فيديو الدرس: الخلايا الحيوانية والنباتية الأحياء

‏نسخة الفيديو النصية

في هذا الفيديو، سوف نتعرف على التراكيب تحت الخلوية، التي تسمى العضيات، الموجودة داخل الخلايا النباتية والحيوانية. وسوف نصف تكوينها ووظائفها. وبعد ذلك، سنلقي نظرة على بعض الأسئلة التدريبية. وأخيرًا، سنراجع ما تعلمناه. دعونا نبدأ بوصف الخلايا بشكل عام. ونأمل أن تكون على دراية مسبقة ببعض من هذه المعلومات.

الخلية هي الوحدة الأساسية للحياة. وهذا يعني أن الخلايا هي أصغر تركيب حي قائم بذاته. تتكون جميع الكائنات الحية من خلية واحدة أو أكثر، مثل: النباتات، والحيوانات، والفطريات، والطلائعيات، والبكتيريا، وكل ما يعد حيًّا. توجد بعض الخصائص التي تتشاركها جميع الخلايا. فجميع الخلايا لها طريقة لتعيين حدودها والتحكم فيما يدخل إلى الخلية وما يخرج منها. ونقصد بهذا الغشاء الخلوي. كما أن جميع الخلايا تحتوي على مادة سائلة تملأ حيزها الداخلي. وهذا السائل الهلامي يسمى السيتوبلازم.

وتحتوي جميع الخلايا على مادة وراثية تتحكم في وظائف الخلية وأنشطتها. هذه المادة الوراثية تسمى الحمض النووي ‪(DNA)‬‏. إذا وجد الحمض النووي سابحًا في السيتوبلازم، تصنف الخلية على أنها خلية بدائية النواة. لذلك فالبكتيريا من الخلايا البدائية النوى. أما إذا كان الحمض النووي محفوظًا ومحميًّا داخل تركيب يسمى النواة، تصنف الخلية على أنها خلية حقيقية النواة. لذلك فالنباتات، والحيوانات، والفطريات، والطلائعيات كلها مكونة من خلايا حقيقية النوى. وأخيرًا، تحتوي جميع الخلايا على تراكيب صغيرة تعمل على فك شفرة المعلومات المخزنة داخل الحمض النووي عن طريق ترجمتها إلى بروتينات. وهذه التراكيب تسمى الريبوسومات.

هذه التراكيب الأربعة، الغشاء الخلوي، والسيتوبلازم، والحمض النووي، والريبوسومات، موجودة في جميع الخلايا الحية. إلا أن الأنواع المختلفة من الخلايا تحتوي على تراكيب مختلفة داخلها إضافة إلى هذه التراكيب الأربعة. لنلق نظرة على التراكيب الموجودة داخل الخلية الحيوانية. تتكون الحيوانات، مثلك ومثلي، ومثل القطط والأسماك والسحالي والحشرات والطيور وغيرها، من خلايا لها سمات محددة مشتركة. هذا رسم مبسط لخلية حيوانية. وهذا هو الغشاء الخلوي، الذي تحدثنا عنه منذ قليل. يعين الغشاء الخلوي حدود الخلية ويتحكم فيما يدخل إليها وما يخرج منها.

ويتكون الغشاء الخلوي من جزيئات تسمى الفوسفوليبيدات. هذه الفوسفوليبيدات مرتبة في طبقتين، ولهذا السبب نشير إلى الغشاء الخلوي باسم طبقة الفوسفوليبيد الثنائية. ونظرًا لترتيب الفوسفوليبيدات بهذه الطريقة، فإنها تكسب الغشاء الخلوي الكثير من الخصائص المميزة، مثل المرونة والعزل الذاتي وقابلية إنفاذ بعض الأشياء دون الأخرى. نحن أيضًا على دراية بالسيتوبلازم الذي يملأ الحيز الداخلي للخلية. وكلمة سيتوبلازم تعني سائل الخلية. يتكون السيتوبلازم في معظمه من الماء، ولكنه يحتوي أيضًا على بروتينات ومغذيات ومعادن.

