تركيب الخلية

الخلايا صغيرة جداً، لذا لا يمكنك رؤيتها بالعين المجردة. تستخدم ميكروسكوب لتحصل على صورة مكبرة منها. النوع الأول الذي ستلتقي به هو الميكروسكوب الضوئي. يقوم بإضاءة الضوء عبر عينة رقيقة (عينة هي المادة التي تنظر إليها) ويستخدم عدسات زجاجية لتكبير المنظر.

تحضير شريحة ورسم ما تراه

لفحص مواد حية، تقوم بإعداد تحضير مؤقت. تضع قطعة صغيرة ورقيقة من المادة على شريحة زجاجية (شريحة)، تضيف قطرة من صبغة (سائل ملون يجعل الأجزاء أسهل في الرؤية)، ثم تنزل غطاءً زجاجياً رقيقاً (غطاء) فوقها لتسطيحها ومنع دخول الهواء.

عند رسم الخلايا من شريحة أو صورة فوتوغرافية، اتبع قواعد بسيطة:

• استخدم قلم رصاص حاداً وخطوط واضحة مفردة (بدون تظليل).
• ارسم فقط ما يمكنك رؤيته حقاً، مع الأجزاء بحجمها الصحيح.
• قم بتسمية الأجزاء بخطوط مستقيمة لا تتقاطع.

التكبير والحجم الفعلي

التكبير يخبرك كم مرة تكون الصورة أكبر من الجسم الحقيقي. ليس له وحدة قياس. تجدها باستخدام معادلة واحدة:

يمكنك إعادة ترتيب هذه المعادلة لإيجاد أي قيمة واحدة من القيمتين الأخريين:

يجب أن يستخدم البسط والمقام في الكسر نفس الوحدة. الخلايا صغيرة جداً، لذا تعمل بوحدات صغيرة:

• $1\ \text{mm} = 1000\ \text{micrometre}$ (µm)
• $1\ \text{µm} = 1000\ \text{nanometre}$ (نانومتر)
• لذا $1\ \text{mm} = 1\,000\,000\ \text{nm}$.

مثال محلول. في صورة مجهرية ضوئية عند تكبير $5000$، يقاس جسيم خضراوي بـ $25\ \text{mm}$ عبر. حجمه الفعلي هو

تعمل نفس المعادلة مع الرسومات، الصور المجهرية الضوئية (صور تم التقاطها عبر ميكروسكوب ضوئي) والصور المجهرية الإلكترونية (أكثر الصور تفصيلاً، مشروحة أدناه). قم دائماً بالتحويل إلى نفس الوحدة أولاً، ثم قسّم.

شبكة عينية ومقياس مسرحي

لقياس خلية حقيقية تحت الميكروسكوب، تستخدم شبكة عينية — وهي مقياس صغير داخل عينة الملاحظة. تقسيماتها ليس لها حجم ثابت، لذا يجب عليك أولاً معايرتها (تحديد قيمة كل تقسيم).

تقوم بالمعايرة باستخدام مقياس مسرحي — وهو شريحة خاصة تحتوي على مقياس دقيق عليها (غالباً $1\ \text{mm}$ مقسمة إلى $100$ أجزاء، بحيث يكون كل جزء $10\ \text{µm}$). قارن بين المقياسين، احسب عدد تقسيمات الشبكة التي تتسع لطول معروف، وقسّم. بعد المعايرة، يمكنك استبدالها بعينتك وقياسها بالشبكة العينية.

الدقة والتكبير

هذان الكلمتان يسهل الخلط بينهما. يعطي الممتحن درجات للفرق بينهما.

• التكبير هو عدد المرات التي يكون فيها الصورة أكبر من العنصر الأصلي.
• الدقة هي أصغر مسافة بين نقطتين لا تزال تسمح لك برؤيتهما كنقطتين منفصلتين.

تكبير الصورة لا يظهر دائمًا مزيدًا من التفاصيل. بعد نقطة معينة، تحصل فقط على صورة أكبر ولكن ضبابية. تحدد الدقة الحد الحقيقي للتفاصيل.

