كيف تحصل المخلوقات الحية على الطاقة - الأحياء2-3 - ثاني ثانوي

Cellular Energy الطاقة الخلوية 2 الفكرة ( العامة تُحوّل عملية البناء الضوئي الطاقة الشمسية إلى طاقة كيميائية، في حين يستعمل التنفس الخلوي الطاقة الكيميائية لإتمام الوظائف الحيوية. 2-1 كيف تحصل المخلوقات الحية على الطاقة؟ الفكرة الرئيسة تستخدم جميع المخلوقات الحية الطاقة للقيام بوظائفها الحيوية. 22 البناء الضوئي الفكرة الرئيسة تتحوّل الطاقة الضوئية بعد امتصاصها إلى طاقة كيميائية في أثناء عملية البناء الضوئي. 23 التنفس الخلوي الفكرة الرئيسة تحصل المخلوقات الحية على الطاقة بتحليل الجزيئات العضوية في أثناء عملية التنفس الخلوي. حقائق في علم الأحياء . تأكل الأغنام أنواعا مختلفة من الأعشاب للحصول على الجلوكوز الذي يعد مصدر اللطاقة. . الأعشاب لونها أخضر لأنها تحتوي على الكلوروفيل، وهو صبغة موجودة في البلاستيدات الخضراء. . قد يستهلك عداؤو الماراثون 8 4.5 من الجلوكوز كل دقيقة لتزويد عضلاتهم بالطاقة. الجلوكوز البلاستيدة الخضراء 0008 وزارة التعاسة Ministry of Education 2023-1445 426

نشاطات تمهيدية تجربة استهلالية كيف تتحول الطاقة؟ يسيطر على تدفق الطاقة في الأنظمة البيئية الحيوية تفاعلات وعمليات كيميائية متنوعة. تتحول الطاقة من طاقة الشمس الضوئية إلى طاقة كيميائية، ثم إلى أشكال أخرى من الطاقة. ستلاحظ في هذه التجربة عمليتين مرتبطتين مع تحولات الطاقة. خطوات العمل COPY 1. املأ بطاقة السلامة في دليل التجارب العملية. 2. استخدم مخبارًا مدرجا لقياس mL 100 من الماء، ثم ضعها في كأس زجاجية سعتها mL 250 استعمل مقياس الحرارة لتُسجل درجة حرارة الماء. 3 زن 8 40 من مادة كلوريد الكالسيوم اللامائي (CaCl). استخدم ساق تحريك زجاجية لإذابة كلوريد الكالسيوم في الماء. ثم سجل درجة حرارة المحلول كل 15 ثانية مدة ثلاث دقائق. .4 كرّر الخطوتين 2 و 3 باستخدام 408 من ملح إبسوم (كبريتات الماغنسيوم المائية MgSO4) بدلاً من .CaCl₂ 5. مثل بياناتك بالرسم البياني مستخدمًا ألوانًا مختلفة المطويات مراحل التنفس الخلوي اعمل المطوية الآتية التساعدك على فهم آلية حصول المخلوقات منظمات الأفكار الحية على طاقتها من المواد المغذية في أثناء عملية التنفس الخلوي. الخطوة 1 اثن لسانا عرضه 5.5cm على طول ورقة كما في الشكل الآتي: الخطوة 2 اثن الورقة لتكون ثلاثة أجزاء كما في الشكل الآتي: الخطوة 3 ثبت الحواف الخارجية للألسنة باستخدام الصمغ أو الدباسة لتكون مطوية في صورة كتيب من ثلاثة جيوب، ثم عنون الجيوب كما في الشكل. استخدم بطاقات صغيرة لتسجيل المعلومات، ثم ضعها في الجيب (المحفظة) المناسب. لكل عملية. تحلل سكري / حلقة كريس نقل الإلكترون التحليل 1 صف الرسم البياني للبيانات التي جمعتها. 2. توقع ما تحولات الطاقة التي حدثت في العمليتين؟ المطويات استعمل هذه المطوية في القسم 3-2 سجل - وأنت تقرأ الدرس - ما تعلمته حول مراحل التنفس الخلوي الآتية: التحلل السكري، حلقة كربس، نقل الإلكترون. وزارة التعليم MinistrupEducation 427 2023-1445

