:‬‬ ‫نواة‬ ‫‪a‬‬ ‫بالستيدات‬ ‫‪b‬‬ ‫ميتوكندريا‬ ‫‪c‬‬ ‫رايبوسومات‬ ‫‪d‬‬ ‫تدريب‪: 6‬‬ ‫أي من العضيات التالية تتضاعف بشكل مستقل؟‬ ‫نواة‬ ‫‪a‬‬ ‫اجسام جولجي‬ ‫‪b‬‬ ‫ميتوكندريا‬ ‫‪c‬‬ ‫رايبوسومات‬ ‫‪d‬‬ ‫تدريب ‪:7‬‬ ‫أحد املكونات التالية يتحكم في مرونة وسيولة الغشاء البالزمي‪:‬‬ ‫الدهون الفوسفاتية‬ ‫‪a‬‬ ‫البروتينات‬ ‫‪b‬‬ ‫الكوليسترول‬ ‫‪c‬‬ ‫السكريات‬ ‫‪d‬‬ ‫تدريب‪: 8‬‬ ‫يختلف مذاق النباتات بعضها عن بعض بسبب اختالف محتويات ‪......................‬‬ ‫الفجوات العصارية‬ ‫‪a‬‬ ‫الجدار الخلوي‬ ‫‪b‬‬ ‫البالستيدات‬ ‫‪c‬‬ ‫الرايبوسومات‬ ‫‪d‬‬ ‫تدريب ‪:9‬‬ ‫نظام كيميائي معقد ومتناسق‪ ،‬و يتم فيه جميع مظاهرة الحياة عد التكاثر‪.‬‬ ‫السيتوبالزم‬ ‫‪a‬‬ ‫الشبكة األندوبالزمية‬ ‫‪b‬‬ ‫الفجوات‬ ‫‪c‬‬ ‫السائل النووي‬ ‫‪d‬‬ ‫‪17‬‬  ‫انتقال املواد من خالل الغشاء‪:‬‬ ‫‪ -1‬الخاصيه االسموزيه‬ ‫عمليه انتقال جزيئات املذيب(املاء) من املحلول األقل تركيز للمادة املذابه الى املحلول االكثر تركيزا ‪.‬‬ ‫تركيز عالي‬ ‫تركيز منخفض‬ ‫وتنقسم املحاليل تبعا لتركيزها االسموزي الى ثالثة انواع لكل منها تأثيره على الخلية ‪:‬‬ ‫ محلول عالي التركيز من املذاب (األمالح)‬ ‫ محلول منخفض التركيز من املذاب (األمالح)‬ ‫ محلول متعادل التركيز من املذاب (األمالح)‬ ‫مثال‪ : 1‬كريات الدم الحمراء عند وضعها في محاليل مختلفه التركيز‬ ‫وضع كريات الدم في محلول عالي التركيز← تنكمش كريات الدم الحمراء نتيجة لخروج املاء منها‪.‬‬ ‫وضع كريات الدم في محلول منخفض التركيز← تنتفخ وقد تنفجر كريات الدم الحمراء نتيجة لدخول املاء اليها‬ ‫وضع كريات الدم في محلول متعادل التركيز← تبقى كريات الدم الحمراء كما هي لتعادل التركيز‬ ‫مثال ‪ :2‬الخاليا النباتية عند وضعها في محاليل مختلفة التركيز‬ ‫وضع الخاليا النباتية في محلول عالي التركيز← تنكمش الخاليا النباتية نتيجة لخروج املاء منها‪.‬‬ ‫وضع الخاليا النباتية في محلول منخفض التركيز← تنتفخ وتمتلئ الخاليا النباتية دون أن تنفجر بسبب وجود الجدار‬ ‫وضع الخاليا النباتية في محلول متعادل التركيز← تبقى الخاليا النباتية كما هي لتعادل التركيز‬ ‫‪18‬‬  ‫‪ -2‬االنتشارالبسيط‬ ‫انتقال جزيئات املادة من املنطقة ذات التركيز العالي الى املنطقه ذات التركيز املنخفض‬ ‫ولهذه الخاصية دور مهم في تبادل املواد بين الخلية والوسط املحيط بها ‪.‬‬ ‫مثال ‪ :‬االكسجين وثاني اكسيد الكربون واملواد التي تذوب في الليبيدات ‪.‬‬ ‫‪ -3‬االنتشارامليسر‬ ‫تتم عمليه النقل مع اتجاه تدرج التركيز للماده املنقوله ( من التركيز العالي للماده الى التركيز املنخفض )‬ ‫يتم نقل الجزيئات التي التذوب في الدهون وال تستطيع املرور من خالل فتحات الغشاء الخلوي بواسطة ناقل بروتيني وتسمى‬ ‫البروتينات الناقله ‪.‬‬ ‫‪19‬‬  ‫هناك نوعان رئيسيان من هذه البروتينات ‪:‬‬ ‫النوع االول ← يشكل قنوات يمكن لبعض انواع االيونات الدخول منها ‪.‬‬ ‫النوع الثاني ← يرتبط مع الجزيء املراد نقله لينقل عبر الغشاء الخلوي ثم ينفصل عنه بعد دخوله الخلية ويعود الى‬ ‫موقعه ليرتبط بجزئ اخر من املادة املذابة ويرافق ذلك تغيرات مؤقته في شكل البروتين ‪.‬‬ ‫مثال ‪ :‬الحركه السريعه لجزيئات الجلكوز والفركتوز من خارج الخليه الى داخلها‬ ‫‪ -4‬النقل النشط‬ ‫انتقال املواد من التركيز املنخفض الى التركيز العالي ويتطلب ذلك بذل طاقه لحدوثه وفي هذه الحالة تلتصق املادة املنقولة‬ ‫بأحد مكونات الغشاء الخلوي الذي يكون بروتين أو دهون ‪.‬‬ ‫مثال ‪ :‬االيونات‬ ‫‪20‬‬  ‫‪ -5‬االلتقام الخلوي واالخراج الخلوي‬ ‫االلتقام الخلوي ← قدرة الغشاء البالزمي على االنثناء للداخل في املنطقة التي يالمس فيها االجسام الكبيرة بحيث تصبح هذه‬ ‫االجسام داخل االنتناء الذي يتحول تدريجيا الى حويصله ضمن السيتوبالزم وتنقسم الى قسمين ‪:‬‬ ‫اكل خلوي (البلعمه) ← في حاله كون املواد التي ابتلعتها الخلية صلبه ‪.‬‬ ‫شرب خلوي (االحتساء) ← في حاله كون املواد التي ابتلعتها الخلية سائله ‪.