بيولوجيا - 1_compressed_1.pdf

‫اﻟﻣﺣﺎﺿرة اﻟﺛﺎﻟﺛﺔ‬ ‫اﻟﺗرﻛﯾب اﻟﻛﯾﻣﯾﺎﺋﻲ ﻟﻠﺧﻠﯾﺔ ‪1-‬‬ ‫ﻓﮭرس اﻟﻣﺣﺗوﯾﺎت‬ ‫الصفحة‬ ‫العنوان‬ ‫‪2‬‬ ‫مقدمة‬ ‫‪3‬‬ ‫المرك...

‫اﻟﻣﺣﺎﺿرة اﻟﺛﺎﻟﺛﺔ‬ ‫اﻟﺗرﻛﯾب اﻟﻛﯾﻣﯾﺎﺋﻲ ﻟﻠﺧﻠﯾﺔ ‪1-‬‬ ‫ﻓﮭرس اﻟﻣﺣﺗوﯾﺎت‬ ‫الصفحة‬ ‫العنوان‬ ‫‪2‬‬ ‫مقدمة‬ ‫‪3‬‬ ‫المركبات الالعضوية ‪ -‬الماء‬ ‫‪4‬‬ ‫المركبات الالعضوية – األمالح المعدنية‬ ‫‪6‬‬ ‫المركبات العضوية – السكاكر أو الكاربوهيدرات‬ ‫‪8‬‬ ‫المركبات العضوية – الليبيدات أو الدسم‬ ‫‪https://www.aspu.edu.sy/‬‬ ‫نعمل معا لتحقيق حلمك‬ ‫‪35‬‬  ‫التركيب الكيميائي للخلية ‪1-‬‬ ‫الخلية جهاز معقد يتألف من مليارات المركبات و الجزيئات الكيميائية المختلفة و المنتظمة وفق تناسق بديع‬ ‫من التفاعالت الكيميائية وعلى الرغم من التباين في أشكال الخاليا إال أنها متشابهة إلى حد كبير في التركيب‬ ‫الكيميائي‪ ،‬تضم الطبيعة المحيطة بنا من اثنين وتسعين عنصرا ً كيميائيا ً رئيسيا ً و تتكون الخلية من عدد‬ ‫محدد من العناصر الكيميائية حيث يشكل الكربون و األكسجين و الهيدروجين واآلزوت و الكالسيوم نحو‬ ‫‪ %98‬من كتلة المادة الحية في حين التزيد نسبة بقية العناصر األخرى التي تدخل في تركيب المادة الحية‬ ‫عن ‪%2‬‬ ‫توجد العناصر الكيميائية التي تدخل في تركيب الخلية‬ ‫إما على شكل شوارد (أيونات) ‪Ions‬‬ ‫ ‬ ‫أو أنها ترتبط مع بعضها بروابط كيميائية وبنسب متفاوتة لتشكل جزيئات بسيطة تدعى الجزيئات‬ ‫ ‬ ‫الصغرية (ذات أوزان جزيئية صغيرة) مثل الماء وكلوريد الصوديوم أو تشكل جزيئات معقدة تدعى‬ ‫الجزيئات الكبرية (ذات أوزان جزيئية كبيرة) وهي تتكون من عدد كبير من الجزيئات الصغرية مثل‬ ‫البروتينات والسكاكر واللبيدات واألحماض النووية‬ ‫تقسم المركبات الكيميائية الداخلة في تركيب المادة الحية إلى‪:‬‬ ‫مركبات ال عضوية تضم الماء واألمالح المعدنية‬ ‫ ‬ ‫ مركبات عضوية تضم البروتينات والسكاكر واللبيدات واألحماض النووية‬ ‫ماهو الفرق بين المركبات العضويّة والالعضويّة؟‬ ‫‪https://www.aspu.edu.sy/‬‬ ‫نعمل معا لتحقيق حلمك‬ ‫‪36‬‬ ‫ تحتوي المركبات العضويّة على عنصر الكربون في تركيبتها بينما تفتقر المركبات الالعضويّة لعنصر‬ ‫الكربون‬ ‫ ترتبط المركبات العضويّة برابطة تساهمية فيما بينها أما المركبات الالعضوية فتربطها روابط أيونية‬ ‫ المركبات العضوية عادة تكون كبيرة الحجم وتحتوي العديد من الذرات أما المركبات الالعضوية‬ ‫تحتوي على عدد صغير من الذرات‬ ‫المركبات الالعضوية‬ ‫❖ الماء‬ ‫يعد الماء من أهم المركبات الالعضوية وتتم فيه جميع التفاعالت الكيميائية الخلوية كما تعبر أغلب المواد‬ ‫الغذائية إلى داخل الخلية وهي منحلة في الماء ويؤدي نفاذه إلى تلف الخاليا‪ ،‬تتراوح نسبة الماء الداخل في‬ ‫تركيب المادة الحية مابين ‪ %90-%50‬من كتلة الخلية وتختلف هذه النسبة من نسيج إلى آخر فتصل في‬ ‫النسيج الدموي إلى ‪ %80‬بينما تتراوح في الهيكل العظمي بين ‪ %27-%20‬كما تتعلق هذه النسبة بنوع‬ ‫المتعضية(برية أو بحرية) حيث تصل نسبة الماء في قنديل البحر إلى ‪ %99‬كما تتعلق نسبة الماء بنمط‬ ‫الخاليا والنشاط الوظيفي للخلية حيث تحتوي المادة البيضاء للدماغ ‪ %68‬من وزنها ماء في حين تصل‬ ‫هذه النسبة إلى ‪ %85‬في المادة الرمادية‬ ‫يتكون جزيء الماء من ذرتين من الهيدروجين ترتبطان مع ذرة واحدة من األكسجين بواسطة زوج من‬ ‫الروابط التكافؤية األحادية ويعد جزيء الماء مستقطب حيث تكون األلكترونات أقرب إلى ذرة االكسجين‬ ‫منها إلى الهيدروجين مما يضفي شحنة سالبة جزئية على االكسجين وشحنة موجبة جزئية على ذرتي‬ ‫الهيدروجين وقطبية الماء أعطته الكثير من الخصائص الكيميائية المرتبطة بالمادة الحية‪.‬‬ ‫يوجد الماء ضمن الخلية بحالتين ‪:‬‬ ‫الماء الحر ‪ :‬وهو ضروري من أجل تفاعالت اإلستقالب الخلوي وذلك بجعله وسط السيتوبالسما مائعا ًكما‬ ‫يشكل الوسط المالئم لمختلف التفاعالت الكيميائية كما يعد المذيب لبعض المواد في الخلية مثل االمالح‬ ‫التي تصبح أكثر فعالية من الناحية الكيميائية عندما تنحل في الماء وتتحرك شواردها بحرية أكثر من كونها‬ ‫في الحالة الصلبة‬ ‫‪https://www.aspu.edu.sy/‬‬ ‫نعمل معا لتحقيق حلمك‬ ‫‪37‬‬ ‫الماء المرتبط‪ :‬يسهم في تشكيل الروابط الهيدروجينية في الجزيئات الكبرية ويسهم في البناء الهندسي‬ ‫لمكونات الخلية مثل الـ ‪ DNA‬و البروتينات ويقدر أن نحو‪ 4.4‬من ماء الخلية يكون مرتبطا ً في حين يكون‬ ‫معظم ماء الخلية بالشكل الحر‬ ‫يمكن إجمال أهم وظائف الماء في الخاليا بمايلي‪:‬‬ ‫ الماء يساهم في تنظيم الحرارة حيث يمتاز الماء بحرارة نوعية عالية مقارنة مع السوائل األخرى وهذا‬ ‫يحافظ على ثبات درجة حرارة الخلية ويخمد الفروق الحرارية بين الوسط الداخلي لخاليا المتعضية‬ ‫والوسط المحيط‬ ‫ الماء وسط حال ومذيب ممتاز للعديد من األيونات والمركبات الموجودة في الخاليا‬ ‫ الماء ينقل المواد الغذائية التي تنحل فيه من الوسط الخارجي للخلية إلى داخل الخلية وينقل الفضالت‬ ‫إلى خارج الخلية‬ ‫ الماء مصدر إلمداد الخلية باألكسجين والهيدروجين اللذين يدخالن في تركيب الكثير من المركبات‬ ‫العضوية التي تتكون منها المادة الحية‬ ‫ تتم في الماء معظم التفاعالت الكيميائية الخلوية التي تحتاج إلى أوساط متعادلة (‪)PH=7‬‬ ‫بسبب قطبية الماء تميل جزيئات الماء إلى التماسك مع بعضها البعض عن طريق تشكيل روابط هيدروجينية‬ ‫مما يكسب الماء توتر سطحي كبيرة تجعل العديد من األجسام تطفو على سطحه وهي من الخواص الفيزيائية‬ ‫للماء‪ ،‬يدخل الماء إلى جسم الكائن الحي عن طريق تناوله المباشر أو تناول