2-1 الأهداف تلخص قانوني الديناميكا الحرارية. تقارن بين المخلوقات ذاتية التغذي وغير ذاتية التغذي. كيف تحصل المخلوقات الحية على الطاقة ؟ www.icm.edu.sa How Organisms Obtain Energy? الفكرة الرئيسة تستخدم جميع المخلوقات الحية الطاقة للقيام بوظائفها الحيوية. تصف آلية عمل جزيء الطاقة ATP في الربط مع الحياة يطلق على بعض المدن أحيانًا "مدينة لا تنام"؛ لعدم توقف الحركة فيها. وهي في ذلك تشبه الخلايا الحيَّة التي تقوم بنشاطات مستمرة وثابتة. الخلية. مراجعة المفردات المستوى الغذائي كل خطوة في السلسلة الغذائية أو الشبكة الغذائية. المفردات الجديدة الطاقة الديناميكا الحرارية عملية الأيض التنفس الخلوي تحولات الطاقة Energy Transformations معظم التفاعلات والعمليات الكيميائية في خلايا الجسم مستمرة، حتى لو ظننت أنك لا تستهلك أي طاقة. فالجزيئات الكبيرة تُبنى وتتحلل، وتنقل المواد عبر الغشاء الخلوي، وكذلك تنقل المعلومات الوراثية. هذه الأنشطة الخلوية جميعها تحتاج إلى الطاقة energy ، وهي القدرة على إنجاز .شغل. ويبين الشكل 1-2 بعض المحطات الرئيسة في دراسة الطاقة الخلوية. أما الديناميكا الحرارية thermodynamics فهي دراسة تدفق الطاقة وتحولها في الكون. أدينوسين ثلاثي الفوسفات ATP الشكل 1-2 فهم الطاقة الخلوية أدت الاكتشافات العلمية إلى فهم أكبر لعملية البناء الضوئي والتنفس الخلوي. قوانين الديناميكا الحرارية Laws of Thermodynamics يُسمى القانون الأول في الديناميكا الحرارية قانون حفظ الطاقة، وينص على أن الطاقة يمكن أن تتحول من شكل إلى آخر، ولكن لا يمكن أن تفنى أو تُستحدث إلا بمشيئة الله سبحانه وتعالى، فمثلاً تتحول الطاقة المخزنة في المواد المغذية إلى طاقة كيميائية عندما تأكل، وتتحول إلى طاقة ميكانيكية عندما تركض أو تركل الكرة. 1844م هيوجو فون مول أول من لاحظ وجود البلاستيدات الخضراء في الخلايا النباتية. 1948م اكتشف يوجين كينيدي وألبرت ليننجر أن الميتوكندريا مسؤولة عن التنفس الخلوي. وزارة التعليم Ministry of Education 2023-1445 1940 | 1882 - 1881م تظهر البلاستيدات الخضراء على أنها عضيات مسؤولة عن عملية البناء الضوئي. 1900 1800 1772م تمكن جوزف بريستلي من تحديد أن النباتات تأخذ ثاني أكسيد الكربون وتطلق الأكسجين. 428

الشكل 22 سخر الله جل وعلا الشمس لتكون المصدر الرئيس لمعظم الطاقة في المخلوقات الحية، وتنتقل الطاقة من المخلوقات الذاتية التغذي إلى المخلوقات غير الذاتية التغذي. اربط بين قانوني الديناميكا الحرارية والمخلوقات الشمس الحية في الشكل. ذاتي التغذي غير ذاتي التغذي غير ذاتي التغذي المفردات ذاتي التغذي Autotroph من الكلمة اليونانية Autotrophos ينص القانون الثاني في الديناميكا الحرارية على حدوث فقدان في الطاقة عند تحولها من شكل إلى آخر . وعموما، فإن الطاقة التي تُفقد أو تضيع ، تتحول إلى طاقة حرارية. وتعد السلسلة الغذائية مثالاً واضحًا على القانون الثاني للديناميكا الحرارية. ومن المعروف أن كمية الطاقة القابلة للاستخدام والمتوافرة في أصل الكلمة المستوى الغذائي الأعلى تتناقص على نحو مستمر في السلسلة الغذائية. ذاتية التغذي وغير ذاتية التغذي Autotrophs and Heterotrophs خلق الله سبحانه وتعالى المخلوقات ذاتية التغذي لكي تكون قادرة على صنع وتعني "بناء المخلوق الحي غذائها بنفسها. فبعض ذاتية التغذي - التي تُسمى ذاتية التغـذي كيميائية - غذاءه بنفسه" تستخدم المواد غير العضوية مثل كبريتيد الهيدروجين مصدرًا للطاقة. أما بعضها الآخر ومنها النباتات، كما في الشكل -- - فتسمى المخلوقات ذاتية التغذي ضوئية؛ لأنها تقوم بتحويل الطاقة الضوئية من الشمس إلى طاقة كيميائية. أما المخلوقات غير الذاتية التغذي مثل حشرة المن والدعسوقة في الشكل 2-2 فهي مخلوقات حية تحتاج إلى ابتلاع الطعام وهضمه للحصول على الطاقة. 1980م اكتشفت جيمي ميكيل في أثناء دراستها الميتوكندريا في ذبابة الفاكهة والفئران أن توقف الميتوكندريا عن العمل يسبب الهرم. 2002م اقترحت جوزفين موديكا- نابوليتانو أن الاختلافات بين الميتوكوندريا السليمة والسرطانية قد تؤدي إلى الكشف المبكر عن السرطان، وربما إلى علاجات جديدة له. 1960 1980 1993م اكتشفت مستحاثات (أحافير) تدل على أن بعض الخلايا البدائية تقوم بعملية البناء الضوئي. 2000 وزارة التعليم Ministry ofEducation 429 2023-1445