‬‬ ‫‪ -6‬اإلخراج الخلوي‪:‬‬ ‫طرح املواد خارج الخليه بتكوين حويصالت خاصه او فجوات داخل الخلية تتحد مع الغشاء البالزمي وتقذف‬ ‫محتوياتها خارج الخلية ‪.‬‬ ‫‪21‬‬ ‫قارن من خالل الرسم البياني التالي بين االنتشارالبسيط واالنتشارامليسر؟‬ ‫‪22‬‬ ‫الفصل الثاني‬ ‫الطاقة الخلوية‬ ‫‪23‬‬  ‫األيض‪ :‬هو مجمل العمليات الحيوية التي تحدث داخل جسم املخلوق الحي‪.‬‬ ‫تنقسم العمليات األيضية الى‪:‬‬ ‫ا‪ -‬هدم‪ :‬تنتج طاقة مثل‪ :‬الهضم – التنفس‬ ‫ب‪ -‬بناء‪ :‬تستهلك طاقة مثل‪ :‬بناء ضوئي‬ ‫كيف تحصل املخلوقات الحية على الطاقة ؟‬ ‫ الطاقة هي ‪ :‬القدرة على انجاز شغل ‪.‬‬ ‫ املصدر الرئيس للطاقة على األرض هي الشمس ‪.‬‬ ‫ املصدر الذي تعتمد عليه املخلوقات الحية في الحصول على الطاقة هي املواد الغذائية ‪.‬‬ ‫قوانين الديناميكا الحرارية ‪:‬‬ ‫القانون األول ( حفظ الطاقة )‬ ‫ ينص على أن الطاقة يمكن أن تتحول من شكل إلى آخر ‪ ,‬ولكن ال يمكن أن تفنى أو تستحدث اال بأمر هللا ‪.‬‬ ‫ مثل تحول الطاقة املخزنة في املواد املغذية إلى طاقة كيميائية عندما تأكل ثم تتحول إلى طاقة ميكانيكية عندما‬ ‫تركض ‪.‬‬ ‫القانون الثاني‪:‬‬ ‫ ينص على حدوث فقدان للطاقة عند تحولها من شكل إلى آخر ‪.‬‬ ‫ الطاقة التي تفقد أو تضيع تتحول إلى طاقة حرارية ‪.‬‬ ‫ السلسلة الغذائية مثال على القانون الثاني ‪.‬‬ ‫جزيء الطاقة ‪: ATP‬‬ ‫ وحد الطاقة الخلوية ‪.‬‬ ‫ يتركب من أدينين ‪ +‬سكر رايبوز ‪ +‬ثالث مجموعات من‬ ‫الفوسفات‪.‬‬ ‫ يخزن الطاقة الكيميائية التي تستخدمها الخاليا في‬ ‫تفاعالتها‪.‬‬ ‫ يحرر ‪ ATP‬الطاقة عندما تتكسر الروابط بين مجموعةالفوسفات الثانية والثالثة ‪.‬‬ ‫ يتكون مركب ‪ + ADP‬مجموعة فوسفات حرة ‪.‬‬ ‫جزيء ‪ATP‬‬ ‫ تخزن الطاقة في الرابطة الفوسفاتية عندما يرتبط ‪ + ADP‬مجموعة‬ ‫فوسفات حرة ‪.‬ويتكون مركب ‪ATP‬‬ ‫‪24‬‬  ‫عملية البناء الضوئي‬ ‫ تحول الطاقة الضوئية الى طاقة كيميائية ‪.‬‬ ‫ تحدث عملية البناء الضوئي في البالستيدات الخضراء‪.‬‬ ‫ عملية مشتركة بين جميع الكائنات التي تملك بالستيدات خضراء‬ ‫ تتم في سلسلة من التفاعالت ينتج من خاللها جزيء جلوكوز‬ ‫‪6CO2 + 6H2O‬‬ ‫‪C6H12O6 + 6O2‬‬ ‫البالستيدات الخضراء‪:‬‬ ‫‪25‬‬  ‫تركيب البالستيدات الخضراء‪:‬‬ ‫ عضيات كبيرة تشبه القرص ‪.‬‬ ‫ تحتوي على صبغة الكلوروفيل التي تقوم بامتصاص الطاقة الضوئية ‪.‬‬ ‫ تتكون من‪:‬‬ ‫‪.1‬الثايالكويد‪ :‬مجموعة من األغشية املسطحة تشبه الكيس ( أقراص متراصة ) تكون الغرانا‬ ‫‪.2‬الستروما ( اللحمة )‪( :‬السائل الذي يمأل الفراغات املحيطة بالغرانا ) ‪.‬‬ ‫ األصباغ ‪:‬‬ ‫جزيئات ملونة في أغشية الثايالكويد تمتص أطواال موجية محددة‬ ‫أنواعها ‪:‬‬ ‫‪ -1‬الكلوروفيل (‪ )a‬و(‪ )b‬صبغات أساسية في النبات‪.‬‬ ‫‪ -‬يزداد معدل امتصاص الضوء بواسطة كلوروفيل ‪ a‬و ‪ b‬في منطقة اللونين األحمروالبنفسجي‪.‬‬ ‫‪ -2‬الكاروتينات (أصباغ حمراء وصفراء وبرتقالية)‬ ‫تظهر في فصل الخريف نتيجة تحلل جزيئات الكلوروفيل‪.‬وتظهر األوراق بألون مختلفة‪.‬‬ ‫تتم عملية البناء الضوئي في مرحلتين‬ ‫‪ -1‬التفاعالت الضوئية‪:‬‬ ‫ تتم في الجرانا حيث تمتص صبغة الكلوروفيل الطاقة الضوئية وتحولها الى طاقة كيميائية على شكل ‪NADPH‬‬ ‫و ‪ ATP‬التي تستخدم لبناء الجلوكوز ‪.‬‬ ‫ يتحرر منها األكسجين بسبب تحلل املاء‪.‬‬ ‫‪26‬‬  ‫‪ -2‬التفاعالت الالضوئية‪:‬‬ ‫ تحدث في الستروما ( الحشوة ) ويتم فيها استغالل الطاقة الناتجة من تفاعالت الضوء و ‪ CO2‬لتكوين جزيء‬ ‫جلوكوز‪.‬‬ ‫ تتم في سلسلة من التفاعالت تسمى ( دورة كالفن )‪.‬‬ ‫ ال تحتاج الى وجود ضوء‪.‬‬ ‫‪27‬‬  ‫التنفس الخلوي‬ ‫ عملية أكسدة املواد الغذائية للحصول على الطاقة‪.‬‬ ‫ يتم فيها دخول ‪ O2‬و خروج ‪. CO2‬‬ ‫ تحدث عملية التنفس بداخل امليتوكندريا‪.‬‬ ‫ هناك نوعان من التنفس ‪:‬‬ ‫‪ -1‬تنفس هوائي ‪ :‬يحدث في وجود األكسجين ‪.‬‬ ‫‪ -2‬تنفس الهوائي يحدث في عدم وجود األكسجين‬ ‫التنفس الهوائي‪:‬‬ ‫‪C6H12O2 + 6O2‬‬ ‫‪6H2O+6CO2‬‬ ‫يمر التنفس الهوائي بأربع مراحل ‪:‬‬ ‫‪ -1‬التحلل السكري‪:‬‬ ‫ يتم تحليل الجلوكوز في السيتوبالزم‪.