باختصار
- كامبريدج 9700
- الموضوع ٤ في AS (4.1 و4.2)
- إدكسل IAL
- الوحدة ١ (WBI11)، الموضوع ٢ (من 2.1 إلى 2.5)
- التجربة الأساسية
- IAL التجربة ٣: أثر الكحول والحرارة على نفاذية الغشاء
- المصطلح الأساسي
- الجهد المائي وليس «تركيز الماء»
موقع الأغشية والنقل في كل منهج
| المجلس والوحدة | المحتوى |
|---|---|
| كامبريدج 9700 البند 4.1 | النموذج الفسيفسائي المائع، وأدوار الفوسفوليبيدات والكوليسترول والليبيدات السكرية والبروتينات في الثبات والميوعة والنفاذية والنقل والإشارات الخلوية والتعرف، وخطوات الإشارات الخلوية |
| كامبريدج 9700 البند 4.2 | الانتشار البسيط والميسّر والأسموزية والنقل النشط والإدخال والإخراج الخلوي، وتجارب الانتشار والأسموزية بأنسجة نباتية وأنابيب فيسكنج والآجار، ونسبة المساحة إلى الحجم، وتقدير الجهد المائي للنسيج (دون جهد المذاب وجهد الضغط) |
| إدكسل IAL الوحدة ١ الموضوع ٢ (من 2.1 إلى 2.5) | أسطح تبادل الغازات وقانون فيك، وبنية الغشاء والنموذج الفسيفسائي المائع، والتجربة الأساسية ٣، والأسموزية مع منحدر الجهد المائي، والنقل السلبي والنشط والإدخال والإخراج الخلوي والبروتينات الحاملة والقنوية |
الأفكار الأساسية
تتكوّن الطبقة الثنائية لأن رؤوس الفوسفات المحبة للماء تتجه نحو السيتوبلازم والسائل النسيجي بينما تتجه الذيول الكارهة للماء إلى الداخل. الجزيئات الصغيرة غير القطبية مثل الأكسجين وثاني أكسيد الكربون تنتشر مباشرة، أما الأيونات والجزيئات القطبية مثل الجلوكوز فتحتاج بروتينات قنوية أو حاملة.
الانتشار والانتشار الميسّر عمليتان سلبيتان بلا ATP، مع منحدر التركيز. والأسموزية هي الانتقال الصافي لجزيئات الماء من جهد مائي أعلى إلى أقل عبر غشاء شبه منفذ. الماء النقي له أعلى جهد مائي وهو صفر، وإضافة المذاب تجعله سالبًا. والنقل النشط ينقل المواد عكس منحدر التركيز بالبروتينات الحاملة وATP من التنفس.
تقل نسبة المساحة السطحية إلى الحجم كلما كبر الكائن أو الكتلة، فلا يكفي الانتشار وحده لتزويد مركز كائن كبير، ولهذا توجد أسطح تبادل وأجهزة نقل متخصصة. وقانون فيك في منهج إدكسل يلخص ذلك: معدل الانتشار يتناسب مع المساحة × فرق التركيز ÷ سمك سطح التبادل.
مثال محلول ١: نسبة المساحة إلى الحجم لمكعبات الآجار
- مكعب طول ضلعه 1 cm: المساحة 6 cm^2 والحجم 1 cm^3، والنسبة 6:1.
- مكعب ضلعه 2 cm: المساحة 24 cm^2 والحجم 8 cm^3، والنسبة 3:1.
- مكعب ضلعه 4 cm: المساحة 96 cm^2 والحجم 64 cm^3، والنسبة 1.5:1.
- مضاعفة الضلع تنصف النسبة، ولهذا تصل الصبغة إلى مركز أصغر مكعب أولًا.
مثال محلول ٢: تقدير الجهد المائي لنسيج البطاطس
- أسطوانة كتلتها 2.50 g أصبحت 2.65 g، فنسبة التغير (0.15 ÷ 2.50) × 100 = +6.0%.
- النتائج: 0.0 mol dm^-3 +12.0%، و0.2 +5.0%، و0.4 -2.0%، و0.6 -8.0%.
- ارسم نسبة التغير مقابل التركيز. عند نقطة الصفر لا يوجد انتقال صافٍ للماء، فالجهد المائي للمحلول يساوي الجهد المائي للنسيج.
- بالاستيفاء بين 0.2 و0.4: 0.2 + 0.2 × (5.0 ÷ 7.0) = 0.34 mol dm^-3.
