اهم تعريفات مادة الأحياء (حيا 316): الغشاء البلازمي والنفاذية الاختيارية، العضيات الخلوية ووظائفها، مفاهيم الطاقة والأيض، البناء الضوئي والتنفس الخلوي، دورة الخلية والانقسام، وأساسيات الوراثة والوراثة الجزيئية.
أولًا: أسس بنية الخلية والغشاء
الاتزان الداخلي هو المحافظة على استقرار البيئة الداخلية للمخلوق. يحيط بالخلية الغشاء البلازمي وهو حدٌّ رقيق مرن ذو نفاذية اختيارية تنظم مرور المواد. يتكون من طبقة ليبيدات مفسفرة مزدوجة (رؤوس قطبية وذيول غير قطبية) تتخللها بروتينات: مستقبلات على السطح الخارجي للإشارة، وبروتينات تربط الغشاء بالهيكل الخلوي داخليًا، وبروتينات ناقلة تمتد عبر الغشاء. يوصف البناء بنموذج الفسيفساء المائع بسبب حركة المكونات المستمرة.
ثانيًا: العضيات الخلوية ووظائفها
- السيتوبلازم: مادة شبه سائلة تضم العضيات وتشكل البيئة الداخلية.
- الهيكل الخلوي: شبكة خيوط وأنيبيبات دقيقة تحفظ الشكل وتساهم في الحركة والنقل.
- النواة: مركز التحكم وبها غلاف نووي ونوية وكروماتين.
- الرايبوسومات: مصانع البروتين؛ منها الحرة للاستخدام الداخلي والمرتبطة بالشبكة الخشنة للتصدير.
- الشبكة الإندوبلازمية: خشنة (بروتين) وملساء (دهون ووظائف خلوية).
- جهاز جولجي: يعدّل البروتينات ويعبّئها في حويصلات.
- الفجوات والأجسام المحللة: للتخزين والهضم الداخلي.
- المريكزات: تشارك في الانقسام المتساوي.
- الميتوكوندريا: مولدات الطاقة.
- البلاستيدات الخضراء والثايلاكويدات والجرانا: مواقع البناء الضوئي في النبات.
- الجدار الخلوي، الأهداب، الأسواط: للدعم والحركة والاتصال.
ثالثًا: الطاقة والأيض
الطاقة هي القدرة على إنجاز شغل، وتدرسها الديناميكا الحرارية. الكائنات ذاتية التغذية تصنع غذاءها (ضوئيًا أو كيميائيًا)، وغير الذاتية تحصل عليه بالافتراس أو التغذي. يشمل الأيض مسارات بناء (تستهلك طاقة) وهدم (تطلق طاقة). عمل الخلايا يعتمد على ATP مخزن الطاقة القصير الأمد.
رابعًا: البناء الضوئي بإيجاز
تمتص الأصباغ الضوء في أغشية الثايلاكويدات داخل البلاستيدات. تمر الإلكترونات عبر أنظمة ضوئية وسلسلة نقل، ويتكون ATP عبر الأسموزية الكيميائية. في دورة كالفن تُخزن الطاقة في مركبات عضوية بمساعدة إنزيم روبيسكو. مسارات تكيفية مثل C4 وCAM تقلل فقد الماء وتكيّف تثبيت CO2.
خامسًا: التنفس الخلوي
- التحلل السكري: في السيتوبلازم، يشطر الجلوكوز إلى بيروفيت.
- دورة كربس: سلسلة تفاعلات تنتج CO2 وحوامل إلكترون.
- نقل الإلكترون: المرحلة النهائية لإنتاج معظم ATP في التنفس الهوائي.
- التخمّر: مسار لاهوائي يعيد توليد +NAD ويكوّن لاكتيك أو كحولًا.
سادسًا: دورة الخلية والانقسام
تمر الخلية بـ الطور البيني (نمو وتضاعف DNA)، ثم الانقسام المتساوي بأطواره (تمهيدي، استوائي، انفصالي، نهائي)، يليه انقسام السيتوبلازم. ينظّم الانقسام الجهاز المغزلي وتتحكم به نقاط ضبط؛ وأي خلل قد يقود إلى السرطان بفعل مواد مسرطنة.
سابعًا: مبادئ الوراثة
- الجين: وحدة الوراثة التي تتحكم بالصفات بإنتاج البروتينات.
- الكروموسومات المتماثلة: واحد من الأب وآخر من الأم (نفس الطول والسنترومير).
- الأمشاج: خلايا أحادية (n) تتكون بالانقسام المنصف، ويتحد مشيجان بالإخصاب لإنتاج خلية (2n).
- قوانين مندل: انعزال الصفات والتوزيع الحر، مع مفاهيم متماثل/غير متماثل الجينات والصفة السائدة/المتنحية.
- أنماط معقدة: السيادة غير التامة، السيادة المشتركة، الجينات المتعددة، تفوق الجينات، الصفات المرتبطة بالجنس، متعددة الجينات.
- اختلالات صبغية: عدم الانفصال، التثلث (مثل متلازمة داون)، وأحادية الكروموسومي.
ثامنًا: الوراثة الجزيئية (DNA وRNA)
يتألف DNA من نيوكليوتيدات (سكر خماسي، فوسفات، قاعدة نيتروجينية) ويكون لولبًا مزدوجًا. في التضاعف شبه المحافظ يعمل الشريطان قالبين، ويشارك إنزيم فك الالتواء وبلمرة DNA وإنزيم الربط (قطع أوكازاكي). أما RNA فأنواعه: mRNA (رسول)، rRNA (ريبوسومي)، tRNA (ناقل). تبدأ النسخ من DNA إلى mRNA ثم الترجمة على الريبوسوم وفق الكودونات بعد إزالة الإنترونات والإبقاء على الإكسونات.
خلاصة ونصائح سريعة
- احفظ التعريف بكلمة المفتاح أولًا ثم أمثلة توضح الاستخدام.
- اربط بين الأقسام: تركيب الغشاء ← النقل ← الأيض ← الطاقة.
- لأسئلة «عرّف» و«ميّز»: اكتب الجملة الجوهرية ثم سطرًا يوضح الوظيفة أو الأثر.