‬‬ ‫ يتم انتاج جزيئين من حامض البيروفيت‬ ‫ املحصلة النهائية من الطاقة في هذه املرحلة ‪2‬‬ ‫‪NADH + 2ATP‬‬ ‫ تنتقل املركبات التي تحتوي على الكربون الى‬ ‫املرحلة التالية‪.‬‬ ‫ تنتقل مركبات الطاقة الى املرحلة األخيرة مباشرة‬ ‫للدخول في تفاعالت سلسلة النفل االلكتروني‪.‬‬ ‫‪28‬‬  ‫‪ -2‬تحول حامض البيروفيت الى استيل كو‪:A‬‬ ‫ تحدث هذه املرحلة في غشاء امليتوكندريا‪.‬‬ ‫ عند توفر األوكسجين يدخل حمض بيروفيت‬ ‫إلى امليتوكندريا‪.‬‬ ‫ يتحد األستيل مع مرافق أنزيم ـ أ)‪(CO-A‬‬ ‫لتكوين أستيل كو‪. A‬‬ ‫ ينتج عن هذه املرحلة‪( :‬من ‪ 2‬بيروفيت )‬ ‫أستيل كو‪2CO2 + 2NADH +2 A‬‬ ‫‪ -3‬دورة كربس‪:‬‬ ‫ تحدث في حشوة امليتوكندريا‪.‬‬ ‫أ‪ -‬يتحد أستيل مرافق األنزيم ـ أ مع مركب رباعي الكربون لتكوين مركب سداس ي الكربون (حمض الستريك )‪.‬‬ ‫ب‪ -‬تحدث تفاعالت أكسدة وإعادة ترتيب للذرات لتتكرر الدورة من جديد‪.‬‬ ‫ نواتج هذه املرحلة‪:‬‬ ‫(من دورة واحدة) ‪2CO2+ 1ATP+ 1FADH2 +3NADH‬‬ ‫(من دورتين) ‪4CO2+ 2ATP+ 2FADH2 +6NADH‬‬ ‫‪29‬‬  ‫‪ -4‬سلسلة النقل االلكتروني‪:‬‬ ‫ تحدث في غشاء امليتوكندريا‪.‬‬ ‫ الخطوة األخيرة في التنفس الهوائي ‪.‬‬ ‫يتم فيها انتاج معظم جزيئات ‪ATP‬‬ ‫ ‬ ‫ تستخدم االلكترونات عالية الطاقة من جزيئات ‪ NADH‬و ‪ FADH2‬التي انتجت في حلقة كربس وتكون‬ ‫البيروفيت ويستغل اختالف تركيز أيونات الهيدروجين لتحويل ‪ ADP‬إلى ‪ATP‬‬ ‫ كل جزيء ‪ NADH‬يعطي ‪3 ATP‬‬ ‫ كل جزيء ‪ FADH2‬يعطي ‪2 ATP‬‬ ‫‪30‬‬  ‫التنفس الالهوائي‪:‬‬ ‫‪ -1‬التخمراللبني ( حمض الالكتيك )‪:‬‬ ‫ يتحول الجلوكوز إلى بيروفيت لينتج ‪ ATP‬و‬ ‫‪NADH‬‬ ‫ بواسطة االنزيمات يتحول البيروفيت إلى‬ ‫حمض الالكتيك‬ ‫ يحدث في العضالت عند االجهاد ونقص‬ ‫االكسجين‪.‬‬ ‫ الينتج ‪ CO2‬من هذه العملية‬ ‫ الناتج النهائي‪ :‬حمض الالكتيك ‪2ATP + 2‬‬ ‫‪ -2‬التخمرالكحولي‪:‬‬ ‫ يتحول الجلوكوز إلى بيروفيت لينتج ‪ ATP‬و‬ ‫‪NADH‬‬ ‫ يتحول البيروفيت إلى ايثانول‪.‬‬ ‫ يحدث في الخميرة والبكتيريا‪.‬‬ ‫ ينتج ‪ CO2‬من هذه العملية‪.‬‬ ‫ الناتج النهائي‪ :‬إيثانول‪2CO2 + 2ATP + 2‬‬ ‫‪31‬‬  ‫‪ -1‬األسئلة الرياضية‬ ‫كم جزيئة ‪ NADH‬تنتج من دورة كربس عند تحلل ‪ 6‬جزيئات جلوكوز؟‬ ‫‪6 )a‬جزيئات‬ ‫‪ 12 )b‬جزيئة‬ ‫‪ 16 )c‬جزيئة‬ ‫‪ 36 )d‬جزيئة‬ ‫تدريب ‪:10‬‬ ‫أي مما يلي تمثل موقع اطالق ‪ O2‬في عملية البناء الضوئي‪:‬‬ ‫مرحلة التفاعالت الضوئية‬ ‫‪-I‬‬ ‫‪ -II‬غشاء الثايالكويد‬ ‫‪ -III‬بداخل الستروما‬ ‫‪ -IV‬مرحلة التفاعالت الالضوئية‬ ‫‪ -V‬بعد تحلل املاء‬ ‫‪I ,II , V‬‬ ‫‪A‬‬ ‫‪I , III , IV‬‬ ‫‪B‬‬ ‫‪II , IV , V‬‬ ‫‪C‬‬ ‫‪III , IV , V‬‬ ‫‪D‬‬ ‫تدريب ‪:11‬‬ ‫التنفس الخلوي عملية ‪...................‬‬ ‫بناء وتستهلك طاقة‬ ‫‪A‬‬ ‫هدم وتستهلك طاقة‬ ‫‪B‬‬ ‫بناء وتنتج طاقة‬ ‫‪C‬‬ ‫هدم وتنتج طاقة‬ ‫‪D‬‬ ‫‪32‬‬  ‫االختبارالتجريبي‬.‫ كما هو موضح في الرسم التخطيطي‬،‫ قام أحد الطالب بإعداد تجربة لقياس معدل التمثيل الضوئي‬-1 A student set up an experiment to measure the rate of photosynthesis, as shown in the diagram. ً.‫تم جمع البيانات بهدف رسمها بيانيا‬ Data was collected and plotted on a graph. ً ً ‫ ) سيعطي‬3 ‫ إلى‬1 ‫ أي من املتغيرات التالية (من‬، ‫بيانيا‬ ً ‫تدرجا يتناسب‬ ‫طرديا مع زيادة معدل التمثيل الضوئي؟‬ ‫عند رسمها‬ If plotted, which of the following (From 1 To 3) variables would give a gradient that is directly proportional to the rate of photosynthesis? x-axis ‫ س‬-‫املحور‬ y-axis ‫ ص‬-‫املحور‬ ‫الزمن‬ ‫ املنطلقة‬CO2 ‫كمية‬ 1 Time volume of CO2 released ‫عدد فقاعات الغاز املنطلقة بالدقيقة‬ ‫الزمن‬ 2 number of gas bubbles released per minute Time ‫الزمن‬ ‫ املنطلقة‬O2 ‫كمية‬ 3 Time released volume of O2 1 A 3 B 2-1 C 3-2 D 33  ‫ سلسلة النقل اإللكتروني فأن‬C ‫ دورة كربس ومسار‬B‫ هو التحلل السكري و مسار‬A‫ في الشكل املرفق إذا كان مسار‬-2 :‫ يمثل‬2 ‫السهم رقم‬ In the attached figure, if path A is glycolysis, path B is a Krebs cycle, and C path is an electron transport chain, then Arrow number 2 represents: ‫األكسجين‬ Oxygen A ‫البيروفيت‬ Pyruvate B ‫املاء‬ Water C ATP D 34  ‫) من البروتين الذي يمكن أن‬4 ‫ إلى‬1 ‫ يوضح الرسم البياني املوجود على اليمين خمسة ترتيبات ممكنة (مرقمة من‬-3 ، ‫ املناطق السوداء من البروتين تتكون من األحماض األمينية القطبية واملشحونة‬.