بسم الله الرحمن الرحيم

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته

ملخص درس كيمياء الخلية - تركيب الخلية ووظائفها

نبدأ على بركة الله ...

 

-       كيمياء الخلية: 

 

1-  الكيمياء العضوية: 

 

المقصود بها:

فرع من الكيمياء يدرس المركبات التي تحوي الكربون. 

 

عنصر الكربون:

·      الحياة على الأرض تعتمد على الكربون كعنصر أساسي (علل) لأنه يدخل في تركيب معظم الجزيئات الحيوية.

·      ذرة الكربون الواحدة تستطيع تكوين أربع روابط مشتركة مع الذرات الأخرى (علل) لأن الكربون يحوي أربعة إلكترونات في مداره الأخير.

·      يمكن أن ترتبط ذرات الكربون معاً فينتج مركبات عضوية متنوعة في صورة سلاسل مستقيمة أو متفرعة أو مركبات حلقية.

 

2-  الجزيئات الكبيرة: 

 

تعريفها:

جزيئات ضخمة تتكون من ارتباط جزيئات عضوية أصغر. 

 

البلمرات:

جزيئات مكونة من وحدات متكررة من مركبات متشابهة أو قريبة التشابه تسمى الوحدات الأساسية (موتومرات) ترتبط معاً بسلسلة من الروابط المشتركة (التساهمية).

 

3-  المجموعات الرئيسة للمركبات الحيوية الكبيرة:

المجموعة	المثال	الوظيفة
الكربوهيدرات		·      تخزن الطاقة. ·      توفر دعماً تركيبياً.
الدهون		·      تخزن الطاقة. ·      تشكل حواجز.
البروتينات		·      نقل المواد. ·      تزيد سرعة التفاعل . ·      تعطي دعماً تركيبياً. ·      تكون الهرمونات.
الأحماض النووية		·      تخزن المعلومات الوراثية وتنقلها.

 

4-   الكربوهيدرات: 

 

تعريفها:

مركبات تتكون من كربون وهيدروجين وأكسجين بالنسب التالية: ذرو أكسجين واحدة وذرتي هيدروجين لكل ذرة كربون. 

 

الصيغة العامة:

n(CH2O) حيث تمثل n عدد وحدات (CH2O) في السلسلة. 

 

أشكالها:

السكريات البسيطة، السكريات الثنائية، السكريات المتعددة.

 

5-   السكريات البسيطة: 

 

السكريات البسيطة:

 

·      تسمى السكريات البسيطة أو السكريات الأحادية إذا كانت قيمة n في الكربوهيدرات من 7-3.

·      من أمثلتها: الجلوكوز ويعد مصدر للطاقة في المخلوقات الحية. 

 

فائدة:

يمكن أن ترتبط جزيئات أحادية التكسر لتكوين جزيئات أكبر.

 

6-  السكريات الثنائية: 

 

تركيبها: 

 

تتكون من ارتباط جزيئان من السكريات الأحادية معاً. 

 

 وظيفتها:

مصدر للطاقة. 

 

من أمثلتها:

السكروز (سكر المائدة)، اللاكتوز (من مكونات الحليب).

 

7- السكريات المتعددة: 

 

وصفها:

أطول جزيئات الكربوهيدرات. 

 

من أمثلتها:

الجلايكوجين، السليلوز، الكايتين. 

 

الجلايكوجين: 

 

·      مخزن للطاقة ويوجد في الكبد والعضلات الهيكلية.

·      الجلايكوجين يتحلل إلى جلوكوز عندما يحتاج الجسم إلى الطاقة خلال التمارين الرياضية أو بين الوجبات. 

 

السليلوز: 

 

·      نوع من الكربوهيدرات في النبات يدعم تركيب الجدار الخلوي.

·      تركيبه: يتكون من سلاسل جلوكوز ترتبط معاً بألياف صلبة. 

 

الكايتين:

·      يعد من مركبات عديدة التسكر التي تحوي النيتروجين.

·      المكون الرئيس لصدفة الروبيان الخارجية وسرطان البحر وبعض الحشرات والجدار الخلوي لبعض الفطريات. 

 

-       الدهون: 

 

1-  أساسيات عن الدهون: 

 

تركيبها:

·      جزيئات الدهون تحوي غالباً كربون وهيدروجين.

·      الدهون تتكون من أحماض دهنية وجليسرول ومكونات أخرى. 

 

من أشكالها:

الشحوم، الزيوت، الشمع. 

 

وظيفتها:

تخزين الطاقة. 

 

من أمثلتها:

ثلاثي الجليسريد، شمع أوراق الأشجار، شمع النحل. 

