التركيب الكيميائي للهلام الأولي (البروتوبلازم)
* البروتوبلازم (الهلام الأولي): كل ما بداخل الغشاء الخلوي في الخلية الحيوانية أو النباتية ويشمل السيتوبلازم وعضياته المختلفة والنواة.
* يدخل في تركيب البروتوبلازم أكثر من 30 عنصر تتوزع على المجموعات التالية:
1- العناصر الكبرى: المكونة للمركبات العضوية وهي (C,H,O,N) وتشكل أكثر من 90% من العناصر.
2- العناصر الأساسية: وعددها 13 منها ( P, ,K, ,Ca) وتشكل من 0.1– 5% من العناصر.
3- العناصر الثانوية: عناصر توجد بكميات ضئيلة جداً مثل الكلور والملوبيدوم والزنك والحديد والبورن والمنجنيز واليود والألومنيوم ...
* هذه العناصر قد توجد حرة أو على شكل مركبات. * قسم العلماء العناصر إلى قسمين ليسهل دراستها.
* العناصر الثانوية رغم قلتها إلا أنها مهمة جداً ونقصها يودي إلى الإخلال ببعض وظائف الخلايا.
* جميع المخلوقات تشترك في وجود العناصر الكبرى والأساسية في بروتوبلازم خلاياها بينما تختلف في وجود العناصر الثانوية حيث يوجد في بعضها دون بعض.
* معرفة التركيب الكيميائي للبروتوبلازم يساعد على فهم وظائف الخلايا.
المركبات الغير عضوية
* أهمية الماء في بروتوبلازم الخلايا:
1- يعمل كمذيب للمركبات الغير عضوية والعديد من المركبات العضوية.
2- يعمل كمشتت للغرويات.
3- له قدرة على تفكيك الإلكتروليتات (الأملاح والأحماض)
4- الغالبية العظمى من التفاعلات داخل الخلية إن لم يكن جميعها تحتاج لمحلول مائي.
5- له قدرة عالية على امتصاص الحرارة.
6- ذو توتر سطحي عالي بسبب وجود روابط هيدروجينية تجعل قوى التماسك بين جزيئاته كبيرة.
7- يقاوم التغير في درجة الحرارة وبالتالي يساعد على مقاومة التغير المفاجئ في درجة حرارة أجسام المخلوقات الحية.
* الماء يمثل من 80-90% من محتوى وزن الخلية و95% من الماء حر داخل الخلية و5% مثبت مع مركبات أخرى بالبروتين.
* الأملاح المعدنية: والمقصود بها الأملاح الموجودة في ماء البحر مثل أملاح السليكا وفوسفات الكالسيوم وكلوريد الصوديوم وكربونات الكالسيوم وأملاح البوتاسيوم وتشكل من 1-5% من وزن الخلية وتوجد داخل البروتوبلازم بصورة متأينة وتكون عالية في العظام والأسنان منخفضة في الدم.
* التفاعلات الحيوية داخل البروتوبلازم الخلوي لا ينتج عنها تغيرات حادة في درجة الحرارة لأنها تحدث في وسط مائي ماص للحرارة.
* تقل نسبة الماء في الخلايا المتقدمة في العمر لأن نشاطها يقل فلا تحتاج إلى كمية كبيرة من الماء على عكس الخلايا النشطة.
الكربوهيدرات
مركبات تحتوي بصورة أساسية على عنصر C مرتبطاً مع H أوO أو الاثنين معاً وتعد مصدر أساسي لطاقة الخلايا.
* المواد الكربوهيدراتية تنقسم إلى:
أ) أحادية التسكر (C6 H12 O6): ولها أنواع ( حسب عدد ذرات الكربون ) هي:
1- ثلاثية: بها 3 ذرات كربون مثل الجلسرين.
2- رباعية: بها 4 ذرات كربون مثل الأرثروز.
3- خماسية: بها 5 ذرات كربون مثل الرايبوز والرايبولوز والديوكسيريبوز.
4- سداسية: بها 6 ذرات كربون مثل الجلكوز والفركتوز والجالكتوز.
ب) ثنائية التسكر (C12 H22 O11): وهي عبارة عن جزيئين من السكر الأحادي منزوع منهما جزيء ماء مثل:
1- السكروز (جلكوز + فركتوز). 2- اللاكتوز (جلكوز + جلاكتوز). 3- المالتوز (جلكوز + جلكوز).
