التمرين 1 :
للخلية القدرة على استعمال المواد و الطاقة المستقاة من الوسط بفضل سلسلة من التفاعلات الكميائية للنمو و التكاثر.
- تسمح لنا هذه الدراسة بالتعرف على آليات تحويل الطاقة في الخلايا الحية.
I /- تم استنبات اشنة الكلوريلا وهي من الأشنات وحيدة الخلية الخضراء في وسط مغذي يتكون من عناصر معدنية و H216O اضيف الى هذا الوسط مزيج غازي يتكون من أكسجين عادي16O2 و أكسجين مشع 18O2 و بنسب متساوية .
نقيس كمية الغازين في الوسط و في شروط تجريبية مختلفة ( ضوء/ ظلام ).
النتائج المحصل عليها مدونة في الوثيقة 1.
1. حلل النتائج التجريبية المحصل عليها .
2 . ماهي المعلومات التي تقدمها لك هذه التجربة.
3. تمثل الوثيقة 2 فحوصات مجهرية لبعض مكونات اشنة الكلوريلا ، النتائج ممثلة في الوثيقة 2 .
أ/ تعرف على العضيتين في الشكلين (ا) و (ب) ثم ضع البيانات المرقمة من 1 الى 10 في الوثيقة 2.
ب/ انسب كل عضية الى الظواهر المدروسة في الوثيقة1 و حدد الفاصل الزمني الذي تحدث فيه.
II / لمعرفة اليات تركيب الـATP نحضر معلق من عضيات الشكل (ب) و نضيف اليه THH+و ADP و Piثم نقيس تركيز H+ في الحجرة الخارجية و كمية الـATP المتشكلة . النتائج المحصل عليها ممثلة في الوثيقة 3.
1. فسر المنحنيات ثم اوجد علاقة بينها.
2. انطلاقا من معطيات الوثيقة 3 ومن معلوماتك،انجز رسما تخطيطيا دقيقا مرفق بالبيانات لتفاعلات المرحلة المدروسة في الوثيقة 3 .
III- لدراسة بعض التفاعلات الكيميائية اثناء احد الاطوار السابقة ، نقترح مخطط غير كامل ممثل في الوثيقة 4.
1.سم ما تمثله الاحرف (ع) ، (م) و نوع التفاعلات الممثلة بالارقام 1، 2، 3، 4 ،5، 6 .
2. اكمل المخطط على ورقة اجابتك مبرزا عدد ذرات الكربون للجزيئات الممثلة بالاحرف من A الىG و العناصر المستهلكة و الناتجة.
3. نعزل ميتوكوندريات و نضعها في 7 مفاعلات حيوية تحتوي على الاكسجين و
رقم المفاعل الحيوي |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
نوع المادة |
فركتوز |
غلوكوز |
حمض البيروفيك |
حمض الليمون (الجزيئة C) |
السوكسينات (الجزيئة F) |
سيتوغلوترات (الجريئة D) |
اكسالواستات (الجريئة B) |
- ماهو عدد مولات الـATP الناتجة في كل مفاعل حيوي ؟ مع تعليل الاجابة بالنسبة للاوساط 1 ، 3 ، 6.
التمرين 2 :
للتعرف على بعض مظاهر آلية التعبير المورثي نعتمد على الملاحظات والتجارب التالية:
اولا:
- تعبر الوثيقة 1 عن ظاهرة بيولوجية T1 يمكن ملاحظتها على مستوى إحدى الخلايا.
- اعتمادا على معلوماتك و معطيات الوثيقة 1 :
- أعط اسم الظاهرة T1 .
- سم العنصرين (أ و ب ).
- كيف تفسر الفرق الملاحظ بين طول العنصر (ب) في النقطة A والنقطة B ؟
- غالبا ما تكون الظاهرة T1 متبوعة بظاهرة أخرى T2 لدراسة الظاهرة T2 تم إجراء التجربة التالية:
- وضعنا نسيجين إفرازيين في الوسطين (1) و(2) ثم تم معاملتهما كما يلي:
الوسط (1) |
يحتوي على جميع شروط صنع البروتين |
في الزمن ز1 أضيفت مادة البيروميسين (Puromicine) وهي مادة تكبح نشاط ARNt. |
الوسط (2) |
يحتوي على جميع شروط صنع البروتين |
عدم إضافة مادة البيروميسين |
- بعد ذلك قمنا بمعايرة كمية الأحماض الامينية الحرة في الهيولى لخلايا كلا النسيجين، تمكنا من انجاز منحنيات الشكل (1) من الوثيقة (2).
