الأحياء في المرحلتين الابتدائية والإعدادية · Grades 1–9
45الخلية، وحدة الحياة
انتهى الفصل 29 بوعد: الغرف الصغيرة ليست خاوية. وهذه السنة يخرج مجهر المدرسة من جديد — بشرائح أفضل وأسئلة أحدّ. فماذا في الخلية بالضبط؟ وهل تختلف الخلية النباتية عن الحيوانية؟ وهل الخلية جزء من الحياة، أم يمكن أن تكون خلية واحدة كائنًا حيًّا كاملًا؟ إن أصغر وحدة في علم الأحياء تستحق فصلًا وافيًا.
45.1 داخل الخلية
تعريف 45.1 (أجزاء الخلية)
إذا نُظر إليها كما ينبغي، أظهرت كل خلية العتاد الأساسي نفسه:
- الغشاء، وهو غلاف الخلية الخارجي الرقيق، يمسكها ويضبط ما يدخل وما يخرج؛
- والسيتوبلازم، وهو الحشوة الهلامية التي يجري فيها عمل الخلية؛
- والنواة (وهي البقعة الداكنة في الملاحظة 29.6)، مركز القيادة الذي يوجّه حياة الخلية وانقسامها.
غشاء، وسيتوبلازم، ونواة: عدّة الأجزاء الثلاثة في كل خلية تقريبًا، في كل نبات وحيوان وفطر.
قضية 45.2 (الخلايا النباتية تحمل زيادات)
والخلايا النباتية تضيف عتادًا خاصًّا بها:
- جدار خلوي صلب خارج الغشاء — وهو الجدران التي تصنع طوب قشرة البصلة (المثال 29.5) وتعطي النباتات صلابتها القائمة بلا عظام؛
- وحبيبات خضراء من المادة الملتقطة للضوء في السيتوبلازم — وهي مشاغل المنتِجين (القضية 40.3)، غائبة عن كل خلية حيوانية؛
- وكثيرًا ما يكون فيها جيب كبير ملآن بالماء يُبقي ضغطه الخلية ممتلئة — والذبول (المثال 3.9) هو ارتخاء هذه الجيوب.
برهان. نقبله في هذا المستوى. ∎
مثال 45.3 (التمييز بين الشريحتين)
عند العودة إلى المجهر بشريحتَي المثال 29.5، صارت للفروق أسماء. قشرة البصلة: جدران مستقيمة تلتقي عند زوايا — وهي الجدران الخلوية؛ ونواة مدفوعة إلى الجانب — من فعل جيب الماء. وخلايا الخدّ: لا جدران، وحدود طرية مستديرة — غشاء فحسب — ونواة قرب الوسط. فنظرة واحدة تقرأ الآن: نباتية أم حيوانية.
45.2 حيوات كاملة في خلية واحدة
تعريف 45.4 (الكائنات وحيدة الخلية)
الكائن الحي وحيد الخلية كائن كامل من خلية واحدة بالضبط (الملاحظة 29.9). ففي غشاء واحد يتغذى ويتحرك ويحسّ ويتكاثر — بالانقسام إلى اثنين (وهو انقسام القضية 29.7، بوصفه حكاية حياة كاملة). وخميرة المثال 43.5 واحدة منها؛ وكذلك سابحات أي قطرة بركة، وأكثر ميكروبات التربة واللبن والأيدي.
مثال 45.5 (جولة في قطرة ماء بركة)
قطرة واحدة من جدار الحوض الأخضر، تحت العدسة: خلية على شكل نعل تجدّف مارّةً بأهداب تخفق، أسرع من كل ما في المرأى؛ وخلايا مفردة خضراء — منتِجات سابحة، تلتقط الضوء كأي ورقة؛ وكتلة تسيل حول غذائها فتبتلعه كله. كل واحدة تتغذى وتتحرك وتتجنب — حياة حيوان أو نبات كاملة، مُوازَنة في خلية واحدة.
