الصف األول الثانوي

منهاج موهبة اإلضافي المتقدم

األحيـاءكتاب الطالب

تم تطوير مادة منهاج موهبة الإ�شافي المتقدم لت�شتعمل في المدار�س المن�شوية في مبادرة موهبة لل�شراكة مع المدار�س.

حقوق الن�شر محفوظة لموؤ�ش�شة الملك عبد العزيز ورجاله للموهبة والإبداع

�شارع تركي بن عبدالعزيز الأولwww.mawhiba.org.sa - شندوق بريد 300820 الريا�س 11372، المملكة العربية ال�شعودية�

الإ�شارة الواردة في هذا الكتاب اإلى ت�شنيف اآير للأداء المعرفي المتقدم مطبوعة بت�شريح من البروف�شور ديبورا اآير، مالك جميع الحقوق المتعلقة بهذا الت�شنيف.

املحتويات5 كيفية ا�ستعمال هذا الكتاب 6 الوحدة الأوىل: درا�سة احلياة 7 حـول هـذه الوحـدة 8 الن�شاط الأول: ا�شتخدام املجهر الإلكرتوين

10 الن�شاط الثاين: امل�شاحة ال�شطحية 11 الن�شاط الثالث: حبوب اللقاح والتلقيح

13 الوحدة الثانية: تنوع احلياة وت�سنيفها 14 حـول هـذه الوحـدة 14 الن�شاط الأول: الت�شنيف والفطريات 15 الن�شاط الثاين: الأطراف خما�شية الأ�شابع 17 الن�شاط الثالث: علم الت�شنيف واملفاتيح الدالة 19 الن�شاط الرابع: النوع

21 الوحدة الثالثة: البكترييا 22 حـول هـذه الوحـدة 23 الن�شاط الأول: اأبعاد خليا البكترييا 23 الن�شاط الثاين: ح�شاب اأعداد اخلليا 24 الن�شاط الثالث: التخفيف املت�شل�شل 25 الن�شاط الرابع: اأبعاد خليا خمتلفة 26 الن�شاط اخلام�س: الطاعون 27 الن�شاط ال�شاد�س: البكترييا املحبة للحرارة 27 الن�شاط ال�شابع: ا�شتخل�س املعادن 28 الن�شاط الثامن: التكافل والبكترييا 30 الن�شاط التا�شع: طاقة من الف�شلت احليوانية 31 الن�شاط العا�رش: البكترييا – جيدة اأم �شيئة؟

32 الوحدة الرابعة: الطالئعيات 33 حـول هـذه الوحـدة 33 الن�شاط الأول: الطحالب وعملية البناء ال�شوئي 34 الن�شاط الثاين: الطحالب والبيئة 35 الن�شاط الثالث: مر�س النوم 36 الن�شاط الرابع: توزيع امللريا 37 الن�شاط اخلام�س: حتليل بياين ملر�س امللريا 39 الن�شاط ال�شاد�س: علجات امللريا ومقاومتها

42 الوحدة اخلام�سة: النباتات 43 حـول هـذه الوحـدة 43 الن�شاط الأول: النباتات كمزود للأك�شجني 45 الن�شاط الثاين: النباتات كغذاء 47 الن�شاط الثاين: النباتات كاألياف 48 الن�شاط الرابع: النباتات تدافع عن نف�شها 49 الن�شاط اخلام�س: النباتات كنكهات ومواد حافظة

52 الوحدة ال�ساد�سة: ق�سايا بيئية 53 حـول هـذه الوحـدة 51 امل�رشوع الأول: تاأثري املطر احلم�شي يف املحا�شيل 55 امل�رشوع الثاين: مكانة حدائق احليوان يف عاملنا املعا�رش 56 امل�رشوع الثالث: اإعادة تدوير النفايات

58 الوحدة ال�سابعة: الإنلفونزا 59 حـول هـذه الوحـدة

كيفية ا�ستعمال هذا الكتاب الغر�س من الأن�شطة المت�شمنة في هذا الكتاب هو م�شاعدتك على اأن ت�شبح متعلما متقدما، ولهذا فاإنها �شوف تتحدى قدراتك

وتحفزك على القيام باأ�شياء عدة، ومنها على �شبيل المثال:اأو غير ماألوفة • ا�شتخدام المهارات التي تعلمتها في درو�شك الأخرى بحيث تطبق مهاراتك على م�شاكل وم�شائل جديدة

التميز بالبداع والمرونة عند القيام بحل هذه الم�شاكل والم�شائل •اأول مرة اإذا لم يحالفك التوفيق من المثابرة في تنفيذ المهام، مع تجريب طرق عمل بديلة •

تطوير مهارات التفكير وال�شتدلل •�شرح نتائج عملك وا�شتنتاجاتك للآخرين لم�شاعدتهم على الفهم والإبداع. •

لكي ي�شبح طلبة المدار�س الم�شاركة في م�شروع موهبة متعلمين متقدمين، فاإن هذه الأن�شطة تركز على �شت قيم واتجاهات و�شمات اأ�شا�شية تعزز هذا النوع من التعلم والتفكير. وهي:

ال�ستق�ساء�شوف ينمي طلبة مدار�س �شراكة موهبة روح ال�شتق�شاء. و�شيكونوا راغبين في التعلم الذاتي ونا�شطين فيه وتواقين اإليه.

و�شتظهر عليهم �شمات المبادرة والتفكير الم�شتقل وتحدي الفترا�شات وطلب البرهان على الم�شلمات والتوكيدات. و�شينظمون م�شيرة تعلمهم بفعالية، منتقلين من ا�شتيعاب المعارف واإتقان الخطوات العملية اإلى تطوير وجهات النظر ال�شخ�شية والحلول

الفردية.

املجازفة�شوف ينمي طلبة مدار�س �شراكة موهبة روح المجازفة. و�شيظهرون الثقة بالنف�س، ويتناولون الأفكار والظواهر الجديدة عليهم بالتجربة والنقد، ويقدمون على التخمين وطرح الفر�شيات، ولن يزعجهم العمل في ظل ظروف جديدة عليهم. و�شوف يرجئون

التو�شل اإلى ال�شتنتاجات قبل ن�شوجها في اأذهانهم، ويتحملون نق�س اليقين الموؤقت.

الإبداع�شوف ينمي طلبة مدار�س �شراكة موهبة روح الإبداع والبتكار. و�شي�شبحوا متفتحو العقول ومرنون في طريقة تفكيرهم، مع

اإظهار ال�شتعداد للبتكار واإيجاد حلول متعددة للم�شاكل والمواقف. مع التحلي بالقدرة على تكييف اأ�شاليب عملهم لتتلءم مع الظروف. و�شوف يغدو عملهم مثارا للده�شة ودليل على الإ�شالة ومتميزا باأ�شلوبهم ال�شخ�شي الخا�س.

املثابرة�شوف ينمي طلبة مدار�س �شراكة موهبة روح المثابرة. ولن تثبط العقبات وال�شعوبات من عزائمهم، بل �شي�شرون على موا�شلة

بذل الجهود. و�شوف يبرهنون على تميزهم بالتاأني في العمل واللتزام بالأ�شلوب المنهجي المنظم، ولن يكلوا اإلى اأن يحققوا النتائج المرجوة باأعلى م�شتويات الجودة والدقة الممكنة.

التعاون�شوف ينمي طلبة مدار�س �شراكة موهبة روح التعاون والعمل الجماعي. و�شي�شعون للح�شول على الملحظات والتعليقات على

عملهم، والإدلء باآرائهم واأفكارهم بو�شوح واخت�شار مع الإ�شغاء اإلى وجهات نظر الآخرين واأفكارهم، و�شيتمتعوا بالقدرة على العمل الجماعي وال�شتعداد له، مع تاأدية اأدوار متنوعة �شمن فرق العمل والتمكن من تقييم اأفكارهم واإ�شهاماتهم.

الهتمام باملجتمع�شوف ينمي طلبة مدار�س �شراكة موهبة روح الهتمام بالمجتمع. ففي حين يكونوا مدفوعين بالطموح ال�شخ�شي والرغبة في

ا اإح�شا�شا قويا باأهمية الإ�شهامات التي يقدمونها للمجتمع تحقيقا لم�شلحة الوطن تحقيق النجاح، فاإنهم �شيمتلكون اأي�شومنفعة من هم اأقل ن�شيبا من اأنف�شهم. و�شيكونوا مثال للمواطن ال�شالح المتعاطف مع الم�شلحة الجماعية لمحيطه الجتماعي،

المدرك لأوجه التباين والت�شابه بين الأفراد وال�شعوب، والواعي بتراثه الثقافي والتراث الثقافي للآخرين، كما �شيكون الطلبة متجاوبين مع الق�شايا الأخلقية التي تثار في �شياق درا�شاتهم.

ت�سجيل عملك �شوف يح�شل طلبة المدار�س المن�شوية في مبادرة موهبة لل�شراكة مع المدار�س على دفتر ي�شجلون فيه جميع الأعمال المتعلقة بهذا الكتاب، ليتوفر لهم �شجل متكامل عن تح�شيلهم واإنجازهم في هذا المادة، ويواكب اكت�شاب وتطوير المهارات وال�شمات التي تجعل

منهم متعلمين متقدمين.

الوحدة الأولىدرا�سة الحياة

7

�شي�شتك�شف الطلب في هذه الوحدة كيف اأ�شهم ا�شتخدام المجهر الإلكتروني بتطور معرفتنا في علم الأحياء وغيره من فروع العلوم والهند�شة. �شيتعرفون وظيفة اأوراق النبات وتفرعها، ويطبقون تقنيات التخمين لح�شاب م�شاحة �شطح

نباتات مختلفة، وينهون الوحدة بدرا�شة حبوب اللقاح والتلقيح.

الأهداف التعلمية للوحدةي�شتك�شف اأوجه الت�شابه والختلف بين ا�شتخدام المجهر الإلكتروني والمجهر ال�شوئي المركب. •

ح كيف اأ�شهم ا�شتخدام المجهر الإلكتروني في تطور معرفتنا في علم الأحياء وغيره من فروع العلوم يو�ش •والهند�شة.

ي�شتك�شف العلقة بين تركيب ورقة النبات والموطن البيئي. •يطبق تقنيات التخمين لح�شاب م�شاحة �شطح نباتات مختلفة. •

يتق�شى تركيب حبوب اللقاح ووظيفتها. •ي�شتك�شف طرائق مختلفة من التلقيح، ويربط التراكيب المختلفة لحبوب اللقاح بها. •

حـول هـذه الوحـدة

8

الن�ساط الأول

ا�ستخدام المجهر الإلكترونييعتبر اإعداد عينات للدرا�شة با�شتخدام

والمجهر الإلكتروني معقدة وت�شتغرق وقتا طويل. ما هي الخطوات التي يجب اإتباعها

قبل النظر اإلى العينات والتقاط �شورها؟ هل من المحتمل اأن توؤدي هذه الخطوات

اإلى م�شاكل في تف�شير ال�شور؟

تعرف على المجاهر الإلكترونية المختلفة وا�شتعمالتها.

قبل األف �شنة تم اختراع اأول جهاز لم�شاعدة الب�شر، و�شمي في حينها "حجر القراءة". فهو كان عبارة عن كرة زجاجية

تكبر الكلمات عند و�شعها على ورقة مكتوبة. اإل اأنه بداأ الفح�س المجهري حقا منذ اختراع المجهر الب�شيط.

تعرف على م�شاهمات العالمان "هووك" و"فان ليووينهوك" في القرن ال�شابع ع�شر.

Pasc

al G

oetg

helu

ck /

Scie

nce

Phot

o Li

brar

y

اأدناه �شورتان الكترونيتان لخلية حيوانية وخلية نباتية.

اأر�شم جدول تبين فيه اأوجه الت�شابه والختلف في بنية هاتان ال�شورتان. اأبحث كيف ي�شاهم كل جزء لحياة وعمل الخلية.

درا�سة الحياة

9

يعد المجهر متحد البوؤر واحدا من اأحدث اأنواع المجاهر.

اأبحث في كيفية عمل هذا المجهر ومزايا ا�شتخداماته. يمكنك تحميل ال�شور من الحا�شوب لطائفة وا�شعة من الخليا والأن�شجة. فقد عمل ال�شيد "جم ها�شلووف" في ق�شم علوم النبات في جامعة كمبردج، العديد من ال�شور المتاحة مجانا

للأغرا�س التعليمية. ت�شتطيع تحميل هذه ال�شور من �شفحة "جم" في الموقع اللكتروني للجامعة: .)’research‘ ثم انقر على ،www.plantsci.cam.ac.uk(

مجهر متحد الب�ؤر

تبين هذه ال�شورة الأوعية الخ�شبية ل�شجرة تنين مدغ�شقر. وكثيرا ما ت�شتعمل هذه الأ�شجار للزينة في البيوت والمكاتب. اأخذت ال�شورة

بوا�شطة مجهر متحد البوؤر.

10

الن�ساط الثاني

نبات "الكنارية الفربي�ن"نبات "هي�رنيا" من جبال الفيفاء قرب جازان

الم�ساحة ال�سطحية انظر اإلى نبات مثل �شجرة �شغيرة لها اأوراق. ما تعتقد �شيكون مجموع الم�شاحة ال�شطحية لكافة الأوراق؟ ما مدى اأهمية

ذلك للنبات؟ ما يحدث داخل اأوراق النباتات الخ�شراء؟كيف ت�شتطيع تخمين مجموع الم�شاحة ال�شطحية لكافة الأوراق؟

م�شاعدة! كل ما تحتاجه بع�س اأوراق النبات وورق ر�شم بياني وقلم واآلة حا�شبة.

التحكم بدرجة الحرارةت�شتطيع الحيوانات التحكم بدرجة حرارة اأج�شامها با�شتخدام طرق متعددة. الطريقة

ال�شهلة الأولى النتقال من المنطقة المعر�شة لل�شم�س نحو الظل. تتجنب بع�س الحيوانات ال�شم�س تماما بخروجها فقط في الليل )مثل فاأر ال�شحراء(.

