حل درس انقسام الخلية وتكاثرها علوم ثالث متوسط

ما أهمية انقسام الخلية ؟ 

ما الأشياء المشتركة بينك وبين الأخطبوط وشجرة العرعر؟ هذه المخلوقات الحية تشترك في خصائص كثيرة، أهمها أن الله الذي خلقها بقدرته وتدبيره جعل أجسامها تتكون من بلايين الخلايا ، كما جعل هذه المخلوقات الحية العديدة الخلايا كلها تبدأ من خلية واحدة ، تنقسم لتصبح اثنتين ، ثم أربعا ثم ثانیا وهكذا ، ويستمر الانقسام الخلوي حتى بعد توقف النمو ؛ فهو يعوض الخلايا التالفة. فعلى سبيل المثال، خلال اللحظات التي تستغرقها لقراءة هذه الجملة انتج نخاع العظمي ستة ملايين خلية دم حمراء. وللانقسام الخلوي أهمية أيضا للمخلوقات الحية الوحيدة الخلية؛ فهي تتكاثر عن طريق الانقسام الخلوي ، الانقسام الخلوي ليس مجرد عملية فصل الخلية الواحدة إلى اقسمين کا قد يبدو لك؛ إنه عملية أصعب من ذلك، کیا سيتضح لك قريباً.

دورة الخلية 

قدر الحق تبارك وتعالى لجميع المخلوقات الحية أن تمر بمراحل متتابعة خلال حياتها ، وهذا ما يعرف بدورة الحياة ، التي تبدأ بتكون المخلوق الحي ، ثم نموه ، وتنتهي بموته ويحدث ذلك أيضا للخلايا المفردة ، فلكل منها دورة حياة.

زمن دورة الخلية 

يقصد بدورة الخلية كما يوضحها الشكل ۱۳- المراحل أو الأطوار المتتابعة التي تمر بها الخلية منذ بدء الانقسام الخلوي حتى الانقسام الخلوي الذي يليه ، وتختلف المدة التي تستغرقها دورة الخلية من خلية إلى أخرى ، فمثلا تستغرق دورة حياة بعض خلايا نبات الفول ۱۹ ساعة ، بينما نجد أن خلايا أجنة الحيوانات تنقسم بسرعة أكبر ، بحيث تكمل دورتها في أقل من ۲۰ دقيقة ، أما في جسم الإنسان فإن دورة حياة بعض الخلايا تستغرق 16 ساعة , كما أن الخلايا التي يحتاج إليها للنمو وتعويض الخلايا التالفة - ومنها خلايا الجلد والعظامفإنها تعيد دورة حياتها باستمراره

الطور البيني 

يشكل الطور البيني معظم زمن دورة الخلية الحقيقية النواة ، وتستغرقه الخلية في النمو ، فالخلايا التي لا تنقسم في الجسم ، ومنها الخلايا العصبية وخلايا العضلات تبقى دائما في هذا الطور وأما الخلايا النشطة - ومنها خلايا الجلد - فتنسخ المادة الوراثية خلال هذا الطور استعدادا للانقسام الخلوي ولعلك تتساءل : لماذا يجب نسخ المادة الوراثية قبل الانقسام ؟! تخيل أنك تمثل دوا ما في مسرحية ، ولا يملك المخرج إلا نسخة واحدة من النص ، فوزع صفحة واحدة على كل ممثل ، فهل يحصل أي منهم على النص الكامل ؟ فالصواب أن ينسخ المخرج النص كاملا ، ثم يوزعه ؛ ليعرف كل واحد دوره وما يحيط به. كذلك الحال في الخلية ؛ يجب أن تنسخ المادة الوراثية فيها قبل الانقسام ؛ لتحصل كل خلية جديدة على نسخة كاملة من المادة الوراثية لتقوم بوظائف الحياة ، بعد انتهاء الطور البيني تدخل الخلية في طور الانقسام ؛ حيث تنقسم النواة ، ثم يتوزع السيتوبلازم ؛ لتكوين خليتين جديدتين

اختصاصي الأورام 

تم الخلايا دوراتها ضمن ضوابط معينة ، ويتم التحكم فيها أما الخلايا السرطانية فتنقسم بسرعة لايمكن التحكم فيها ويسمى الأطباء المتخصصون في دراسة هذه الخلايا اختصاصيي الأورام ولكي تصبح مختصا في علاج الأورام تحتاج أولا إلى دراسة الطب ، ثم التخصص في علم الأورام ابحث عن التخصصات الفرعية في علم الأورام ، ثم عددها ، واكتب وصفا عنها في دفتر العلوم