الوثيقة 2 |
جدول مختصر للشفرات الوراثية |
|
الرامزات |
الأحماض الأمينية |
AGC – UCG |
سيرين Ser |
AAA |
ليزين Lys |
AUG |
مثيونين Met |
CCC |
برولين Pro |
CGA |
أرجينين Arg |
CUG |
لوسين Leu |
GAC |
حمض الأسبارتيك Asp |
GCU |
ألانين Ala |
GGG |
غليسين Gly |
UAC |
ثيروزين Tyr |
UUC |
فنيل ألانين Phe |
1. قارن بين النتائج المحصل عليها في الوسطين وفسرهما .
2. ان الشكل (2) يمثل مرحلة من مراحل الظاهرة T2.
أ. ماذا يطلق على هذه المرحلة ؟
ب. سم البيانات الموضحة في الشكل (2) .
ج. اعتمادا على جدول الشفرة الوراثية ماذا تمثل الجزيئات A1 و A2 وA3 و A4.
د. أعط اسم الظاهرة T2 .
هـ.باستعمال معطيات الشكل (2) ،مثل جزء المورثة المسؤول عن تركيب السلسلة الببتيدية المتشكلة خلال الظاهرة T2 .
ثانيا:
- مكنت دراسة مسافة هجرة حمض أميني غليسين موضوع في اوساط مختلفة الـ PH من انجاز المنحنى الممثل في الوثيقة 3 .
اعتمادا على دراسة الظاهرتين T1 و T2 ومعلوماتك، بين بإيجاز العلاقة بين المورثة 3 و البروتين.
1. فسر المنحنى و ماذا تستنتج ؟
2. استنتج قيمة الـ PHi للغليسين.
3/- مثل صيغة الغليسين في النقاط (أ) (ب) (ج) علما أن الجذر R = H
التمرين 3 :
لإظهار دور البروتينات الغشائية في تسجيل الكمونات الغشائية لليف العصبي القبل و البعد مشبكي و تأثير بعض المواد على عملها نقوم بالدراسة التالية:
I - لدراسة مصدر و طبيعة الاستجابة البعد مشبكية نجري على البنيات الممثلة في الوثيقة1 مجموعة من التجارب:
1/- نحدث تنبيها فعالا في (ت1) ثم في (ت2) ثم في (ت3)، النتائج المحصل عليها مبينة في التسجيلات (a) ،(b) و (c) من الوثيقة 2.
أ. تعرف على التسجيلات (a) ،(b) و (c) من الوثيقة1 ، علل اجابتك.
ب- استنتج طبيعة المشبكين (م1) و (م2).
2. نتتبع تركيز بعض الشوارد في العصبون (ع3) لوحظ مايلي :
- ارتفاع التركيز الداخلي للـ +Na اثناء انتقال السيالة العصبية عبر المشبك (م1) .
- ارتفاع التركيز الداخلي للـ Cl- اثناء انتقال السيالة العصبية عبر المشبك (م2) .
- باستغلال هذه المعطيات اشرح مصدر التسجيلين (a) و (b) من الوثيقة1 .
3. نحدث في نفس الوقت تنبيها فعالا في (ت1) و آخر في (ت2).
- مثل التسجيل الذي يمكن الحصول عليه في ( O1) ، علل اجابتك.
4/- نحدث في (ت1) تنبيهين فعالين متقاربين جدا (يفصلهما اقل من 5 ميلي ثانية).
- مثل التسجيل الذي يمكن الحصول عليه في ( O1) ، علل اجابتك.
5/- نحدث في (ت1) تنبيهين فعالين متتاليين (يفصلهما اكثر من 10 ميلي ثانية).
- مثل التسجيل الذي يمكن الحصول عليه في ( O1) ، علل اجابتك.