جـ) عديدة التسكر (C6 H12 O5): عبارة عن سلسلة كبيرة من السكريات الأحادية وتمثل المخزون الاحتياطي من الكربوهيدرات في أجسام المخلوقات الحية مثل: السيليلوز واللاميلوز والجلايكوجين.
* الكربوهيدرات توجد في أجسام الكائنات إما مذابة في سيتوبلازم الخلايا أو في السائل بينها أو مخزنة على شكل جلايكوجين في كبد وعضلات الإنسان والحيوان أو على شكل نشأ في النبات.
* يصعب على الإنسان هضم السيليلوز لعدم وجود أنزيم السيلوليز الخاص بهضم هذه المادة.
البروتينات
مركبات عضوية تتكون من مركبات أساسية تعرف بالأحماض الأمينية ويدخل في تركيبها عناصر الكربون والأكسجين والهيدروجين والنيتروجين وفي بعض الأحيان الكبريت والفسفور والحديد والمغنيزيوم.
* مما يوضح أهمية البروتينات ووظائفها في أجسام المخلوقات الحية ما يأتي:
1- البروتين التركيبي: يوجد في شعر الإنسان والحيوانات الثدية وخيوط العنكبوت.
2- بروتين العضلات (الميوسين): يكون الألياف العضلية.
3- بروتين النقل: يوجد في هيموجلوبين الدم.
4- البروتين الدفاعي: يوجد في الأجسام المضادة الموجودة في الدم.
5- البروتين الهرموني: المنظم للأنشطة الحيوية.
6- البروتين الغذائي المخزن: يوجد في بياض البيض ويعتبر مصدر للأحماض الأمينية اللازمة لتغذية الجنين.
7- البروتين الإنزيمي: يكون الإنزيمات التي تعمل كوسيط كيميائي يزيد من سرعة التفاعلات الحيوكيميائية التي تحدث في البروتوبلازم.
* يوجد حوالي 20 حمض أميني تشترك مع بعضها في تكوين البروتين حيث ترتبط مع بعضها بروابط ببتيدية مكونة سلسلة طويلة.
* اختلاف ترتيب الأحماض الأمينية يؤدي إلى اختلاف البروتين.
* من فوائد البروتينات: 1- تساهم في بناء خلايا جديدة وتعويض التالف من الخلايا.
2- تكوين الإنزيمات والهرمونات المنظمة للأنشطة الحيوية.
الدهون
مركبات عضوية يشترك في تكوينها عناصر الكربون والهيدروجين والأكسجين.
* الدهون تتكون من 3 أحماض دهنية وجزيء جلسرين.
* أقسام الدهون: 1- مشبعة: كالدهون الحيوانية والشحوم والزبدة وتكون صلبة في درجات الحرارة العادية.
2- غير مشبعة: كالدهون النباتية (الزيوت) وتكون سائلة في درجات الحرارة العادية.
* أنواع الدهون:
1- الشحوم: من صور وجودها المساريقا المثبتة للأحشاء في أماكنها.
2- الزيوت: من صور وجودها زيت الزيتون وزيت الذرة في النبات.
3- الستويدات: تتشابه مع الدهون في عدم ذوبانها في الماء ولكن تختلف في تركيبها الكيميائي كما تدخل في تركيب بعض الهرمونات كهرمونات القشرة الكظرية والهرمونات الجنسية مثل الكوليسترول.
4- الشموع: تعمل كمادة عازلة واقية توجد على بعض الثمار كالتفاح والخوخ وعلى أجسام الحشرات للحماية من المؤثرات الخارجية.
* بعض الطيور كالبط لا تغرق عند نزولها في الماء لوجود غدة زيتية بها تمنع تأثر الريشبالماء.
*الدهون لا تذوب في الماء وتنتج كمية كبيرة من الطاقة التي يحتاجها الجسم لأنها غنية بالروابط الكربونية والهيدروجين
من وظائف الدهون الهامة للخلية:
1- تركيب الأجزاء الخلوية بالاشتراك مع البروتينات. 3- تخزن كمية كبيرة من الطاقة داخل الخلايا إلى حين الحاجة إليها. 2- تحمل الفيتامينات التي تذوب فيها إلى البروتوبلازم. 4- تعمل كعازل لفقد الحرارة أو للحماية أو لتثبيت الأعضاء الداخلية في الجسم كالكليتين.
