+ All Categories
Home > Documents > MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson...

MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson...

Date post: 15-Jan-2016
Category:
Upload: richard-oneal
View: 224 times
Download: 0 times
Share this document with a friend
Popular Tags:
119
MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION ه ت ف ي ظ اء وو ش غ ل ا ب ي ك ر تCopyright © 2009 Pearson Education, Inc.
Transcript
Page 1: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION

تركيب الغشاء ووظيفته

Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Page 2: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

5.1 Membranes are a fluid mosaic of phospholipids and proteins

األغشية عبارة عن فسيفيساء مائع مكون من لبيدات فسفورية وبروتينات

Membranes are composed of phospholipids and proteins

تتألف األغشية من لبيدات فسفورية وبروتينات Many phospholipids are made from unsaturated

fatty acids that have kinks in their tails تصنع معظم اللبيدات الفوسفورية من أحماض دهنية غير مشبعة ذات انحنائات

في ذيولها– Membranes are commonly described as a fluid mosaic

بالفسيفساء المائعتوصف عادة األغشية –– This means that the surface appears mosaicmosaic because of the

proteins embedded in the phospholipids and fluidfluid because the proteins can drift about in the phospholipids

بسبب البروتينات المطمورة في اللبيدات مزركشاKمزركشاKيعني ذلك أن السطح يظهر – لتجول البروتينات من مكان آلخر في الليبيدات الفسفورية مائع مائعوالفسفورية ،

– This is aided by cholesterolcholesterol wedged into the bilayer to help keep it liquid at lower temperatures

المحشور في طبقتي اللبيد الفسفوري على االحتفاظ الكوليسترولالكوليسترولكما يساعد –.Copyright © 2009 Pearson Education, Incبهذه الميوعة في درجات الحرارة منخفضة

Page 3: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Phospholipid

Bilayerطبقتي اللبيد

الفوسفوري Hydrophobic

regionsof protein

كره مناطقفي الماءالبروتين

Hydrophilicregions of

proteinحب مناطقفي الماء البروتين

The fluid mosaic model for membranesThe fluid mosaic model for membranesلألغشية المائع الفسيفيساء لألغشية نموذج المائع الفسيفيساء نموذج

Phospholipid bilayer (cross section)Phospholipid bilayer (cross section)( عرضي ( قطاع الفسفوري اللبيد )طبقتي عرضي ( قطاع الفسفوري اللبيد طبقتي

Kinkانحناء

HydrophilicHydrophilicheadhead

محب محب رأس رأسللماءللماء

WATERWATER ماءماء

HydrophobicHydrophobictailtail

للماء كاره للماء ذيل كاره ذيل

WATERWATER ماءماء

Page 4: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

5.1 Membranes are a fluid mosaic of phospholipids and proteins

األغشية عبارة عن فسيفيساء مائع مكون من لبيدات فسفورية وبروتينات

Many membrane proteins function as enzymes, others in signal transduction, while others are important in transport

النقل بينما يعمل البعض اآلخر في كإنزيمات تعمل الكثير من بروتينات الغشاءالنقل الخلويوالبعض هام في اإلشاري

– Because membranes allow some substances to cross or be

transported more easily than others, they exhibit selectively permeability

وذلك بسماحها بسهولة مرور ونقل بعض خاصية النفاذ التفاضليةتبدي األغشية –q عن غيرها المواد فضًال

– Nonpolar molecules (carbon dioxide and oxygen) cross easily

تعبر الجزيئات غير القطبية (ثاني أوكسيد الكربون واألوكسجسن) بسهولة–

– Polar molecules (glucose and other sugars) do not cross easily

ال تعبر الجزيئات القطبية (الجلوكوز والسكاكر االخرى) بسهولة–

Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Animation: Overview of Cell SignalingAnimation: Signal Transduction Pathways