‫يرتبط بـطبقة ثنائية الفوسفوليبيد‬.‫واملناطق البيضاء من منطقة البروتين تتكون من أحماض أمينية غيرقطبية‬ ‫ما الترتيب لهذه األحماض؟‬ The diagram at right illustrates five possible arrangements (numbered 1 to 4) of a protein that could associate with a phospholipid bilayer. The black regions of the protein are composed of polar and charged amino acids, and the white region of the protein is composed of nonpolar amino acids. Which arrangement is most likely to occur? 1.A 2.B 3.C 4.D 35  ‫ أي مما يلي من املحتمل أن يتحرك خالل الطبقة الدهنية الثنائية لغشاء البالزما بسرعة أكبر؟‬-4 Which of the following would likely move through the lipid bilayer of a plasma membrane most rapidly? ‫األحماض األمينية‬ an amino acid A CO2 B ‫الجلوكوز‬ C glucose K+ D :‫ فإن جزيئات الجلوكوزالكاملة الناتجة من حلقة كالفن تساوي‬CO2 ‫ جزيئا من‬24 ‫عند تثبيت‬-5 When 24 molecules of CO2 are fixed, the glucose molecules from the Calvin ring are equal to : 12 A 8 B 6 C 4 D 36  ‫) يوضح الرسم‬SM, PC, PE, PS , PI( ‫ تتميز أغشية البالزما في الثدييات بوجود أنواع مختلفة من الدهون المفسفرة‬-6.‫البياني أدناه التوزيع النسبي لكل فوسفوليبيد عبر غشاء البالزما لكريات الدم الحمراء البشرية‬ Mammalian plasma membranes are characterized by the presence of different types of phospholipids (SM, PC, PE, PS and PI). The graph below shows the percentage distribution of each phospholipid across the plasma membrane of human erythrocytes. Read the following statements: :‫اقرأ العبارات التالية‬.‫يمكن استنتاج أن األغشية بشكل عام غير متماثلة‬.I.PI ‫ من‬4% ‫ و‬SM ‫من إجمالي الدهون املفسفرة للغشاء على‬25% ‫يحتوي‬.II.PC ‫ تحتوي على‬16% ‫ و‬PE‫ من مجموع الدهون املفسفرة الداخلية للغشاء يحتوي على‬80%.III ‫ على السطح الداخلي‬PS ‫ و‬PE ‫ على السطح الخارجي لكريات الدم الحمراء بينما يتواجد معظم‬PC ‫يوجد معظم‬.IV.‫لكريات الدم الحمراء‬.‫ النسب األقل على السطح الداخلي لغشاء الخلية‬PS‫ و‬PI ‫تشكل‬.V I-Membranes, in general, can be concluded to be asymmetric. II-25% of the total membrane phospholipids contain SM and 4% contain PI. III-80% of the inner total membrane phospholipids contain PE and 16% contain PC. IV-Most PC is confined to the outer surface of the erythrocytes while most of the PE and PS are confined to the inner surface of the erythrocytes. V-PI and PS form the lowest ratios on the inner surface of the cell membrane. The correct statements are : :‫العبارة الصحيحة هي‬ I , II , III.A II , IV, V.B I , II , IV.C II , III , V.D 37  ‫مفاتيح إجابة التدريبات‬ ‫‪c‬‬ ‫‪7‬‬ ‫‪d‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪a‬‬ ‫‪8‬‬ ‫‪c‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪a‬‬ ‫‪9‬‬ ‫‪a‬‬ ‫‪3‬‬ ‫‪a‬‬ ‫‪10‬‬ ‫‪d‬‬ ‫‪4‬‬ ‫‪d‬‬ ‫‪11‬‬ ‫‪d‬‬ ‫‪5‬‬ ‫‪c‬‬ ‫‪6‬‬ ‫مفاتيح إجابة االختبار‬ ‫اإلجابة‬ ‫السؤال‬ ‫‪B‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪B‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪A‬‬ ‫‪3‬‬ ‫‪B‬‬ ‫‪4‬‬ ‫‪D‬‬ ‫‪5‬‬ ‫‪C‬‬ ‫‪6‬‬ ‫‪38‬‬  ‫املراجع‬ ‫]‪[1‬مجموعة من املؤلفين‪ ،‬مجموعة من املترجمين‪ ،‬أحياء ‪ ،3‬مطابع العبيكان‪ ،‬طبعة ‪2016 – 1437‬‬ ‫]‪[2‬مجموعة من املؤلفين‪ ،‬مجموعة من املترجمين‪ ،‬علم األحياء‪ ،‬مطابع العبيكان‪ ،‬الطبعة العربية األولى‪– 1435‬‬ ‫‪2014‬‬ ‫]‪[3‬االنترنت‬ ‫‪39‬‬  ‫‪1‬‬ ‫علوم‪/‬فيزياء‬ ‫‪2023‬‬ ‫أ‪.