مراجعة هامة جدا و شاملة علي التكاثر في الإنسان

 الجزيئات البيولوجية الكبيرة أحياء الصف الأول الثانوي

مقدمة

يتركب جسم الكائن الحى من مجموعة من الأجهزة التى يتكون كل منها من مجموعة من الأعضاء التى تتكون من مجموعة من الأنسجة و كل نسيج يتكون من مجموعة متماثلة من الخلايا داخل كل خلية يوجد العديد من العضيات التى تقوم كل منها بدورها داخل الخلية للابقاء على حياة الكائن الحى.

العضَيات هي تراكيب تؤدي وظائف محددة داخل الخلية. تتكون هذه العُضيات من جزيئات مُكونة من ذرات.

الجزيء الكبير (البوليمر)

البوليمرات جزيئات كبيرة مكونة من وحدات بناء جزيئية صغيرة متكررة تُسمّى المونيمرات.تعرف العملية التي ترتبط بها المونيمرات معًا لتكوين جزيء البوليمر باسم البلمرة. 

المونيمر: 

هو وحدة فرعية صغيرة ترتبط بمونوميرات أخرى لتكوين بوليمر.

البلمرة: 

هي ارتباط المونومرات بعضها ببعض لتكوين بوليمرات.

توجد أربعة أنواع من الجزيئات البيولوجية الكبيرة. هي البروتينات و الليبيدات و الكربوهيدرات و الأحماض النووية. أحجام هذه الجزيئات كبيرة نسبيًّا إذا ما قُورنت بجزيء أصغر، مثل الأكسجين أو الجلوكوز.

الجزئ العضوي

الجزيء العضوي هو جزيء يحتوي على ذرات كربون مرتبطة بذرات هيدروجين.مثل الجلوكوز- الأحماض الأمينية

الجزيء غير العضوي 

هو جزيء لا يحتوي على ذرات كربون مرتبطة بذرات هيدروجين..فى بعض الأحيان يحتوى المركب على عنصر الكربون ولكن لا يطلق عليه جزئ بيولوجى كبير مثل ثانى أكسيد الكربون NH3 

الكربوهيدرات

 هي جزيئات تتكون من ذرات الكربون و الهيدروجين و الأكسجين. ترتبط السكريات الأحادية لتكوين بوليمرات الكربوهيدرات، أو السكريات العديدة. و هى عبارة عن جزيئات ضخمة تحتوي على عناصر الكربون و الهيدروجين و الأكسجين بالنسبة 1: 2: 1.  C: H: O.

تصنيف الكربوهيدرات

 يمكن تصنيف الكربوهيدرات بناءً على تركيبها الجزيئي إلى ثلاثة مجموعات أو أنواع مختلفة 

1- السكريات الأحادية                    2- السكريات الثنائية              3- السكريات العديدة (المعقدة)

غالبًا ما يُستخدم مصطلح السكريات البسيطة للإشارة إلى السكريات الأحادية و السكريات الثنائية و يُستخدَم مصطلح السكريات المعقدة للإشارة إلى السكريات العديدة.

أولا: السكريات البسيطة

1- السكريات الأحادية

السكريات الأحادية هي أبسط وحدات السكر الممكنة وهى جزيء واحد فقط تتكون من ذرات كربون مرتبطة بذرات الهيدروجين و الأكسجين.

و هي تحتوي على ما بين ثلاث إلى ست ذرات كربون. و من أمثلة السكريات الأحادية الجلوكوز و الفركتوز و الجلاكتوز و الريبوز.

الجلوكوز هو مصدر رئيس للطاقة في الخلايا، و يوجد الجلاكتوز في الحليب و منتجات الألبان، و يوجد الفركتوز في الفواكه و الخضروات، و يشكل الريبوز عنصرًا مهمًا في تكوين النيوكليوتيدات فى الأحماض النووية DNA, RNA .

2- السكريات الثنائية

تنتج جزيئات السكريات الثنائية عندما يرتبط جزيئان من السكريات الأحادية ببعضهما. و يتم ذلك من خلال إزالة جزيء ماء و يتم تكوين رابطة تساهمية جديدة تسمى الرابطة الجليكوزيدية.