* البروتوبلازم (الهلام الأولي): كل ما بداخل الغشاء الخلوي في الخلية الحيوانية أو النباتية ويشمل السيتوبلازم وعضياته المختلفة والنواة.
* يدخل في تركيب البروتوبلازم أكثر من 30 عنصر تتوزع على المجموعات التالية:
1- العناصر الكبرى: المكونة للمركبات العضوية وهي (C,H,O,N) وتشكل أكثر من 90% من العناصر.
2- العناصر الأساسية: وعددها 13 منها ( P, ,K, ,Ca) وتشكل من 0.1– 5% من العناصر.
3- العناصر الثانوية: عناصر توجد بكميات ضئيلة جداً مثل الكلور والملوبيدوم والزنك والحديد والبورن والمنجنيز واليود والألومنيوم ...
* هذه العناصر قد توجد حرة أو على شكل مركبات. * قسم العلماء العناصر إلى قسمين ليسهل دراستها.
* العناصر الثانوية رغم قلتها إلا أنها مهمة جداً ونقصها يودي إلى الإخلال ببعض وظائف الخلايا.
* جميع المخلوقات تشترك في وجود العناصر الكبرى والأساسية في بروتوبلازم خلاياها بينما تختلف في وجود العناصر الثانوية حيث يوجد في بعضها دون بعض.
* معرفة التركيب الكيميائي للبروتوبلازم يساعد على فهم وظائف الخلايا.
المركبات الغير عضوية
* أهمية الماء في بروتوبلازم الخلايا:
1- يعمل كمذيب للمركبات الغير عضوية والعديد من المركبات العضوية.
2- يعمل كمشتت للغرويات.
3- له قدرة على تفكيك الإلكتروليتات (الأملاح والأحماض)
4- الغالبية العظمى من التفاعلات داخل الخلية إن لم يكن جميعها تحتاج لمحلول مائي.
5- له قدرة عالية على امتصاص الحرارة.
6- ذو توتر سطحي عالي بسبب وجود روابط هيدروجينية تجعل قوى التماسك بين جزيئاته كبيرة.
7- يقاوم التغير في درجة الحرارة وبالتالي يساعد على مقاومة التغير المفاجئ في درجة حرارة أجسام المخلوقات الحية.
* الماء يمثل من 80-90% من محتوى وزن الخلية و95% من الماء حر داخل الخلية و5% مثبت مع مركبات أخرى بالبروتين.
* الأملاح المعدنية: والمقصود بها الأملاح الموجودة في ماء البحر مثل أملاح السليكا وفوسفات الكالسيوم وكلوريد الصوديوم وكربونات الكالسيوم وأملاح البوتاسيوم وتشكل من 1-5% من وزن الخلية وتوجد داخل البروتوبلازم بصورة متأينة وتكون عالية في العظام والأسنان منخفضة في الدم.
* التفاعلات الحيوية داخل البروتوبلازم الخلوي لا ينتج عنها تغيرات حادة في درجة الحرارة لأنها تحدث في وسط مائي ماص للحرارة.
* تقل نسبة الماء في الخلايا المتقدمة في العمر لأن نشاطها يقل فلا تحتاج إلى كمية كبيرة من الماء على عكس الخلايا النشطة.
الكربوهيدرات
مركبات تحتوي بصورة أساسية على عنصر C مرتبطاً مع H أوO أو الاثنين معاً وتعد مصدر أساسي لطاقة الخلايا.
* المواد الكربوهيدراتية تنقسم إلى:
أ) أحادية التسكر (C6 H12 O6): ولها أنواع ( حسب عدد ذرات الكربون ) هي:
1- ثلاثية: بها 3 ذرات كربون مثل الجلسرين.
2- رباعية: بها 4 ذرات كربون مثل الأرثروز.
3- خماسية: بها 5 ذرات كربون مثل الرايبوز والرايبولوز والديوكسيريبوز.
4- سداسية: بها 6 ذرات كربون مثل الجلكوز والفركتوز والجالكتوز.
ب) ثنائية التسكر (C12 H22 O11): وهي عبارة عن جزيئين من السكر الأحادي منزوع منهما جزيء ماء مثل:
1- السكروز (جلكوز + فركتوز). 2- اللاكتوز (جلكوز + جلاكتوز). 3- المالتوز (جلكوز + جلكوز).