كثيرًا ما نمثل الخلايا في صورة شكل ثنائي الأبعاد، ولكن من المهم أن نتذكر أنها ليست مسطحة. يمكنك أن تتخيل الخلية كما لو كانت بالونًا مليئًا بالماء. فالغشاء الخارجي رفيع ومرن. والحشو الداخلي يساعد في إكساب الخلية شكلها الثلاثي الأبعاد. يشار إلى التراكيب تحت الخلوية، أو الأجزاء التي تكون الخلية، بالعضيات. والعضيات مصطلح يعني الأعضاء الصغيرة. النواة من أمثلة العضيات، وقد تعلمنا أنها تخزن وتحمي داخلها المادة الوراثية أو الحمض النووي في جميع الخلايا الحقيقية النواة. كل خلية تحتوي على نواة واحدة فقط. يشبه بعض الطلاب النواة داخل الخلية بالدماغ داخل الجسم البشري؛ ذلك لأن النواة تخزن المعلومات وتتحكم في أنشطة الخلية.

ويمكن تمييز النواة أيضًا ببعض السمات الخاصة الأخرى. فالغشاء الذي يحيط بالنواة يشبه الغشاء الذي يحيط بالخلية، ولكن النواة لها غشاء مزدوج. كما أن النواة تحتوي على ثقوب. هذه الثقوب تسمح لمواد معينة بالتحرك بسهولة داخل النواة وخارجها لكنها تبقي الحمض النووي محميًّا بالداخل. أما الريبوسومات فهي عضيات صغيرة تعمل على فك الشفرة الوراثية وتكون البروتينات. البروتينات هي جزيئات حيوية مهمة تنفذ أغلب وظائف الخلية. الطريقة التي يحدث بها ذلك هي الهدف الرئيسي لعلم الأحياء الجزيئي، وتسمى عملية تخليق البروتين، وهي تنص ببساطة على أن الحمض النووي ينسخ إلى الحمض النووي الريبوزي ‪(RNA)‬‏، الذي يترجم بدوره إلى بروتين.

وفي هذا الرسم، نلاحظ عضية أخرى مهمة. هذه التراكيب التي تشبه حبة الفاصوليا تسمى ميتوكوندريا، ومفردها ميتوكوندريون. غالبًا ما يشار إلى الميتوكوندريا بأنها مصنع الطاقة في الخلية لأنها تحول الطاقة الكيميائية الموجودة في الجلوكوز، والتي تحصل عليها الحيوانات من طعامها، إلى طاقة خلوية مخزنة في جزيء يسمى الأدينوسين ثلاثي الفوسفات. وعملية تحويل الجلوكوز والأكسجين إلى طاقة مخزنة في جزيء الأدينوسين ثلاثي الفوسفات والماء وثاني أكسيد الكربون تسمى عملية التنفس الخلوي. وهذه العملية هي السبب في أننا نستنشق الأكسجين ونخرج ثاني أكسيد الكربون في الزفير، وتسمى تلك الدورة أيضًا عملية التنفس.

الميتوكوندريا تشبه حبة الفاصوليا. ويحيط بها غشاء خارجي أملس وغشاء داخلي مطوي. تعمل الطيات الموجودة في الغشاء الداخلي على تسهيل التفاعلات الكيميائية المعقدة المرتبطة بعملية التنفس الخلوي. ومن المثير للاهتمام أن الميتوكوندريا تحتوي على ريبوسومات وحمض نووي خاصين بها، وتلك السمة دفعت العلماء إلى الاعتقاد بأنها كانت، في الماضي البعيد، كائنات بدائية النوى منفصلة، ثم دخلت في علاقة تكافلية مع خلايا حقيقية النوى. تحتوي معظم الخلايا الحيوانية أيضًا على عدد من العضيات الإضافية. لنلق الآن نظرة على التراكيب الموجودة داخل الخلايا النباتية.