و تُعَد السكريات الثنائية الثلاثة الأكثر شيوعًا هي السكروز و اللاكتوز و المالتوز.

•يتكون السكروز من جزيء الجلوكوز + جزيء الفركتوز.

•يتكون اللاكتوز من جزيء الجلوكوز + جزيء الجلاكتوز.

•يتكون المالتوز من جزئ الجلوكوز  + جزئ جلوكوز

تتميز السكريات البسيطة (الأحادية – الثنائية)

1- الطعم الحلو                  2- القابلية للذوبان فى الماء                3- وزنها الجزيئى منخفض

ثانيا: السكريات العديدة

تعمل كمخازن للغذاء في النباتات والحيوانات. كما أنها تقوم بدور هام فى تركيبة جدران الخلايا النباتية و في الهياكل الخارجية القوية للحشرات.

جزيء السكريات العديدة سلسلة قد تحتوي على مئات أو حتى الآلاف من السكريات الأحادية. و كما هو الحال مع السكريات الثنائية ترتبط وحدات السكريات الأحادية الموجودة في السكريات العديدة بروابط جليكوزيدية.

• الجليكوجين و هو بوليمر عديد من الجلوكوز يعمل كأحد أشكال تخزين الطاقة فى الأنسان 

• النشا و هو بوليمر من الجلوكوز يعمل على تخزين الطاقة فى النباتات.

• السليلوز بوليمر آخر من الجلوكوز و هو المكون التركيبى الرئيسى لجدران الخلايا النباتية. و غالبَا يصنع الخشب و الورق و القطن أيضُا من السليلوز.

خواص السكريات المعقدة

1- ليس لها الطعم الحلو          2- عديمة القابلية للذوبان فى الماء    3- وزنها الجزيئى مرتفع

 

أهمية الكربوهيدرات

1- تستخدم الكربوهيدرات لنقل الطاقة وتخزينها. 

2- ترتبط الكربوهيدرات بالبروتينات الموجودة في غشاء الخلية. هذه البروتينات تسمى الجليكوبروتينات، وتلعب دورًا مهمًّا في اتصال الخلايا معًا. 

3- تعمل الكربوهيدرات على توفير الصلابة والدعم لجدار الخلية في النباتات (السليلوز). 

4- يخزن الجلوكوز الزائد في الكبد والعضلات على هيئة جليكوجين لاستخدامه لاحقًا. 

5- تخزن فى النبات على صورة نشا. 

الكشف عن السكريات الأحادية (الجلوكوز) باستخدام كاشف بندكت الأزرق يتحول الى اللون البرتقالى

الكشف عن النشا باستخدام محلول اليود البرتقالى الذى يتحول الى اللون اللأزرق

الليبيدات

الليبيدات عبارة عن جزىئاتِ غير قابلةِ للذوبانِ فى الماءِ. تتكوّن جزىئات اليبيدات من ذرات الكربونِ و الهىدروجىنِ و الأكسجىنِ (C-H-O). يستخدمُ الجسم كلا من الكربوهىدراتِ و اليبيدات لتخزىنِ الطاقةِ لفترات قصيرة (الكربوهيدرات) و لفترات طويلة (الليبيداتِ). 

تتكون الليبيدات من جزأين رئيسيين: 

1. الجليسرول و هو جزيء صغير ثلاثي الكربون، و به ثلاث مجموعات هيدروكسيل ( OH) و الأحماض الدهنية، و التي تتضمن سلسلة من ذرات الكربون و الهيدروجين. 

2. الليبيدات غير قطبية. و هذا يجعل الليبيدات غير قابلة للذوبان في الماء لأن الماء قطبي. و لكنها تذوب في المذيبات العضوية غير القطبية (الكربونية) مثل البنزين و رابع كلوريد الكربون. على الرغم من أن الليبيدات يمكن أن توفر الطاقة، إلا أنها ليست مصدرًا مباشرًا له مثل الكربوهيدرات التي تذوب في الماء (مما يجعلها أكثر سهولة فى الحصول على الطاقة).   