ملاحظة 45.6 (خلية واحدة أو كثيرة: طريقتان للحياة)
الكائن وحيد الخلية يفعل كل شيء بخلية واحدة؛ وجسمك يفعل كل شيء بعشرات آلاف المليارات منها، متخصصةً — خلايا خدّ للتبطين، وخلايا عضلية تنقبض (التعريف 17.6)، وخلايا عصبية تحمل رسائل القضية 33.2. فالخلايا الكثيرة تتيح تقسيم العمل؛ والخلية الواحدة تعني كل صنعة في غرفة واحدة. وكلتا الخطتين تنجح: فوحيدات الخلية أكثر الكائنات الحية عددًا على الأرض.
45.3 النظرية الخلوية
قضية 45.7 (النظرية الخلوية)
جملتان، استغرقتا قرونًا، تلخصان هذا الفصل والفصل 29:
- كل كائن حي مصنوع من خلية واحدة أو أكثر، وهي أصغر وحدات الحياة؛
- وكل خلية تأتي من انقسام خلية موجودة من قبل.
ولم يُعثر على استثناء قط — لا في أعمق بحر، ولا في أقدم غدير صخري. وللجملة الثانية نتيجة جارفة: فكل خلية حية اليوم تواصل سلسلة انقسامات لا انقطاع فيها ترجع إلى أوائل الحياة — وهي القرابة (القضية 44.4) مكتوبةً على مقياس الخلية.
برهان. نقبله في هذا المستوى. ∎
طريقة 45.8 (قراءة أي كائن على مقياس الخلية)
إذا واجهت أي كائن حي:
مثال 45.9 (النظرية في العمل في هذا الكتاب)
الجملة الأولى سندت وحدة الحياة (القضية 29.2)؛ والجملة الثانية سندت النمو بالانقسام (المثال 29.8)، وتضاعف الخميرة في العجين، وتكاثر المحلِّلين في الكومة الدافئة، وقوى الميكروبات العاملة في الفصل 43. نظرية صغيرة واحدة، تحمل حصة كبيرة من أحياء هذه السنة.
45.4 تمارين
تمرين 45.1 ★
سمِّ عدّة الأجزاء الثلاثة في كل خلية، مع عمل كل جزء.
حل
حل التمرين 45.1.
الغشاء — وهو الغلاف الرقيق الذي يمسك الخلية ويضبط ما يدخل وما يخرج؛ والسيتوبلازم — وهو الحشوة الهلامية التي يجري فيها العمل؛ والنواة — وهي مركز القيادة الذي يوجّه حياة الخلية وانقسامها.
تمرين 45.2 ★
سمِّ زيادات الخلية النباتية الثلاث وما يفعله كل واحدة.
تمرين 45.3 ★
عند المجهر، كيف تميّز خلية قشرة بصلة من خلية خدّ؟ فرقان مرئيان.
تمرين 45.4 ★
ما الكائن الحي وحيد الخلية؟ سمِّ اثنين من هذا الفصل.
تمرين 45.5 ★
اذكر جملتَي النظرية الخلوية.
تمرين 45.6 ★
كيف يتكاثر الكائن وحيد الخلية؟
تمرين 45.7 ★★
لماذا تقف النباتات بلا عظام؟ وأي قطعتين من عتاد الخلية النباتية تتقاسمان العمل — وما الذبول على مقياس الخلية؟
حل
حل التمرين 45.7.
الجدران الخلوية الصلبة وجيوب الماء الممتلئة: فملايين الخلايا المسوَّرة المضغوطة تسند بعضها بعضًا كطوب منفوخ. والذبول ارتخاء الجيوب — إذ يُفقد الضغط لقلة الماء، فينهدل البناء كله.
تمرين 45.8 ★★
أي جزء من الخلية هو مشغل المنتِجين في القضية 40.3؟ ولماذا يجب أن تفتقده كل خلية حيوانية، وفق القضية 41.1؟
حل
حل التمرين 45.8.
الحبيبات الخضراء. فالحيوانات مستهلِكة — محوِّلة لمادة عضوية مأكولة، لا صانعة لها من المعدني قط — فلا تحمل خلاياها حبيبات تصنيع: فالعتاد يوافق التجارة، خليةً خلية.