األغذية الحاوية عليه كما ينتج‬ ‫الماء عن العمليات اإلستقالبية في الخلية‬ ‫❖ األمالح المعدنية‬ ‫توجد األمالح في جميع أنواع الخاليا منحلة في الوسط المائي للخلية وتوجد في السوائل كالدم واللمف‬ ‫وتختلف نسبة ونوع األمالح الموجودة داخل كل خلية وفقا ً للوظيفة التي تؤديها وهي تساعد في المحافظة‬ ‫على حياة الخلية وإنجاز العديد من وظائفها الحيوية بالشكل األمثل وتقدر نسبتها بالميلغرامات في جسم‬ ‫اإلنسان‬ ‫‪https://www.aspu.edu.sy/‬‬ ‫نعمل معا لتحقيق حلمك‬ ‫‪38‬‬ ‫تتضمن األمالح (كبريتات الصوديوم‪ ،‬كلوريد الصوديوم‪ ،‬فحمات الصوديوم‪ ،‬كلوريد البوتاسيوم‪ ،‬فحمات‬ ‫الكالسيوم)غالبا ً ماتتشرد هذه األمالح في االوساط المائية إلى شوارد بعضها موجبة الشحنة وبعضها سالبة‬ ‫الشحنة ومن أهم الشوارد داخل الخلية البوتاسيوم والفوسفات أما الشوارد الرئيسية خارج الخلية فهي شوارد‬ ‫الصوديوم والكلوريد‬ ‫من أهم الوظائف التي تؤديها الشوارد و األمالح المختلفة‪:‬‬ ‫ تدخل في بنية بعض المركبات المهمة مثل الحموض األمينية والهيموغلوبين الذي يحتوي على‬ ‫شوارد الحديد وشوارد الصوديوم والبوتاسيوم‬ ‫ تقوم بدور مهم في استقطاب األغشية الخلوية ونزع استقطابها (نقل السيالة العصبية)‬ ‫ بعض الشوارد المعدنية ترتبط باألنزيمات التي تصبح فعالة عند ارتباطها بهذه الشوارد‬ ‫ تؤدي دور ناقل مثل الحديد الذي يدخل في تركيب الهيموغلوبين يرتبط باألكسجين ويساهم في نقله‬ ‫ تؤدي دورا ً واقيا ً حيث تشارك األمالح مع البروتينات في الحفاظ على ثبات درجة حموضة الوسط‬ ‫الداخلي للخلية‬ ‫المركبات العضوية‬ ‫هي المركبات الحاوية على عنصر الكربون وتعد الجزيئات الكبرية (‪ (Macromolecules‬من أهم‬ ‫المركبات العضوية في الكائنات الحية وهي جزيئات ضخمة تنتج عن تجمع عدد كبير من الجزيئات‬ ‫الصغيرة مشكلة البوليميرات (‪ (Polymers‬ويتألف كل بوليمير من سلسلة طويلة من وحدات تركيبية‬ ‫أحادية الجزيء متشابهة تدعى مونومير(‪ (Monomeres‬ترتبط مع بعضها البعض بروابط معينة ومن‬ ‫أهم الجزيئات الكبرية في الخلية السكاكرو الليبيدات والبروتينات والحموض النووية‬ ‫‪https://www.aspu.edu.sy/‬‬ ‫نعمل معا لتحقيق حلمك‬ ‫‪39‬‬  ‫❖ السكاكر أو الكربوهيدرات‬ ‫هي مركبات عضوية تدخل في تركيب خاليا وأنسجة كل الكائنات الحية و تبلغ نسبتها في خاليا النبات‬ ‫‪ %90‬وتصل نسبتها في خاليا اإلنسان إلى ‪ %2‬تتألــف السكاكر من عناصــر الكربون واألكســجين‬ ‫والهيدروجــين بنسبة ‪ C1:H2:O1‬الوظيفة الرئيسية للسكاكر هي تزويد الجسم بالطاقة الناتجة عن أكسدتها‬ ‫كما تستخدم المواد الناتجة عن أكسدتها كطالئع بنائية للمركبات العضوية االخرى‬ ‫تصنف السكاكرفي ثالث مجموعات رئيسة هي‪:‬‬ ‫✓ السكاكر األحادية ‪Monosaccaride‬‬ ‫وهي سكاكر