 لا يلجأ الجسم للحصول على  الطاقة المختزنة فى الليبيدات إلا عندما لا يجد ما يكفيه من الكربوهيدرات ليأخذ منها الطاقة اللازمة له (الكربوهيدرات المصدر السريع للحصول على الطاقة)

من المعلوم أن الليبيدات تخزن كميات من الطاقةَ أكبر من الكربوهىدرات، لأن مقدار الطاقة المستمدة من كمية ما من الليبيداتِ تعادل أكثر من ضعف مقدارِ الطاقةِ المستمَدّةِ من الكمية نفسها من الكربوهىدراتِ. 

الليبيدات البسيطة

النوع

الزيوت دهون سائلة 

أحماض دهنية غير مشبعة مع الجليسرول الزيوت التى تغطى ريش الطيور المائية مثل البط و الأوز و غيرِها

الدهون دهون صلبة 

أحماض دهنية مشبعة مع الجليسرول تعمل كعازل حرارى فى الحيوانات الموجودة فى المناطق القطبية مثل الدب القطبى و البطريق و الحيتان

الشموع أحماض دهنية ذات أوزان جزيئية عالية مع كحول أحادى الهيدروكسيل غير الجليسرول تنتِج من الثمار و الأوراق النباتية و خصوصا فى النباتات الصحراوية

الزيوت توجد فى الطيور المائية لتغطية ريشِها بحيث لا ينفذ إليه الماءُ، مما يسهّل على الطائرِ الطفو و التحرك فوق سطحِ الماءِ بسهولة. 

الشموعُ على أسطح النباتات الصحراوية لتحفظ بالماءَ داخل أنسجتها، و بالتالى تحمى نفسها من الجفاف.

الحمض الدهنى المشبع يشار إلى سلسلة الهيدروكربونات بأنها مشبعة عندما تكون جميع ذرات الكربون مرتبطة بروابط أحادية و يكون الجزيء محتويًا على أقصى عدد من ذرات الهيدروجين.

الحمض الدهنى الغير مشبع يُشار إلى سلسلة الهيدروكربونات بأنها غير مشبعة عندما تشترك ذرة واحدة من الكربون أو أكثر في رابطة مزدوجة.

اللبيدات المركبة:(المعقدة) 

هي عبارة عن الأحماض الدهنية مع الجليسرول كما في الزيوت و الدهون، إلا أنها تحتوي على مجاميع إضافية 

** الفسفوليبيدات: هي عبارة عن اتحاد بين الدهون و حمض الكولين و مجموعة الفوسفات توجد في مح البيض و النسيج الدماغي و الأنسجة العصبية. و يدخل فى تركيبها عناصر الكربون والهيدروجين و الأكسجين و النيتروجين و الفوسفور. باستبدال الحمض الدهنى الثالث بحمض الكولين ومجموعة الفوسفات.

الدهون المشتقة

 هي عبارة عن نواتج التحلل المائى لليبيدات البسيطة و المرتبطة. تشمل:

 1- الستيرويدات( Steroids)   2- الستيرولات   3- الهرمونات

4- الكوليسترول هو مثال على نوع من الليبيدات يسمى الستيرويد. وتكمُن أهمية الكوليسترول في الدور الذي يلعبه في تقوية الغشاء الخلوي في الخلايا الحيوانية.

أهمية الليبيدات

1. الليبيدات والحصول علي الطاقة: الطاقة المستمدة من الليبيدات أكثر من الطاقة المستمدة من نفس كمية الكربوهيدرات، لا يبدأ الجسم في استخلاص الطاقة من الدهون إلا في غياب الكربوهيدرات.

2. الليبيدات وبناء الخلايا: تؤلف الليبيدات حوالي 5% من المواد العضوية الداخلة في تركيب الخلية الحية أي ان  لها دور مهم في تركيب الأغشية الخلوية

3. عازل حراري:  تعمل (الدهون) التي تخزن تحت الجلد كعازل حراري في الحيوان و الإنسان.مثل الدب القطبي لتحافظ علي درجة حرارتها في الأماكن الشديدة البرودة.

4. تعمل كغطاء واق : (الشموع ) لسطح العديد من النباتات  الصحراوية والحيوانات.

5. البعض منها   :- يعمل كهرمونات كما في الإسترويدات (الهرمونات الجنسية).

يتم الكشف عن وجود الليبيدات بواسطة كاشف سودان٤ ، حيث يتغير لون الكاشف إلى الأحمر، دلالة على وجود الدهون

***********************

***********************