‬طارق العوفي‬ ‫أ‪.‬طالل الرشيدي‬  ‫‪2‬‬ ‫بسم اهلل الرحمن الرحيم‬  ‫‪3‬‬ ‫مقدمة‬ ‫عزيزي الطالب عزيزتي الطالبة‪:‬‬ ‫مؤسسة الملك عبدالعزيز ورجاله للموهبة واإلبداع "موهبة “هي مؤسسة حضارية غير هادفة‬ ‫للربح ‪ ،‬اسسها خادم الحرمين الشريفين الملك عبدهللا بن عبدالعزيز ال سعود ‪ -‬رحمه هللا –‬ ‫عام ‪ 1419‬هـ ‪1999/‬م ‪ ،‬تسعى إلى إيجاد بيئة محفزة للموهبة واإلبداع‪ ،‬وتعزيز الشغف بالعلوم‬ ‫والمعرفة‪ ،‬لبناء قادة المستقبل من خالل منهجية‪ ،‬وفق احدث الساليب العلمية وافضل‬ ‫الممارسات العالمية في تعليم الموهوبين والمبدعين‪ ،‬لستثمار طاقاتهم وتمكينهم؛ كونهم‬ ‫الرافد الساس لزدهار النسانية‪ ،‬وتسعى موهبة إلى دعم الرؤية بعيدة المدى لإلبداع والموهبة‬ ‫ورعايتها في المملكة بما يوائم تطلعات وطموح اهداف رؤية ‪ 2030‬في تطوير القدرات البشرية‬ ‫الموهوبة واعداد جيل قادم يكون عماد اإلنجاز وامل المستقبل‪ ،‬وعليه تؤمن موهبة بان‬ ‫عمال ًّ‬‫ا‬ ‫نخبويا بل ضرورة لالرتقاء بمعايير عالية‬ ‫الستثمار في تعليم الموهوبين ليس رفاهية ول‬ ‫الجودة في تعزيز قدراتهم حتى يسهموا في بناء مجتمعهم ليصبحوا قادة المستقبل‪ ،‬كما تتمتع‬ ‫موهبة بخبرات طويلة في تنفيذ العديد من البرامج للطلبة الموهوبين والمبدعين فهي تمثل دو ارا‬ ‫ر ا‬ ‫ئيسا في المنظومة المؤسساتية الحالية الداعمة لتعليم الموهوبين في المملكة وتتكامل مع نظام‬ ‫التعليم الوطني من خالل برامج التعرف والرعاية الشاملة والمتكاملة للموهوبين وتبادل الخبرات‬ ‫القيم مع المعنيين مثل وزارة التعليم والمؤسسات ال كاديمية‬ ‫بما يخص التخطيط والتطبيق ّ‬ ‫العالمية حول كيفية تصميم البرامج والمبادرات وتقديمها من خالل ممارسات تربوية متقدمة‪.‬‬ ‫ا‬ ‫موضوعيا‬ ‫ا‬ ‫معادل‬ ‫ترفا يمكن الستغناء عنه‪ ،‬بل اصبحت‬‫ونظرا لن المسابقات العلمية لم تعد ا‬ ‫للتفوق والتقدم في المجالت العلمية‪ ،‬ولنه مع زخم المنافسة للصعود على منصات التتويج‬ ‫اصبح على كل من يريد ان يحقق ذلك ان يسلك كافة السبل التي تتيح له ليس فقط الوصول‬ ‫إلى تلك المنصات‪ ،‬بل حجز مكان دائم عليها‪.‬‬ ‫وبين يديك الن الحقيبة التدريبية التي من خاللها نتعرف بشكل مبدئي على طبيعة موضوعات‬ ‫واسئلة المسابقات والساسيات الواجب توافرها حتى ندخل في مرحلة التقان التي تضعك على‬ ‫اول طريق المنافسة لنيل شرف تمثيل الوطن في المسابقات الدولية‪.‬‬ ‫ولقد حرصنا في هذه الحقيبة ان نقدم لكم المادة العلمية بلغة سهلة وجذابة تدفع شغفكم الى‬ ‫نقاط ابعد وعوالم اخرى من التحدي والستمتاع بالتعلم‪.‬ولعله من المناسب ان نستعرض لك‬ ‫ادناه رحلتك التي بداتها معنا من مسابقة موهوب وبإذن هللا تستمر حتى نحقق احالمك‪.‬‬  ‫‪4‬‬ ‫المحتويات‬ ‫‪3‬‬ ‫مقدمة‬ ‫‪5‬‬ ‫الحرارة وخواص المادة‬ ‫‪7‬‬ ‫المقاييس الحرارية السائلة‬ ‫‪8‬‬ ‫طرق انتقال الطاقة الداخلية‬ ‫‪11‬‬ ‫حفظ الطاقة الكالوريمترية‬ ‫‪14‬‬ ‫المراجع‬  ‫‪5‬‬ ‫الحرارة وخواص المادة ‪Heat and Material Properties :‬‬ ‫‪Q‬‬ ‫الحرارة ‪:Heat‬‬ ‫‪E in‬‬ ‫الطاقة الداخلية ‪:Internal energy‬‬ ‫هي مجموع الطاقات لجسيمات المادة (طاقة الحركة والوضع هي الطاقة الداخلية المتدفقة بين جسمين نتيجة‬ ‫لختالف درجتي حرارتيهما‪.‬‬ ‫والدورانية والهتزازية وغيرها)‪.‬‬ ‫وتقاس بالجول‪.‬‬ ‫تعتمد على عدد جسيمات المادة‪.‬‬ ‫وتقاس بالجول‪.‬‬ ‫‪------------------------------------‬‬ ‫درجة الحرارة ‪ : T :Temperature‬متوسط الطاقة الحركية لجسيمات المادة‪.‬‬ ‫‪-------------------------------------------------------------------‬‬ ‫‪ -‬ل تعتمد على عدد جسيمات المادة ‪:‬‬ ‫‪-----------------------------------------------------------------------------‬‬ ‫‪ -‬تحدد اتجاه انتقال الحرارة‪:‬‬  ‫‪6‬‬ ‫‪Thermal Equilibrium‬التزان الحراري‬ ‫‪Thermal Contact‬التالمس الحراري‬ ‫يكون الجسمان في حالة اتزان حراري عندما تكون درجة‬ ‫حالة يتم فيها تبادل للحرارة بين جسمين‪،‬‬ ‫حرارتيهما متساوية‪ ،‬وعندها يكون معدل انتقال الطاقة‬ ‫و ليس ا‬ ‫شرطا ان يكون بينهما تالمس فيزيائي‪.