افـــلام عن الكـــــــائنات الاولــــــــــــية
t="344">

أمثلة لبعض الكائنات الاولية

ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

شعبة الأوليات Phylum Protozoa
تشتمل شعبة الأوليات على أكثر من 50000 نوع من أبسط الكائنات الحية التى تنتشر فى كل بيئة . وهى حيوانات صغيرة الحجم لا ترى بالعين المجردة وتسمى بالحيوانات اللاخلوية نظراً لأن أجسامها لا تتميز إلى خلايا وليس لها أنسجة أو أعضاء. والحيوان الأولى يتكون من كتلة بروتوبلازمية تحتوى غالباً على نواة أو أكثر وتقوم هذه الكتلة الحية بجميع الوظائف الحيوية مثل : الحركة ـ التغذية ـ التنفس ـ الإخراج وتنظيم الضغط الأسموزى ـ التكاثر والإحساس .
منهـــــــــــــــا : الأميبا - الباراميسيوم - اليوجلينا
الأميبــا Amoeba

خلوى ليس له شكل ثابت يعيش فى مياه البرك والمستنقعات بين المواد النباتية المتحللة التى تكثر فيها البكتريا حيث تحصل الأميبا على غذائها من البكتريا والكائنات الدقيقة الأخرى .
السطح الخارجى للحيوان يتكون من غشاء البلازما أما الجزء الخارجى للسيتوبلازم فهو غير محبب ويعرف بالاكتوبلازم فى حين أن الجزء الداخلى للسيتوبلازم يعرف بالاندوبلازم وهو محبب ويحتوى على النواة التى ليس لها مكان ثابت وكذلك يحتوى على الفراغات المنقبضة والفجوات الغذائية التى بها كائنات دقيقة تتغذى الأميبا بها وتهضمها فيها.
وتقوم النواة فى الأميبا بعمليتين التمثيل الغذائى والتكاثر ، وتتحرك الأميبا بواسطة الأقدام الكاذبة .
الباراميسيوم Paramecium

حيوان أولى يعيش حر فى الماء العذب الراكد ( مياه البرك والمستنقعات ) ويكاد أن يرى بالعين المجردة وهو مغزلى الشكل طرفه الأمامى عريض والخلف مدبب ويوجد على السطح البطنى انخفاض مهدب يسمى بالميذاب الفمى يمتد فى اتجاه ظهرى إلى الخلف ويؤدى الى تجويف مخروطى الشكل يسمى بالدهليز ويؤدى الدهليز داخل الجسم الى فتحة بيضاوية تسمى بالفم الخلوى يمتد منه بلعوم فمى وتوجد خلف البلعوم فتحة إست مؤقتة حيث تخرج منها بقايا الطعام . يغطى الجسم غشاء رقيق يعرف بالقشرة تعطى الحيوان شكله الثابت ويوجد بهذا الغشاء حفر مسدسة الحافة ويبرز من كل حفرة هدب أو أكثر والأهداب مرتبة فى صفوف طولية وينشأ الهدب من جسم قاعدى يقع تحت الغشاء .
والأهداب التى تحيط بالجسم كله منتظمة الطول وتمتد بعض من الأهداب الطويلة الى الدهليز والبلعوم وتقوم بدفع الغذاء الى داخل الجسم ويتميز بورتوبلازم الحيوان الى اكتوبلازم خارجى شفاف رقيق واندوبلازم داخلى ويوجد بالاندوبلازم نواتان أحدهما كبيرة تقوم بجميع الوظائف الحيوية عدا التكاثر الذى تختص به النواة الأخرى الصغيرة ووضع النواتان ثابت فى حيوان البراميسيوم .
ويوجد فراغان منقبضان أحدهما أمامى والآخر خلفى يتصل بكل فراغ منقبض حوالى 5-12 قناة شعاعية أنبوبية ويقومان الفراغان بتنظيم الضغط الأسموزى للحيوان وفى بعض الأحيان لهما وظيفة إخراجية حيث تطرد عن طريقها الفضلات النيتروجينيه ويحتوى الاندوبلازم أيضاً على الفجوات الغذائية . ويتحرك البراميسيوم حركة سريعة بفعل الأهداب التى تضرب فى الماء الى الأمام أو الى الخلف وهناك ضربة مؤثرة للأهداب فى الماء يتحرك معها الحيوان ثم تعود الأهداب بضربة استشفاء إلى وضعها وتستمر هذه الضربات باستمرار وأثناء الحركة يلف حول محوره الطولى وذلك بسبب وضع الأهداب المائل على سطح الجسم وحركة الأهداب الطويلة داخل الدهليز .