الانقسام المتساوي (غير المباشر) 

تسمى عملية انقسام النواة إلى نواتين متماثلتين الانقسام المتساوي (غير المباشر) Mitosis، وتكون النواة الجديدة مماثلة للنواة الأصلية. ويتضمن الانقسام المتساوي سلسلة من الأطوار المتتالية، هي: الطور التمهيدي، والطور الاستوائي، والعطور الانفصالي، والطور النهائي

مراحل الانقسام المتساوي 

تلعب الكروموسومات دورا مهما في عملية انقسام النواة ، والكروموسوم Chromosome ترکیب في النواة يحتوي على المادة الوراثية ، وخلال الطور البيني يتضاعف هذا الكروموسوم ، فعندما تكون النواة جاهزة للانقسام يصبح الكروموسوم أكثر سمكا وأقصر ، ويظهر في صورة سلسلتين متماثلتين تسمى كل واحدة منهما کروماتیدا ، كما في الشكل 14.

ما العلاقة بين الكروموسومات والكروماتيدات ؟

الكروماتيدات هي الصورة التي تظهر عليها الكروموسومات عندما تصبح النواة جاهزة للانقسام حيث تصبح الكروموسومات أسمك وأقصر وتظهر على صورة خيطين متماثلين وتسمى الكروماتيدات

وخلال العطور الانفصالي ينقسم السترومير ، وتنكمش الخيوط المغزلية ، وتشد معها الكروماتيدات ، مما يؤدي إلى انفصال بعضها عن بعض ، وتبدأ في الحركة نحو طرفي الخلية ، وتسمى الكروماتيدات بعد انفصالها الكروموسومات أما في العطور الأخير ، وهو الطور النهائي ، فتبدأ الخيوط المغزلية في الاختفاء ، كما تبدأ الكروموسومات في التفكك ، وتتكون نواتان جدیدتان.

الانقسام الخلوي 

يتوزع السيتوبلازم في معظم الخلايا بعد انقسام النواة ، وبذلك تتكون خليتان جدیدتان تبدأ هذه العملية في الخلايا الحيوانية بتخصر الغشاء البلازمي ، وتشبه عملية التخصر البالون الذي يربط وسطه بخيط أما في الخلايا النباتية فيبدأ انقسام السيتوبلازم بظهور الصفائح الخلوية - كما في الشكل 15 - التي تكون الغشاء البلازمي الجديد ، والذي يفرز بدوره جزيئات تترسب خارجه، فيتكون الجدار الخلوي ، وبعد انقسام السيتوبلازم تبدأ معظم الخلايا من جديد فترة النمو أو الطور البيني استعن بالشكل 16 لمراجعة مراحل الانقسام الخلوي في الخلايا الحيوانية.

نتائج الانقسام المتساوي والانقسام الخلوي 

هناك ثلاثة أشياء مهمة يجب تذكرها بالنسبة للانقسام المتساوي والانقسام الخلوي أولاً : ينتج عن الانقسام المتساوي انقسام النواة ، ثانياً : ينتج عن الانقسام المتساوي نواتان جدیدتان متماثلتان تشبهان الخلية الأصلية ، وتحتوي كل منهما على نفس عدد الكروموسومات ونوعها إن كل خلية في جسم الإنسان - ما عدا الخلايا الجنسية - تحتوي على نواة بداخلها ) 4 کروموسومات وكذلك الحال بالنسبة لذبابة الفاكهة التي تحوي كل خلية من خلايا جسمها ثمانية كروموسومات ، كما في الشكل ۱۷. ثالثاً : تختفي الخلية الأصلية ، ولا يعود لها وجود تحصل الخلايا جميعها على المادة الوراثية نفسها أثناء الانقسام ، وتستخدم كل خلية جزا محددا من هذه المادة الوراثية يجعلها تختص بوظيفة محددة. ويسمح الانقسام الخلوي للخلايا بالنمو وتعويض الخلايا التالفة والميتة ، فإذا جرحت فإن الانقسام الخلوي يعوض الخلايا المتضررة كما أن له دورا كبيرا في عملية التكاثر ، فبسبب هذه الخاصية المهمة التي حبا الله بها خلايا أجسامنا ينمو جسدك ويصبح أكبر حجما من الطفل.