بسيطة مؤلفة من جزيء واحد مثل الغلوكوز والفركتوز و الريبوز والريبوز منقوص‬ ‫األكسجين وتعد من أكثر مصادر الطاقة وأيسرها استعماال من قبل الخاليا الحية وهي حلوة المذاق تذوب‬ ‫بسرعة في الماء‪ ،‬تتألف من هيكل كربوني مرتبط مع مجموعة هيدروكسيل‬ ‫✓ السكاكر الثنائية ‪Disaccarides‬‬ ‫تتألف من ارتباط سكرين أحاديين مثل سكر الالكتوز(سكر الحليب) الذي يتالف من ارتباط سكر الغلكوز‬ ‫وسكر الغاالكتوز برابطة غليكوزيدية و الســكروز (غلوكوز ‪ +‬فركتوز) وهو يعرف بسكر القصب‬ ‫‪https://www.aspu.edu.sy/‬‬ ‫نعمل معا لتحقيق حلمك‬ ‫‪40‬‬  ‫✓ السكاكر المتعددة ‪Polysaccarides‬‬ ‫وهي سالسل طويلة تنتج عن ارتباط عدد كبير من السكاكر األحادية بروابط غليكوزيدية وتتصف بكونها‬ ‫ال تذوب في الماء وال طعم لها وال رائحة ولها نوعان‪:‬‬ ‫بنيوية مثل السيللوز وهو المكون الرئيسي في جدر الخاليا النباتية والكيتين الذي يدخل في تركيب‬ ‫ ‬ ‫الهيكل الخارجي لبعض الحشرات‬ ‫ ادخارية مثل النشاء و الغليكوجين الذي يوجد بصورة رئيسية في الكبد والعضالت وهو يعد من‬ ‫مدخرات الطاقة ويتفكك (يتميه) بفعل أنزيمات نوعية متحوالً إلى غلوكوز عند الحاجة لذلك‬ ‫تقسم السكاكر المتعددة إلى‪:‬‬ ‫‪ o‬سكاكر متعددة متجانسة ‪ :‬تتألف من تتالي ذات الجزيئة السكرية مثل الســيللوز المكــون من تتالــي‬ ‫جزيئات غلوكوز ترتبط مع بعضها بروابط (‪)1،4‬‬ ‫والنشاء المكون أيضا ً من تتالي جزيئات غلوكوز لكن ترتبط بنوعين من الروابط (‪ )1،4‬و (‪)1،6‬‬ ‫‪ o‬سكاكر متعددة غير متجانسة‪ :‬تتألف من ارتباط أكثر من نوع من السكاكر البسيطة مثل كبريتات‬ ‫الكوندرئتين التي تدخل في تركيب المادة األساسية للنسيج الغضروفي وتكسبها المتانة والقساوة‬ ‫الصيغة الكيميائية للسللوز‬ ‫الصيغة الكيميائية للنشاء‬ ‫‪https://www.aspu.edu.sy/‬‬ ‫نعمل معا لتحقيق حلمك‬ ‫‪41‬‬  ‫❖ الليبيدات أو الدسم‬ ‫مواد عضوية مختلفة في التركيب الكيميائي ومتشابهة في الخواص اإلنحاللية فهي التنحل في الماء لكنها‬ ‫تنحل في المذيبات العضوية مثل الكحول واألسيتون واإليتر وغيرها تعد اللبيدات من مصادر الطاقة في‬ ‫الخلية وهي تدخل في تركيب األغشية الخلوية كما تدخل في تركيب بعض الفيتامينات والهرمونات مثل‬ ‫الهرمونات الستيروئيدية التي تصنع في الخاليا بدءا ً من الكوليسترول‬ ‫تصنف الليبيدات حسب تركيبها الكيميائي إلى‪:‬‬ ‫✓ الحموض الدسمة ‪ :‬وهي تعد المكونات األساسية ألنواع عديدة أخرى من الليبيدات تملك زمرة محبة‬ ‫للماء(‪ )COOH‬في إحدى نهايتيها وزمرة كارهة للماء في النهاية االخرى مما يجعلها جزيئات مستقطبة‬ ‫وهي تنتج كمية كبيرة من الطاقة عدما تؤكسد‪ ،‬تقسم الحموض الدسمة إلى‪:‬‬ ‫ حموض دسمة مشبعة مثل حمض الشمع وحمض النخيل‬ ‫ حموض دسمة غير مشبعة مثل حمض