 

ثلاثي الجليسريد:

·      قد يكون دهناً إذا كان صلباً وزيتاً إذا كان سائلاً في درجة حرارة الغرفة.

·      يتم تخزينه في الخلايا الدهنية في الجسم. 

 

شمع أوراق الأشجار:

يغطي أوراق الأشجار ويمنع فقدان الماء منها.

 

2-  الأحماض الدهنية: 

 

أهميتها:

التركيب الأساسي للدهون. 

 

تركيبها:

تتكون من سلسلة من ذرات الكربون التي يرتبط بعضها مع بعض من جهة ومع الهيدروجين من جهة أخرى بروابط أحادية أو ثنائية. 

 

تصنيف الدهون:

الدهون المشعبة، الدهون غير المشبعة، الدهون غير المشبعة المتعددة. 

 

الدهون المشبعة:

تحوي روابط أحادية بين ذرات الكربون في سلسلة الحمض الدهني.

 

الدهون غير المشبعة:

تحوي رابطة ثنائية واحدة على الأقل بين ذرات الكربون. 

 

الدهون غير المشبعة المتعددة:

تحوي أكثر من ثنائية واحدة في سلسلة الحمض الدهني.

 

3-  الدهون المفسفرة: 

 

وظيفتها:

مسؤولة عن تركيب الغشاء الخلوي ووظيفته. 

 

تعليل:

الدهون تعمل حاجزاً في الأغشية الحيوية (علل) لأن الدهون كارهة للماء لا تذوب فيها.

 

4-  الستيرويدات: 

 

من أمثلتها:

الكولسترول، الهرمونات. 

 

خصائصها:

رغم أنها تعد دهوناً ضارة إلا أن الكولسترول يعد نقطة البداية في إنتاج دهون ضرورية أخرى منها..

·      فيتامين D.

·      هرمون الإستروجين.

·      هرمون التستوستيرون.

 

-       البروتينات والأحماض النووية: 

 

1-  أساسيات عن البروتينات:

 

أهميتها:

تعد من الوحدات البنائية في المخلوقات الحية. 

 

تركيبها:

تتكون من مركبات كربونية صغيرة تسمى الأحماض الأمينية.

 

2-  الأحماض الأمينية: 

 

وصفها:

مركبات صغيرة مكونة من كربون ونيتروجين وأكسجين وهيدروجين وأحياناً كبريت. 

 

تركيبها: 

 

·      الأحماض الأمينية تحوي ذرة كربون مركزية.

·      الكربون يكون أربع روابط مشتركة مع الهيدروجين ومجموعة الأمين NH2- ومجموعة الكاربوكسيل COOH- ومجموعة متغيرة R-.

 

فائدة:

الأحماض الأمينية تختلف عن بعضها البعض لوجود المجموعة المتغيرة R- التي تؤدي لوجود 20 مجموعة وظيفية متغيرة مختلفة. 

 

الروابط الببتيدية: 

 

·      المقصود بها: عدة روابط مشتركة تربط الأحماض الأمينية معاً لتكون البروتينات.

·      خصائصها: الرابطة الببتيدية تتكون بين مجموعة الأمين لحمض أميني ومجموعة الكاربوكسيل لحمض أميني آخر.

 

3-  وظيفة البروتين: 

 

الوظائف المختلفة:

·      يدخل في تركيب العضلات والجلد والشعر.

·      يوفر دعماً تركيبياً لخلايا الجسم.

·      ينقل المواد إلى داخل الخلية وبين الخلايا.

·      يوصل الإشارات داخل الخلية وبين الخلايا.

·      يزيد من معدل سرعة التفاعلات الكيميائية.

·      يسيطر على نمو الخلايا. 

 

فائدة:

البروتين يشكل حوالي 15% من كتلة الجسم.

 

4-  الأحماض النووية: 

 

وصفها:

المجموعة الرابعة من الجزيئات الحيوية الكبيرة. 

 

تعريفها:

جزيئات كبيرة ومعقدة تخزن المعلومات الوراثية وتنقلها. 

 

تركيبها: 

 

يتكون الحمض النووي من وحدات صغيرة مكررة تسمى النيوكليوتيدات. 

 

أنواعها:

الحمض النووي الرايبوزي المنقوص الأكسجين DNA، الحمض النووي الرايبوزي RNA.

 

 

5-  النيوكليوتيدات: 

 

تركيبها: 

 

تتكون من ذرات كربون ونيتروجين وأكسجين وفوسفور وهيدروجين. 