‬‬ ‫بينهما متساوي‪.‬‬ ‫العالقة بين (الضغط – درجة حرارة) للغازات‪:‬‬ ‫الرسم البياني لثالث غازات من انواع مختلفة‪.‬‬ ‫مالحظة هامة‪:‬‬ ‫ا‬ ‫جميع الغازات يصبح ضغطها صفرا عند درجة حرارة ‪:‬‬ ‫‪ -273.15 C‬وتسمى الصفر المطلق )‪(0 K‬‬ ‫‪o‬‬ ‫الصفر المطلق‪ :‬اقل درجة حرارة يمكن ان تصل إليها‬ ‫المادة‪.‬‬ ‫وهو الوحدة الدولية لقياس درجة الحرارة‪.‬‬ ‫‪-----------------------------------‬‬ ‫ماذا يحدث عند الصفر المطلق؟‬ ‫تفقد الغازات طاقتها و تستقر في قاع الوعاء ويصبح‬ ‫حجمها هو حجم جسيماتها فقط‪.‬‬ ‫‪-------------------------------------------------------------------------------------------------‬‬  ‫‪7‬‬ ‫المقاييس الحرارية السائلة‪:‬‬ ‫تستخدم سائل يتمدد داخل انبوبة ضيقة‪ ،‬ويشير إلى درجة الحرارة‪.‬تدرج المقاييس الحرارية السائلة بثالث‬ ‫طرق (مقاييس)‪:‬‬ ‫السلزيوس 𝐶𝑇 والفهرنهايت 𝐹𝑇 و الكالفن 𝐾𝑇‬ ‫هناك نقطتان عياريتان على كل تدريج وهما‪ :‬نقطة تجمد الماء وغليانه‪.‬‬ ‫ومن عيوبها‪ )1 :‬اختالف القراءة باختالف السائل المستخدم‪.‬‬ ‫‪ )2‬لها مدى محدود (يعتمد على نقطة التجمد والغليان)‪.‬‬ ‫‪(TC − 0) TC‬‬ ‫)‪(T − 32‬‬ ‫=‬ ‫‪= F‬‬ ‫‪100‬‬ ‫‪100‬‬ ‫‪180‬‬ ‫)‪(T − 32‬‬ ‫‪5‬‬ ‫‪TC = 100 F‬‬ ‫)‪TC = (T F − 32‬‬ ‫‪180‬‬ ‫‪9‬‬ ‫‪T‬‬ ‫‪T‬‬ ‫‪(T F − 32) = 9 C‬‬ ‫‪T F = (9 C ) + 32‬‬ ‫‪5‬‬ ‫‪5‬‬ ‫‪T K = TC + 273.15‬‬ ‫تمدد الماء‪:‬‬ ‫تتمدد السوائل بارتفاع درجة حرارتها وبالتالي تقل كـثافتها‪.‬‬ ‫بينما الماء يختلف عنها‪:‬‬ ‫مع ارتفاع درجة حرارة الماء من صفر إلى 𝐶 𝑂‪ 4‬يقل حجمه‬ ‫(ينكمش) وتزداد كـثافته‪ ،‬ثم يتمدد بالطريقة المعتادة بعد‬ ‫ذلك‪.‬‬ ‫يفسر ذلك تمكن الكائنات البحرية من العيش في المناطق‬ ‫البحرية المتجمدة‪ ،‬حيث ان الطبقة السطحية للماء (الجليد)‬ ‫تكون عند درجة حرارة الصفر المئوي و اقل كـثافة من الطبقات‬ ‫التي تحتها والتي تكون عند درجات حرارة في حدود 𝐶 𝑂‪4‬‬ ‫فكر‪ :‬عند اي درجة حرارة تكون كـثافة الماء اعلى ما يمكن؟‬  ‫‪8‬‬ ‫طرق انتقال الطاقة الداخلية (الطاقة الحرارية)‪:‬‬ ‫يحدث انتقال الطاقة من جسم لخر بثالث طرق مختلفة‪ ،‬وفي الحياة العملية قد يحدث النتقال بطريقتين او‬ ‫حتى بالطرق الثالث مجتمعة‪.‬‬ ‫اإلشعاع‬ ‫الحمل‬ ‫التوصيل‬ ‫ليحتاج وسط ناقل‪.‬‬ ‫يحتاج وسط ناقل (مائع)‪.‬‬ ‫يحتاج وسط ناقل‪.‬‬ ‫تنقل الحرارة بواسطة المواج‬ ‫تنقل الحرارة من الطرف تنقل الحرارة بحملها على طبقات المائع‬ ‫الساخنة والتي تتمدد وتقل كـثافتها وترتفع الكهرومغناطيسية‪.‬‬ ‫الساخن للطرف البارد‬ ‫بواسطة التصادمات بين لتحل محلها طبقة باردة وهكذا‪.‬‬ ‫الجزيائت واإللكـترونات انواع الحمل‪ :‬قسري – طبيعي‪.‬‬ ‫الحرة‪.‬‬ ‫مثل ‪ :‬تسخين الشمس لالرض‪.‬‬ ‫مثال‪ :‬انتقال الحرارة عبر مثل‪ :‬مدفاة المنزل‪ ،‬دورق ماء يغلي‪.‬‬ ‫لوح‬ ‫معدني‪.‬‬ ‫فكر‪:‬‬ ‫لماذا الغازات ل توصل الحرارة بشكل جيد؟‬ ‫لماذا تشعر اقدامنا بالدفء اكـثر عند السير على سجادة صوفية مقارنة بالبالط؟‬ ‫لماذا يفضل ارتداء المالبس فاتحة اللون في اليام الحارة‪.‬‬  ‫‪9‬‬ ‫الحرارة النوعية ‪Specific Heat‬‬ ‫السعة الحرارية ‪Heat Capacity‬‬ ‫كمية الحرارة الالزمة لرفع درجة حرارة عينة من المادة‬ ‫كمية الحرارة الالزمة لرفع درجة حرارة عينة من‬ ‫كـتلتها ‪ 1 kg‬بمقدار درجة سيلسيوس واحدة‪.‬‬ ‫المادة بمقدار درجة سيلسيوس واحدة‪.‬‬ ‫‪Q = mc T‬‬ ‫‪Q = C T‬‬ ‫‪ : C‬السعة الحرارية )‪(J/ 0 C‬‬ ‫‪ : Q‬كمية الحرارة المنتقلة للعينة (موجبة) او المنتقلة منها (سالبة) )‪(J‬‬ ‫‪ : T‬فرق درجات الحرارة بالسليوس او الكالفن ‪ : c‬الحرارة النوعية‬ ‫‪ : m‬كـتلة العينة )‪(kg‬‬ ‫)‪(J/kg.0 C‬‬ ‫مالحظات هامة‪:‬‬ ‫‪ -‬الحرارة النوعية تعتمد على نوع المادة‪ ،‬ويعد الماء من اكـثر المواد في حرارتها النوعية‪.‬‬ ‫‪-‬كلما زادت الحرارة النوعية للمادة كانت ابطا في التسخين والتبريد‪ ،‬ولذلك‪:‬‬ ‫تسخن رمال الشاطئ اكـثر من ماء البحر‪.