لكن النباتات ل ت�شتطيع عمل ذلك فهي محددة في مكانها ب�شبب هيكلها الجذري. كيف ت�شتطيع النباتات التحكم بدرجة

حرارتها الداخلية؟ من المتوقع اأن الأوراق المعر�شة لل�شم�س �شوف ت�شتد حرارتها. فكر في عملية الحرارة

الكامنة للتبخر.اأجمع بع�س الأوراق من نبته تختارها. من المف�شل

انتقاء �شجرة �شغيرة اأو �شجيرة لت�شهيل عملية الح�شاب. كم ورقة �شتحتاج؟ ما الوحدة التي �شتختارها للتعبير

عن نتيجتك؟ اإذا كانت نتيجتك كبيرة و�شعبة الت�شور في مخيلتك، �شعها كمربع على الأر�س.تكيفت عديد من النباتات بالعي�س في مناخ جاف. ويطلق عليهم باأ�شم "زيروفايت�س" اأو النبات ال�شحراوي. مثل �شللة

ال�شبار في اأمريكا ال�شمالية والجنوبية. وهناك اأمثلة عديدة للنباتات الريانة ال�شحراوية في المملكة. معظمها لها اأوراق �شغيرة جدا اأو بدون اأوراق. كيف ت�شتطيع هذه النباتات بالعي�س واأداء نف�س المهام كالنباتات الورقية؟

11

الن�ساط الثالث

الذرة

فنجان الذهب – "�س�الندرا ماك�سيما"

عباد ال�سم�س

زهرة ال�سيخ�خي - "ا�ستروفايتم �سينال�س"

البت�لة )�سلفر بير�س(

"�سيداريا نيدال�س"

حبوب اللقاح والتلقيحاأثناء التكاثر الجن�شي في النباتات، تنتقل حبوب اللقاح من المئبر اإلى المي�شم. تحدث هذه العملية اأحيانا ب�شمن الزهرة

نف�شها، )التلقيح الذاتي(. في الأحيان الأخرى تنتقل حبوب اللقاح من زهرة لأخرى )التلقيح التهجيني(

كيف يحدث التلقيح التهجيني؟ ما هي الطرق التي ت�شمح لحبوب اللقاح بالتنقل من زهرة لأخرى؟

اأنظر اإلى �شور النباتات الزهرية اأدناه. هل تعطيك فكرة عن كيفية انتقال حبوب اللقاح من المئبر اإلى المي�شم؟

اأجمع اأو اأنظر اإلى اأزهار مختلفة عديدة. تجد اأدناه بع�س ال�شور لم�شاعدتك. هل ت�شتطيع معرفة اأي منها تحتاج اإلى ملقح لجمع اأو نقل حبوب التلقيح لنف�شه. ما هي مزايا الأزهار التي تجذب الملقح؟

12

اأجمع بع�س من حبوب التلقيح اأو مئبرات من اأزهار مختلفة ) حرك المئبرات لتطلق حبوب اللقاح(. جففها لليلة كاملة في مكان دافئ. اأ�شف قطرة ماء ثم اأمزج الخليط. اأنقل هذا المعلق على �شريحة مجهر، اأن�شره واأتركه ليجف. اأ�شف قطرة

�شاخنة من محلول �شبغة الفيو�شين على حبوب اللقاح الجافة، ثم �شع غطاء فوقها. اأتركها لت�شتقر لب�شعة دقائق. راقب حبوب اللقاح تحت مجهر �شوئي مركب. يتغير لون حبوب اللقاح اإلى الوردي اأو البنف�شجي في�شل روؤيتها. هل اأن �شكل

حبوب اللقاح تدل على نوع التلقيح الذي �شيحدث في الأزهار التي اخترتها؟

بع�س األأمثلة عن حبوب اللقاح الم�شبعة بمحلول من �شبغة الفيو�شين

يلقح بع�س من الأزهار بوا�شطة مخلوق معين مثل الخفا�س اأو طير الطنان.اأبحث في مخلوق واحد واأو�شف مزايا الزهرة واللقاح الموؤدية اإلى هذه العملية. ما �شتكون النتائج عند انخفا�س عدد

الملقحات؟ ما هو م�شبب حدوث ذلك؟

– قطن"زيا ميز" – ذرة حل�ةقه�ة عربية – قه�ة "ج��سيبيم هير�سي�تم

تحدى نف�سكاأبحث واأ�شرح كيف اأن المجهر اللكتروني �شاهم في فهمنا لهيكل الخلية.

مراجعة الوحدة والتاأمل فيهاهل اأن كافة النباتات �شديقة للبيئة؟ •

اأعط ثلثة اأمثلة عن كيفية ا�شتخدام المجهر اللكتروني في مجالت مختلفة تماما، في العلوم والتقنية • والهند�شة

اأبحث واأ�شرح العلقة بين الحركة البراونية وحبوب اللقاح • هل اأن كافة حبوب اللقاح ت�شبب حمى الق�س )ح�شا�شية الأنف(؟ •

ما هي الإ�شتراتيجية التي تتبعها مختلف النباتات لتجنب التلقيح الذاتي؟ •

13 13

الوحدة الثانيةتنوع الحياة وت�سنيفها

14

�شتدر�س في هذه الوحدة عن مختلف جوانب تباين وت�شنيف الكائنات الحية. �شوف تبداأ با�شتك�شاف كيف ت�شنف الفطريات وكيف من الممكن اأن ت�شبب اأمرا�س، ولكنها ت�شاهم كذلك في عملية التدوير و اإنتاج المواد الغذائية والأدوية.

�شوف تنظر كذلك على الحيوانات ذات الأطراف خما�شية الأ�شابع من �شمن المجموعات الفقرية كدليل تطوري لأ�شل بيولوجي م�شترك. وفي الأخير �شوف ت�شتك�شف عن تاريخ الت�شنيف، وت�شنيف "لينايان" وكيفية دعم المفاتيح لتعريف

)تحديد هوية( الكائنات الحية.

الن�ساط الأول

الت�سنيف والفطريات منذ زمن بعيد عمل العلماء المهتمون بت�شنيف المجموعة الحية،

بت�شنيف الفطريات والنباتات ك�شنف واحد. لماذا فعلوا ذلك باعتقادك؟ ما هي ال�شمات الم�شتركة بينهما؟ ما هي ال�شمات المختلفة

بينهما؟ يمكنك ر�شم جدول لإظهار ذلك.

تعتبر الفطريات مجموعة من الكائنات الحية البالغة الأهمية. بع�شها طفيلي ي�شبب اأمرا�س، وبع�شها رمام م�شئول على تحلل المواد واإعادة

التدوير. ق�شم منها يعي�س حولنا ويوفر طعام و�شراب، والبع�س الأخر هو م�شدر مهم للأدوية. اأبحث في بع�س الأمثلة عن كافة الأنواع هذه.

انظر كيف تم ت�شنيف مملكة الفطريات في وقتنا الحا�شر. كثير من الفطريات المتعددة الخليا تنتج هياكل مت�شابهة جدا. حيث ينبتوا

من بوغ لإنتاج خيوط فطرية "هيفي" والتي تنمو ب�شكل كتلة ت�شمى افطورة. عند اإنتاجهم – فقط - لثمرة بوغية )هذا هو الجزء الذي يظهر

فوق �شطح الأر�س بالعادة( من الم�شتطاع تمييز اأوجه الت�شابه اأو الختلف بينهم.ومع تطور البيولوجيا الجزيئية الحديثة، تجري اإعادة

كتابة ت�شنيفهم با�شتخدام معلومات ت�شل�شل الحم�س النووي. هل يحدث هذا في مملكة الفطر؟

فطريات الق��س و"ت�د�ست�ولز"

تنوع الحياة وت�سنيفها

الأهداف التعلمية للوحدةح دور الفطريات في الت�شبب بالأمرا�س، واإعادة التدوير، واإنتاج الطعام والدواء. يحدد ويو�ش •

ي�شف كيف اكت�شفت الم�شادات الحيوية وتاأثيرها في الجراحة ومعالجة الأمرا�س. •ي�شف نظام ت�شنيف المملكة الحيوانية وال�شفات الرئي�شة ل�شعبها. •

يكون مفتاحا ت�شنيفيا ثنائي الت�شعب وي�شتخدمه. •يعرف م�شطلح "النوع". •

يو�شح كيف اأدى التزاوج النتقائي اإلى التنوع في النوع الواحد، ويعطي اأمثلة على ذلك. •

حـول هـذه الوحـدة

15

الفطر العادي هو من اأجنا�س الفطريات الزراعية المعروفة ال�شالحة للأكل. غير اأن النا�س األعديمي الخبرة الذين يح�شدون الفطر من المناطق البرية، يخلطوا في اأكثر الأحيان بين الفطر العادي والفطر من اأجنا�س "الأمانيت". وهذا قد

يعر�س الحياة للخطر. عديد من "الأمانيت" ذات �شموم عالية، مثل "الأمانيت" "فالويدي�س" )كب�شولة الموت(. و�شميت كذلك لأن فطر واحد يكفي لقتل اإن�شان. "الأمانيت�س" يحتوي على "اماتوك�شينز" و "فالوتوك�شينز" وهي ببتيات دورية

�شامة. بمجرد امت�شا�شها في الأمعاء تتعلق على خليا الكبد والكلى وتمزق غ�شاء الخليا. لذلك فمن المحتمل اأن يموت اأحدا اأذا اأكل فطر واحد من ذلك ال�شنف بمر�س ف�شل الكبد والكلى.

فمن المهم اأن يكن للإن�شان المقدرة على التمييز بين الفطر ال�شالح للأكل و "الأمانيت" ال�شامة. تت�شابه اأ�شكالهم ولكن ي�شتطيع الخبير بالتفريق بينهم. واإحدى الو�شائل ال�شهلة للتفريق هي اأخذ ب�شمة بوغية. وهذه طريقة �شائعة ت�شتخدم

للتعرف على الفطر الكبير المنتج للأثمار البوغية.

ق�س �شاق الفطر الزراعي ال�شائع )يتوفر في اأ�شواق الأطعمة( و�شعه على ورقة بي�شاء بين ع�شية و�شحاها. وفي ال�شباح �شيتكون على الورقة ب�شمة بوغية من ال�شطح ال�شفلي لراأ�س الفطر. اأذا كان لديك الفطر الزراعي، �شتكون الب�شمة البوغية �شوداء. الفطر من اأجنا�س "الأمانيت" له بوغية بي�شاء، وبذلك يعطي ب�شمة بوغية بي�شاء.

تق�شي العلقة بين الفطريات و العالم الك�شاندر فلمنغ و الأدوية. تمثل العلقة هذه موؤ�شرا مهما بمعالجة اأمرا�س النا�س والحيوانات. باإمكانك البحث كيف اأ�شبحت الكائنات الم�شببة للإمرا�س مقاومة

للعلج و ما تقوم به �شركات الأدوية.

ب�سمة ب�غية للفطر

الن�ساط الثانيالأطراف خما�سية الأ�سابع

من الأغرا�س الرئي�شية للت�شنيف هي معرفة كيف تت�شل الكائنات ببع�شها البع�س. ينظر العلماء اإلى الهياكل المتناظرة والتي تقترح باأن الكائنات انحدرت من اأ�شل م�شترك. على �شبيل المثال، كافة الحيوانات المف�شلية لها هيكل خارجي

من "الكيتين". لكن في نف�س الوقت تجد اأن الكائنات الوحيدة الأخرى التي لها "الكيتين" هي الفطريات ) هل ينبغي اأن تجمع الفطريات بقرب �شعبة الحيوانات المف�شلية؟(. تقترح هذه الظاهرة اأنه عندما ت�شكل الهيكل اأول، ن�شاأت بعد ذلك مجموعة كبيرة من اأ�شكال حية مختلفة. وفي الواقع فاإن المجموعة المف�شلية تعتبر اأكبر مجموعة حيوانية - بحدود

المليون نوع، وهذا يمثل 75 بالمائة من كافة الحيوانات الحية المعروفة.

اأنظر اإلى فئات المف�شليات المختلفة. ما هو العامل الذي يحد الحيوانات التي لها هيكل

خارجي؟

نظرا لوجود هياكل مت�شابهة، ين�شاأ كثيرا من الرتباك بهذا الخ�شو�س. عيون الثدييات

والإخطبوط مت�شابهة تماما، بينما لي�س هناك علقة جينية بينهما اأي )الثدييات و الرخويات(.

اأبحث عن ر�شم تخطيطي لهذين النوعين من العيون، ثم علق على اأوجه الت�شابه والختلف

بينهما.

flying

grasping

swimming

running

digging

اأمثلة على الفئتين ال�سائعتين من الحي�انات المف�سلية – الح�سرات والحي�انات الق�سرية

Barb

ara

Strn

adov

a / S

cien

ce P

hoto

Lib

rary

16

ال�ساللة الجملية

توجد �شتة اأنواع حيوانات في ال�شللة الجملية )الجمال(. يعي�س الجمل العربي )الوحيد ال�شنام( في �شمال اأفريقيا والجزيرة العربية، بينما يعي�س الجمل ذو ال�شنامين في اآ�شيا. اأما الآخرين مثل الغوناق و الفكونة و اللمة و اللبكة

فتجدها في اأمريكا الجنوبية )يظن بع�س العلماء اأن الحيوانين الآخرين يعودان اإلى نف�س ال�شللة(. من ما يثير الهتمام في هذا المجال نجد اأن الأ�شل الم�شترك لهذه الحيوانات يعود اإلى �شمال اأمريكا.

اأبحث في ال�شمات الم�شتركة لل�شللة الجملية. اأر�شم خريطة للعالم ولون مواقع الجمال المتنوعة المذكورة. اأقترح بع�س اأ�شباب غياب ال�شللة الجملية في �شمال اأمريكا. كيف و�شلت الجمال في وقتنا الحا�شر من �شمال اأمريكا اإلى اآ�شيا

و�شمال اأفريقيا؟

هناك هياكل متجان�شة داخل مجموعة الفقريات: الأطراف خما�شية الأ�شابع. كافة الحيوانات الفقرية لها تلك الأطراف ولكن باأ�شكال مختلفة. ويو�شح ذلك جيدا بالحيوانات الثديية المختلفة الأ�شناف.انظر اإلى اأطراف الحيوانات الخم�شة

التالية. اأر�شم خطا يبداأ من الطرف اإلى الوظيفة التي يقوم بها ذلك الطرف. ثم لون عظم واحد في كل من الر�شومات التي تعتقد اأنه هو العظم نف�شه في كل طرف.

flying

grasping

swimming

running

digging

الالمة االلبكةالجمل ذو ال�سنامين

الطريان الرك�س

احلفر

القب�س

ال�شباحة

17

الن�ساط الثالثالفرز في مجموعات

"تاك�شونومي" هو علم درا�شة الت�شنيف. حاول العلماء البيولوجيين في ت�شنيف الكائنات الحية منذ اأمد بعيد. ويعتقد اأن الفيل�شوف الإغريقي ا�شطوطالي�س كان واحدا من اأوائل المهتمين في ت�شنيف الكائنات في مجموعات ت�شمى اليوم

"ال�شنوفة".