تمرين 45.9 ★★
أعطِ ثلاثة أصناف من خلايا جسمك المتخصصة وصنعة كل واحد، من الملاحظة 45.6.
تمرين 45.10 ★★
ترجم إلى انقسامات خلايا، وفق الطريقة 45.8: سحجة تلتئم؛ وعجين يتضاعف في ليلة؛ وشرغوف ينمو.
تمرين 45.11 ★★
سابحات قطرة البركة الخضراء خلايا مفردة تلتقط الضوء. فأي صنعة من صنعات التعريف 34.3 تجري عليها، وماذا يجعلها ذلك في الشبكة الغذائية للبركة؟
حل
حل التمرين 45.11.
تجارة المنتِجين: صنع مادة عضوية من موادّ معدنية وضوء بخلية مفردة. وهي في شبكة البركة حلقات أُولى — الطابق الأخضر الذي ترعاه الشراغيف وبراغيث الماء.
تمرين 45.12 ★★★
خذ الجملة الثانية من النظرية الخلوية مأخذ الجدّ، كما أخذت الملاحظة 44.8 الشجرة: أي سلسلة لا انقطاع فيها تصل خلية من خلايا خدّك بالماضي البعيد؟ اذكر النتيجة في جملة واحدة.
حل
حل التمرين 45.12.
كل خلية من خلاياك جاءت من انقسام، وخليتها الأم جاءت من انقسام، بلا انقطاع واحد — رجوعًا عبر البويضة المخصَّبة، وعبر خلايا والديك، وأبعد إلى ماضي الحياة العميق. والنتيجة في جملة واحدة: كل خلية حية، ومنها خلاياك، هي آخر حلقة من سلسلة انقسامات واحدة لا انقطاع فيها في قدم الحياة نفسها.
45.5 مسألة: أصيل المجهر
مسألة 45.1
مسألة نهاية الأسبوع — أربع شرائح ونظرية واحدة
أصيل المجهر عند الصف: أربع محطات وأربع شرائح — قشرة بصلة (أ)، وكشط خدّ (ب)، وقطرة ماء بركة (ج)، ومسحة لبن (د). ويطوف كل فريق المحطات الأربع ويحتفظ برسومه.
القسم الأول — المحطتان أ وب.
- في المحطة أ يرسم الفريق “طوبًا” مستقيم الجدران، في كل واحدة بقعة داكنة منزوية إلى جانب. سمِّ الجدار، والبقعة، والمتّهم بالزحام.
- وفي المحطة ب: خلايا مستديرة، بلا جدران، وبقعها في الوسط. عدّد العتاد الذي في خلايا أ ويفتقده ما في ب — والعدّة التي يشتركان فيها.
- يسأل زميل لماذا لا تُظهر خلايا البصلة، وهي من بصلة نمت تحت الأرض، حبيبات خضراء. أجب بعمل الحبيبات وعنوان البصلة.
- خلايا مَن على الشريحة ب؟ اذكر ما يلزم من ذلك وفق الجملة الثانية من النظرية الخلوية: من أين جاءت كل خلية منها؟
القسم الثاني — المحطتان ج ود.
- المحطة ج: المجدّفة على شكل النعل، والسابحات الخضراء، والكتلة السائلة. سمِّ لكل واحدة أنشطة الحياة المرئية في دقيقة من المراقبة — واستنتج ما كل واحدة.
- السابحات الخضراء خلايا مفردة ومع ذلك منتِجات. فأي قطعة من العتاد يجب أن يُظهرها الرسم لإثبات ذلك؟
- مسحة اللبن في المحطة د تُظهر خلايا صغيرة جدًّا مزدوجة ومتسلسلة بأعداد هائلة. اربطها بما في المثال 43.6: ماذا فعلت هذه الخلايا بالحليب، وما هي بمعجم هذا الفصل؟
- يزعم فريق أن الشريحة د لا تُظهر “كائنات حية بل مجرد ذرّات”. فأي رصد واحد — مع الصبر أو شريحة دافئة — يحسم أتحيا الذرّات أم لا، وفق الجملة الثانية من النظرية الخلوية؟
القسم الثالث — كتابة التقرير.