المرحلة الثانية من الانقسام المنصف 

تنتقل الخليتان الناتجتان خلال المرحلة الأولى من الانقسام إلى المرحلة الثانية ، وتنفصل الكروماتيدات الشقيقة المكونة الكل کروموسوم كل منها عن الأخرى خلال هذه المرحل وتظهر الخيوط المغزلية والكروموسومات بوضوح خلال الطور التمهيدي الثاني ، ثم تتحرك الكروموسومات إلى وسط الخلية في الطور الاستوائي الثاني وترتبط الخيوط المغزلية بالكروموسوم من السنترومير وخلال الطور الانفصالي الثاني ينقسم السنترومير وتنكمش الخيوط المغزلية فتنفصل الكروماتيدات كل منهما عن الأخرى ، وتتحرك نحو أطراف الخلية ، وتسمى الكروماتيدات بعد انفصالها کروموسومات. وتنتهي المرحلة الثانية بالطور النهائي الثاني ، حيث تختفي الخيوط المغزلية، ويتشكل الغلاف النووي حول الكروموسومات ، ثم ينقسم السيتوبلازم ، وبهذا تنتهي عملية الانقسام المنصف ، ( لاحظ الشكل ۲۳ ) 

ملخص عملية الانقسام المنصف 

ينتج عن المرحلة الأولى من الانقسام المنصف خليتان تنقسم كل خلية خلال المرحلة الثانية التكوين خليتين جديدتين ، وبذلك تنتج عن عملية الانقسام المنصف أربع خلايا جنسية في كل منها نصف العدد الأصلي من الكروموسومات فمثلاً تحتوي كل خلايا جسم الإنسان على 46 کروموسوماً ، وخلال الانقسام المنصف تتج أربع خلايا جنسية تحتوي كل خلية على ۲۳ کروموسوماً ۔

الانحرافات والخلل في الانقسام المنصف 

تحدث عملية الانقسام المنصف عدة مرات في الأعضاء التكاثرية لذا قد تحصل بعض الانحرافات ، أو الخلل خلافاء وتكون هذه الانحرافات شائعة في النباتات ، وقليلة الحدوث في الحيوانات وينتج عن هذه الانحرافات خلايا جنسية تحتوي على عدد أكبر أو أقل من الكروموسومات ، كما في الشكل ۲4. قد تموت البويضة المخصبة الناتجة عن هذه الخلايا الجنسية أحياناً أما إذا نمت فيكون عدد الكروموسومات في خلايا المخلوق الحي الناتج غير طبيعي ، مما قد يؤدي إلى عدم نموه بشكل طبيعي

كيف تمكن العلماء من فصل الكروموسومات بعضها عن بعض ؟

تظهر الكروموسومات عند النظر إليها بالمجهر المركب متشابكة كالمعكرونة ، هذا استغرق العلاء فترة طويلة ؛ المعرفة عددها في خلايا جسم الإنسان . تخيل كيف شعر الدكتور دو شیو سو عندما نظر إلى المجهر المركب فشاهد الكروموسومات متباعدة . لكن المشكلة الكبرى تمثلت في أنه لم يعرف ما الذي فعله لتظهر الكروموسومات بهذه الصورة بحيث تمكن من عدها . يقول الدكتور سو : « حاولت دراسة هذه الشرائح و تحضير عينات أخرى مماثلة ؛ لتكرار هذه الأعجوبة ؛ ولكن لم يحدث شيء . واستمر الدكتور سو ثلاثة أشهر يحاول معرفة السبب الذي أدى إلى فصل الكروموسومات بعضها عن بعض ، وفي شهر أبريل من عام ۱۹۵۲ م حصل على مبتغاه ، حيث توصل إلى أن الكروموسومات انفصل بعضها عن بعض بسبب الخاصية الأسموزية.

لخاصية الأسموزية هي حركة جزيئات الماء خلال الغشاء البلازمي ، حيث تتحرك جزيئات الماء من المحاليل ذات التركيز الأكبر للماء إلى المحاليل ذات التركيز الأقل.

ففي تجربة سوكان المحلول الذي استعمله لتحضير العينة يحتوي على كميات أكبر من الماء مقارنة بما في داخل الخلية ، لذا تحرك الماء إلى الداخل فانتفخت الخلايا حتى انفجرت ، مما أدى إلى ظهور الكروموسومات بوضوح . وكان ذلك نتيجة خطأ قام به أحد العاملين في المختبر في أثناء تحضيره المحلول الذي تحفظ فيه الخلايا ، وبها أن تحضير هذا المحلول يقوم به أكثر من شخص ، ولأنه مضت فترة طويلة على اكتشاف سبب ظهور الكروموسومات بوضوح ، لم يتمكن الدكتور سو من تحديد من كان وراء اكتشاف هذا اللغز العظيم ، فبقي مجهولاً