نرى هنا رسمًا مبسطًا للخلية النباتية. وهي تختلف عن الخلية الحيوانية في عدة جوانب. أحيانًا يعتقد الطلاب خطأ أن جميع الخلايا النباتية مربعة الشكل وجميع الخلايا الحيوانية مستديرة. لكن الحقيقة أن الخلايا النباتية والخلايا الحيوانية لها أشكال متعددة، حسب وظيفتها. والطريقة الصحيحة للتمييز بينهما هي النظر إلى التراكيب الموجودة في الداخل. تحتوي الخلايا النباتية على جميع التراكيب التي صنفناها بالفعل في الخلايا الحيوانية. لذلك لن نقرأها الآن ثانية. وإنما سنكتفي بالتركيز على ثلاث تراكيب تجدها في الخلايا النباتية دون الخلايا الحيوانية.

سوف نلاحظ أن هذه الخلية النباتية تحيط بها طبقة خارجية سميكة لا توجد في الخلايا الحيوانية. الجدار الخلوي عبارة عن هيكل خارجي صلب يكسب الخلية شكلها. وتحت ظروف مختلفة، قد تمتلئ الخلية بالماء وتصبح منتفخة. أو قد يغادر السائل الخلية، مما يجعلها رخوة. وفي كل الأحوال، يظل الجدار الخلوي كما هو من دون تغيير. تحتوي الخلايا النباتية على عضية خاصة تستخدمها في تخزين الماء. تشبه الفجوة العصارية المركزية فقاعة كبيرة، وفي بعض الحالات، تشغل معظم الحيز الداخلي للخلية النباتية. تحتوي أنواع الخلايا الأخرى، بما فيها الخلايا الحيوانية، على فجوات عصارية أيضًا. لكن الفجوة العصارية المركزية لا توجد إلا في الخلايا النباتية. وهي كبيرة الحجم على نحو خاص وتساعد في إكساب الخلية النباتية شكلها.

العضية الأخيرة التي نجدها في الخلايا النباتية دون الخلايا الحيوانية هي البلاستيدات الخضراء. البلاستيدات الخضراء هي أجزاء من الخلية النباتية تكسب النباتات لونها الأخضر. وبما أن النباتات لا تأكل الطعام مثل الحيوانات، فيجب أن تصنع أو تخلق الجلوكوز الخاص بها باستخدام ضوء الشمس. يطلق على هذه العملية اسم البناء الضوئي، وتعني تصنيع شيء ما باستخدام الضوء. خلال البناء الضوئي، يستخدم النبات الماء، والطاقة الموجودة في ضوء الشمس، وثاني أكسيد الكربون لصناعة الجلوكوز والأكسجين. لنلق نظرة أقرب على البلاستيدات الخضراء.

البلاستيدات الخضراء محاطة بغشاء مزدوج. وهي مليئة بسلسلة من الأغشية المكدسة التي تسهل التفاعلات الكيميائية المعقدة التي تتطلبها عملية البناء الضوئي. وكما هو الحال في الميتوكوندريا، تمتلك البلاستيدات الخضراء الحمض النووي والريبوسومات الخاصين بها، ما جعل العلماء يعتقدون أنها أيضًا كانت فيما مضى كائنات حية بدائية مستقلة دخلت في علاقات تكافلية مع خلايا حقيقية النوى. أما وقد تعرفنا على التراكيب تحت الخلوية الموجودة في الخلايا النباتية والخلايا الحيوانية، فلنحاول حل بعض الأسئلة التدريبية.

يوضح الشكل المخطط الأساسي لخلية حيوانية. ما المكون الخلوي الذي يمثله الحرف (ب)؟ ما العضية الخلوية التي يمثلها الحرف (أ)؟

قبل أن نحاول الإجابة عن السؤال، سوف نراجع ما نعرفه عن الخلية الحيوانية. الخلية الحيوانية هي نوع من الخلايا الحقيقية النوى. وهذا يعني أن هذه الخلية لها نواة تخزن بها الحمض النووي. وكذلك، بما أننا نعرف أنها خلية حيوانية وليست خلية نباتية، فنحن نعرف أن تلك الخلية لا يحيط بها جدار خلوي، ولا تحتوي على فجوة عصارية مركزية ولا تحتوي على بلاستيدات خضراء لأداء عملية البناء الضوئي. إذن ما الشيء الموجود في الخلية الحيوانية ونراه في الصورة الموضحة أمامنا؟