II - لدراسة تاثير سم العقرب على انتقال السيالة العصبية نجري التجربة التالية :
- نقوم بتسجيل تغيرات الكمون الغشائي نتيجة تنبيه في الحالة الطبيعية و في حالة تنبيه بوجود سم العقرب، النتائج ممثلة في الوثيقة2 .
- الوثيقة3 تمثل التسجيلات المحصل عليها بتقنية patch-clamp بعد فرض كمون على الليف العصبي في الحالة الطبيعية و في حالة بوجود سم العقرب.
1. ماهو مبدأ تقنية patch-clamp و ماهو الهدف منها ؟
2. قدم تحليلا مقارنا للتسجيلين المحصل عليهما في الوثيقة2 .
3. اقترح فرضية لتفسير تأثير سم العقرب.
4. قارن بين التسجيلين المحصل عليهما في الوثيقة 3 عند فرض كمون في الحالة الطبيعية و عند فرض كمون في وجود سم العقرب.
5. هل تسمح لك تسجيلات الوثيقة 3 من تأكيد صحة الفرضية المقترحة حول طريقة تأثير سم العقرب؟ علل اجابتك.
التمرين الاول :(8 نقاط)
I- 1/ تحليل النتائج التجريبية المحصل عليها في التجربة:
يمثل المنحنيان تغير تركيز ثنائي الأكسجين العادي و المشع بدلالة الزمن في الضوء و الظلام حيث :
- من 0 الى 20 د : في غياب الضوء نلاحظ أن تركيز ثنائي الأكسجين العادي و المشع في تناقص مستمر دليل على استهلاكهما.
- من 20الى 35د : في وجود الضوء نلاحظ استمرار تناقص الأكسجين المشع دليل على استهلاكه و تزايد تركيز الأكسجين العادي دليل على طرحه.
- من 35 الى 50 د : في غياب الضوء نلاحظ استمرار تناقص تركيز ثنائي الأكسجين المشع دليل استمرار امتصاصه من طر ف الخلية و نفس الشيء بالنسبة الأكسجين العادي حيث يستهلك.
2. المعلومات:
- تقوم الخلية الخضراء بامتصاص O2 في الضوء و الظلام و تطرحه في الضوء فقط .
3- أ.التعرف على العضيات و العناصر المرقمة :
أ. صانعة خضراء
ب. ميتوكوندري
- غ.خارجي للميتوكوندري
- غ.داخلي للميتوكوندري
- غلاف الصانعة
- ستروما حشوة
- صفيحة حشوية
- كييس تيلاكويد
- حبيبة نشاء
- عرف
- مادة أساسية
- فراغ بين غشائي
ب-
- الميتوكوندري: التنفس من 0 – 70د .
- الصانعة الخضراء: التركيب الضوئي من 20-35د و 50-70د .
تفسير المنحنيات والعلاقة:
- من ز 1 ز 2: نلاحظ زيادة في تركيز H+ إثر حقن O2 في الوسط نتيجة أكسدة TH,H+ وانتقال الإلكترونات في نواقل السلسلة التنفسية حسب تزايد كمون الاكسدة و الارجاع و يسمح بضخ البروتونات إلى الفراغ ما بين الغشائين وهذا عن طريق . T3,T2 ,T1 .
- من ز 2 ز 3 : نلاحظ تناقص تركيز H+ و تزايد تركيز الـ ATP هذا بسبب ضخ البروتونات الذي يؤدي إلى إحداث فرق في تركيز البروتونات (حامضي في الفراغ بين غشائي وفي الوسط الداخلي أقل حموضة ( هذا الفرق يسبب تدرجا كهروكيميائيا مؤديا إلى عودة البروتونات إلى المادة الأساسية عبر الكريات المذنبة فتحفزها على تركيب ال.ATP.
- يعود توقف تركيب ATP و حركة البروتونات الى نفاذ الـ O2 في الوسط لارجاعه الى H2O
الرسم: تفاعلات الفسفرة التاكسدية .
II 1/ ما تمثله الاحرف:
- (ع) : التفاعل التحضيري
- (م) : حلقة كربس.
نوع التفاعلات الممثلة بالارقام 2، 4 ، 6: تفاعلات اكسدة المادة العضوية (حمض البيروفيك).