- على التقرير أن يفرز الشرائح الأربع بحسب: أخلية واحدة أم كثيرة؟ أنباتية أم حيوانية أم لا هذه ولا تلك؟ افعل ذلك.
- كل رسم من رسوم الأصيل يُظهر عدّة الأجزاء الثلاثة نفسها. اذكر العدّة، وعلام يدل عمومها (القضية 29.2).
- يختم المعلم: “كل ما رسمتموه اليوم كان يومًا خلية واحدة.” دافع عن الجملة في البصلة، وفي صاحب خلايا الخدّ، وفي سلاسل اللبن.
- صُغ ما وجدتموه في الأصيل نظريةً خلوية — جملتين — وعلّم لكل شريحة أي جملة مثّلتها أحسن تمثيل.
حل
حل المسألة 45.1.
1. الجدار: الجدار الخلوي النباتي. والبقعة: النواة. والمتّهم بالزحام: جيب الماء الكبير، وهو يدفع النواة إلى الجانب.
2. في أ الجدار وجيب الماء (وفي الأجزاء الخضراء حبيبات خضراء) مما تفتقده ب. ويشتركان في العدّة: غشاء، وسيتوبلازم، ونواة.
3. الحبيبات مشاغل التقاط الضوء — والبصلة تحت الأرض تعيش في الظلام، حيث تقف المشاغل عاطلة: فالنبات يبنيها في أوراقه المضاءة لا في مخزنه المدفون.
4. خلايا التلاميذ أنفسهم. وبالجملة الثانية، جاءت كل واحدة من انقسام خلية موجودة من قبل — سلسلة انقسامات ترجع إلى البويضة المخصَّبة لكل تلميذ.
5. المجدّفة: تتحرك، وتوجّه نفسها، وتتغذى — كائن كامل وحيد الخلية (شبيه بالحيوان). والسابحات الخضراء: تتحرك وتلتقط الضوء — منتِجات وحيدة الخلية. والكتلة: تسيل، وتبتلع غذاءها — صائدة وحيدة الخلية. وكل واحدة تُظهر أنشطة حياة كاملة في خلية واحدة.
6. الحبيبات الخضراء — وهي عتاد التقاط الضوء الذي يدير صناعة المنتِجين.
7. تغذت على سكر الحليب وأطلقت الحمض الذي عقده لبنًا: فهي كائنات حية وحيدة الخلية — القوة العاملة الميكروبية، مرئيةً أخيرًا.
8. راقب ذرّة تنقسم: واحدة تصير اثنتين، واثنتان تصيران أربعًا — فالانقسام هو التوقيع الذي تطلبه الجملة الثانية من الأحياء. (وعلى شريحة دافئة تلبّي ميكروبات اللبن في ساعات.)
9. أ: خلايا كثيرة، نباتية. وب: خلايا كثيرة (عيّنة من حيوان متعدد الخلايا)، حيوانية. وج: خلايا مفردة — شبيهة بالحيوان (المجدّفة والكتلة) وشبيهة بالنبات (السابحات الخضراء) جنبًا إلى جنب. ود: خلايا مفردة، لا نباتية ولا حيوانية — ميكروبات.
10. غشاء، وسيتوبلازم، ونواة. وعمومها عبر البصلة والخدّ والبركة واللبن دليل على وحدة الحياة: خطة بناء واحدة تحت ذلك كله.
11. البصلة نمت من خلية واحدة من صنع نبتتها الأم، بانقسامات؛ والتلميذ بدأ بويضةً مخصَّبة واحدة؛ وكل سلسلة لبن بدأت بميكروب واحد ينقسم وينقسم. فكل ما رُسم يعود إلى خلية بدء واحدة.
12. الجملة الأولى — كل كائن حي مصنوع من خلايا: وأحسن ما تظهرها أ وب (والجولة كلها). والجملة الثانية — كل خلية من خلية منقسمة: وأحسن ما تظهرها ج ود، حيث الانقسام طريقة عيش مرئية.