- للنسيج الجهد المائي نفسه لمحلول سكروز تركيزه 0.34 mol dm^-3. ونسبة التغير تعالج اختلاف الكتل الابتدائية.
أخطاء شائعة تُفقد الدرجات
- القول إن الماء ينتقل من «تركيز ماء عالٍ»، والصحيح استخدام الجهد المائي.
- القول إن الانتشار الميسّر يستهلك طاقة.
- الخلط بين البروتينات القنوية والحاملة.
- وصف الخلايا الحيوانية بأنها «تتبلزم»، والصحيح أنها تنكمش أو تنفجر.
- وصف أثر الحرارة دون ذكر زيادة الميوعة أو تمسخ البروتينات.
- نسيان حساب نسبة التغير قبل رسم نتائج الأسموزية.
أسلوب الإجابة في الامتحان ودور المدرس
تعطي الأسئلة غالبًا بيانات غير مألوفة، مثل امتصاص مادة مع مثبط تنفس ودونه. استخدم الدليل: إذا قل الامتصاص عند تثبيط التنفس فالعملية تحتاج ATP أي نقل نشط، وإذا استقر الامتصاص عند تراكيز عالية فالبروتينات الحاملة مشبعة. واقتبس أرقامًا من البيانات.
في تجربة الشمندر (التجربة الأساسية ٣ في إدكسل، وهي سياق شائع في الورقتين ٣ و٥ في كامبريدج) اعرف سبب تسرب الصبغة. وفي الحصة الفردية يتدرب الطالب مع المدرس على اللغة الدقيقة لأن الدرجات تضيع بالصياغة أكثر من المعرفة، ثم يحل أسئلة تحليل بيانات من أوراق سابقة تُصحح وفق السلّم.
اختبر نفسك
- عرّف الأسموزية في جملة واحدة باستخدام الجهد المائي.
- ما الجهد المائي للماء النقي؟ (الجواب: صفر، وهو أعلى قيمة)
- أوجد نسبة المساحة إلى الحجم لمكعب ضلعه 3 cm. (الجواب: 54:27 أي 2:1)
- لماذا يوقف السيانيد النقل النشط؟ (الجواب: يوقف التنفس الهوائي فلا يُنتج ATP)
- أي مكوّن في الغشاء يقلل الميوعة عند الحرارة المرتفعة في الخلايا الحيوانية؟ (الجواب: الكوليسترول)
أسئلة شائعة
هل أحسب الجهد المائي بجهد المذاب وجهد الضغط؟
ليس في كامبريدج 9700 الذي ينص على أن جهد المذاب وجهد الضغط غير متوقعين؛ تشرح الانتقال بالجهد المائي وتقدّر الجهد المائي للنسيج من البيانات التجريبية. ومنهج إدكسل IAL يصف الأسموزية بمنحدر الجهد المائي.
ما قانون فيك وأي منهج يطلبه؟
معدل الانتشار يتناسب طرديًا مع المساحة وفرق التركيز وعكسيًا مع سمك سطح التبادل، وهو مذكور في إدكسل IAL الوحدة ١ البند 2.1.
هل هذا موضوع AS؟
نعم، الموضوع ٤ في كامبريدج 9700 والوحدة الأولى في إدكسل IAL، لكن الأغشية تعود في السيالات العصبية والتنفس والبناء الضوئي.
ما التجارب التي يجب معرفتها؟
يذكر كامبريدج 9700 تجارب الانتشار والأسموزية بأنسجة نباتية وأنابيب فيسكنج والآجار ومكعبات آجار مختلفة الحجم، ويتضمن إدكسل IAL التجربة الأساسية ٣ عن نفاذية الغشاء وتجربة موصى بها عن الجهد المائي للأنسجة.
كم تكلفة دروس أحياء A Level في LiveTutor؟
كل حصة فردية وأونلاين ومدتها ٦٠ دقيقة بسعر موحد ١٥ $ للحصة لكل المواد والمستويات. تختار الأسرة خطة أسبوعية من حصة إلى ٥ حصص تُدفع شهريًا، والحصة الأولى تجريبية مجانية.
المصادر
التواريخ والأرقام في هذه الصفحة مأخوذة من هذه المصادر الرسمية والمنشورة. تأكد دائماً من المواعيد النهائية في الصفحة الرسمية قبل الاعتماد عليها.