نفاذية الغشاء الخلوي
يستنتج الطالب أي الجزيئات تعبر الغشاء الخلوي مباشرة وأيها تحتاج إلى بروتين، بالربط بين عبورها وحجمها وشحنتها.
المحاكاة التفاعلية
محاكاة تفاعلية: النقل الغشائي — من PhET
لا تُحمَّل المحاكاة إلا بطلبك. اضغط لبدء التشغيل — قد تستغرق لحظات على الاتصال البطيء.
في كتابك
- نشاط (١): نفاذية الغشاء — الجزء الأول، ص ٣٦
خطوات التجربة
افتح شاشة «الانتشار البسيط»، وافتح «تركيزات المواد المذابة» لتتابع التركيز في «الخارج» و«داخل».
من «المواد المذابة» اختر «غاز الأكسجين»، وأضف كمية منه إلى «الخارج» فقط. راقب الجزيئات دقيقة، وسجّل: هل عبرت الغشاء؟ وفي أي اتجاه؟
كرر مع «ثاني أكسيد الكربون»، ثم مع «الجلوكوز»، ثم مع «أيون الصوديوم». سجّل في جدول: (المادة، صغيرة أم كبيرة، مشحونة أم لا، عبرت أم لا).
تابع «تركيزات المواد المذابة» للأكسجين حتى يتقارب التركيزان، ولاحظ هل تتوقف الجزيئات عن الحركة والعبور.
افتح شاشة «الانتشار الميسر»، واسحب قناة من «قنوات التسرب» إلى الغشاء، ثم أضف أيونات الصوديوم إلى «الخارج». سجّل: هل عبرت الآن؟ ومن أين؟
الفكرة العلمية
الغشاء الخلوي اختياري النفاذية: يسمح لبعض المواد بالعبور ويمنع غيرها. والطبقة المزدوجة من الدهون المفسفرة تسمح للجزيئات الصغيرة غير المشحونة مثل O2 وCO2 بالعبور مباشرة بالانتشار البسيط، من التركيز المرتفع إلى المنخفض. أما الأيونات المشحونة مثل Na+ وK+ والجزيئات الكبيرة نسبيًا مثل الغلوكوز فلا تعبر الطبقة الدهنية وحدها، بل تحتاج إلى بروتينات في الغشاء، كالقنوات التي فتحت للصوديوم طريقًا في الانتشار الميسَّر. وعند تساوي التركيزين لا تتوقف الجزيئات، بل يتساوى ما يعبر في الاتجاهين. وفي نشاط الكتاب يُستخدم أنبوب ديلزة مساماته أكبر من جزيء الغلوكوز وأصغر من جزيء النشا، فيعبر الغلوكوز ويُحجز النشا، والمعيار هناك الحجم وحده. أما المحاكاة فتعرض غشاءً خلويًا حقيقيًا يمنع الغلوكوز إلا ببروتين ناقل، ولا تحوي نشا.
قوّم نفسك
جرّب المحاكاة أولًا ثم أجب. لا درجات ولا تسجيل — الإجابات لك وحدك، وتختفي بإغلاق الصفحة.
أي المواد التالية عبرت الغشاء في شاشة «الانتشار البسيط»؟
- أيون الصوديوم لأنه أصغر الجسيمات
- الجلوكوز لأنه غذاء تحتاجه الخلية
- غاز الأكسجين لأنه صغير وغير مشحون
- جميع المواد بعد وقت كافٍ
اعرض الإجابة
ج) غاز الأكسجين لأنه صغير وغير مشحون
الطبقة الدهنية تسمح بعبور الجزيئات الصغيرة غير المشحونة مثل O2 وCO2. والأيون صغير لكنه مشحون فتصده الطبقة الدهنية، فالحجم وحده لا يكفي للحكم. وحاجة الخلية إلى الغلوكوز لا تجعله يعبر بلا بروتين.
أضفت الأكسجين إلى «الخارج» فقط. في أي اتجاه انتقل صافي الجزيئات؟
- من الخارج إلى الداخل، من التركيز المرتفع إلى المنخفض
- من الداخل إلى الخارج
- لم ينتقل لأن الغشاء يمنع الغازات
- في الاتجاهين بالتساوي منذ البداية
اعرض الإجابة
أ) من الخارج إلى الداخل، من التركيز المرتفع إلى المنخفض
في الانتشار يكون صافي الانتقال من التركيز المرتفع إلى المنخفض حتى يتقارب التركيزان. ويتساوى العبور في الاتجاهين بعد تقارب التركيزين، لا في البداية.
بعد أن أضفت «قنوات التسرب» في شاشة «الانتشار الميسر»، كيف عبرت أيونات الصوديوم؟
- عبر الطبقة الدهنية بعد أن صارت أنفذ
- عبر القنوات البروتينية فقط
- بعد أن فقدت شحنتها
- لم تعبر إطلاقًا
اعرض الإجابة
ب) عبر القنوات البروتينية فقط
القناة البروتينية ممر يسمح للأيون بعبور الغشاء دون المرور بالطبقة الدهنية، والطبقة نفسها لم تتغير. وهذا انتشار ميسَّر، يتبع فرق التركيز ولا يحتاج إلى طاقة.
تساوى تركيز الأكسجين تقريبًا في الداخل والخارج. هل توقفت الجزيئات؟ فسّر ما رأيته.
اعرض الإجابة
لم تتوقف؛ الجزيئات تبقى تتحرك عشوائيًا وتعبر الغشاء في الاتجاهين. لكن عدد ما يعبر إلى الداخل يساوي تقريبًا عدد ما يعبر إلى الخارج، فلا يتغير التركيز، أي أن صافي الانتقال يصبح صفرًا.
في نشاط الكتاب عبر الغلوكوز جدار أنبوب الديلزة، لكنه لم يعبر الغشاء في شاشة «الانتشار البسيط». كيف تفسّر الاختلاف؟
اعرض الإجابة
أنبوب الديلزة يفصل الجزيئات بحجمها فقط، ومساماته أكبر من جزيء الغلوكوز فيعبره، وأصغر من جزيء النشا فيحجزه. أما الغشاء الخلوي فطبقة دهنية لا يعبرها الغلوكوز وحده، فتحتاج الخلية إلى بروتينات ناقلة لإدخاله. لذلك يصلح أنبوب الديلزة نموذجًا لفكرة النفاذية الاختيارية، لكنه أبسط من الغشاء الحقيقي.