‬‬ ‫يستخدم الماء في تبريد المحركات لنه يمتص كمية من الحرارة اكبر من المواد الخرى حتى ترتفع درجة‬ ‫حرارته‪.‬‬ ‫تدريب (‪)١‬‬ ‫احسب كمية الحرارة التي يمتصها ‪ 2 kg‬من الماء لترتفع درجة حرارته من 𝐶 ‪200‬وحتى 𝐶 ‪ ، 300‬علما بان‬ ‫الحرارة النوعية للماء 𝐶 ‪4180 J/kg.0‬‬ ‫‪--------------------------------------------------------------------------------------------------‬‬ ‫‪--------------------------------------------------------------------------------------------------‬‬ ‫‪----------------------------------------------------------------------------------------- ---------‬‬  ‫‪10‬‬ ‫تدريب (‪)2‬‬ ‫يوضح الشكل تمثيل بياني للعالقة بين درجة الحرارة وكمية الحرارة المكـتسبة عند تسخين اربع سوائل‬ ‫مختلفة من نقطة النصهار لنقطة الغليان‪ ،‬اي السوائل لها سعة حرارية اكبر‪.‬‬ ‫‪--------------------------------------------------------------------------------------------------‬‬ ‫‪--------------------------------------------------------------------------------------------------‬‬ ‫‪--------------------------------------------------------------------------------------------------‬‬ ‫تدريب (‪)3‬‬ ‫عينة من مادة كـتلتها ‪ 1000 gm‬يلزم ‪ 274 kJ‬لرفع درجة حرارتها بمقدار ‪ 274 K‬حرارتها النوعية‬ ‫تساوي‪:‬‬ ‫‪1 J/kg.𝑜 𝐶.A‬‬ ‫‪1000 J/kg.𝑜 𝐶.B‬‬ ‫‪274 J/kg.𝑜 𝐶.C‬‬ ‫‪548 J/kg.𝑜 𝐶.D‬‬ ‫‪--------------------------------------------------------------------------------------------------‬‬ ‫‪--------------------------------------------------------------------------------------------------‬‬ ‫‪--------------------------------------------------------------------------------------------------‬‬ ‫‪------------------------‬‬  ‫‪11‬‬ ‫حفظ الطاقة (الكالوريمترية)‪:‬‬ ‫ينص على ان الطاقة التي تترك الجزء الساخن من النظام المعزول بواسطة الحرارة‪ ،‬تساوي الطاقة التي تذهب‬ ‫إلى الجزء البارد من النظام‪.‬‬ ‫يستخدم المسعر (انظر الشكل) لتحديد الحرارة النوعية للمواد‪.‬‬ ‫في مسائل الكالوريمترية نستخد العالقة التالية‪𝑄𝑐𝑜𝑙𝑑 = −𝑄ℎ𝑜𝑡 :‬‬ ‫مالحظات‪:‬‬ ‫‪)1‬نحدد المواد التي تفقد الحرارة والمواد التي تكـتسبها في النظام‪.‬‬ ‫‪ )2‬نطبق العالقة الخاصة بكمية الحرارة المفقودة او المكـتسبة لكل مادة‪.‬‬ ‫‪)3‬مجموع كميات الحرارة المفقودة=مجموع كميات الحرارة المكـتسبة‬ ‫‪ )4‬دائما خذ درجة الحرارة النهائية هي درجة الخليط‪.‬‬ ‫تدريب (‪)1‬‬ ‫كـتلة معدنية كـتلتها ‪ 0.1 kg‬سخنت لدرجة حرارة 𝐶 ‪2200‬ثم اسقطت في كاس عازل به ‪ 1 kg‬من الماء عند‬ ‫درجة حرارة ابتدائية 𝐶 ‪ ، 100‬فإذا كانت درجة الحرارة عند التزان للمجموعة 𝐶 ‪ ، 200‬احسب الحرارة النوعية‬ ‫للمعدن‪.‬‬ ‫‪--------------------------------------------------------------------------------------------------‬‬ ‫‪----------------------------------------------------------------------------------------------- ---‬‬ ‫‪--------------------------------------------------------------------------------------------------‬‬ ‫تدريب (‪)2‬‬ ‫إذا صب ‪ 0.2 kg‬من الشاي حرارته النوعية 𝐶 ‪ 4×103 J/kg.0‬ودرجة حرارته 𝐶 ‪ 800‬في كوب من الزجاج‬ ‫حرارته النوعية 𝐶 ‪ 8×102 J/kg.0‬وكـتلته‪ 0.1 kg‬ودرجة حرارته 𝐶 ‪ 200‬احسب درجة الحرارة عند التزان‬ ‫بفرض عدم تسرب الحرارة للمحيط الخارجي‪.