لماذا من المهم ت�شنيف الكائنات الحية في مجموعات؟ فكر كيف اأنك اأو والديك يجمعون الأ�شياء مع بع�س. في مطبخ البيت، هل اأن جميع المواد

الغذائية تجدها في خزانة واحدة اأم هناك نوع من النظام المختلف؟

تعتبر المكتبة مثال جيد لنظام الت�شنيف. ت�شور مقدار �شعوبة انتقاء كتاب اإذا انعدم وجود اأي نظام في المكتبة وقد تم �شف الكتب على الرفوف ب�شكل

نفت الكتب. ع�شوائي. اأذهب اإلى مكتبة المدر�شة واأكت�شف كيف �ش

عا�س واحد من اأ�شهر واأهم علماء الت�شنيف قبل 300 �شنة. وهو "كارل فون لينيه" ) ويعرف باأ�شمه اللتيني كارلو�س لينيو�س(. اأبحث ما هي

م�شاهماته المهمة في علم الت�شنيف التي مازالت ت�شتخدم في وقتنا الحا�شر.

"كارل ف�ن لينيه"

Mar

ia P

latt-

Evan

s / S

cien

ce P

hoto

Lib

rary

الت�سنيف في مجموعاتلهذه المهمة عليك اختيار م�شتلزمات منزلية )الأزرار اأو ما �شابه ذلك(، كي�س من الفول ال�شوداني )داخل ق�شرته(

ومجموعة من اأوراق الأ�شجار.

اأجمع الأزرار ح�شب اأي خ�شائ�س تقترح باختيارها. اأجمع الفول ال�شوداني ح�شب �شكله الخارجي وخ�شائ�شه. ثم اك�شر الق�شرة وانظر في الخ�شائ�س الداخلية.

اأجمع الأوراق ح�شب الهيكل والخ�شائ�س. اأذا اخترت خ�شائ�س مختلفة لجمعهم، هل �شتح�شل على نتيجة مختلفة؟

18

لماذا من الأ�شهل ت�شنيف المواد الغير حية بمجموعات مقارنة باأوراق ال�شجرة؟

من المحتمل اأنك قد وجدت اختلف في الفول ال�شوداني والق�شور، ولكن الكل يعود اإلى نف�س ف�شيلة الجوز )ارا�شيز هايبوجايا - هايبوجايا تعني اأن الجوز يتكون تحت الأر�س(.

اأنظمة الت�سنيفت�شمح اأنظمة الت�شنيف للعلماء البيولوجيين بتحديد الكائنات المت�شابهة ولكنها عائدة اإلى اأنواع مختلفة من النباتات والحيوانات. ت�شتخدم مفاتيح للتعرف على كائن غير معروف واإعطائه ا�شم وجن�س. ت�شتخدم المفاتيح �شل�شلة من اأ�شئلة

مرتبطة للنظر على خ�شائ�س معينة يعقبها متابعة مفتاح اإلى اأن يكتمل التعريف. اإذا تعذر القيام بذلك، قد يكون الكائن تم اكت�شافه موؤخرا وبذلك يجب تغيير المفتاح لكي ياأخذ كل �شيء بنظر العتبار. من اأف�شل المفاتيح هي المفاتيح

الثنائية التفرع، اأي اأن لكل �شوؤال يعطى جوابين بديلين فقط. اأي ل يوجد جواب بين – بين.

يبين ال�شكل اأدناه مفتاح ب�شيط للفقريات.

جاف، ب�رشة ق�رشية.................. زواحف.......... برمائيات رطب، ب�رشة غري ق�رشية

يتنف�س بالرئة............................ اأذهب اإىل 4.................... اأذهب اإىل 5 يتنف�س باخلي�سوم

................................. طيور يوجد ري�سل يوجد ري�س............................. اأذهب اإىل 3

زعانف وهيكل غ�رشويف........ ..... Chondrichthyes )اأ�سماك غ�رشوفية(

............. زعانف وهيكل عظمي..... Osteichthyes )اأ�سماك عظمية(

يوجد �سعر.................................. ثدييات............................. اأذهب اإىل 2 ل يوجد �سعر 1

2

3

4

5

19

البغل: ذرية من ذكر الحمار واأنثى الح�سان

النوع

نتكلم نحن عن وجود اأكثر من مليون نوع حيواني يعي�س في وقتنا الحا�شر. ما معنى

كلمة "النوع"؟ كيف يمكننا تعريف ما يجعل ال�شيء "نوع"؟

من التعاريف ال�شائعة للنوع هي " مجموعة من اأفراد لها ت�شابه ملحوظ ولها القدرة على

التزاوج وتوليد ذرية خ�شبة". هل هذا التعريف يفي بالغر�س؟ هل ت�شتطيع التفكير بتعريف

اأف�شل؟

تعرف على اأمثلة من اأنواع الحيوانات التي في مقدورها التزاوج ولكنها تولد ن�شل عقيم. لماذا يكون الن�شل عقيم؟

قد يكون ذلك التعريف واف بالغر�س للكائنات الحية. ولكنه ل ي�شاعدنا التعريف عند التعامل مع الحفوريات اأو مع الكائنات التي تبقى منها فقط الهيكل العظمي اأو الجلد، اأو حتى مجرد عينة نباتية لورقة �شجر. ما هي المعلومات اأو

الخ�شائ�س الأخرى التي من الممكن ا�شتخدامها؟

الن�ساط الرابع

كلب الراعي االألماني

ابن اآوى االأ�س�د الذئب الدنغ� اال�سترالي

هناك اأع�شاء عديدة من ال�شللة الكلبية )الكلب( مثل ذئاب اأمريكا ال�شمالية واآ�شيا، وابن اآوى في اأفريقيا والدنغو في ا�شتراليا. تعرف على الأنواع المختلفة وار�شم توزعيها على خارطة العالم. ت�شتطيع الكلب الأليفة التزاوج مع كل اأع�شاء

الأجنا�س الكلبية هذه واإنتاج ذرية خ�شبة. هل يعني ذلك اأنهم من نف�س النوع، اأم علينا تعديل تعريف الأنواع؟

20

تتزاوج النباتات بين الأنواع المت�شابهة الأجنا�س لإنتاج نباتات متنوعة.

فالقمح يعتبر كمثال لمح�شول متعدد النوع في الأ�شل.

اأبحث في عملية تهجين القمح، وال�شبب في اأهمية ذلك للعلماء والمزارعين. ما هي الخ�شائ�س التي قد تكون متوفرة في نوعين مختلفين من النبات، وعند دمجهما بنوع واحد �شن�شتفيد من ذلك؟

تحدى نف�سكل العلماء المختلفون اأنظمة ت�شنيف المملكة 2، 3، 4، 5، 6. يف�ش

لماذا يختلف العلماء اأحيانا، ولماذا يختلفون بخ�شو�س عدد ت�شنيف الممالك؟

مراجعة الوحدة والتاأمل فيهااأبحث في م�شتعمرات البكتيريا و وحيدة الخلية. ما هي ال�شفات الم�شتركة بينهم، وما هي اأ�شنافهم وعملية •

تكيفهم؟لماذا يجب للأطباء واأطباء الأ�شنان تقليل اإعطاء الم�شادات الحيوية للمر�شى؟ •

ما هي الأدلة الأخرى المتوفرة للأ�شل الم�شترك للفقريات؟ •ما هي اأنظمة الت�شنيف التي كانت موجودة قبل الفترة التي جاء فيها العالم "لينيو�س"؟ •

ما هو "ليجر" - هجين الأ�شد والنمرة؟ ولماذا هو حيوان عقيم؟ •

216

الوحدة الثالثةالبكتيريــا

22

تركز هذه الوحدة على خليا البكتيريا وخليا في المخلوقات الحية. عليك مراعاة الحجوم الن�شبية لخليا البكتيريا والخليا المخلوقات الحية. عر�س كيفية اإمكان تعداد البكتيريا با�شتخدام تقنيات التخفيف، وكيف ي�شتخدم عداد خليا

الدم الحمراء. مراعاة كيفية انت�شار عدوى الوباء من المنظور التاريخي والمعا�شر قبل اأن تتاأمل في البكتيريا كمخلوقات حية مفيدة.

الن�شاط الأولاأبعاد الخاليا البكتيرية

الأهداف التعلمية للوحدةا. ي�شتك�شف الأبعاد الن�شبية لخليا مختلفة ن�شبة اإلى راأ�س القلم ولبع�شها بع�ش •

يفهم الحاجة اإلى اأعداد معينة من الخليا في �شياق طبي. •يتعرف على عملية تقنيات تعداد الخليا با�شتخدام تخفيف ال�شبغة. •

يبحث في الدللة التاريخية لوباء الطاعون ويطبق ما تعلمه على الأوبئة المعا�شرة. •يقارن بين تاأثير ارتفاع درجات الحرارة في البكتيريا المحبة للحرارة والخليا الب�شرية. •

ح كيف يمكن ا�شتخل�س المعادن النادرة با�شتخدام البكتيريا. يو�ش •ي�شف اأمثلة عن علقات التكافل بين البكتيريا ومخلوقات حية اأخرى. •

ي�شف عملية ت�شنيع الغاز الحيوي با�شتخدام البكتيريا. •يتاأمل في اأمثلة من البكتيريا المفيدة. •

حـول هـذه الوحـدة

23

اأبعاد الخاليا البكتيريةكانت معرفة النا�س قليلة عن تركيب البكتيريا والفيرو�شات اإلى اأن اخترع المجهر ال�شوئي المركب والمجهر الإلكتروني.

ومع ذلك فقد ا�شتفادت الب�شرية من البكتيريا لقرون عدة من غير اأن تدرك ذلك. فعودة الأملح المعدنية اإلى التربة من خلل عمليتي التحلل والتركيب �شوف لن تحدث بدون البكتيريا وغيرها من المخلوقات الحية المجهرية الأخرى.

ويقدر وجود 10 بليين )109 × 10( من الخليا البكتيرية في كل جرام اأو �شنتيمتر مكعب واحد من التربة. والبكتيريا �شغيرة جدا اإذ يتراوح قطرها بين 0.5 و10 ميكرونات.

اح�شب عدد البكتيريا التي يمكن اأن توجد متل�شقة على امتداد �شنتيمتر واحد من الم�شطرة. • ما عدد البكتيريا الذي يملأ مكعبا طول �شلعه �شنتيمتر مكعب واحد؟• ما مدى دقة الرقم عن وجود بليون خلية بكتيريا في جرام واحد من التربة؟•

توجد البكتيريا في كل مكان على �شطح الأر�س، با�شتثناء البيئات �شديدة البرودة مثل القارة المتجمدة الجنوبية والأماكن عالية الرتفاع كجبال الهمليا

ح�ساب اأعداد الخاليا

تحتوي الم�شتعمرات البكتيرية على عدد كبير من الخليا بحيث يكون اإح�شاوؤها اأمرا بالغ ال�شعوبة. وقد ا�شتخدم العلماء تقنية

تعرف با�شم التخفيف المت�شل�شل، و�شريحة مجهرية خا�شة ت�شمى عداد خليا الدم الحمراء haemocytometer )ت�شمى كذلك لأنها ت�شتخدم في عد خليا الدم الحمراء( لتكوين فكرة

دقيقة عن عدد الخليا التي توجد في م�شتعمرة بكتيرية، اأو محلول معلق.

تعرف كيف يبدو عداد خليا الدم الحمراء وكيف يعمل. لماذا يهتم الأطباء بمعرفة عدد خليا الدم الحمراء في دم ال�شخ�س؟

ولماذا يحتاجون اأحيانا اإلى معرفة عدد البكتيريا في م�شتعمرة اأو محلول معلق؟

كيف تف�سر �سبب عدم وج�د بكتيريا في القارة المتجمدة الجن�بية اأو في جبال الهماليا؟

الن�ساط الأول

الن�ساط الثاني

م�ستعمرات بكتيرية نامية على طبق اأجار

البكتيريا

24

110 .110 1100 0110 11000 00110 110000

1 1

0.1 0.01 0.001 0.00011

9 9 9 9

1 1

التخفيف المت�سل�سليقلل التخفيف المت�شل�شل عدد الخليا في المحلول المعلق في �شل�شلة من المراحل. وبهذه الطريقة ي�شهل ح�شاب عدد

الخليا في المحلول المعلق الأ�شلي. اأجر تخفيفا مت�شل�شل على النحو التالي، م�شتخدما �شبغة طعام اأو حبر.

افتر�س في هذه التجربة اأن التركيز الذي بداأت به ل�شبغة الطعام اأو الحبر هو 100 مل/ جزيء غرامي )تركيز المحلول الكامل القوة(.

ها من 1 اإلى 5. �شع 9 مل من ماء ال�شنبور في كل اأنبوب من اأنابيب الغليان ال�شتة، ورقم •�شع 1 مل من ال�شبغة اأو الحبر في الأنبوب1 ثم امزج. •

خذ 1 مل من الأنبوب 1 و�شعه في الأنبوب 2 وامزج. كرر هذه العملية بو�شع 1 مل من الأنبوب 2 في الأنبوب 3 •و 1 مل من الأنبوب 3 في الأنبوب 4 وهكذا.

اإذا كان الأنبوب 1 يحتوي على 10 مل/ جزيء غرامي من المحلول، فما التراكيز في الأنابيب الأخرى؟ �شترى اأنه حتى في حالة التراكيز المنخف�شة للغاية، ما زال يوجد بع�س اللون. اإذا وا�شلت عمليات التخفيف المت�شل�شل، فما

درجة انخفا�س التركيز التي عليك الو�شول اإليها قبل اأن يتل�شى اللون؟

لو كان هناك 10 مليين خلية بكتيرية في الأنبوب الأ�شلي )اأنبوب ال�شبغة اأو الحبر)، فكم يوجد في الأنبوب 5 ؟ ما عدد الأنابيب التي تحتاجها قبل اأن ينعدم وجود البكتيريا؟

با�شتخدام محلول معلق من خليا غير معروفة، كيف يمكنك الآن ا�شتخدام عداد خليا الدم الحمراء والتخفيف المت�شل�شل لتحديد عدد الخليا في المحلول؟

الن�ساط الثالث

25

اأبعاد خاليا مختلفةفي ما يلي اأنواع خليا من مخلوقات حية مختلفة.