اليوجلينا Euglena
من السوطيات التى تشيع دراستها فى عالم الحيوان وبيئته الطبيعية هى مجارى المياه العذبة والبرك حيث تتوافر فيها النباتات . والحيوان مغزلى الشكل طوله حوالى 60 ميكرون إلا أن بعض أنواع اليوجلينا أصغر من ذلك أو أكبر حوالى 500 ميكرون فى الطول . وتحت الغشاء الخارجى مباشرة لليوجلينا توجد شرائط بروتينية وأنبوبيات دقيقة تكون القشيرة
والقشيرة فى اليوجلينا مرنة بدرجة تكفى للانثناء ولكنها أكثر صلابة فى بعض اليوجلينات الأخرى . ويمتد سوط من خزان قارورى الشكل فى مقدمة الحيوان ، ويوجد سوط آخر قصير ولكنه ينتهى بداخل الخزان . يوجد جسم حركى عند قاعدة كل سوط ، وفجوة منقبضة تُفرغ محتوياتها فى الخزان . هناك بقعة عينية حمراء تعمل فيما يبدو على توجيه الحيوان للضوء . وفى داخل السيتوبلازم توجد البلاستيدات الخضراء البيضاوية الشكل التى تحتوى على اليخضور وتعطى الحيوان لونه المائل إلى الخضرة . كما توجد أجسام برميلية ذات أشكال مختلفة وتتكون من مادة غذائية مختزنة تشبه النشا .
التغذية فى اليوجلينا عادة ذاتية ( نباتية التغذية ) ولكنها إذا بقيت فى الظلام ، فإنها تتغذى بالطريقة الرمية حيث تمتص المواد الغذائية من خلال سطح الجسم ويمكن إنتاج طفرات من اليوجلينا فقدت بصورة دائمة قدرتها على التمثيل الضوئى . وبالرغم من أن اليوجلينا لا تبتلع طعاماً جامداً ، إلا أن بعض اليوجلينيدات بلعمى التغذية . وتتكاثر اليوجلينا بالانشطار الثنائى . كما أنها تستطيع أن تتحوصل ، لتواصل حياتها فى الظروف البيئية غير الملائمة .

جزيئات المـــــــادة

مم تتكون المادة


الى اي حجم يمكن الاستمرار بتقسم المادة؟ للجواب على هذا السؤال يجب ان نعلم من ماذا تتألف المادة. في السابق كان الاعتقاد ان الذرة هي اصغر قطعة في المادة، حيث لايمكن تقسمها الى اصغر، الان يتقاسم مفهوم " الاصغر" عدة اجزاء في وقت واحد. الموديل الذي يصف جوهر المادة يسمى الموديل الاساسي، وهو يقوم على اساس نظرية " حقل الكفانت" (حقل الكم). الفيزياء الحديث يتكون من مجموعة من النظريات الاساسية، ولكننا هنا لن نحتاج الى معرفة الرياضيات التي تتشكل منها هذه النظريات حتى نفهم الخطوط الاساسية لبنية المادة.

المواد الاساسية التي تتشكل منها حجارة المادة، كما نعرفها اليوم، تسمى فيرميون وتنقسم الى مجموعتين: الكفاركات والليبتونات. (kvark, lepton). الكفاركات هي التي تقوم ببناء البروتونات والنيترونات والذي تتكون منهم نواة الذرة. في حين كنموذج عن الليبتونات يمكن ان نأخذ الاليكترون، الذي يقوم بنقل الكهرباء في النواقل، والذي ايضا يكون سبب ترابط الجسم البشري وبقية الاجسام ببعضها.


ولكن المادة لاتتألف فقط من " الاجزاء المادية"، الكفاركات والليبتونات، بل ايضا القوى في حالتها الاساسية تعتبر " اجزاء". هذه الاجزاء ببساطة " كفانتية"، بمعنى اخر باكيت من الطاقة بقوة محددة، ويطلق عليها كمجموعة تعبير: البوزون.