ضوء الشمس سكر +0 البناء الضوئي ذائية التغذي) التنفس الخلوي ( غير ذاتية التغذي) الشكل 3-2 في النظام البيئي، يكون CO,+H,O عملية الأيض Metabolism يُشار إلى جميع التفاعلات الكيميائية في الخلية بعملية تسمى عملية الأيض metabolism. وتُسمى سلسلة التفاعلات الكيميائية التي تعد المادة الناتجة عن أحد تفاعلاتها مادةً متفاعلة للتفاعل التالي مسار الأيض. ومسارات الأيض نوعان: مسارات الهدم، ومسارات البناء. ففي مسار الهدم تتحرر الطاقة نتيجة تحليل الجزيئات الكبيرة إلى جزيئات صغيرة، أما مسار البناء فيستخدم الطاقة الناتجة عن مسار الهدم في بناء جزيئات كبيرة من جزيئات صغيرة، وينتج عن العلاقة بين مسارات الهدم والبناء تدفق مستمر للطاقة في المخلوق الحي. تنتقل الطاقة باستمرار بين عمليات الأيض داخل المخلوقات الحية البناء الضوئي والتنفس الخلوي دورة مستمرة. في النظام البيئي. فعلى سبيل المثال تعد عملية البناء الضوئي photosynthesis حدد مسارات الهدم والبناء في الشكل. تجربة استهلالية مسار بناء؛ حيث تتحول طاقة الشمس الضوئية إلى طاقة كيميائية تستخدمها الخلية. وفي هذا التفاعل تستخدم المخلوقات الحية الذاتية التغذي طاقة الضوء من الشمس وثاني أكسيد الكربون والماء لتكون سكر الجلوكوز والأكسجين. مراجعة بناءً على ما قرأته عن تحولات الطاقة، كيف تجيب الآن عن أسئلة التحليل ؟ وكما يبين الشكل ، يمكن للطاقة المخزنة بين جزيئات سكر الجلوكوز الناتج عن عملية البناء الضوئي أن تنتقل إلى مخلوقات حية أخرى عند استهلاك تجربة 1-2 هذه الجزيئات في صورة غذاء. ربط البناء الضوئي بالتنفس الخلوي كيف يعمل البناء الضوئي والتنفس الخلوي معا في النظام البيني؟ استخدم كاشفًا كيميائيا لاختبار انتقال ثاني أكسيد الكربون خلال عمليتي البناء الضوئي والتنفس الخلوي. خطوات العمل BENE 1 املأ بطاقة السلامة في دليل التجارب العملية. 2. اعمل جدول بيانات لتسجل محتويات أنبوبي اختبار، وظروف التعامل مع كل منهما، واللون في البداية واللون النهائي لمحتوياتها بعد التفاعل. 3. أضف ml 100 من محلول بروموثيمول الأزرق (BTB) إلى كأس زجاجية باستخدام ماصة، انفخ في المحلول برفق إلى أن يتحول إلى اللون الأصفر. تحذير، لا تنفخ بقوة حتى لا تخرج الفقاقيع من المحلول، أو تُصاب بالصداع، وإياك وشفط المحلول بالماصة. 4 املأ أنبوبي اختبار كبيرين بمحلول BTB الأصفر الناتج من الخطوة 3. 5. غط أحد الأنبوبين بورق الألومنيوم، ثم ضع نبانًا مائيًّا طوله 6cm في كلا الأنبوبين. وأغلقهما بإحكام، ثم ضعهما في حامل أنابيب في ضوء خافت طوال الليل. 6. سجل ملاحظاتك في جدول البيانات الناتج عن الخطوة 3. التحليل 1. استنتج الهدف من تغطية الأنبوب بورق الألومنيوم. 2. فسر كيف توضح نتائجك اعتماد البناء الضوئي والتنفس الخلوي أحدهما على الآخر؟ وزارة التعليم Ministry of Education 2023-1445 430