جد اأبعاد كل خلية. ما اأوجه الت�شابه والختلف بين الخليا؟ كيف يوؤثر ذلك في حجمها؟

ار�شم على ورقة مربعا طول �شلعه 1 �شم. كم خلية من كل نوع من اأنواع الخليا يمكن و�شعها في هذا المربع؟

الن�ساط الرابع

بكتيريا اي�سير�سيبكتيريا �ستافيل�ك�ك�سبكتيريا �ستربت�ك�ك�س

خلية عمادية في ورقة نباتب�ي�سة ب�سريةخاليا دم حمراء ب�سرية

فطيرة الخميرةطحلب كل�ريال

And

rew

Syr

ed/S

cien

ce P

hoto

Lib

rary

Cla

ude

Nur

idsa

ny &

Mar

ie P

eren

nou/

Scie

nce

Phot

o Li

brar

y

26

الطاعونالطاعون يميل النا�س اإلى اعتبار "الطاعون" مر�س قديم وهو ال�شبب في "الموت الأ�شود" الذي اجتاح اأوروبا واآ�شيا من

729 - 752 هـ/ 1328 - 1351م. مع ذلك، فاإن المر�س ما يزال يوجد حتى اليوم على الرغم من التقدم في المجال الطبي الذي اأ�شهم في التقليل من عدد الوفيات اإلى حد كبير.

انت�شر الطاعون الرئوي في الأعوام الأخيرة في منطقة زيكيتان Ziketan في ال�شين، وت�شبب في وفاة �شخ�شين، كما عت مدينة عدد �شكانها 10000 ن�شمة باأكملها في الحجر ال�شحي. وفي �شيف عام 2009م طلبت الحكومة الليبية و�ش

م�شئول من منظمة ال�شحة العالمية WHO ل�شتق�شاء انت�شار محتمل للمر�س بالقرب من طبرق، وهي مدينة ذات ميناء بحري قريبة من الحدود الم�شرية. وقد �شجلت ثلث ع�شرة حالة، قد تكون مرتبطة بتزايد اأعداد الجرذان.

ر منظمة ال�شحة العالمية معلومات عن الحالت الم�شجلة، وتعد خرائط عالمية واإقليمية ووطنية للأمرا�س المعدية. توفكما واأن "مركز ال�شيطرة على الأمرا�س" قد وثق معلومات تف�شيلية عن مر�س الطاعون- ت�شتند الخريطة اأدناه اإلى

معلومات ماأخوذة من موقع المركز على �شبكة الإنترنت.

ما الفروق بين كل من الطاعون الرئوي وطاعون اإنتان الدم والطاعون الدبلي؟

ما البكتيريا التي ت�شبب الطاعون؟• ما اأعرا�س الأنواع المختلفة من الطاعون؟• كيف تتعامل ال�شلطات ال�شحية مع انت�شار وباء الطاعون اأو غيره من الأوبئة؟ • كيف يمكن اأن توؤثر و�شائط النقل الحديثة في انتقال المر�س؟• ما دور التلقيح �شد الطاعون في ال�شيطرة عليه؟•

ا بنتائج بحثك، وان�شره في مجلة الحائط في مدر�شتك. اكتب ملخ�ش

الن�ساط الخام�س

لت فيها حالت طاعون عند الإن�شان، 1390 – 1419 هـ / 1970 – 1998م. بلدان �شجبلدان �شجلت فيها حالت طاعون عند احليوانات.

انت�شار الطاعون يف العامل 1419هـ، 1998م

27

بة للحرارة البكتيريا المحبة للحرارة ت�شتطيع البكتيريا المحبة للحرارة Thermophilic البقاء على قيد الحياة في معظم البيئات، البكتيريا المح

حتى في الينابيع ال�شاخنة التي ت�شل درجة الحرارة فيها اإلى 80 مئوية. على �شبيل المثال، توجد البكتيريا من النوع Thermus aquaticus في الينابيع ال�شاخنة في اأنحاء العالم كله. وتمثل البكتيريا Thermus aquaticus م�شدر

PCR وهو اإنزيم حيوي في اإنجاز تفاعل بوليميريز المت�شل�شل ،Taq DNA polymerase بوليميريز DNA اإنزيم تاكفي علم الأحياء الجزيئي.

اإذا و�شعنا بع�س الخليا الب�شرية في درجة حرارة تتجاوز 70 درجة مئوية، فماذا يمكن اأن يحدث داخل الخليا؟• كيف ت�شتطيع البكتيريا Thermus aquaticus البقاء على قيد الحياة في الينابيع ال�شاخنة؟• لماذا يعد تفاعل بوليميريز بالغ الأهمية في مجال علم الأحياء الجزيئي؟ • لماذا يعد اإنزيم تاك DNA بوليميريز بالغ الأهمية لتفاعل بوليميريز المت�شل�شل؟•

ح�شل العالم كاري بي مولي�س Kary B. Mullis )ولد في 1363هـ / 1944م( على جائزة نوبل للكيمياءلعام 1414 هـ /1993م لكت�شافه تفاعل بوليميريز المت�شل�شل. زر موقع جائزة نوبل Nobel Prize على الإنترنت، واقراأ

عن عمل هذا العالم.

اكتب مقال يو�شح اأهمية عمل مولي�س عن تفاعل بوليميريز المت�شل�شل.

ا�ستخال�س المعادنتوجد بكتيريا Thiobacillus ferrooxidans في نفايات المعدن الخام وتبقى على قيد الحياة في الظروف الحم�شية المظلمة، وهي تعتمد على البناء الكيميائي في تغذيتها، ويمكنها اأك�شدة كبريتيد النحا�س اإلى كبريتات، والحديديك اإلى

حديدوز.

كيف يمكن اأن يكون هذان التفاعلن مفيدين؟ • ماذا يعني قولنا: مخلوق حي يعتمد على البناء الكيميائي في تغذيته؟ • كيف يح�شل هذا المخلوق على الطاقة لبقائه؟• ابحث في التعدين البكتيري.•

الن�ساط ال�ساد�س

الن�ساط ال�سابع

عالم الأحياء الدقيقة الأميركي توم بروك، الذي ،Thermus aquaticus اكت�شف البكتيريا

ياأخذ عينة من نبع حار

Pete

r Men

zel/S

cien

ce P

hoto

Lib

rary

ت�شاعف تاك DNA بوليميريز

Dr T

im E

vans

/Sci

ence

Pho

to L

ibra

ry

28

التكافل والبكتيريا

تثبيت النتروجينل اإلى نترات عن طريق اإن تثبيت النتروجين هي عملية حيوية تتمثل في تحويل غاز النتروجين الخامل اإلى اأمونيا تحوبكتيريا التربة. والنترات م�شدر مهم للنتروجين الذي تحتاجه النباتات؛ لذا فاإن لهذه العملية اأهمية خا�شة للمزارعين.

يتم تكوين الأمونيا �شناعيا من خلل عملية هابر Haber، ويتكون بع�شها الآخر طبيعيا

عن طريق التفريغ الكهربائي في البرق.

ت�شتطيع بع�س اأنواع البكتيريا تحويل النتروجين اإلى اأمونيا، ومن ذلك اأنواع

الجن�س رايزوبيوم Rhizobium التي تعي�س في التربة. عندما تنبت بذور النباتات

البقولية تفرز ال�شعيرات الجذرية مركبا يجذب بكتيريا رايزوبيوم. وتدخل هذه

البكتيريا الجذور؛ حيث تت�شاعف وتكون عقدا غير منتظمة ال�شكل هناك.

بكتيريا للمعالجة الأحيائيةت�شنع المتفجرات لل�شتخدامات الع�شكرية وال�شناعية على حد �شواء، مما اأدى اإلى تلوث مناطق وا�شعة من الأرا�شي

بمخلفات ت�شنيعها وتخزينها وا�شتخدامها والتخل�س منها. ولما كانت تكاليف التخل�س من هذه المخلفات هائلة، فاإن المعالجة الأحيائية با�شتخدام البكتيريا يمكن اأن تكون مفيدة للغاية.

وقد وجد في الأعوام الأخيرة اأن لدى العديد من اأنواع البكتيريا ن�شاط الإنزيم المختزل لمجموعة النترو، مما يجعلها قادرة على تحطيم متفجرات مثل مادة تي اإن تي TNT اأو الديناميت )2، 4، 6 - ثالث نيترو التولوين(.

ما التركيب الكيميائي لمادة تي اإن تي؟ • ة؟ • ر هذه المادة بقو لماذا تتفجلماذا ل تتحلل تلقائيا؟•

تاأمل العديد من ال�شركات اأن توفر التكنولوجيا الحيوية والمعالجة الجينية اإمكانية تكوين �شللت جديدة من البكتيريا للم�شاعدة في حل هذه الم�شكلة.

ا�شتخدم الإنترنت للبحث في هذا المو�شوع.

ل اإليها لتقدمه اإلى الجهات الر�شمية اكتب تقريرا عن النتائج التي تتو�شذات العلقة بالق�شايا البيئية. ا�شتخدم برنامج عر�س على حا�شوبك لإعداد

التقرير.

الن�ساط الثامن

العقد على جذور نبات البازال

Hug

h Sp

ence

r/Sc

ienc

e Ph

oto

Libr

ary

29

تحول البكتيريا النتروجين اإلى اأمونيا با�شتخدام اإنزيم نتروجينيز Nitrogenase. ثم تتحد الأمونيا بالحمو�س الع�شوية ا اأمينية. واإنزيم نتروجينيز ح�شا�س جدا للأك�شجين. ولمنع تلف الإنزيم تفرز جذور النباتات البقولية لتكون حمو�ش

بروتين ليغيموغلوبين leghaemoglobin الذي يحيط بالبكتيريا ويحميها.

في نهاية ف�شل النمو، وعندما تموت البقوليات، تتحلل العقد ثم تطلق البكتيريا والمركبات المحتوية على النتروجين.

ما البقوليات؟ اكتب قائمة باأمثلة عن المحا�شيل الزراعية.• ما المجموعة الرئي�شة من الجزيئات الكبيرة التي تتكون من الحمو�س الأمينية؟• ما وظيفة الهيموغلوبين في ج�شم الإن�شان؟ قارنها بوظيفة ليغيموغلوبين.• غالبا ما تكون العقد ملونة لوجود ليغيموغلوبين. بالتفكير في لون الهيموغلوبين، ما تتوقع ان يكون لون •

الليغيموغلوبين.ماذا ي�شتفيد المزارعون من انطلق البكتيريا والمركبات المحتوية على النتروجين؟• ما اأهمية البقوليات في الدورة الزراعية؟•

اكتب تقريرا عن اأهمية البقوليات للمزارعين.

ح تكون العقد الجذرية لنبات بقولي. ماذا �شتحتاج؟ ما الذي يجب اأن ت�شتخدمه ل�شمان تكون العقد م تجربة تو�ش م �شالجذرية؟

المخلوقات الحية المتكافلةاأتاحت التطورات التكنولوجية الحديثة للعلماء ا�شتك�شاف

مجالت غير معروفة ن�شبيا من المحيط الحيوي. فقد اأ�شبحوا قادرين على درا�شة قاع البحر على عمق اأكبر من ذي قبل

با�شتخدام مركبات يتم التحكم فيها عن بعد

تت�شرب ال�شوائل المحتوية غالبا على الميثان اأو الكبريتيد من ا في هذه الأعماق مخلوقات ال�شقوق في قاع البحر. وتوجد اأي�ش

حية متخ�ش�شة جدا. وقد وجد العلماء على نحو خا�س اأنواعا من المحار تعي�س معي�شة تكافلية مع البكتيريا.

تثبت قدم المحار الع�شلية في قاع البحر؛ حيث تمت�س كبريتيد الهيدروجين الذي تكونه البكتيريا هنا. ويحمل كبريتيد

الهيدروجين في دم المحار اإلى خيا�شيمه؛ حيث تعي�س البكتيريا التكافلية. وت�شتخدم هذه

البكتيريا الطاقة المخزنة في روابط كبريتيد الهيدروجين وثاني اأك�شيد الكربون المذاب ل�شنع ال�شكر، الذي يح�شل المحار بدوره على بع�س منه.

ابحث عن مزيد من علقات تكافل ت�شترك فيها البكتيريا )على �شبيل المثال، النمل الأبي�س، والمن، وحبار هاواي(. ابحث عن اأمثلة خا�شة غير عادية.

غ�ا�سة يتم التحكم فيها عن بعد ت�ستك�سف قاع البحر

اأك�ام النمل االأبي�س في ا�ستراليا

Ale

xis R

osen

feld

/Sci

ence

Pho

to L

ibra

ry

30

الن�ساط التا�سعطاقة من الف�سالت الحيوانية

يوجد اهتمام كبير في اأنحاء كثيرة من العالم باإنتاج الطاقة من الف�شلت الحيوانية على �شكل غاز الميثان؛ فقطيع مكون من 30 راأ�شا من الأبقار ينتج طنا واحدا من البراز في كل يوم. يوجد في العالم اليوم بليون بقرة تقريبا.

ما مقدار الف�شلت من هذه يوميا و�شنويا؟• لماذا لم تطمر الأر�س تحت جبال الف�شلت الحيوانية؟• ماذا يحدث لهذه الف�شلت حاليا؟• ماذا يحدث لغاز الميثان المتكون؟• ما اأثر هذا الغاز في ظاهرة الحتبا�س الحراري؟•

من �شمن البلدان التي اأقامت مولدات تعمل بالغاز الحيوي هي المملكة المتحدة واألمانيا والهند.

م�سنع تجهيز غاز الميثان

تخيل انك مخترع تهتم بم�شادر الطاقة البديلة المتجددة ، وترغب في ت�شميم محطة معالجة ل�شتخراج غاز الميثان من الف�شلت الحيوانية.