اليوم نعلم بوجود اربعة انواع من الطاقات الطبيعية المعروفة: الجاذبية، الكهرومغناطيسية، القوة النووية القوية والقوة النووية الضعيفة. القوى الثلاث الاخيرة هي التي تصف " جزيئات الطاقة" من مجموعة البوزونات، حركة تبادلها: الطاقة الكهرومغناطيسية تنقلها الفوتونات (الجزيئات الضوئية) ، والتي يوجد منها نوع واحد. القوة النووية الضعيفة، والتي تسبب التحطم الاشعاعي للمواد المشعة (المستخدم في قياس العمر الاشعاعي)، يمثلها جزيئين من جزيئات نوع W, وجزيئ من نوع Z. القوة النووية القوية، والتي تربط الكفاركات الى البروتونات والنيترونات مثلا، يمثلها ثمانية انواع من الغلونات (gluon), (جزيئات لاصقة). احد اشكال ظهور هذه الطاقة هو التصاق البروتونات والنيترونات مع ذرات اخرى.

كلا الطاقتين النوويتين ( الضعيفة والقوية) تملكان مدى قصير للغاية، تقريبا واحد من الف مليار ميلليمتر. لهذا السبب لانلاحظهم في حياتنا اليومية ولهذا السبب ايضا لم نكن نفهم شئ عنهم الى السبعينات من القرن الماضي.

احدى اهم خواص هذه الجزيئات هو التأثير التبادلي، اي كيفية تاثر جزيئات المادة بجزيئات الطاقة. التأثير التبادلي للكفاركات يجري بمساعدة كل الانواع الثلاثة لجزيئات الطاقة اعلاه (foton, W, Z). الاليكترونات وبقية الجزئيات المشحونة كهربائيا من مجموعة الليبتونات ، تتأثر تبادليا مع نفس الانواع الثلاثة (foton, W, Z)، في حين النيوترينات، وهي جزيئات من مجموعة الليبتونات ولكنها محايدة كهربائيا، لاتتأثر إلا من قبل جزيئات W, Z- اي القوة النووية الضعيفة التي مدى قوتها جزء من الف مليارد ميلليمتر. لهذا السبب نجد ان النيترونات لايشاركون في اي تفاعل على الاطلاق. الارض وجميع الاجسام تخترقها على الدوام كمية هائلة من جزيئات النيوترين، والتي تطلقها حتى التفاعلات الشمسية. هذه الجزيئات تخترق كل شئ.


مابين ستينات وسعينات القرن الماضي جرى اكتشاف غريب وغير منتظر. لقد ظهر ان الكفاركات والليبتونات منتظمة في " عوائل". حتى الان تم اكتشاف ثلاث " عوائل"، حيث الكفاركات والليبتونات تنتظم في ازواج على اساس التغير في الكثافة. الى العائلة الاولى تنتمي الكفاركات: الكفارك الاعلى والكفارك الادنى، ومن الليبتونات: الاليكترون واللاليكترونيوترينو. في العائلة الثانية يوجد: الكفارك الخاص والكفارك المثير. ومن الليبتونات: myon, myon-neutrino. في العائلة الثالثة: كفارك القعر وكفارك القمة، ومن الليبتونات: Tauon, Tau-neutrino.

لااحد يعلم فيما إذا كان هذا الترابط التسلسلي يقف عند هذا الحد. من خلال قياس التحطم الاشعاعي للجزيئ Z مثلا نعلم ان عوائل محتملة جديدة لن يكون لها كثافة خفيفة او بدون كثافة كما هو الامر مع هذه العوائل الثلاث. في نفس الوقت لااحد يعلم وظيفة او سبب هذه الزوجية التسلسلية في الطبيعة. عوائل الجزيئات تظهر وكأنها متشابهة في كل الدقائق عدا الكثافة التي تتزايد من عائلة الى التالية.


منذ اربعينات القرن الماضي عندما تم اكتشاف Myon, لاحظ العلماء هذه المعضلة. لماذا يملك الالكترون "ابن عم" متشابه لولا انه اثقل في 200 مرة؟ في سبعينات القرن الماضي أُكتشف " ابن عم آخر"، ايضا متشابه مع الالكترون ولكن 3500 مرة اثقل منه، وهذا الاكتشاف لم يجعل الامر اكثر وضوحا.

القليل من الجزيئات توضح الكثير من الظواهر إذا حسبنا الجزيئات التي تشكل "المادة المعروفة" لظهر لدينا ستة كفاركات وستة ليبتونات، وفي جهة الطاقة (البوزونات) نجد فوتون واحد وثلاثة من مجموعة W وثلاثة جزيئات من مجموعة Z وثمانية gloun.