يعد التنفس الخلوي cellular respiration مسار هدم تتحلل فيه المواد العضوية لتحرر الطاقة اللازمة للخلية، حيث يُستخدم الأكسجين في التنفس الخلوي لتحليل المواد العضوية، فينتج عنها ثاني أكسيد الكربون والماء، لاحظ الدورات الطبيعية لهذه العمليات في الشكل 2 حيث تعد المواد الناتجة عن أحد التفاعلات مواد متفاعلة للتفاعل الآخر. ATP : وحدة الطاقة الخلوية ATP: The Unit of Cellular Energy الربط من الكيمياء توجد الطاقة في أشكال عدة، منها: الطاقة الضوئية، والطاقة الميكانيكية، والطاقة الحرارية، والطاقة الكيميائية. ففي المخلوقات الحية يتم تخزين الطاقة الكيميائية داخل الجزيئات الحيوية، ويمكن تحويلها إلى أشكال أخرى من الطاقة عند الحاجة. فمثلاً تتحول الطاقة الكيميائية المخزنة في الجزيئات الحيوية إلى طاقة ميكانيكية عند انقباض العضلات. ويعد جزيء الطاقة أدينوسين ثلاثي الفوسفات - Adenosine triphosphate ATP من أهم الجزيئات الحيوية التي تزود الخلايا بالطاقة الكيميائية. تركيب جزيء الطاقة ATP structure يعد جزيء (ATP) مخزنا للطاقة الكيميائية التي تستخدمها الخلايا في التفاعلات المتنوعة. وعلى الرغم من وجود جزيئات ناقلة أخرى للطاقة خلال الخلايا، فإن جزيء (ATP) يعد من الجزيئات الناقلة الأكثر انتشارًا في خلايا جميع أنواع المخلوقات الحية. وكما يبين الشكل 4 فإن جزيء (ATP) عبارة عن نيوكليوتيد يتكون من قاعدة نيتروجينية هي: الأدينين، وسكر ،الرايبوز، وثلاث مجموعات من الفوسفات. + H₂O مجموعة فوسفات ثلاثية أدينين الشكل 24 ينتج عن تحلل جزيء ATP طاقة تدعم الأنشطة الخلوية في المخلوقات الحية. طاقة + فوسفات + سكر رايبوز ATP مجموعة فوسفات ثنائية أدينين سكر رايبوز ADP وزارة التعليم Ministrup Education 4311 2023-1445

وظيفة جزيء الطاقة ATP function يُحرر جزيء (ATP) الطاقة عندما تتكسر الرابطة بين مجموعة الفوسفات الثانية والثالثة، مكوّنًا جزيئًا يُسمى أدينوسين ثنائي الفوسفات (ADP) ومجموعة فوسفات حرّة، الشكل 24. تختزن الطاقة في الرابطة الفوسفاتية التي تتشكل عندما يرتبط جزيء (ADP) مع مجموعة فوسفات أخرى ليتكوّن جزيء (ATP). ويمكن أن تتحول جزيئات (ATP) و (ADP) بإضافة أو حذف مجموعة فوسفات، كما في الشكل ،24 وفي بعض الأحيان يتحول جزيء ADP إلى جزيء أدينوسين أحادي الفوسفات (AMP) بفقد مجموعة فوسفات إضافية، والطاقة المتحررة بفعل هذا التفاعل قليلة جدا؛ لذا فإن معظم تفاعلات الطاقة في الخلية تتضمن جزيئات ATP و ADP التقويم 1-2 الخلاصة تسيطر قوانين الديناميكا الحرارية فهم الأفكار الرئيسة .1 الفكرة الرئيسية حدد المصدر التفكير الناقد .5 الكتابة في علم الأحياء على انتقال الطاقة وتحولها من الرئيس للطاقة في المخلوقات اكتب مقالة تصف فيها قوانين شكل إلى آخر في المخلوقات الحية. الحية. الديناميكا الحرارية مستخدمًا 2 اشرح قانون الديناميكا الحرارية أمثلة من علم الأحياء في دعم . تصنع بعض المخلوقات الحية الأول. أفكارك. 6. استخدم التشابه لتوضيح العلاقة 3. قارن بين مساري البناء والهدم. غذاءها بنفسها، في حين يحصل بعضها الآخر على الطاقة من الغذاء الذي يتناوله. تخزن الخلايا الطاقة وتحررها بتفاعلات الهدم والبناء. . الطاقة المتحررة من تحلل جزيء ATP تدعم الأنشطة الخلوية. .4 فسر كيف يُخزن جزيء ATP الطاقة، ويحررها ؟ بين عمليتي البناء الضوئي والتنفس الخلوي. 432 وزارة التعليم Ministry of Education 2023-1445