ابحث في المخلوقات الحية المختلفة التي تحلل الروث.• من معلوماتك عن عملية التحلل، ما العوامل التي �شتحتاج لأخذها بنظر العتبار؟• كيف �شتح�شل على الف�شلت الحيوانية لم�شنعك؟ • كيف �شتجمع غاز الميثان الناتج؟• كيف يمكنك تحويل هذا الغاز اإلى كهرباء؟• م م�شروعا تجريبيا م�شغرا لإثبات جدوى خططك. • �شماأنتج وقدم ت�شميم لم�شنع تجهيز غاز الميثان.•

قدم م�شروعك التجريبي والت�شميم الكامل كما لو كنت �شتقدمهما اإلى جهات داعمة ماليا.

كيف يرتبط هذا العمل مع الحترار العالمي وحرق الوقود الحفوري؟

محطة غاز طبيعي

31

الن�ساط العا�سرالبكتيريا - جيدة اأم �سيئة؟

تعلمت الب�شرية الإفادة من العديد من اأنواع البكتيريا بطريقة اإيجابية، ويوجد في البيئة اأعداد هائلة من البكتيريا المفيدة والنافعة.

كيف ت�شتخدم البكتيريا في ت�شنيع اللبن والجبن؟• ما الدور الذي تلعبه البكتيريا في اإعادة تدوير المواد الع�شوية الميتة؟• ما الدور الذي تلعبه في دورات المعادن؟•

ا للإن�شان والحيوانات واأن ا اأن ت�شبب اأمرا�ش ومع ذلك، يمكن للبكتيريا اأي�شتتلف الأغذية وتلحق اأ�شرارا بالمحا�شيل الزراعية.

• ما الأمرا�س التي ت�شببها هذه البكتيريا؟ • وما اأعرا�شها؟ • وكيف تنت�شر؟• وكيف يمكن معالجتها؟

در�شت في الأن�شطة ال�شابقة اأنواعا مختلفة من البكتيريا التي توؤثر في حياة الإن�شان بطرق متنوعة. ناق�س ذلك مع زملئك وابحث في العنوان "البكتيريا - جيدة اأم �شيئة؟". قدم ما تتو�شلون اإليه على �شكل مل�شق يعر�س في المدر�شة.

Bacillus anthracis بكتيريا murium بكتيريا Salmonella typhi

Mycobacterium بكتيرياtuberculosis

A. D

owse

tt, H

ealth

Pro

tect

ion

Age

ncy/

Scie

nce

Phot

o Li

brar

y

تحدى نف�سكهل يجب على �شركات الدواء بذل جهد اأكبر في اكت�شاف م�شادات حيوية جديدة؟ واإذا وجدت هذه الم�شادات، فكيف يجب

اأن ت�شتخدم؟

مراجعة الوحدة والتاأمل فيها• ما دللة وباء الإنفلونزا الإ�شبانية بين عامي 1918 و1920م؟ وما علقتها باإنفلونزا الطيور المعا�شرة؟هل تعتمد �شل�شل الغذاء جميعها على النباتات الخ�شراء؟• هل يمكن اأن توجد حياة على الأر�س من غير البكتيريا؟•

322816

الوحدة الرابعةالطالئعيات

33

الطحالب وعملية البناء ال�سوئي الطحالب اأمثلة على الطلئعيات ال�شبيهة بالنبات. وال�شبيروجيرا

Spirogyra نوع من الطحالب يتبع لق�شم الطحالب الخ�شراء، يت�شف بانتظام خلياه في خيوط طويلة. تحتوي كل خلية على

بل�شتيدة خ�شراء حلزونية ال�شكل. في تجربة �شهيرة، ا�شتخدم Theodor Engelmann عالم النبات الألماني ثيودور اإنغلمان

ال�شبيروجيرا لإثبات اأن البل�شتيدات الخ�شراء هي مركز عملية البناء ال�شوئي.

ا�شتخدم اإنغلمان في عام 1298هـ /1881م مجهرا �شوئيا مركبا، و�شريحة تحتوي على �شبيروجيرا في قطرة ماء. واأ�شاف اإليها

،Pseudomonas بع�س خليا البكتيريا المتحركةوهي بكتيريا هوائية اإجبارية )تحتاج اإلى

الأك�شجين للتنف�س(. وقد كانت البكتيريا في الظلم غير قادرة على الحركة في الماء. ثم اأ�شعل اإنغلمان

ال�شوء.

ما العملية التي �شتبداأ في خليا ال�شبيروجيرا • عند اإ�شعال ال�شوء؟

ما المادة التي �شتنتج؟• ما تاأثير هذا في بكتيريا Pseudomonas؟•

تركز هذه الوحدة على الطلئعيات وبالأخ�س على الطحالب والأوليات المتطفلة. �شي�شتك�شف الطلب اأعمال اإنغلمان، ا بيانات ثانوية حول طحلب pleurococcus ويف�شرونها، وي�شتنتجون ويحللون اكت�شافاته واأهميتها، ويحللون اأي�ش

الظروف المنا�شبة لها. �شيدر�س الطلب بعد ذلك تاأثيرات الأوليات المتطفلة من خلل مر�س النوم والملريا، ويتاأملون في اأهمية العلجات الطبيعية في مقاومة الأمرا�س.

الن�شاط الأولاأبعاد الخاليا البكتيرية

الأهداف التعلمية للوحدةيعيد اإجراء اأبحاث العالم اإنغلمان في عملية البناء ال�شوئي وي�شتك�شف ا�شتنتاجاته. • ي�شتك�شف بيانات عن توزيع طحلب pleurococcus ويف�شرها.• يبحث في اأ�شباب مر�س النوم وتاأثيراته وانتقاله ومقاومته. • ي�شتك�شف �شبب الملريا، وتوزيعها، ويحلل بيانات حول معدلت الإ�شابة بها.• �سرح اأهمية العالجات الطبيعية في مكافحة الأمرا�س. •

الن�ساط الأول

Cla

ude

Nur

idsa

ny &

Mar

ie P

eren

nou/

Scie

nce

Phot

o Li

brar

y

ال�سبيروجيرا – الحظ المظهر الحلزوني للبال�ستيدات الخ�سراء

ملحظة: تتجمع البكتيريا في المناطق الأقرب

للبل�شتيدات الخ�شراء.

ال�شتنتاج: ينتج الأك�شجين بو�شاطة

البل�شتيدات الخ�شراء. وهي موقع حدوث عملية

البناء ال�شوئي.

الطالئعيات

حـول هـذه الوحـدة

33

Thisunitfocusesonprotistswiththeemphasisonalgaeandparasiticprotozoa.YouwillexploretheworkofEngelmannandanalysehisfindingsandtheirsignificance.Youwillalsoanalyseandinterpretsecondarydataaboutpleurococcus,drawconclusionsitspreferredconditions.Youthenstudytheeffectsofparasiticprotistsinthecontextofsleepingsicknessandmalariaandconsiderthesignificanceofnaturalremediesincombating disease.

Activity1All wrapped up

Unit learning objectives•TorecreateEngelmann’sresearchintophotosynthesisandexplorehisconclusions

•Toexploreandinterpretdataaboutthedistributionofpleurococcus

•Toresearchthecauses,effects,transmissionandcontrolofsleepingsickness

•Toexplorethecauseofmalaria,itsdistributionandanalysedataaboutinfectionrates

•Toexplainthesignificanceofnaturalremediesincombatingdisease.

Activity 1

Algae and photosynthesis

Algaeareexamplesofplant-likeprotists.SpirogyraisamemberofthedivisionChlorophyta(greenalgae),characterisedbyitsarrangementinlongfilaments.Eachcell contains a spiral chloroplast.

Inafamousexperiment,theGermanbotanistTheodorEngelmann used Spirogyra to demonstrate that chloroplastswerethesiteofphotosynthesis.

In1298AH/1881AD,Engelmannsetupacompoundmicroscope with a slide containing Spirogyra in water. Headdedsomecellsofthemotilebacterium Pseudomonas,whichisanobligateaerobe(itneeds oxygentorespire).Inthedarkthebacteria were immobile in the water. Engelmann then turned the light on.

•WhatprocesswouldbeginintheSpirogyra cells when the light is turned on?

•Whatsubstancewouldbeproduced?

•WhateffectwouldthishaveonthePseudomonas?

Claude Nuridsany & Marie Perennou/Science Photo Library

Spirogyra – note the spiral appearance of the chloroplasts

prism

light

spiral chloroplast

aerotactic bacteriaSpirogyra cell

400500600700

wavelength of light (nm)

white light

observation: the bacteria accumulate in the regions nearest the chloroplast

conclusion:oxygenis produced by the chloroplast. This is the siteofphotosynthesis

Protists

About this unit

34

تو�شع اإنغلمان في هذا العمل با�شتخدام مجهر معدل يحتوي على من�شور؛ حيث �شطر ال�شوء اإلى األوان الطيف

المرئي المختلفة ووجهها اإلى ال�شريحة المجهرية.

المخلوق الحي المنجذب هوائيا هو الذي يتحرك باتجاه الهواء اأو الأك�شجين اأو بعيدا عنهما. لحظ النتائج في

الر�شم التو�شيحي. كيف تف�شرها؟

ابحث عن اإنغلمان واإ�شهاماته في فهمنا لعملية البناء وئي. قد يمكنك م�شاهدة �شرائح مجهرية لل�شبيروجيرا، ال�ش

التقط �شورا رقمية لها لإثراء عملك.

400 500 600 700

الن�ساط الثاني

الطحالب والبيئةتمثل طحالب Pleurococcus جن�شا �شائعا جدا من الطحالب غير المتحركة التي تتبع اإلى ق�شم الطحالب الخ�شراء.

ويمكن ا�شتخدامها لتو�شيح الظروف البيئية التي تف�شلها هذه المخلوقات الحية ب�شيطة التركيب. وهي تعي�س غالبا على جذوع الأ�شجار.

في تجربة على هذه الطحالب، ربط العلماء خيطا اأفقيا حول جذع �شجرة ينت�شب عموديا، ثم قا�شوا كثافة طحالب Pleurococcus الموجودة على ق�شرة ال�شجرة التي تتباعد بحدود 10�شم عن بع�شها وعلى امتداد الخيط. ثم ربطوا اأكوابا

من البل�شتيك بالخيط على م�شافات منتظمة، وا�شتخدموا وعاء بل�شتكيا مقطوعا ليكون بمثابة اأخدود يمتد من ق�شرة ال�شجرة اإلى داخل الأكواب.

بعد فترة من �شقوط الأمطار، جمع ماء المطر المن�شاب الذي يحتوي على طحالب Pleurococcus من الوعاء المقطوع. يو�شح الجدول التالي البيانات الم�شتقاة من ال�شتق�شائين:

Pleurococcus

طحالب Pleurococcus على �شجرة طحالب Pleurococcus تحت المجهر

35

عبر عن هذه البيانات بر�شمين بيانيين بالأعمدة مو�شحا:كثافة الطحالب تبعا لمكانها حول الجذع. • كمية المطر المن�شاب تبعا للمكان حول الجذع•

كيف يمكنك تقدير كثافة الطحالب في الأماكن المختلفة حول الجذع؟

ماذا ت�شتنتج من الر�شمين البيانيين عن الظروف البيئية التي تف�شلها طحالب Pleurococcus؟

Pleurococcus

الن�ساط الثالثمر�س النوم

من الأوليات المتطفلة المهمة تريبانو�شوما Trypanosoma gambiense )الذي يتبع ل�شعبة ال�شوطيات Zoomastigophora ( وهو ي�شبب "مر�س النوم" للحيوانات والإن�شان.

ابحث عن اأعرا�س مر�س النوم وكيفية انت�شاره.

ا للمر�س، وبدل ذلك فاإنها يمكن للحيوانات الإفريقية الأ�شلية مثل الظباء التقاط الطفيل، لكنها ل تظهر ن�شبيا اأعرا�شتعمل ب�شفتها م�شيفة للطفيل.

كيف توؤدي معي�شة الطفيل في الظباء اإلى �شعوبة ال�شيطرة على المر�س؟• لماذا ت�شعب تربية الحيوانات الأليفة كالما�شية في المناطق التي توجد فيها حيوانات برية؟• ما تاأثير هذا المر�س في اقت�شاديات المنطقة؟ فكر في ال�شكان وحيواناتهم.•

اكتب تقريرا عن النتائج التي �شوف تتو�شل اإليها، مو�شحا فيه اأعرا�س مر�س النوم وانت�شاره وتاأثيراته.

التريبان��س�ما في الدم �سخ�س يعاني من مر�س الن�م

A. C

rum

p, T

DR,

Wor

ld H

eath

Org

anisa

tion/

Scie

nce

Phot

o Li

brar

y

Mic

hael

Abb

ey/S

cien

ce P

hoto

Lib

rary

130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10

0 0 1 4 4 5 2 4 5 4 3 1 1

1 1 1 3 7 7 1 4 4 4 3 0 0

36

توزيع المالرياالملريا مر�س ي�شببه المخلوق الأولي المتطفل بلزموديوم

. Plasmodium

ي�شبب البلزموديوم المر�س والوفاة في العديد من اأنحاء العالم. وهو ينتقل في لعاب البعو�شة عندما تلدغ الإن�شان لتتغذى على

دمه، فينقل المر�س من �شخ�س اإلى اآخر.

الن�ساط الرابع

تنت�شر الملريا بو�شاطة اأربعة اأنواع مختلفة من البلزموديوم .)Apicomplexa تتبع ل�شعبة اأبيكومبلك�شا(

ما اأ�شماء هذه الأنواع الأربعة؟ • هل ت�شترك هذه الأنواع جميعها في اأعرا�س المر�س ودورة •

الحياة؟اإذا وجدت اختلفات، فما �شببها؟• ما اأنواع البعو�س الناقلة للطفيليات؟• لماذا اأن اإناث البعو�س فقط تنقل هذه الملريا؟•

تو�شح خريطة منظمة ال�شحة العالمية التالية توزيع الملريا في اأنحاء العالم.

ر في: المناخ، و�شهولة العدوى، وو�شائل النقل، وعدد ال�شكان في مختلف المناطق. ما العوامل المرتبطة بهذا التوزيع؟ فك

ناق�س اأفكارك مع اأفراد مجموعتك، واعر�شها على �شكل مل�شق اأو على �شكل تقديمي لل�شف.

انت�شار الملريا في العالم، 1429هـ/ 2008م

Plasmodium طفيليات البلزموديومداخل خليا الدم الحمراء

Cec

il H

. Fox

/Sci

ence

Pho

to L

ibra

ry

37

تحليل بيانات عن المالريا

يو�شح الر�شم البياني التالي حالت الملريا في منطقة اإقليم �شرق المتو�شط خلل الفترة 1417-1427هـ /1997-2006م.