هذا الامر قد يظهر معقد ولكن علينا ان نعلم ان الموديل الاساسي في فيزياء الجزيئات يتمكن من وصف جميع ظواهر الكون المعروفة لنا عدا واحدة. حتى الان لازال لايوجد توضيح مناسب لقوة الجاذبية انطلاقا من الجزيئات. لازال ليس لدينا قدرة على توضيح كيفية حدوث الجاذبية على المستوى الميكروسكوبي، ولازالت افضل نظرية لدينا عن الجاذبية هي نظرية النسبية لاينشتاين من عام 1915. هذه النظرية جرى تكوينها بدون اخذ فيزياء الكفانت بعين الاعتبار.


مشكلة القدرة على دمج النسبية العامة مع فيزياء الكفانت وبالتالي التمكن من الحصول على نظرية الجاذبية الكفانتية، هي اكبر تحدي تواجه الفيزياء النظري اليوم. من الممكن تماما ان الكفاركات والليبتونات والبوزنات يتكونون بدورهم من اجزاء اصغر واكثر اساسية. عدم رؤيتهم حتى الان لربما يكون بسبب اننا لم نتمكن ان ننظر اعمق بما يكفي.

كافة الظواهر التي واجهتنا حتى اليوم يمكن تفسيرها من خلال القوى الطبيعية الاربعة. اثنتان من هذه القوى (الجاذبية والكهرومغناطيسية) لدينا خبرة مباشرة عنهم ونحتك بهم، في حين القوتان الاخيرتان (النووية الضعيفة والنووية القوية) توجد في باطن الذرة فقط في حين خارج نطاق الذرة تصبح قيمتهم صفر على الفور، ولذلك لانشعر بهم.

اليوم يسود الاعتقاد ان الكون نشأ من "العدم" قبل حوالي 14 مليارد سنة، من حالة المادة ماقبل الانفجار مضغوطة الى اللانهاية (احتمال). من اجل تفسير النشوء يجب التعرف على جزيئات المادة وفيزياء الكفانت بصورة افضل. في الكون اليافع كان المقياس القياسي الطبيعي في مستوى مقارنة مقارب للجزيئات الاساسية. لهذا السبب ستلعب قوانين فيزياء الكفانت دورا هاما في تفسير كيفية نشوء وتطور الكون الفتي.

بمعنى اخر يوجد ارتباط وثيق بين الاكثر صغرا ( بالمطلق) والاكثر كبرا (بالمطلق في إطار كوننا) ، اي بين الاحجار الاساسية للمادة وبين الكون ككل. إذا كانت القوانين الطبيعية في الكون الفتي قد انحرفت قليلا عما نعرفه عنها الان لصار للكون شكل مختلف عما هو عليه الان. هذا الامر اوصل البعض الى الاعتقاد ان الكون جرى " خلقه من قبل قوى ذكية" خصيصا من اجل الانسان. هذه الفرضية تسمى "antropiska principen", ولكن اغلب العلماء لايعيرونها اهتماما.

من الغريب انه من الاسهل لنا وصف الكون الفتي اكثر بكثير من الكون الحالي. ذلك بسبب ان الكون الاول كان عبارة عن كتلة واحدة من الحرارة الشديدة. لدى العلماء اليوم اعتقاد قوي، انهم، وبمساعدة المعطيات الفيزيائية المجربة مختبريا، سيكون بإستطاعتهم وصف الكون الاول حتى لحظة عمره بمقدار يصل الى واحد من مليار من الثانية بعد الانفجار العظيم.

من اجل فهم لماذ ذلك ممكنا يمكن استخدام الماء نموذجا. إذا قمنا برفع درجة حرارة الماء الى عدة آلاف الدرجات نحصل على البلازما، اي بخار ماء مؤين. وعندما يكون لدينا وسط متشابه في كل انحائه يمكن عند ذلك التعبير عنه رياضيا.

عندما تبدأ بلازما الماء فيالتبرد تتحول اولا الى الشكل الغازي، هذا يعني ان ذراته تترابط بعد ان اصبحت الحرارة باردة بمايكفي لنشوء ذرة الماء، وبعد ذلك يتحول الى الحالة السائلة مع ان الاحجار الاساسية التي تكون الماء هي ذاتها في كل المراحل، ليتحول اخيرا الى الشكل الصلب.

كلما انخفضت درجة الحرارة كلما اصبح من الاصعب وصف الماء، لتزايد عدد الظواهر والبنى الداخلية فيه تعقيدا. الجليد يملك مثلا 18 بنية كريستالية مختلفة وروابط معقدة بين الكترونات ذرات الماء.