2/ اكمال المخطط : حلقة كربس.
3/ عدد مولات الـATP الناتجة في كل مفاعل حيوي: مع تعليل الاجابة بالنسبة للأوساط 1 ، 3 ، 6.
- في 1 و 2: 0ATP التعليل : الميتوكوندري لا تستعمل الغلوكوز و الفركتوز في تفاعلاتها.
- في 3: 15 ATP
التعليل: 1 ح. بيروفيك ينتج 1ATP + 4 NADH،H+ *3 + 1FADH2 *2= 15 ATP
- في 4: 12 ATP
- في 5: 4 ATP
- في 7 : 0 ATP
- في 6: 9 ATP
التعليل: C5 ينتج 1ATP + 2 NADH،H+ *3 + 1FADH2 *2= 9 ATP
التمرين الثاني:
أ.اسم الظاهرة T1:
- الاستنساخ. .
ب.تسمية العنصرين (أ و ب ):
- أ: ADN
- ب: ARNm
ج. تفسير الفرق الملاحظ بين طول العنصر (ب) في النقطة A والنقطة B :
- اتجاه الاستنساخ هو من النقطةB إلى النقطة A.يزداد طول الخيوط كلما اتجهنا نحو نهاية المورثة .
المقارنة بين النتائج المحصل عليها في الوسطين (1) و(2):
- نسيج الوسط (1): كمية الأحماض الامينية الحرة في الوسط ثابتة مع مرور الزمن.
- نسيج الوسط (2): كمية الاحماض الامينية الحرة تتناقص مع مرور الزمن.
التفسير:
- مادة البيروميسين في خلايا النسيج (1) قامت بتثبيط ARNt فتوقفت عملية نقل الأحماض الامينية لذلك بقيت كميتها ثابتة لعدم استخدامها في صنع البروتين، أما خلايا نسيج الوسط (2) فالأحماض الامينية تنقل من طرف الـ ARNt لتدخل في صنع البروتين فتتناقص كميتها الحرة في الوسط.
2-أ. الشكل (2) يمثل فترة من الفترات الزمنية للظاهرة T2 يطلق على هذه الفترة الزمنية: بالإستطالة.
ب/تسمية البيانات الموضحة في الشكل (2):
- حمض أميني
- ARNt الناقل.
- الشفرة المضادة.
- تحت الوحدة الصغرى
- الموقع
- A تحت الوحدة الكبيرة للريبوزوم .
- الموقع P
ج/ تمثل الجزيئات A1 و A2 وA3 و A4:
- A1: اللوسين.
- A2: سيرين
- A3: جليسين
- A4 : الانين.
د/ إعطاء اسم الظاهرة T2: الترجمة.
3- العلاقة بين المورثة و البروتين:
- المورثة تحمل الشفرة الوراثية لتركيب البروتين حيث ان عدد و نوع و ترتيب النيكلوتيدات في المورثة تحدد عدد نوع و ترتيب الاحماض الامنية في البروتين و منه تخصص البروتين.
ثانيا :
1. تفسير المنحنى :
- عند تغير PH من 1 الى 6 : يهجر الغليسين نحو القطب السالب فهو إذن مشحون بالموجب أي سلك سلوك قاعدة في وسط حمضي و إكتسب بروتون.
- 6=PH لايهاجر الغليسين لأن الشحنة الإجمالية معدومة أي شاردة مزدوجة لأنه سلك سلوكا متعادلا كهربائيا.
- عند تغير PH من 6 الى 12 يهاجر الغليسين نحو القطب الموجب فهو إذن مشحون بالسالب أي سلك سلوك حمض في وسط قاعدي و فقد بروتون.
الاستنتاج:
- الأحماض الأمينية تتميز بالخاصية الحمقلية أو الأنفوتيرية.
2/ قيمة الـ 6 = pHi
3/ صيغة الغليسين:
- عند النقطة )أ) موجب + H3N-CH2-COOH
- عند النقطة)ب) متعادل + H3N-CH2-COO-
- عند النقطة(ج) سالب H2N-CH2-COO-
التمرين الثالث (07ن):
/ -1-I- أ - التعرف على التسجيلات (a) ،(b) و (c) من الوثيقة1 مع التعليل.