للوهلة الأولى، تبدو الأرقام منخف�شة جدا.

افتر�س اأن �شكان المملكة العربية ال�شعودية على وجه التقريب 25 مليون ن�شمة تقريبا.

ماذا كان معدل الإ�شابة بالملريا في المملكة العربية ال�شعودية في عام1427هـ / 2006م، مقارنة بالعام • 1420هـ/1999م؟

ما الذي �شبب هذا التغير في عدد حالت الملريا؟•

الدول ذات العبء المرتفع

ت�شنف منظمة ال�شحة العالمية بع�س الدول با�شم دول "العبء المرتفع" لمكافحة الملريا. ما راأيك في هذا الم�شطلح؟ هل يعزى ذلك فقط اإلى عدد الحالت الم�شجلة، اأم

ب�شبب وجود عوامل اأخرى مهمة؟

ت�شم الدول الأفريقية التي تو�شف باأنها ذات العبء المرتفع كل من اإثيوبيا،وغانا، ومالي، والنيجر. اإن بيانات هذه الدول متاحة في تقرير الملريا العالمي لعام

2008م. انظر اإلى هذا التقرير بتف�شيل اأكثر، وحدد اأرقاما عن عدد حالت الإ�شابة بالملريا، والوفيات التي اأبلغ عنها في دول من قارات مختلفة.

1997

0 0

0.002

0.004

0.006

0.008

0.01

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006

الن�ساط الخام�س

شمة ن�

1000

كل ت ل

الحل

دد اع

يا(شور

و�رب

ملغ)ا

شمة ن�

1000

كل ت ل

الحل

دد اع

ن(يرا

واإان

عمة و

ودي�شع

ة الربي

العكة

ململ)ا

اململكة العربية ال�شعوديةاملغرب

عماناإيران

�شوريا

38

في اإثيوبيا كانت ذروة عدد حالت الملريا في عام 1425هـ/ 2004م؛ حيث و�شل اإلى 200 حالة لكل األف من ال�شكان في الحالت التي تم الإبلغ عنها.

ما عدد الأ�شخا�س الذين تمثلهم هذه الن�شبة؟ كرر ذلك مع الدول الأخرى التي اخترتها.• ما عدد الوفيات؟• لماذا توجد ن�شب مرتفعة في بع�س الدول ولي�س جميعها؟• تتزايد حالت الإ�شابة بمر�س الملريا في بع�س الدول بالرغم من محاولت العلج ومكافحة الح�شرات. ما اأ�شباب •

ذلك؟

م�سكلة المالريا في اأفريقيا

تظهر هذه ال�شورة قرية في زامبيا، تقع على بعد �شاعتين تقريبا بال�شيارة اإلى ال�شمال من العا�شمة لو�شاكا. تبدو القرية جافة جدا، ومع ذلك يوجد ارتفاع في معدلت الإ�شابة بالملريا في القرية.

ما الذي يجب اأن يكون موجودا اأو اأن يح�شل هناك ول نراه في ال�شورة لكي ت�شبح الملريا م�شكلة؟اكتب مقالة لمجلة الحائط في المدر�شة، اأو لإحدى ال�شحف ت�شف فيها م�شكلة الملريا في اأفريقيا اليوم. ا�شتخدم ال�شور

لإثراء مقالتك.

الحياة بج�ار نهر في اإثي�بيا

39

الن�ساط ال�ساد�سعالجات المالريا والمقاومة

اكت�ساف الكينين

في عام 1048هـ/ 1638م اأ�شيبت كونت�س ت�شينكون Chinchon، زوجة نائب الملك الإ�شباني في بيرو بوعكة �شحية بمر�س الملريا، وقد ا�شت�شار زوجها طبيب البلط الذي اقترح وهو في حالة ياأ�س، اأن يجربوا علجا كان ي�شتخدمه ال�شكان الأ�شليون في جبال الأنديز، على نطاق وا�شع، وهو لحاء �شجرة الكينا quinquina. وقد �شفيت هذه ال�شيدة ي جن�س هذه ال�شجرة با�شم Cinchona، والمادة الفعالة فيها با�شم كينين بعد تناولها العلج. وتكريما لل�شيدة، �شمquinine. وقد اأخذت هذه ال�شيدة لحاء ال�شجرة اإلى اإ�شبانيا، ومنذ ذلك الحين بداأ ا�شتخدام الكينين في علج حالت

الملريا في اأوروبا.

للأ�شف، وعلى مر ال�شنين اأ�شبحت اأنواع البلزموديوم الم�شببة للملريا مقاومة ل�شتخدام الكينين. ومن ثم اأ�شبح المركب اأقل فاعلية كعلج. ومنذ بداية الثمانينيات من القرن الما�شي كان عقار كلوروكوين Chloroquine هو الأكثر

ا. ومن اأحدث التطورات ا�شتخداما، وعلى نطاق وا�شع. لكن التقارير اأخذت ت�شير اإلى مقاومة البلزموديوم لهذا العقار اأي�ش.artemisinin في علج الملريا ا�شتخدام العقار اأرتمي�شينين

اكت�ساف عقار اأرتمي�سينين

بداأت ق�شة اأرتمي�شينين في ال�شين في اأواخرعام 1380هـ / 1960 م.

بداأت الحكومة ال�شينية في درا�شة النباتات الم�شتخدمة في الطب ال�شيني التقليدي بهدف اإيجاد عقار جديد م�شاد للملريا. وكانت ع�شبة Artemisia annua واحدة من مئات الأنواع المذكورة في

د�شتور الأدوية ال�شينية للنظر فيها. ووفقا لهذا الد�شتور، فاإن النبات مبرد في طبيعته وي�شتخدم لعلج حالت "ارتفاع درجة حرارة الج�شم".

وقد اأورد التقرير الأول عن ا�شتخدام هذا النبات، الذي ن�شر في عام 1004هـ / 1596م، فائدته في معالجة نوبات الحرارة والق�شعريرة

المرتبطة بمر�س الحمى المتقطعة.

ووفقا لد�شاتير الأدوية القديمة، تو�شع حزمة واحدة من اأوراق النبات التي جمعت في الربيع اأو ال�شيف في الماء ال�شاخن، وت�شحق بيد الهاون

ل�شتخل�س زيوتها. ويعرف الآن اأن المادة الفعالة اأرتمي�شينين تكون اأكثر تركيزا في الزيت.

لم يلحظ العلماء ال�شينيون اأية تاأثيرات مفيدة عندما كونوا م�شتخل�شات الماء ال�شاخن من هذا النبات، لكن

الم�شتخل�شات الباردة اأظهرت فعالية م�شجعة. ولم يم�س وقت طويل قبل اأن يعزل اأرتمي�شينين ويحلل.

Scot

t Ba

uer/

US

Dep

artm

ent o

f Agr

icul

ture

/Sci

ence

Pho

to L

ibra

ry

Artemisia annua

عقاقير �سينية تقليدية

40

وعندما اختبر الم�شتخل�س على اأفراد الجي�س ال�شيني الم�شابين بالملريا، اأظهر نتائج ممتازة في المر�شى جميعهم تقريبا. ولم تظهر اأية اآثار جانبية وا�شحة. والأهم من ذلك، اأن اأرتمي�شينين كان فعال تماما في معالجة الملريا

المقاومة للكلوروكوين.

ما م�شادر العقارين؟ وكيف اكت�شفا؟• لماذا اتجه العلماء اإلى العقاقير التقليدية في بحثهم عن اأدوية جديدة؟ • ما الأدلة على فعالية هذه العقاقير؟• اذكر اأدوية اأخرى تم تطويرها من علجات تقليدية؟ • لماذا ي�شبح البلزموديوم Plasmodium مقاوما للعقاقير اأحيانا؟• ما اأهمية المحافظة على المواطن اأو البيئات النباتية الطبيعية غير المعروفة ن�شبيا، مثل الغابات المطرية في •

مكافحة اأمرا�س كالملريا؟

البحث عن عقاقير جديدة

لقد تم تطوير كينين واأرتمي�شينين من مواد طبيعية، لكن �شركات الأدوية تنفق اليوم مبالغ طائلة في البحث عن عقاقير جديدة. يجادل بع�س النا�س في اأنه ل يبذل جهد كاف لمكافحة اأمرا�س مثل الملريا والتي توؤثر ب�شورة رئي�شة في

الدول الفقيرة، في حين تنفق اأموال اأكثر لتطوير اأدوية لمعالجة اأمرا�س الدول الغنية.

هل يجب اإجراء الأبحاث في مجال العقاقير الجديدة من قبل �شركات القطاع الخا�س، اأم من خلل تمويل الموؤ�ش�شات • الحكومية لهذه الأبحاث؟

ما المراحل التي يجب اأن يمر بها العقار الجديد قبل اأن ي�شبح اآمنا كدواء للنا�س؟• لماذا تتردد �شركات الأدوية في اإنفاق اأموال كثيرة لتطوير عقاقير م�شادة للملريا؟• هل �شيكون اللقاح علجا اأف�شل للملريا؟• لماذا ل توجد لقاحات �شد البلزموديوم؟•

41

تحدى نف�سككون ق�شية لحماية الغابات ال�شتوائية المطيرة اعتمادا على تنوعها الحيوي واحتمالية اكت�شاف علجات طبيعية في

الم�شتقبل.

مراجعة الوحدة والتاأمل فيها• ما بع�س الأمرا�س الأخرى التي ت�شببها الأوليات، وما تاأثيراتها؟• لو كان مر�س النوم والملريا �شائعين في اأوروبا واأميركا ال�شمالية، فكيف يحتمل اأن تكون اأ�شاليب

المعالجة اأف�شل؟لو كانت الطلئعيات تتكاثر لجن�شيا، فكيف �شيكون تطورها؟• • اأي بيانات اأكثر فائدة في مقاومة المر�س؟ وما اأهميتها؟

42385

الوحدة الخام�سةالنباتات

43

الأهداف التعلمية للوحدةتفهم الدور الحيوي للنباتات في الحفاظ على غلف جوي م�شتقر.• يقدر الم�شكلت التي يواجهها المجتمع المعا�شر؛ فيما يتعلق باإنتاج المحا�شيل.• يتعرف كيف ي�شتخدم الإن�شان النباتات في �شنع الثياب.• يتعرف كيف تدافع النباتات عن نف�شها �شد الفترا�س، وكيف ي�شتفيد الطب الحديث من ذلك.• يعرف كيف اأ�شهمت منتجات النباتات في التجارة على مر التاريخ.•

الن�ساط الأول

النباتات كمزود لالأك�سجين

قد تكون عملية البناء ال�شوئي في النباتات العملية الأهم على كوكب الأر�س. فمن خلل البناء ال�شوئي، تحول النباتات المركبات غير الع�شوية الب�شيطة وثاني اأك�شيد الكربون والماء اإلى مركب ع�شوي وهو الجلوكوز، مطلقة الأك�شجين كناتج

ثانوي. وبذلك تزود هذه العملية الإن�شان والحيوانات بالغذاء والأك�شجين ال�شروريين للحياة.

ماذا �سيحدث دون وجود عملية البناء ال�سوئي؟

فكر في الأ�شئلة التالية:

اإلى متى تعتقد اأننا �شنظل اأحياء اإذا توقفت النباتات فجاأة عن القيام بعملية البناء ال�شوئي؟• كيف ح�شبت ذلك؟ وما المتغيرات التي �شتحتاج اإليها في ح�شاباتك؟• هل �شتختفي اأ�شكال الحياة كافة؟ • واأيها �شيبقى على الأغلب، ولماذا؟•

النباتات

حـول هـذه الوحـدة

44

اح�شب ا�شتهلكك اليومي من الأك�شجين، بافترا�س اأنك تاأخذ مع كل �شهيق 500 �شم3 من الهواء تقريبا. اإذا علمت اأن نبتة "كابومبا" المائية طولها 10 �شم، تنتج 1 �شم3 من الأك�شجين تقريبا خلل دقيقة واحدة، عند تعر�شها اإلى م�شدر �شوئي

قوي، فكم نبتة كابومبا تحتاج اإليها لتوفير حاجتك اليومية من الأك�شجين؟

ا�ستيطان القمر

قبل 20 �شنة فقط، اأقيم في ولية اأريزونا الأميركية مركز بحث اأطلق عليه ا�شم المحيط الحيوي Biosphere 2( 2(، كانت

مهمته الرئي�شة تطوير التكنولوجيا ال�شرورية لإقامة محطة ف�شائية مكتفية ذاتيا. وفي الفترة بين �شنتي 1411هـ/ 1991م و1414هـ/ 1994م، و�شع متطوعون داخل مبنى زجاجي مغلق

لمدة �شنتين، لتعرف مدى قدرتهم على البقاء.

يمكنك القراءة حول مركز المحيط الحيوي 2 على الموقع الإلكتروني: )www.b2science.org/index.html( وم�شاهدة

ت�شجيلت بالفيديو عن الحياة فيه على مدى �شنتين. فما الم�شكلت التي تعتقد اأنها قد تبرز في اأثناء فترة العزلة الطويلة

داخل المبنى؟

يهتم العلماء خا�شة بفكرة بناء محطة ف�شائية على �شطح القمر. فما فائدة ذلك للإن�شان؟ وما المزايا المحتملة لل�شفر في الف�شاء

بين الأر�س والقمر؟

يعد من اأولى الم�شكلت على القمر عدم توفر الأك�شجين ال�شروري للتنف�س.

كيف ترتبط الأبحاث في المحيط الحيوي 2 بهذه الم�شكلة؟• ما ن�شبة الأك�شجين في هواء ال�شهيق مقارنة بهواء الزفير؟•

�شمم نظاما لإنتاج الأك�شجين على القمر. وافتر�س اأن بناء �شبيها بالمحيط الحيوي 2 قد بني ليعي�س فيه رواد الف�شاء. تتمثل مهمتك

في تطوير نظام لإنتاج الأك�شجين ب�شكل ثابت. وقد يفيدك النموذج الذي ا�شتخدم في www.bioquest.org في ذلك. و�شتحتاج

ا اإلى التفكير في م�شدر اآخر لثاني اأك�شيد الكربون حتى اأي�شت�شتطيع النباتات القيام بعملية البناء ال�شوئي. وهل يكفي هواء زفير رواد الف�شاء في هذا البناء لتوفير مقادير كافية

من ثاني اأك�شيد الكربون للنباتات؟

يبحث العلماء في بلد بيرو، عن اأحد اأ�شناف بطاطا الأنديز لتخاذه م�شدرا محتمل لغذاء رواد الف�شاء في اأثناء رحلتهم الف�شائية. فهو يت�شف بارتفاع ن�شبة الفيتامينات فيه و�شهولة

زراعته. فاأي اأنواع اأخرى من النباتات ي�شهل تنميتها في محطة ف�شائية توفر م�شدرا غذائيا مهما؟

يمثل المحيط الحي�ي 2 الي�م مركزا �سهيرا لل�سياح ومركز اأبحاث بم�ست�ى متقدم.

