2الخلايا: وحدة الحياة المشتركة

حل التمرين 2.1.

كل كائن حي مصنوع من خلية واحدة أو أكثر؛ والخلية هي وحدة البنية والوظيفة الأساسية؛ وكل خلية تأتي من خلية سابقة لها بالانقسام.

حل التمرين 2.2.

$50\,\text{µ}\mathrm{m}$؛ و$2.5\,\text{µ}\mathrm{m}$؛ و$0.007\,\mathrm{mm}$.

حل التمرين 2.3.

$36/600 = 0.06\,\mathrm{mm} = 60\,\text{µ}\mathrm{m}$.

حل التمرين 2.4.

في النبات وحده: الجدار الخلوي، والبلاستيدات الخضراء، والفجوة المركزية الكبيرة. وفي كل خلية: غشاء بلازمي (وكذلك سيتوبلازم وريبوزومات).

حل التمرين 2.5.

الخلية الحقيقية النواة تحفظ DNA داخل نواة ولها عضيات محاطة بأغشية (خلية خد، خميرة)؛ أما الخلية البدائية النواة فلا هذا ولا ذاك، ويقع DNA فيها حرًا في السيتوبلازم، وحجمها نحو $1\,\text{µ}\mathrm{m}$ (بكتيريا مثل E. coli).

حل التمرين 2.6.

الطول الحقيقي $6 \times 5/15 = 2\,\text{µ}\mathrm{m}$. والتكبير: المسطرة $15\,\mathrm{mm}$ مقابل $5\,\text{µ}\mathrm{m}$ $= 0.005\,\mathrm{mm}$، ومنه $15/0.005 = 3000$: أي $\times 3000$.

حل التمرين 2.7.

الريبوزوم ($25\,\mathrm{nm}$) أصغر عشر مرات من القدرة الفاصلة للمجهر الضوئي ($0.2\,\text{µ}\mathrm{m}$ $= 200\,\mathrm{nm}$): فريبوزومان متجاوران، أو ريبوزوم ومحيطه، لا يمكن التمييز بينهما. وزيادة التكبير لا تكبر إلا التشوش.

حل التمرين 2.8.

الحبيبات نشاء، مخزون داخل الخلايا حبيبات صلبة (فالنشاء لا ينحل). ومدخرات النبات تحفظ داخل خلاياه، لا في فراغ بينها.

حل التمرين 2.9.

تنمو حرشفة البصل تحت الأرض، في الظلام، وتخزن المدخرات: فالبلاستيدات الخضراء عديمة الفائدة هناك. أما ورقة الطحلب فتعيش في الضوء وتصنع غذاءها بالتركيب الضوئي، فخلاياها مكتظة بالبلاستيدات الخضراء. المخطط نفسه، والعدة مختلفة.

حل التمرين 2.10.

عند ضلع $1\,\text{µ}\mathrm{m}$ يكون السطح $6\,\text{µ}\mathrm{m}^{2}$، ويكون الحجم $1\,\text{µ}\mathrm{m}^{3}$، وتكون النسبة 6 لكل ميكرومتر. وضلع $20\,\text{µ}\mathrm{m}$: السطح $2400\,\text{µ}\mathrm{m}^{2}$، والحجم $8000\,\text{µ}\mathrm{m}^{3}$، فتكون النسبة 0.3. فللبكتيريا غشاء أكثر عشرين مرة لكل وحدة محتوى وهي تحيا بالانتشار وحده؛ أما الخلية الأكبر فتحتاج إلى نقل داخلي وإلى عضيات.

حل التمرين 2.11.

$2\,\mathrm{h}$ هي 6 انقسامات: $2^6 = 64$ خلية. و$4\,\mathrm{h}$ هي 12: $2^{12} = 4096$.

حل التمرين 2.12.

لها غشاء وسيتوبلازم، وهي تأخذ مواد وتخرجها، فتوافق معظم التعريف، لكنها لا تقدر على الانقسام ولا على تجديد بروتيناتها: فهي خلية تخلت عن جزء من البرنامج مقابل مكان للهيموغلوبين، وتصنعها وتعوضها خلايا كاملة. والتعريف يصف الحالة العامة؛ أما الكرية الحمراء فصورة متخصصة نهائية منه.

حل التمرين 2.13.

الفلين نسيج ميت: فقد رأى هوك جدران السللوز لخلايا اختفى محتواها الحي — أي صناديق فارغة. والنواة لا توجد إلا في سيتوبلازم خلية حية، وعلى كل حال كانت القدرة الفاصلة لمجهره وغياب الملونات كافيين لإخفائها.

حل التمرين 2.14.

الفيروس لا سيتوبلازم له، ولا غشاء من صنعه، ولا استقلاب، ولا يقدر على الانقسام: فهو يخفق في تعريف الخلية. وبحسب النظرية الخلوية ليس حيًا وحده؛ إنما هو جسيم يستعير آلة خلية لينسخ نفسه. أما تسميته «حيًا» فمسألة تعريف؛ وأما أنه ليس خلية فليس كذلك.

حل التمرين 2.15.

الحجم $\pi \times (25\,\text{µ}\mathrm{m})^2 \times 30000\,\text{µ}\mathrm{m} \approx 5.9 \times 10^{7}\,\text{µ}\mathrm{m}^{3}$، أي نحو 7000 ضعف $8000\,\text{µ}\mathrm{m}^{3}$ في المكعب. ولأنه أسطوانة رفيعة، فما من نقطة في الليف تبعد أكثر من $25\,\text{µ}\mathrm{m}$ عن الغشاء، فتبقى المبادلات سريعة؛ ثم إن كل نواة تحكم مقطعها الخاص من الليف وحده، فلا تضطر نواة إلى خدمة حجم أكبر من حجم خلية عادية.