الكون يقدم لنا نفسه بالطريقة ذاتها من حيث الجوهر. عندما تبرد الكون الفتي (حالة البلازما) بدأت المزيد والمزيد من البنيات المعقدة تتشكل. في البداية كانت كل ارجاء الكون متشابهة مع بعضها عدا نقاط صغيرة التي شكلت بذور البنيات الجديدة.

في الكون الحالي اصبح وجود العديد من القوى، وعلى الاخص الجاذبية، مبعثاً لنشوء تنوع لانهائي من الاشكال البنيوية الممتلئة بالتفاصيل بالمقارنة مع مختلف المقاييس الممكنة. وإذا صدق ان القسم الاكبر من مادة الكون تتألف من مادة وطاقة مظلمة ، حسب ماتشير كافة الملاحظات، فإن الاحتمال كبير ان هذه " المادة" ايضا لها مشاركاتها البنيوية بطريقة إرتباط ميكروسكوبية لازالت مجهولة. وبالتالي من جديد علاقة بين الاكبر المطلق والاصغر المطلق.

الاسئلة المتبقية وبالرغم من ان الموديل الاساسي يحظى بنجاحات كبيرة، فأنه لازال هناك الكثير من الاسئلة لم تلقى الجواب. من هذه الاسئلة " التقسيم داخل العائلة": لماذا يملك الالكترون والكفاركيين الاصغر ابناء عموم؟ حسب مانعلمه لايحتاج المرء لهم لبناء مايقومون ببناءه ومن ثم تحطمه الاشعاعي بالطريقة التي يجري بها.

السؤال الاخر هو الفرضية حول جزيئة هيغغز. في المدويل الاساسي تقف امامنا معضلة اعطاء هذه الجزيئة كثافة لجسمها. عام 1963 اقترح الفيزيائي Peter Higgs إمكانية وجود مجال كفانتي خاص، ولذلك حصل على اسم هذا الفيزيائي. ولكن هذا الامر لازال في طور الفرضية ولم يتمكن احد حتى الان من البرهنة على وجوده فعلا. بعض العلماء واثقين من وجوده في حين ان البعض الاخر يعتبر ان الوجود شئ وتفسير كثافته الوجودية شئ اخر.

المعطيات التي تقدمها التجارب الاساسية تتزايد بإستمرار. في نفس الوقت تتوالد العديد من الاسئلة عن كل سؤال يتم الاجابة عليه. لدى العلماء اليوم آمال كبيرة على المحطة الفيزيائية LHC التي بدأ العمل فيها عام 2008، وهي محطة ستتمكن من النظر اعمق في قلب المادة. للمزيد عن هذا الموضوع اضغط هنا على الاغلب ستتمكن هذه المحطة من الاجابة على سؤال فيما اذا كان جزيئ هيغغز حقيقة ام خيال. الاكثر إثارة ان تتمكن المحطة من إكتشاف جزيئات لم تكن بالحسبان على الاطلاق.

الذرة

View SlideShare presentation or Upload your own.

تركيب الـــــــذرة

الـــــــــذرة
________
اصغر جزء من المادة يشترك في التفاعلات الكيميائية دون أن يتغير.

مم تتكون الـــذرة ؟
____________

1- نواة موجبة الشحنة بها نوعين من الجسيمات

_________________________

أ-بروتونات موجبة الشحنة

ب-نيوترونات متعادلة

2-الكترونات سالبة الشحنة تدور حول النواة
_________________________

عدد الالكترونات يساوي عدد البروتونات في الحالة العادية للذرة

كيف تتحرك الالكترونات حول النـــــواة ؟
________________________

1-تدور الالكترونات بسرعة فائقة حول النواة حتى لا تسقط بها بسبب قوة جذب النواة

2-تدور الالكترونات حول النواة في أغلفة خاصة تسمى أغلفة الطاقة عددها يصل الى سبعة اغلفة في أكبر الذرات.

3-لكل غلاف مستوى معين من الطاقة يزداد كلما بعد الغلاف عن النواة.


4-كل غلاف يتحمل عدد معين من الالكترونات لا يتحمل اكثر منه.


5-اذا اكتسب الالكترون طاقة خارجية فانه ينتقل من مداره الى مدار آخر أعلى في الطاقة



وعندما يفقد هذه الطاقة يعود مرة اخرى الى مداره.

العـــــــدد الــــــــــذري:
_____________

عدد الالكترونات السالبة أو البروتونات الموجبة

العـــــــــدد الكتــــــــلي :
______________ عدد البروتونات + عدد النيوترونات

عدد النيوترونات = العدد الكتلي - العدد الذري