Cla

ude

Nur

idsa

ny &

Mar

ie P

eren

nou/

Scie

nce

Phot

o Li

brar

y

45

في العالم المعا�شر، يمكن تناول اأنواع طعام من مختلف اأنحاء العالم. لكن في القرون الما�شية، كان معظم الطعام يتوفر في اأماكن قريبة من مناطق بيعه وتناوله- وخا�شة الطعام الطازج، والذي كان يبداأ في التحلل لو احتفظ به

لفترة طويلة. ونتيجة لذلك، كان النا�س يتناولون الفاكهة والخ�شراوات في موا�شمها.

وكانت الب�شائع القيمة للغاية فقط تنقل لم�شافات طويلة- واأ�شهر مثال على ذلك خطوط التجارة البرية للتوابل. فلماذا تعتقد اأن التوابل والملح كانا مو�شع تقدير كبير؟

معظم التوابل اليوم اأرخ�س بكثير مما كانت عليه في الما�شي، على الرغم من اأن الملح كان ذات يوم ذا قيمة عالية كالذهب؟ هل ل يزال يوجد توابل مرتفعة الثمن ن�شبيا؟ اإن كان الأمر كذلك، فلماذا؟

ات�شع انت�شار تجارة الغذاء مع تح�شن و�شائل المو�شلت. واليوم يمكن للنا�س في العديد من البلدان الغنية �شراء اأغذية لم تكن متوفرة لهم في الما�شي؛ ب�شبب انتهاء مو�شمها اأو لعدم زراعتها في بلدانهم. وينقل الغذاء اليوم بف�شل الطائرات

وال�شاحنات المبردة وال�شفن اإلى جميع اأنحاء العالم.

غير اأن هناك ثمنا تدفعه البيئة مقابل ذلك. فكل نوع من اأنواع الموا�شلت يحتاج اإلى وقود )الوقود الأحفوري عادة(، كما اأن الملوثات الناتجة عن بع�س اأنواع البرادات تلحق �شررا بالغا للبيئة.

الن�ساط الثاني

النباتات كغذاء

46

الكلفة البيئية لنقل الغذاء

اجمع بع�س مل�شقات الأغذية، مما يوجد عادة على اأغلفة عبوات الطعام.

وكون جدول باأعمدة تحمل العناوين "ا�شم الغذاء"، "بلد المن�شاأ"، "الم�شافة المقطوعة بالكيلومترات" و"نقاط ال�شرر" )100 كلم= نقطة واحدة(.

وحدد على خريطة العالم، من�شاأ الغذاء لكل مل�شق، وقدر الم�شافة التي قطعها حتى ي�شل اإلى المملكة العربية ال�شعودية، م�شتخدما نتائجك في ملء الجدول. ويعطيك عمود "نقاط ال�شرر" فكرة عن الكلفة البيئية جراء ذلك.

فاأي الأغذية األحقت اأق�شى درجة من ال�شرر بالبيئة؟

ف�ساد الأغذيةهل توؤثر المعالجات والعمليات التي تخ�شع لها الأغذية في مكوناتها وقيمتها الغذائية حتى يمكن نقلها اآلف

الكيلومترات؟ ولماذا؟

ي�شتغرق نقل الغذاء عبر البحر وقتا طويل. لذا يقطف العديد من اأنواع الفاكهة، كالموز مثل، قبل موعد ن�شجه، ليتحمل الرحلة البحرية الطويلة. فكيف يوؤثر هذا الإجراء في نكهة الفاكهة عند و�شولها اإلى وجهتها؟

�شمم بحثا لمعرفة اإذا كان مذاق الطعام �شي�شبح اأف�شل اأو اأ�شواأ اأو �شيظل كما هو عند نقله م�شافات طويلة.

ا�ستك�ساف المزايا والعيوبابحث في مزايا وعيوب تناول الأغذية في غير مو�شمها على مدى العام. م�شتندا في

تقديم معلوماتك اإلى دليل، ل مجرد راأي فح�شب. ويمكنك الح�شول على معلومات عن الزراعة واإنتاج الغذاء في الدول المختلفة من الموقع الإلكتروني لمنظمة الأغذية

.)http://faostat.fao.org( :والزراعة الدولية

كيف ت�شاعد اأ�شواق المحا�شيل المزارعين في الدول النامية؟• كيف توؤثر اأ�شواق المحا�شيل العالمية ب�شورة �شلبية على مزارعي الدول النامية؟• هل نحتاج حقا اإلى توفير اأغذية قد انتهى مو�شمها على مدار العام؟•

اعر�س حالة تدعم نقل الغذاء العالمي اأو تعار�شه. يمكنك مناق�شة المو�شوع في مجموعات، اأو ا�شتماعك وزملوؤك اإلى ا. اآراء بع�شكم بع�ش

اجمع معل�مات عن الكلفة البيئية الن�سبية لنقل الغذاء عبر البحر والج�.

47

توفر العديد من اأنواع النباتات مواد ل�شنع األياف للأقم�شة. وبع�س المواد ناعمة وملئمة للثياب كالقطن والكتان )حتى المواد الماأخوذة من الموز والأنانا�س يمكن ن�شجها لتتحول اإلى األياف للثياب(. وبع�شها الآخر خ�شن وملئم اأكثر ل�شنع

الحبال والأ�شرعة، مثل األياف نباتات ال�شيزال، وجوز الهند. حتى الألياف "عالية التقنية" كالليكرا فاإنها ت�شتق من لب الخ�شب.

والقطن هو اأهم المحا�شيل في هذا المجال، حيث اإنه م�شدر ن�شف األياف العالم تقريبا الم�شتخدمة في �شنع الملب�س، ومنتجات الأقم�شة الأخرى.

تحتوي النباتات كافة على ال�شليلوز في جدران خلياها. فما الخ�شائ�س التي يتمتع بها ال�شليلوز، وتجعله ملئما ل�شنع الألياف. وما تركيبه؟

ما تركيب ال�شليلوز؟

ا�ستك�ساف قوة الألياف

�شمم تجربة لختبار قوة األياف القطن وال�شوف ومجموعة من الألياف ال�شناعية.

تكون األياف القنب اأقوى وهي مبللة مقارنة بقوتها وهي جافة. فهل ينطبق هذا الأمر على القطن والألياف الأخرى؟

اعر�س نتائجك في تقرير بعنوان: "قوة الألياف".

الألياف والعلوم الجنائيةابحث في تحليل الألياف – كفرع من عمل ال�شرطة الجنائي- م�شتخدما

الإنترنت. وا�شتخدم المجهر ال�شوئي المركب لدرا�شة تركيب األياف مختلفة من الإن�شان والحيوانات، والنباتات.

ثم كون مل�شقا ي�شف باإيجاز ق�شية جنائية محددة اأثبت فيها تحليل الألياف اأهميته.

الن�ساط الثالث

النباتات كاألياف

كرة قطن

باحث جنائي يح�سل على عينات من قمي�س لتحليلها

48

حكم على الفيل�شوف �شقراط في عهد الإغريق بالموت، ب�شبب اآرائه المتطرفة �شد الدولة، باأن ي�شرب فنجانا من �شراب نبات ال�شوكران. وبعد فترة ق�شيرة من بدء مفعول ال�شم فقد ال�شعور ب�شاقيه وانت�شر ال�شعور بالخدر في اأنحاء ج�شمه. ثم

حدثت الوفاة عندما توقف قلبه عن النب�س.

البحث في النباتات ال�سامةوكران؟ وكيف يوؤثر في الج�شم؟ وهل يوجد له ترياق؟ ما م�شدر ال�ش

اإن العديد من ال�شموم التي تنتجها النباتات نواتج ثانوية لعمليات الأي�س. فماذا يعني الم�شطلح؟

النباتات التالية جميعها �شامة:

Aconitum napellus )البي�س اأو الأقونيطن( Antiaris toxicaria )الأوبا�س(

Datura stramonium )الداتورا( Digital purpurea )الديجيتالي�س اأو الك�شاتبين(

Nerium oleander )الدفلى( Ricinus communis )الخروع(

Strychnos nux-vomica )جوز القيء اأو الرقع( Physostigma venenosum )الفيزو�شتيفمين او لوبيه

كالبار(

ابحث في �شكل هذه النباتات وم�شدرها وال�شموم التي تحتوي عليها.اكت�شف كيف ا�شتخدمها النا�س على مر التاريخ.

ت�شتمل كل من هذه النباتات على اأجزاء �شديدة ال�شمية للإن�شان والحيوانات، لكن بع�شها عوائل للمخلوقات اآكلة الح�شرات كالعث. فكيف تتفادى هذه المخلوقات الت�شمم؟

اإن كان با�شتطاعة هذه النباتات محاربة الفترا�س، فلماذا ل تت�شم بالنت�شار؟

واإن كان بالإمكان تخفيف العن�شر الفاعل كيميائيا اأو تعديله، فقد يمكن الإفادة منه علجيا. اكت�شف اأي النباتات اأعله قد ا�شتخدم قديما اأو اليوم في الدواء.

الن�ساط الرابع

النباتات تدافع عن نف�سها

Digital is purpurea الديجيتالي�سNerium oleander والدفلى

49

Urtica dioica

الن�ساط الخام�س

النباتات كنكهات ومواد حافظة

ما الطرق الأخرى التي تدافع بها النباتات عن نف�سها؟طورت العديد من النباتات على مر الع�شور ا�شتراتيجيات لحماية نف�شها. فما الآليات التي ت�شتخدمها النباتات التالية؟

Euphorbia fractiflexa

Toxicodendron radicans

Urtica dioica

تنتمي نباتات Toxicodendron اإلى ف�شيلة ال�شماقيات. وكذلك Curatellifolium Anacardium، وMangifera indica، فهي

اأع�شاء في الف�شيلة نف�شها. فما اأهمية هذين النباتين للإن�شان؟ وما الخا�شية التي ي�شتركان فيها مع Toxicodendron؟

اكتب مقالة بعنوان "النباتات تدافع عن نف�شها" م�شتعينا بما عرفته من معلومات في هذا الن�شاط.

ي�شتهلك ال�شخ�س العادي في الدول المتقدمة اليوم 1 كجم تقريبا من الأع�شاب والتوابل كل عام. وقبل مئات ال�شنين، كان العديد من التوابل الموجودة اليوم نادرة اأو باهظة الثمن ول ي�شتطيع عامة النا�س �شراءها.

وعلى الرغم من ذلك، يعود ا�شتخدام التوابل اإلى اآلف ال�شنين. ففي الديانات القديمة، كان النا�س يحرقون الأخ�شاب العطرية والراتنجية كالبخور مثل. وفي م�شر القديمة، كان اأفراد العائلة المالكة بعد موتهم يحفظون كموميات باإزالة اأع�شائهم الداخلية، وو�شع مواد كال�شمغ الراتنجي في تجويف الج�شم. ول تزال ممار�شة حرق البخور ومواد النباتات

العطرية الأخرى ت�شتخدم ب�شكل وا�شع في العديد من الح�شارات، ومن �شمنها المملكة العربية ال�شعودية.

التوابل في الما�سي والحا�سريمكن الح�شول على البخور من م�شادر عدة منها �شجرة Boswellia sacra ونبات Commiphora abyssinica. فما

الإ�شمان ال�شائعان لهذين النباتين؟ وما الأجزاء الم�شتخدمة منهما في �شنع البخور؟

50

ما الأهمية التاريخية لهذه النباتات في الح�شارة ال�شعودية؟

ربما يكون اأول م�شروع لجمع النباتات، ذلك الذي اأطلقته الملكة الم�شرية حت�شب�شوت قبل 3500 �شنة تقريبا. اإذ اأر�شلت حملة

ا�شتك�شافية اإلى �شاحل اإفريقيا ال�شرقي امتدت حتى المحيط الهندي. Boswellia وكان من �شمن الأ�شياء التي عادت بها الحملة �شجرة

sacra، وقد زرعت 31 عينة منها على امتداد منطقة اأعالي النيل في م�شر.

ا�شتك�شف الموطن الأ�شلي ل�شجرة جوزة الطيب، وكب�س القرنفل، •

والقرفة والهيل.

اأي اأجزاء تلك النباتات تح�شد وتتخذ كتوابل؟ •

كيف ت�شتخدم اليوم؟•

كانت التوابل والأع�شاب ت�شتخدم عموما لحفظ الطعام قبل معرفة التبريد. وقد وجد منذ ذلك الحين اأن للكثير منها خ�شائ�س م�شادة للبكتيريا اأو الفطريات.

الخ�سائ�س الم�سادة للبكتيريا والفطرياتاكت�شف العالم األك�شندر فلمنغ اأول م�شاد حيوي – البن�شلين- حين اأف�شدت الفطريات ا�شتنبات بكتيري في بيئة اآجار.

وا�شتنتج فلمنغ من ملحظته عدم نمو البكتيريا بوجود الفطر. اأي اأن للفطريات خ�شائ�س م�شادة للبكتيريا.

�شمم تجربة لختبار ما اإذا كان للأع�شاب وللتوابل خ�شائ�س م�شادة للبكتيريا اأو للفطريات. ونفذ ا�شتق�شاءك ن النتائج م�شتخدما �شورا رقمية، ثم اكتب تقريرا عن نتائجك با�شتخدام مجموعة متنوعة من الأع�شاب والتوابل. ودو

مقترحا تغييرات يمكنك القيام بها لتح�شين عملك.

المركبات المتطايرةتعمل المواد الكيميائية عمل المواد الحافظة في العديد من النباتات، وهي مركبات متطايرة وغالبا ما تكون تربينية.