جـ) عديدة التسكر (C6 H12 O5): عبارة عن سلسلة كبيرة من السكريات الأحادية وتمثل المخزون الاحتياطي من الكربوهيدرات في أجسام المخلوقات الحية مثل: السيليلوز واللاميلوز والجلايكوجين.
* الكربوهيدرات توجد في أجسام الكائنات إما مذابة في سيتوبلازم الخلايا أو في السائل بينها أو مخزنة على شكل جلايكوجين في كبد وعضلات الإنسان والحيوان أو على شكل نشأ في النبات.
* يصعب على الإنسان هضم السيليلوز لعدم وجود أنزيم السيلوليز الخاص بهضم هذه المادة.
البروتينات
مركبات عضوية تتكون من مركبات أساسية تعرف بالأحماض الأمينية ويدخل في تركيبها عناصر الكربون والأكسجين والهيدروجين والنيتروجين وفي بعض الأحيان الكبريت والفسفور والحديد والمغنيزيوم.
* مما يوضح أهمية البروتينات ووظائفها في أجسام المخلوقات الحية ما يأتي:
1- البروتين التركيبي: يوجد في شعر الإنسان والحيوانات الثدية وخيوط العنكبوت.
2- بروتين العضلات (الميوسين): يكون الألياف العضلية.
3- بروتين النقل: يوجد في هيموجلوبين الدم.
4- البروتين الدفاعي: يوجد في الأجسام المضادة الموجودة في الدم.
5- البروتين الهرموني: المنظم للأنشطة الحيوية.
6- البروتين الغذائي المخزن: يوجد في بياض البيض ويعتبر مصدر للأحماض الأمينية اللازمة لتغذية الجنين.
7- البروتين الإنزيمي: يكون الإنزيمات التي تعمل كوسيط كيميائي يزيد من سرعة التفاعلات الحيوكيميائية التي تحدث في البروتوبلازم.
* يوجد حوالي 20 حمض أميني تشترك مع بعضها في تكوين البروتين حيث ترتبط مع بعضها بروابط ببتيدية مكونة سلسلة طويلة.
* اختلاف ترتيب الأحماض الأمينية يؤدي إلى اختلاف البروتين.
* من فوائد البروتينات: 1- تساهم في بناء خلايا جديدة وتعويض التالف من الخلايا.
2- تكوين الإنزيمات والهرمونات المنظمة للأنشطة الحيوية.
الدهون
مركبات عضوية يشترك في تكوينها عناصر الكربون والهيدروجين والأكسجين.
* الدهون تتكون من 3 أحماض دهنية وجزيء جلسرين.
* أقسام الدهون: 1- مشبعة: كالدهون الحيوانية والشحوم والزبدة وتكون صلبة في درجات الحرارة العادية.
2- غير مشبعة: كالدهون النباتية (الزيوت) وتكون سائلة في درجات الحرارة العادية.
* أنواع الدهون:
1- الشحوم: من صور وجودها المساريقا المثبتة للأحشاء في أماكنها.
2- الزيوت: من صور وجودها زيت الزيتون وزيت الذرة في النبات.
3- الستويدات: تتشابه مع الدهون في عدم ذوبانها في الماء ولكن تختلف في تركيبها الكيميائي كما تدخل في تركيب بعض الهرمونات كهرمونات القشرة الكظرية والهرمونات الجنسية مثل الكوليسترول.
4- الشموع: تعمل كمادة عازلة واقية توجد على بعض الثمار كالتفاح والخوخ وعلى أجسام الحشرات للحماية من المؤثرات الخارجية.
* بعض الطيور كالبط لا تغرق عند نزولها في الماء لوجود غدة زيتية بها تمنع تأثر الريشبالماء.
*الدهون لا تذوب في الماء وتنتج كمية كبيرة من الطاقة التي يحتاجها الجسم لأنها غنية بالروابط الكربونية والهيدروجين
من وظائف الدهون الهامة للخلية:
1- تركيب الأجزاء الخلوية بالاشتراك مع البروتينات. 3- تخزن كمية كبيرة من الطاقة داخل الخلايا إلى حين الحاجة إليها. 2- تحمل الفيتامينات التي تذوب فيها إلى البروتوبلازم. 4- تعمل كعازل لفقد الحرارة أو للحماية أو لتثبيت الأعضاء الداخلية في الجسم كالكليتين.