- PPSE .a
التعليل: عند تنبيه الليف القبل مشبكي نسجل تزايد الكمون الغشائي في الخلية البعد مشبكية أي زوال استقطاب.
- PPSI . b
التعليل: عند تنبيه الليف القبل مشبكي نسجل تناقص الكمون الغشائي في الخلية البعد مشبكية أي فرط في الاستقطاب.
- (c) كمون عمل أحادي الطور.
التعليل: عند تنبيه الليف القبل مشبكي نسجل تزايد الكمون الغشائي في الخلية العضلية البعد مشبكية ليصل الى 30 mv دليل على انتشار السيالة العصبية.
ب. طبيعة المشبكين: (م1) مشبك منبه و (م2) مشبك مثبط .
2/ مصدر التسجيلين (a) و (b):
- التسجيل (a): عند تنبيه الليف القبل مشبكي يتحرر المبلغ العصبي المنبه و يتثبت على الغشاء البعد مشبكي فتفتح القنوات الكميائية للـ +Na فتدخل شوارد للـ +Na و نسجل زوال استقطاب بعد مشبكي.
- التسجيل (b): عند تنبيه الليف القبل مشبكي يتحرر المبلغ العصبي المثبط و يتثبت على الغشاء البعد مشبكي فتفتح القنوات الكميائية للـ Cl- فتدخل شوارد للـ Cl- و نسجل فرط استقطاب بعد مشبكي.
3/ نحدث في نفس الوقت تنبيها فعالا في (ت1) و آخر في (ت2)
.
- تمثيل التسجيل في ( O1)
التعليل: جمع فضائي = +4mv PPSE+ PPSI =( +12mv) +(-8mv)
4/- نحدث في (ت1) تنبيهين فعالين متقاربين جدا (يفصلهما اقل من 5 ميلي ثانية).
- تمثيل التسجيل في ( O1).
التعليل: جمع زمني = +24mv PPSE+ PPSE =( +12mv) +(+12mv)
زوال استقطاب يفوق العتبة فتنتشر اسيالة العصبية.
5/نحدث في (ت1) تنبيهين فعالين متتاليين (يفصلهما اكثر من 10 ميلي ثانية).
- تمثيل التسجيل في ( O1)
التعليل: لا يحدث جمع زمني لان التنبيهات متباعدة.
II/1 . مبدأ تقنية patch-clamp :
- عزل او فصل جزء من الغشاء بالشفط عن طريق ماصة مجهرية.
- الهدف منها : دراسة التيارات الكهربائية التي تمر عبر الغشاء.
2/ تحليلا مقارنا للتسجيلين المحصل عليهما في الوثيقة2 :
يمثل المنحنين تغيرات الكمون الغشائي نتيجة تنبيه في الحالة الطبيعية و في حالة تنبيه بوجود سم العقرب حيث:
- في الحالة الطبيعية نسجل كمون عمل بكل مراحله (زوال استقطاب،عودة الى الاستقطاب ثم فرط في الاستقطاب) بينما في وجود سم العقرب لا نسجل العودة الى الاستقطاب دليل على بقاء الليف في حالة استقطاب.
3/ فرضية لتفسير تأثير سم العقرب:
- يمنع غلق القنوات الفولطية للـ +Na
4 مقارنة بين التسجيلين المحصل عليهما في الوثيقة3:
- عند فرض كمون في الحالة الطبيعية نسجل تيار داخلي سريع و تيار خارجي بطيئ بنفس السعة بينما عند فرض كمون في وجود سم العقرب نسجل تيار خارجي مماثل للحالة الطبيعية لكن التيار الداخلي المسجل تكون سعته اكبر بكثير (4 اضعاف) من سعته في الحالة الطبيعية و مدته اطول.
5/نعم تسمح تسجيلات الوثيقة-3- من تأكيد صحة الفرضية المقترحة حيث:
- يعمل سم العقرب على منع غلق القنوات الفولطية للـ +Na فيستمر دخول للـ +Na عبر القنوات المفتوحة و مسببا تيار داخلي لمدة طويلة و منه زوال استقطاب لمدة طويلة أي مستمر .
.