أولًا، هذه الخلية، شأنها شأن جميع الخلايا الحية، محاطة بغشاء خلوي. يعين الغشاء الخلوي حدود الخلية ويتحكم فيما يدخل إليها وما يخرج منها. كما تحتوي الخلية الحيوانية على سيتوبلازم، تلك المادة الهلامية التي تملأ الخلية وتكسبها شكلها. وفي هذه الخلية، نرى أيضًا العديد من الميتوكوندريا. هذه العضيات هي المسئولة عن تنفيذ عملية التنفس الخلوي، وهي عملية تخزن الطاقة الخلوية في صورة أدينوسين ثلاثي الفوسفات. الميتوكوندريا تشبه حبة الفاصوليا ولها غشاء خارجي أملس وغشاء داخلي مطوي.

وأخيرًا، نرى النواة التي ذكرناها منذ لحظات. النواة محاطة بغشاء مزدوج ذي فتحات تسمى الثقوب النووية. وهي المسئولة عن تخزين المادة الوراثية وحمايتها، وهذه المادة تسمى الحمض النووي أيضًا. والآن، أصبحنا مستعدين للإجابة عن السؤال. ما المكون الخلوي الذي يمثله الحرف (ب)؟ الحرف (ب) يمثل السيتوبلازم. ما العضية الخلوية التي يمثلها الحرف (أ)؟ الحرف (أ) يمثل الغشاء الخلوي.

لنجرب سؤالًا تدريبيًّا آخر.

أي العضيات الخلوية التالية توجد في أغلب الخلايا النباتية والحيوانية؟ (أ) بلاستيدة خضراء، (ب) الجدار الخلوي، (ج) فجوة عصارية كبيرة، أم (د) الغشاء الخلوي.

يطلب منا هذا السؤال أن نختار العضية التي من المرجح أن نجدها في كل من الخلية النباتية والحيوانية. لنتذكر أولًا أن الخليتين النباتية والحيوانية من أنواع الخلايا الحقيقية النوى، ما يعني أن بينهما الكثير من العوامل المشتركة، أهمها وجود نواة تحتوي على الحمض النووي وتحميه. وبالرغم من وجود الكثير من العوامل المشتركة بين الخليتين، توجد بينهما الكثير من الاختلافات أيضًا. لنراجع ما نعرفه.

لدينا هنا رسم مبسط لخلية حيوانية وأخرى نباتية. يمكننا أن نلاحظ أن الخليتين الحيوانية والنباتية يحيط بهما غشاء خلوي، وهي طبقة خارجية رفيعة ومرنة تعين حدود الخلية وتتحكم فيما يدخل إليها وما يخرج منها. تحتوي كل من الخلية الحيوانية والنباتية على ميتوكوندريا، وهي عضيات تشبه حبة الفاصوليا لها أغشية مزدوجة تحدث فيها عملية التنفس الخلوي. كما تحتوي كل من الخلية الحيوانية والنباتية على ريبوسومات، وهي عضيات صغيرة تحدث فيها عملية تخليق البروتين.

وأخيرًا، كما ذكرنا من قبل، كلتا الخليتين تحتويان على نواة، وهي عضية موجودة في جميع الخلايا الحقيقية النوى، وظيفتها حماية وتخزين المادة الوراثية أو الحمض النووي ‪(DNA)‬‏. إلا أننا نجد بعض التراكيب الإضافية داخل الخلية النباتية ولا نراها داخل الخلية الحيوانية. فالخلية النباتية لها جدار خلوي أو طبقة خارجية صلبة. كما أن الخلية النباتية تحتوي على فجوة عصارية مركزية تتولى مهمة التخزين داخل الخلية كما تحافظ على بنية الخلية. تحتوي الخلية النباتية أيضًا على البلاستيدات الخضراء، التي تحدث فيها عملية البناء الضوئي.

والآن، أصبحنا مستعدين للإجابة عن السؤال. ما العضية الموجودة في كلتا الخليتين النباتية والحيوانية؟ حسنًا، لا توجد البلاستيدات الخضراء، وكذلك الجدر الخلوية، إلا في الخلية النباتية فقط. أما الفجوة العصارية، التي تسمى أيضًا الفجوة العصارية المركزية، فهي تركيب آخر يوجد في الخلية النباتية ولا يوجد في الخلية الحيوانية. أما الغشاء الخلوي، الذي يعين حدود الخلية ويتحكم فيما يدخل إليها وما يخرج منها، فهو موجود في كلتا الخليتين الحيوانية والنباتية.