 

خصائصها:

ستة نيوكليوتيدات رئيسة تحوي ثلاث وحدات هي الفوسفات والقاعدة النيتروجينية وسكر الرايبوز. 

 

كيفية ربط وحداتها:

·      يرتبط سكر الرايبوز في أحد النيوكليوتيدات مع مجموعة الفوسفات لنيوكليوتيد آخر.

·      القاعدة النيتروجينية التي تبرز خارج السلسلة قابلة لتكوين رابطة هيدروجينية مع قواعد أخرى في نيوكليوتيدات أخرى.

 

6-  الأدينوسين ثلاثي الفوسفات ATP:

 

المقصود به:

نيوكليوتيد يحوي ثلاث مجموعات من الفوسفات يسمى الأدينوسين ثلاثي الفوسفات. 

 

وظيفته:

جزيء يخزن الطاقة الكيميائية التي تستخدمها الخلايا في تفاعلاتها المختلفة. 

 

أهميته:

تتحرر الطاقة عند تكسير الرابطة بين مجموعة الفوسفات الثانية والثالثة.

 

-       الإنزيمات: 

 

1-  المحفز: 

 

تعليل:

التفاعلات الكيميائية في المخلوقات الحية تحدث ببطء عندما تتم في المختبر (علل) لأن طاقة التنشيط لها عالية.

  

طاقة التنشيط:

الحد الأدنى من الطاقة اللازمة لحدوث التفاعل الكيميائي. 

 

تعليل:

يجب أن يكون هناك مواد إضافية لضمان حدوث التفاعل الكيميائي في المخلوقات الحية (علل) لتقليل طاقة التنشيط والسماح للتفاعل بأن يكتمل بسرعة.

 

تعريفه:

مادة تقلل طاقة التنشيط التي يتطلبها بدء التفاعل الكيميائي. 

 

وظيفته:

يؤدي دوراً مهماً في تسريع التفاعل الكيميائي.

 

خصائصه:

لا يزيد من كمية نواتج التفاعل ولا يستهلك في التفاعل. 

 

من أمثلته:

الإنزيمات.

 

2-  الإنزيمات: 

 

تعريفه:

أنواع خاصة من البروتين تعمل كمحفزات حيوية تزيد سرعة التفاعل الكيميائي في العمليات الحيوية. 

 

خصائصها: 

·      الإنزيم لا يتم استهلاكه في أثناء التفاعل الكيميائي.

·      الإنزيمات يمكن استخدامها مرة أخرى بعد أن تساهم في أي تفاعل كيميائي. 

 

وظيفتها:

تعمل على تقليل طاقة التنشيط اللازمة لبدء التفاعل. 

 

إنزيم الأميليز:

يوجد في اللعاب ويسرع تحليل سكر الأميلوز (أحد مكونات النشا) عندما تبدأ عملية الهضم في الفم. 

 

المواد المتفاعلة:  

المواد التي ترتبط مع الإنزيم. 

 

الموقع النشط:

موقع ارتباط المادة المتفاعلة مع الإنزيم. 

 

فائدة:

الموقع النشط والمادة المتفاعلة لديهما شكل متماثل يمكنها من الارتباط بأسلوب دقيق. 

 

كيفية عمل الإنزيم:

·      يتحد الأنزيم بالمواد المتفاعلة التي لها نفس حجم الموقع النشط وشكله.

·      عندما ترتبط المادة المتفاعلة مع الموقع النشط يتكون الإنزيم – المادة المتفاعلة المعقدة.

·      يساعد الإنزيم على تكسير الروابط الكيميائية في المواد المتفاعلة.

·      تتفاعل المواد المتفاعلة لتكون ناتجاً بروابط جديدة يقوم الإنزيم بتحريره. 

 

فائدة:

تؤثر الإنزيمات في كثير من العمليات الحيوية فمثلاً عمليتا البناء الضوئي والتنفس تعطيا الطاقة للخلية بمساعدة الإنزيمات.

 

3-  العوامل المؤثرة في نشاط الإنزيم: 

 

العوامل:

الرقم الهيدروجيني، درجة الحرارة، مواد أخرى. 

 

درجة الحرارة:

·      في خلايا الإنسان معظم الإنزيمات تكون في أقصى نشاط عند درجة 37C تقريباً.

·      في البكتيريا تكون الإنزيمات نشطة على درجة حرارة مختلفة.

 

 

 

 

تم بحمد الله

 

نستقبل أسئلتكم واستفساراتكم واقتراحاتكم في خانة التعليقات

"نرد على جميع التعليقات"

 

 

بالتوفيق للجميع...^-^