‬‬ ‫‪--------------------------------------------------------------------------------------------------‬‬ ‫‪--------------------------------------------------------------------------------------------------‬‬  ‫‪12‬‬ ‫تدريب (‪)3‬‬ ‫إذا تغيرت درجة حرارة جسم بمقدار 𝐹 𝑜‪ ، 360‬فإن درجة حرارته بالكالفن تتغير بمقدار‬ ‫‪A. 360 K‬‬ ‫‪1640‬‬ ‫𝐾)‪B. ( 9 +273‬‬ ‫‪C. 253 K‬‬ ‫‪D. 200 K‬‬ ‫‪--------------------------------------------------------------------------------------------------‬‬ ‫‪--------------------------------------------------------------------------------------------------‬‬ ‫‪--------------------------------------------------------------------------------------------------‬‬ ‫تدريب (‪)4‬‬ ‫إذا كانت درجة حرارة الجو في يوم غائم 𝐶 𝑜‪ 25‬فإنها تساوي بمقياس فهرنهايت‪:‬‬ ‫𝐹 𝑜‪A. 77‬‬ ‫𝐹 𝑜‪B. 13‬‬ ‫𝐹 𝑜‪C. 31.7‬‬ ‫𝐹 𝑜‪D. 298‬‬ ‫تدريب (‪)5‬‬ ‫سبب اختالف المواد في قابليتها لرتفاع درجة حرارتها يعود إلى اختالف ‪:‬‬ ‫السعة الحرارية ‪A.‬‬ ‫الكـثافة ‪B.‬‬ ‫الحرارة النوعية ‪C.‬‬ ‫درجة الغليان ‪D.‬‬  ‫‪13‬‬ ‫تدريب (‪)6‬‬ ‫الطاقة المتدفقة بين جسمين نتيجة لختالف درجة حرارتيهما تسمى ‪:‬‬ ‫التزان الحراري ‪A.‬‬ ‫الحرارة ‪B.‬‬ ‫الطاقة الداخلية ‪C.‬‬ ‫درجة الحرارة ‪D.‬‬ ‫تدريب (‪)7‬‬ ‫كمية من الماء كـتلتها ‪ ، 2 kg‬إذا علمت ان الحرارة النوعية للماء 𝐶 ‪ ، 4180 J/kg.0‬مقدار التغير في درجة‬ ‫حرارة الماء عندما يحصل على كمية حرارة قدرها ‪ 2090 J‬تساوي‪:‬‬ ‫𝐶 𝑜‪A. 2‬‬ ‫𝐶 𝑜‪B. 1‬‬ ‫𝐶 𝑜‪C. 0.5‬‬ ‫𝐶 𝑜‪D. 0.25‬‬ ‫تدريب (‪)8‬‬ ‫عندما يكونان جسمان في حالة اتزان حراري‪ ،‬فإن معدل انتقال الطاقة بينهما‬ ‫اكبر من الجسم الساخن للبارد مقارنة بالعكس ‪A.‬‬ ‫متساوي بين الجسمين ‪B.‬‬ ‫اكبر من الجسم البارد للساخن مقارنة بالعكس ‪C.‬‬ ‫المعلومات غير كافية ‪D.‬‬  14 ‫المراجع‬ - Foo Seng Teek,Yee cheng Teik,Lee Beng Hin. Success Physics: Oxford Fajar,2013 - A Glencoe Program. Physics Principles and Problems: McGraw-Hill Companies United States of America, 2005 - Serway,Jewetts. Physics for Scientists and Engineers: Thomson Brooks ,2004  ‫علوم‪-‬كيمياء‬ ‫الحقيبة التدريبية ملوهوب‪2‬‬ ‫اإلدارة العامة للمسابقات‬ ‫الفريق العلمي للعلوم‬ ‫‪1‬‬ ‫بسم هللا الرحمن الرحيم‬ ‫‪2‬‬ 3  ‫مقدمة‬ ‫عزيزي الطالب عزيزتي الطالبة‪:‬‬ ‫مؤسسة امللك عبدالعزيز ورجاله للموهبة واإلبداع "موهبة “هي مؤسسة حضارية غير هادفة للربح ‪ ،‬أسسها‬ ‫خادم الحرمين الشريفين امللك عبدهللا بن عبدالعزيز آل سعود ‪ -‬رحمه هللا – عام ‪ 1419‬هـ ‪1999/‬م ‪ ،‬تسعى‬ ‫إلى إيجاد بيئة محفزة للموهبة واإلبداع‪ ،‬وتعزيز الشغف بالعلوم واملعرفة‪ ،‬لبناء قادة املستقبل من خالل‬ ‫منهجية‪ ،‬وفق أحدث األساليب العلمية وأفضل املمارسات العاملية في تعليم املوهوبين واملبدعين‪ ،‬الستثمار‬ ‫طاقاتهم وتمكينهم؛ كونهم الرافد األساس الزدهار االنسانية‪ ،‬وتسعى موهبة إلى دعم الرؤية بعيدة املدى لإلبداع‬ ‫واملوهبة ورعايتها في اململكة بما يوائم تطلعات وطموح أهداف رؤية ‪ 2030‬في تطوير القدرات البشرية املوهوبة‬ ‫واعداد جيل قادم يكون عماد اإلنجاز وأمل املستقبل‪ ،‬وعليه تؤمن موهبة بأن االستثمار في تعليم املوهوبين‬ ‫ًّ‬ ‫ً‬ ‫نخبويا بل ضرورة لالرتقاء بمعايير عالية الجودة في تعزيز قدراتهم حتى يسهموا في بناء‬ ‫ليس رفاهية وال عمال‬ ‫مجتمعهم ليصبحوا قادة املستقبل‪ ،‬كما تتمتع موهبة بخبرات طويلة في تنفيذ العديد من البرامج للطلبة‬ ‫ً‬ ‫دورا ً‬ ‫رئيسا في املنظومة املؤسساتية الحالية الداعمة لتعليم املوهوبين في اململكة‬ ‫املوهوبين واملبدعين فهي تمثل‬ ‫وتتكامل مع نظام التعليم الوطني من خالل برامج التعرف والرعاية الشاملة واملتكاملة للموهوبين وتبادل‬ ‫الخبرات بما يخص التخطيط والتطبيق ّ‬ ‫القيم مع املعنيين مثل وزارة التعليم واملؤسسات األكاديمية العاملية‬ ‫حول كيفية تصميم البرامج واملبادرات وتقديمها من خالل ممارسات تربوية متقدمة‪.‬‬ ‫ً‬ ‫ً‬ ‫ً‬ ‫ونظرا ألن املسابقات العلمية لم تعد ترفا يمكن االستغناء عنه‪ ،‬بل أصبحت معادال موضوعيا للتفوق والتقدم‬ ‫في املجاالت العلمية‪ ،‬وألنه مع زخم املنافسة للصعود على منصات التتويج أصبح على كل من يريد أن يحقق‬ ‫ذلك أن يسلك كافة السبل التي تتيح له ليس فقط الوصول إلى تلك املنصات‪ ،‬بل حجز مكان دائم عليها‪.‬‬ ‫وبين يديك اآلن الحقيبة التدريبية األساسية و?