الزيت وحمض بذر الكتان‬ ‫الرابطة الثنائية‬ ‫حمض الزيت الدسم غيرالمشبع‬ ‫حمض النخيل الدسم المشبع‬ ‫اإلختالف في بنية كل من حمض النخيل الدسم المشبع وحمض الزيت الدسم غير المشبع حيث تكون الرابطة‬ ‫الثنائية في حمض الزيت صلبة وتسبب انعطاف في اتجاه السلسلة الكربونية وهذ ا يؤثر على البنية الفراغية‬ ‫للحمض الدسم‬ ‫‪https://www.aspu.edu.sy/‬‬ ‫نعمل معا لتحقيق حلمك‬ ‫‪42‬‬ ‫✓ الغليسريدات الثالثية ‪:‬تتشكل نتيجة ارتباط الغليسرول مع ثالث جزيئات من الحموض الدسمة بروابط‬ ‫استيرية وهي توجد داخل سيتوبالسما الخاليا الشحمية على شكل قطرات دسمة كروية الشكل وتشكل‬ ‫المصدر األساسي الختزان الطاقة‬ ‫ تكون الغليسريدات الثالثية بحالة صلبة في درجة حرارة الغرفة في حال كانت مؤلفة من الحموض‬ ‫الدسمة المشبعة مثل الزبدة‬ ‫ أما إذا كانت مؤلفة من الحموض الدسمة الغير مشبعة تكون بحالة سائلة في درجة حرارة الغرفة مثل‬ ‫الزيوت‬ ‫✓ الليبيدات الفوسفورية ‪ :‬تتألف من ارتباط جزيئة من الغليسرول مع جزيئتين من حمض دسم مع جزيئة‬ ‫من حمض الفوسفور‪ ،‬تعد الليبيدات الفوسفورية المكون األساسي لجميع االغشية الخلوية بمافي ذلك‬ ‫أغشية العضيات الخلوية حيث تصطف بشكل طبقة مضاعفة تكون فيها الرؤوس المحبة للماء على‬ ‫تماس مع الوسط المائي وتتجه الذيول الكارهة للماء بعيدا ً عن الماء باتجاه داخل الطبقة المضاعفة‬ ‫‪https://www.aspu.edu.sy/‬‬ ‫نعمل معا لتحقيق حلمك‬ ‫‪43‬‬ ‫✓ الليبيدات السكرية ‪ :‬تعرف بالسيروبروزيدات تشبه الليبيدات الفوسفورية لكنها تحتوي على مجموعة‬ ‫سكرية تحل مكان المجموعة الفوسفاتية مثل الغلوكوز (غلوكوسيروبروزيد) وهي تشكل جزء أساسي‬ ‫من أغشية بعض األنماط الخلوية مثل أغشية خاليا الجهاز العصبي‬ ‫✓ الستيروئيدات ‪ :‬هي مجموعة مميزة من الليبيدات التي ال تحتوي على غليسرول تشترك فيما بينها‬ ‫بمركب أساسي رباعي الحلقات هو الفينانثرين‪ ،‬يأتي الكوليسترول في مقدمة هذه المجموعة فهو يقوم‬ ‫بعدد من الوظائف االساسية في الجسم فعلى سبيل المثال يدخل الكوليسترول كمكون بنيوي في االغشية‬ ‫الخلوية حيث يعدل من مرونتها‪ ,‬كما انه يشكل في بعض االنسجة المتخصصة طليعة اصطناع الحموض‬ ‫الصفراوية و الفيتامين ‪ D‬والهرمونات الستيروئيدية التي تضم الهرمونات الجنسية األنثوية‬ ‫(األستراديول) والذكرية (التستسترون) وهرمونات قشر الكظر‬ ‫يعد الكولسترول من المركبات الكارهة للماء بشدة‪ ،‬وهو يتكون من اربع حلقات هيدروكربونية وسلسلة‬ ‫هيدروكربونية جانبية ترتبط مع الكربون‪ C17‬للحلقة ‪ ، D‬تحتوي الحلقة ‪ A‬على مجموعة هيدروكسيلية‬ ‫عند الكربون ‪3‬‬ ‫شكل تخطيطي يوضح بنية الغشاء الخلوي‬ ‫الصيغة الكيميائية لمركب الكولسترول‬ ‫‪https://www.aspu.edu.sy/‬‬ ‫نعمل معا لتحقيق حلمك‬ ‫‪44‬‬