المجهر الضوئي له دقة أقل لأن الضوء له طول موجي طويل نسبيًا. يستخدم المجهر الإلكتروني حزمًا من الإلكترونات بدلاً من الضوء. ولأن للإلكترونات طولًا موجيًا أقصر بكثير، تكون الدقة أعلى بكثير ويمكن رؤية هياكل صغيرة جدًا داخل الخلية. هناك نوعان: الماسح (يعرض السطح في 3D) والنافذ (يمرر الإلكترونات عبر شريحة رقيقة لإظهار التفاصيل الداخلية).

خلايا النبات والحيوان هي خلايا حقيقية النواة: يتم الاحتفاظ بالحمض النووي الخاص بها داخل نواة. داخل الخلية توجد أجزاء صغيرة عديدة تسمى العُضيات، لكل منها مهمة خاصة بها. السائل الهلامي المحيط بها هو السيتوبلازم.

في الصورة الفوتوميكرغرافية أو الميكروغرافية الإلكترونية، تتعرف على العُضيات بناءً على شكلها وحجمها وموقعها؛ وفي الرسم، تُظهر حدودها وتُصنّفها.

تستخدم الخلايا ATP الناتج عن التنفس كمصدر طاقة لها لكل عمل يتطلب طاقة، مثل تصنيع البروتينات، نقل الأشياء والانقسام.

مقارنة خلايا النبات والحيوان

كلاهما يمتلك غشاء سطحي للخلية، وسيتوبلازم، ونواة، وميتوكوندريا، وريبوسومات، وشبكة إندوبلازمية، وجهاز جولجي.

الخلية بدائية النواة، مثل البكتيريا، أصغر بكثير وأبسط من الخلية حقيقية النواة. خصائصها الرئيسية هي:

• وحيدة الخلية — وهي خلية واحدة.
• عادةً ما تكون قطرها بين $1$–$5\ \text{µm}$.
• جدار خلوي مصنوع من الببتيدوغليكان (وليس السليلوز).
• حمض نووي دائري حر في السيتوبلازم — لا توجد نواة.
• $70\text{S}$ ribosomes (أصغر من $80\text{S}$ الموجودة في سيتوبلازم حقيقيي النواة).
• لا توجد عُضيات محاطة بغشاء مزدوج — لذلك لا توجد نواة ولا ميتوكوندريا ولا بلاستيدات خضراء.

مقارنة خلايا بدائية وحقيقية النواة

جميع الفيروسات غير خلوية — فهي ليست مكونة من خلايا على الإطلاق. تتكون كل فيروس من جزأين أو ثلاثة أجزاء فقط:

• نواة من حمض نووي، وهي إما DNA أو RNA (وليس الاثنين معاً).
• غلاف بروتيني يحيط بالنواة يسمى الكابسيد.
• في بعض الفيروسات، غلاف خارجي يتكون من فوسفوليبيدات.

*فيروس عام: حمض نووي داخل كبسيد بروتيني، مع غلاف دهني في بعض الفيروسات

لا يمتلك الفيروس سيتوبلازما ولا عضيات ولا ريبوسومات. لا يستطيع التنفس أو تصنيع بروتيناته الخاصة. يمكنه نسخ نفسه فقط داخل خلية مضيف حية، لذا فهو يقع عند الحافة مما نسميه "حياً".

• التكبير $=$ حجم الصورة $\div$ الحجم الفعلي — قم بتحويل الوحدات أولاً ($\text{mm} \leftrightarrow \mu\text{m} \leftrightarrow \text{nm}$)، ثم أعد ترتيب المعادلة لإيجاد المجهول المطلوب.
• فرّق بين التكبير (كم مرة يكون أكبر) والدقة (أقصر مسافة تُرى كنقطتين منفصلتين)؛ المجاهر الإلكترونية تحقق دقة أعلى لأن للإلكترونات طول موجي أقصر.
• قدم لكل عضية زوجاً من التركيب + الوظيفة (مثال: الميتوكوندريا: غشاء داخلي مطوي ← تنفس هوائي).
• اذكر الفروقات بين بدائية النواة وحقيقية النواة بدقة: عدم وجود نواة، ريبوسومات أصغر (70S)، عدم وجود عضيات محاطة أغشية، DNA دائري.
• الفيروسات غير حية — صفها فقط بواسطة الكبسيد والمادة الوراثية و(أحياناً) الغلاف.