فما التركيب الكيميائي للتربينات؟

توجد هذه المركبات في زوائد خيطية trichomes على اأوراق النباتات و�شيقانها. وت�شتخدم الزوائد الحادة منها في الدفاع عن النبات �شد الفترا�س، على حين يحتوي غيرها على زيوت متطايرة. فاإذا ع�شرت اأوراق ثمرة الطماطم مثل اأو

�شاقها، تنفجر الزوائد وتنطلق منها الزيوت المتطايرة.

اجمع عددا من الأوراق المختلفة، خا�شة تلك التي تت�شف بروائح مميزة. وادر�س الزوائد الخيطية با�شتخدام مجهر �شوئي مركب،

والتقط �شورا رقمية لها.

هل تبدو مت�شابهة؟ اأم اأن لها تراكيب متنوعة؟ • ما وظيفة الزيوت المتطايرة؟ • كيف تقدم دليل على اأفكارك؟•

اعر�س �شورك على مل�شق و�شف اأهمية الزوائد الخيطية في كل حالة.

Commiphora abyssinica

زوائد خيطية في الطماطم.

51

تحدى نف�سك

در�شت في هذه الوحدة بع�س الطرق المهمة التي ي�شتخدم فيها الإن�شان النباتات ويعتمد عليها. وعلى اأية حال، فاإن تنوع النباتات يتراجع با�شتمرار مع تدمير الغابات المطرية، ب�شبب قطع اأ�شجارها وتوفير الأر�س للما�شية.

�شمم حالة للحفاظ على التنوع الحيوي م�شتخدما البيانات التي بحثت فيها في هذه الوحدة.

مراجعة الوحدة والتاأمل فيهافكر فيما يلي، حال اإكمال درا�شة هذه الوحدة:• ما محددات البحث في ا�شتيطان القمر التي واجهت م�شروع المحيط الحيوي 2؟• ما الطريقة الأقل كلفة لنقل الغذاء؟• ما المحددات التي اأعاقت اأي ا�شتق�شاءات اأجريتها؟• كيف �شتختبر اإذا كان نبات غير معروف �شاما اأم ل؟• ما علقة عملك التجريبي با�شتخدام الأع�شاب والتوابل في الطب؟• علق على العبارة: "يمكن للنباتات اأن تعي�س دون الإن�شان، لكن ل يمكن للإن�شان اأن يحيا دون النباتات".•

524815

الوحدة ال�ساد�سةق�سايا بيئية

53

ت�سلط هذه الوحدة ال�سوء على البيئة.غالبا ما يتعار�س الن�شاط الإن�شاني مع الطبيعة، غير اأنه ينبغي اأن يتفوق مجمل النتائج الإيجابية لما نقوم به

على الجوانب ال�شلبية. وغالبا فاإن الأعمال التي يقوم بها بع�س الأ�شخا�س في دولة ما، توؤثر عك�شيا على الإن�شان والحيوانات والنباتات في دول اأخرى. فعلى �شبيل المثال، ل يوؤثر قطع الغابات المطرية على ال�شكان المحليين فقط، بل

ا في تغير المناخ- وهذه ق�شية لها اأبعاد عالمية. ربما ي�شاهم اأي�ش

تقدم هذه الوحدة ثلثة اقتراحات لم�شاريع يمكنك التفكير في تنفيذها، واتخاذها مو�شوعا للدرا�شة على المدى الطويل:

تاأثير المطر الحم�شي في المحا�شيل.• مكانة حدائق الحيوان في عالمنا المعا�شر.• تدوير النفايات الع�شوية.•

ويتعين عليك اأن تختار واحدا فقط من هذه الم�شاريع الثلثة.

تهدف هذه الوحدة اإلى اأن تتعلم حل الم�شكلة بو�شفك عالما حقيقيا. لذا توا�شل مع اأ�شخا�س اآخرين في موؤ�ش�شات اأكاديمية اأو حكومية محلية اأو وطنية اأو �شناعية؛ يمكنهم م�شاعدتك على تطوير م�شروعك. واغتنم الفر�س المتاحة لن�شر

ما تتو�شل اإليه والح�شول على مردود راأي الآخرين عنه.

يحتفظ العلماء عادة ب�شجل يوميات �شبيه بالمفكرة اليومية، يت�شمن تفا�شيل عما يعملونه. لذا دون تفا�شيل عملك، واحتفظ بها في ملف للم�شروع )اإلكتروني اأو على ورقة اأو مزيج من الثنين(. على اأن يحتوي هذا الملف على:

مفكرة بالأن�شطة المتعلقة بالم�شروع كافة. • مجالت البحث قيد الدرا�شة. • مراحل تطور العمل التطبيقي. • التعديلت التي اأجريتها في �شوء خبرتك.• تقريرك وعر�شك التقديمي النهائيين. •

حـول هـذه الوحـدة

54

يواجه المزارعون في العديد من الدول تهديد التلوث. فالم�شانع والمجمعات ال�شناعية تطلق العديد من الملوثات، ومنها غاز ثاني اأك�شيد الكبريت، الذي يتحلل في مياه الأمطار منتجا حم�س الكبريتيك. ويخ�شى المزارعون والم�شئولون عن

حماية الغابات اأن ت�شبح التربة حم�شية مع هطول الأمطار، مما �شيوؤثر في المحا�شيل والأ�شجار.

ح التاأثيرات من خلل اختبارات تتمثل مهمتك في تق�شي تاأثير المطر الحم�شي في النباتات وكتابة تقرير حول ذلك. و�شل النتائج م�شتخدما اآلة ت�شوير رقمية. وا�شتخدم النباتات التي تنبت وتنمو ب�شرعة ليمكنك الح�شول على علمية، و�شج

بيانات اأكثر. كيف يمكنك محاكاة المطر الحم�شي؟ وكيف �شتقي�س تاأثيراته في البيئة؟

قد يكون من المفيد زيارة المواقع الإلكترونية لأق�شام علم النبات في الجامعات والموؤ�ش�شات ذات الخبرة في هذا المجال.

ماذا يمكن لمزارع اأن يفعل ليتحا�شى اأي �شرر ناجم؟ وكيف يمكنك تو�شيح ذلك عن طريق المزيد من الختبارات العلمية؟

اكتب تقريرا بناء على نتائجك يمكن اأن يفيد المزارعين والم�شرفين على الحدائق والغابات.

الم�سروع الأول

تاأثير المطر الحم�سي في المحا�سيل

اأدى الدخان المنبعث من هذه المداخن اإلى تك�ين المطر ر في نم� االأ�سجار. الحم�سي واأث

ق�سايا بيئية

55

وجدت حدائق الحيوان منذ اأكثر من 2000 �شنة، منذ احتفظ حكام م�شر بالحيوانات.

وكانت حدائق الحيوان، حتى وقت قريب مكانا للمتعة العامة، حيث ي�شطحب اإليها الأطفال في اأثناء فترات العطلة المدر�شية.

اإل اأن بع�س حدائق الحيوان اليوم تطبق برامج تكثير لإنقاذ الأنواع المهددة بالنقرا�س، ولإعادة توطين تلك الحيوانات

في مواطنها الطبيعية. ويكلف هذا النوع من البرامج كثيرا من الأموال. فهل ينبغي علينا تحمل هذه الأعباء؟ ولماذا ل ندع

تلك الحيوانات تنقر�س؟

تتمثل مهمتك في تق�شي مو�شوع احتجاز الحيوانات. فعلى �شبيل المثال:

هل تعي�س الحيوانات في الأ�شر عمرا اأطول من مثيلتها • في الطبيعية؟

هل يختلف �شلوكها عن مثيلتها في الطبيعة؟ • هل توجد في المملكة العربية ال�شعودية برامج تكثير •

لأنواع الحيوانات المهددة بالنقرا�س؟

حاول اأن تجد حقائق علمية موؤكدة عن الحيوانات في الأ�شر؛ بدل من تقديمها على اأنها مجرد راأي. وللح�شول على

معلومات مفيدة عن المحمية الوطنية الأولى في المملكة العربية ال�شعودية، ارجع اإلى الموقع الإلكتروني:www.arabianwildlife.com /archive/vol2.2/resrv.htm

اكتب تقريرا عن مكانة حدائق الحيوان في عالمنا المعا�شر، م�شتخدما مهارات تقنية المعلومات والت�شالت لتقديم عر�س تو�شيحي عن المو�شوع.

الم�سروع الثاني

مكانة حدائق الحيوان في عالمنا المعا�سر

هل يجب علينا االحتفاظ بالحي�انات في االأ�سر؟

56

عند اإر�شال النفايات الع�شوية اإلى مكب النفايات، تدفن تحت طبقات من النفايات الأخرى. وفي �شوء توفر القليل من الأك�شجين، تتحلل النفايات منتجة غاز الميثان؛ وقد ينفجر هذا الغاز المحتجز م�شكل خطورة على المكان.

وفي الوقت الحالي تنتج المملكة العربية ال�شعودية 16 مليون طن من النفايات �شنويا- اأي ما يعادل 1.4 كجم لكل �شخ�س كل يوم، جزء منها نفايات ع�شوية.

تتمثل مهمتك في ا�شتك�شاف ما يحدث للنفايات الع�شوية عند تحللها.

ا�شتك�شف مقدار النفايات الع�شوية التي تطرح من مدر�شتك ومنزلك. وهل لل�شلطات المحلية في بلدك اآلية للتعامل مع الميثان في النفايات المتحللة

في مواقع جمع النفايات؟

ل�شتق�شاء تحلل النفايات الع�شوية، �شمم "عمود �شماد" م�شتخدما قارورة بل�شتيكية �شعتها لتران، و تاأكد من وجود ما يكفي من الفتحات في جوانب

العمود لدخول الهواء.

�شع اأنواعا مختلفة من المواد الع�شوية القابلة للتحلل في العمود، وراقب التغيرات التي تحدث.

هل يوؤدي حجم المادة اإلى اأي تغيير؟ وهل يوؤثر كونها رطبة، اأو جافة؟

اجمع اأي �شوائل تظهر في قاع القارورة. كيف يمكنك معرفة اإن كان لهذه ال�شوائل اأية قيمة لتخاذها �شمادا؟

جرب تكوين عدة اأعمدة �شماد، حتى تتمكن من ملحظة اأثر المتغيرات المختلفة.

ابداأ بحثك، بزيارة المواقع الإلكترونية التالية:

www.arabenvironment.net/archive/2008/2/466624.html

www.recexpo.com/exhibition_overview.php?id=130

ثم اكتب تقريرا ت�شف فيه تحلل النفايات، و�شمنه اأية بيانات جمعتها عن التعامل مع النفايات في المملكة العربية ال�شعودية.

الم�سروع الثالث

اإعادة تدوير النفايات

غطاء

�رشيط

فتحات تهوية

�رشيط متا�س

منزلق �شبكة

57

تحدى نف�سك

يلقي كل من م�شاريع هذه الوحدة ال�شوء على الو�شائل التي يوؤثر بها الإن�شان ب�شورة �شلبية على العالم.

قدم من خلل بحثك وقراءتك بع�س الأمثلة على تاأثير الإن�شان الإيجابي على البيئة في ال�شنوات الخم�شين الما�شية.

مراجعة الوحدة والتاأمل فيهافكر فيما يلي، حال اإكمال درا�شة هذه الوحدة:

كيف عملت بمفردك، وا�شتخدمت مهارات الدرا�شة الذاتية في هذه الوحدة؟• كيف اأظهرت قدرتك الإبداعية في ت�شميم العمل التجريبي وتحليله؟• ماذا اكت�شفت عن اأ�شلوب عمل العلماء الحقيقيين في البحث، و / اأو ال�شناعة؟• كيف يرتبط تق�شيك بالحياة العملية؟• كيف تح�شنت مهاراتك في مجال التعاون والتوا�شل؟•

585421

الوحدة ال�سابعةالإنلفـونـزا

59

الإنفلونزا المو�شمية مر�س فيرو�شي يظهر كل �شنة بالمعدل نف�شه تقريبا في معظم الدول. ويغير فيرو�س المر�س من تكوينه ب�شكل

ا فتاكا ينت�شر في اأنحاء العالم كافة دوري، مما جعل الإنفلونزا مر�ش– حتى اأ�شبح وباء. وقد كان اأخطر انت�شار لهذا المر�س عام 1336هـ

)1918م(، اإذ نجم عنه وفيات فاقت ما نجم عن الحرب العالمية الأولى )20 اإلى 40 مليون اإن�شان(.

و�شتركز في هذه الوحدة على كيفية تغير فيرو�س الإنفلونزا وما يمكن للدول القيام به للحد من تاأثير الوباء. لإكمال هذه الوحدة، �شتحتاج

اإلى العتماد على كل من مهاراتك العلمية ومهارات تقنية المعلومات والت�شالت.

هذه وحدة اإلكترونية، و�شيوفر معلمك المزيد من التوجيهات للتعامل معها.

H1N1 فيرو�س اإنفلونزا الخنازير

مراجعة الوحدة والتاأمل فيهافكر فيما يلي، حال اإكمال درا�شة هذه الوحدة:• هل يمكن اأن ينطبق نموذجك التقني التفاعلي على اأمرا�س معدية اأخرى؟• هل يمكن تعديل نموذجك ليلئم انت�شار فيرو�س نق�س المناعة المكت�شبة – الأيدز، اأو فيرو�شا اآخر يتغير •

تركيبه با�شتمرار؟هل يمكن اأن تنطبق المعلومات المتعلقة بالإنفلونزا على فيرو�س الأيدز؟• كيف عملت بمفردك، وا�شتخدمت مهارات الدرا�شة الذاتية في هذه الوحدة؟• كيف تح�شنت مهاراتك في مجال التعاون والتوا�شل؟•

حـول هـذه الوحـدة

60

موهبة بوابة عالم واكتشف التجربة شاركنا العربي العالم في واالبتكار واإلبداع للموهبة الرئيسي المرجع

والعالم السعودية العربية المملكة في والمبدعين الموهوبين تربية أسس إرساء في متخصصة علمية بوابة اإللكترونية موهبة بوابة ا متجددا ومجاال تفاعليا للمشاركة المجتمعية. العربي. تقدم خدمات متنوعة للموهوبين والقائمين على رعايتهم، وتعتبر مصدرا معرفي

I n f o @ m a w h i b a . o r g . s a8 0 0 6 1 2 3 3 3 3 المجاني: الرقم

بوابة موهبة اإللكترونية

1111.indd 3 8/22/2010 11:38:36 AM