لنحاول حل سؤال تدريبي أخير معًا.

اذكر العضية الخلوية الموصوفة: لا توجد إلا في الخلايا النباتية، وهي عبارة عن طبقة مكونة من السليولوز الذي يحيط بالخلية لتوفير الهيكل والدعامة.

يطلب منا هذا السؤال تحديد العضية أو التركيب تحت الخلوي الموصوف بإيجاز. يجب أن يقتصر تواجد هذه العضية على الخلايا النباتية، وأن توجد خارج الخلية، وأن تمد الخلية بالهيكل والدعم. ولكي نجيب عن هذا السؤال، سنقوم أولًا برسم الخلية النباتية ونشير إلى أجزائها. ثم نحدد الأجزاء التي لا توجد إلا في الخلايا النباتية. ومن ثم نصبح قادرين على اختيار الإجابة.

إليك رسمًا مبسطًا للخلية النباتية. لنبدأ بتسمية ما نراه. الخلية النباتية لها غشاء خلوي، يعين حدود الخلية ويتحكم فيما يدخل إليها وما يخرج منها. تحتوي الخلية النباتية على السيتوبلازم، وهو سائل هلامي يملأ الخلية من الداخل. وتحتوي الخلية النباتية على الريبوسومات، وهي عضيات صغيرة تحدث فيها عملية تخليق البروتين. كما نرى أيضًا الكثير من الميتوكوندريا، وهي عضيات تشبه حبة الفاصوليا تحدث فيها عملية التنفس الخلوي. وكذلك، تحتوي الخلية النباتية على نواة، وهي عضية وظيفتها حماية وتخزين المادة الوراثية أو الحمض النووي.

بالإضافة إلى التراكيب المذكورة، يحيط بالخلية النباتية جدار خلوي، وهو عبارة عن طبقة خارجية صلبة تمد الخلية بالهيكل والدعامة. كما تحتوي على عدة بلاستيدات خضراء، وهي عضيات تكسب النباتات لونها الأخضر وتحدث فيها عملية البناء الضوئي. تحتوي الخلية النباتية أيضًا على فجوة عصارية مركزية كبيرة، وهي عضية تتولى مهمة التخزين داخل الخلية النباتية كما تحافظ على بنية الخلية. حسنًا، لقد سمينا جميع أجزاء خليتنا.

لنتذكر أن السؤال المطروح يبحث عن عضية لا توجد إلا في الخلايا النباتية. جميع العضيات جهة اليمين توجد في كلتا الخليتين النباتية والحيوانية، أما العضيات جهة اليسار فلا توجد إلا في الخلية النباتية. إذن فالإجابة الصحيحة يجب أن تكون الجدار الخلوي، أو البلاستيدات الخضراء، أو الفجوة العصارية. من بين هذه الخيارات الثلاثة، الطبقة التي تحيط بالخلية وتمدها بالهيكل والدعم هي الجدار الخلوي.

لنراجع الآن ما تعلمناه في هذا الدرس. في هذا الفيديو، تعلمنا أن العضيات هي ما نطلق عليه التراكيب تحت الخلوية المتخصصة. وتعلمنا أن هناك عضيات يمكن العثور عليها في جميع الخلايا الحية، وبعض العضيات توجد في كلتا الخليتين النباتية والحيوانية، وبعض العضيات توجد في الخلية النباتية ولا توجد في الخلية الحيوانية. جميع الخلايا يحيط بها غشاء خلوي وتحتوي على سيتوبلازم وريبوسومات. كما أننا نجد عددًا من الميتوكوندريا ونواة داخل الخليتين النباتية والحيوانية. وأخيرًا، تتضمن العضيات التي توجد في الخلية النباتية ولا توجد في الخلية الحيوانية الجدار الخلوي والفجوة العصارية والبلاستيدات الخضراء.