Page 5: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

EnzymesEnzymesإنزيمانإنزيمان

Enzyme activityEnzyme activityاإلنزيمي اإلنزيمي النشاط النشاط

Messenger moleculeMessenger molecule

مرسال مرسال جزيئ جزيئ

ReceptorReceptor

مستقبلمستقبل

Activated MoleculeActivated Moleculeط kشlن mم ط جزيئ kشlن mم جزيئ

Signal transductionSignal transductionاإلشاري اإلشاري النقل النقل

Page 6: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

TransportTransportالنقلالنقل

High Concentration

عالى تركيز

Low Concentration

منخفض تركيز

Concentration gradientConcentration gradient

Actice Actice transporttransportالنقل النقل النشطالنشط

fro

m a

reg

ion

of

fro

m a

reg

ion

of

hig

her

to

low

er

hig

her

to

low

er

con

cen

trat

ion

con

cen

trat

ion

Waterماء

Waterماء

Diagram of a section of a membrane sac

في قطاع يوضح شكلغشائي كيس

Page 7: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

5.3 Passive transport is diffusion across a membrane with no energy investment

النقل السلبي هو االنتشار عبر غشاء دون استغالل طاقة

Diffusion is a process in which particles spread out evenly in an available space

هو عملية شيوع الجزيئات بالتساوي في فراغ متاحاالنتشار

– Particles move from an area of more concentrated particles to an area where they are less concentrated

q لمنطقة يكون التركيز أقل بها– تتحرك الجزيئات من منطقة ذات جزيئات أكثر تركيزا

– This means that particles diffuse down their concentration gradient

(من مناطق التركيز العالي إلى مدرج التركيز يعني هذا ان الجزيئات تنتشر أسفل –مناطق التركيز المنخفض)

– Eventually, the particles reach equilibrium where the concentration of particles is the same throughout

q تبلغ الجزيئات حد االتزان حيث يتساوى تركيز الجزيئات في كل مكان– وأخيرا

Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Page 8: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

5.3 Passive transport is diffusion across a membrane with no energy investment

النقل السلبي هو االنتشار عبر غشاء دون استغالل طاقة

Diffusion across a cell membrane does not require energy, so it is called passive transport

ال يتطلب االنتشار خًالل غشاء الخلية طاقة ، لذا يسمىبالنقل السلبي

– The concentration gradient itself represents potential energy for diffusion

يمثل نفس مدرج التركيز طاقة كامنة لًالنتشار–

Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Animation: Membrane Selectivity

Animation: Diffusion

Page 9: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Molecules of dyeالصبغة جزيئات Membraneغشاء Equilibriumإتزان

Passive transport of one type of moleculeالجزيئات من واحد لنوع السلبي النقل

منطقة تركيزعالي

منطقة تركيز

منخفض

تركيز مدرج

Page 10: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Two differentSubstances

الجزيئات من نوعينMembraneغشاء Equilibriumاإلتزان

Passive transport of two types of moleculesالجزيئات من لنوعين السلبي النقل

Page 11: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

5.4 Osmosis is the diffusion of water across a membraneاإلسموزية هي انتشار الماء عبر غشاء )دون استغالل طاقة(

It is crucial for cells that water moves across their membrane

من الضروري للخًاليا أن يتحرك الماء عبر غشائها

– Water moves across membranes in response to solute concentration inside and outside of the cell by a process called osmosis

يتحرك الماء عبر األغشية استجابة لتركيز المذاب داخل وخارج الخلية –باألسموزيةبعملية تسمى

– Osmosis will move water across a membrane down its concentration gradient until the concentration of solute is equal on both sides of the membrane

تحرك األسموزية الماء عبر الغشاء تجاه أسفل مدرج التركيز إلى أن –تتساوى درجة تركيز المذاب على كًال جانبي الغشاء

Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Animation: Osmosis

Page 12: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Selectivelypermeablemembrane

تفاضلية نفاذية ذو غشاء

Solutemolecule

المذاب جزيئات

Lowerconcentration

of soluteالمذاب من منخفض تركيز

H2O

Solute molecule withcluster of water molecules

الماء جزيئات من تجمعات مع المذاب جزيئات

Net flow of water الماء تيار إتجاه

WaterMolecule

ماء جزيئات

Equalconcentration

of soluteالمذاب من متساوي تركيز

Higherconcentration

of soluteالمذاب من عالي تركيز

Osmosis, the diffusion of water across a membrane: االسموزيةغشاء عبر الماء انتشار

Page 13: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

5.5 Water balance between cells and their surroundings is crucial to organisms

اتزان الماء بين الخاليا ومحيطها ضرورة حتمية للكائنات الحية

Tonicity is a term that describes the ability of a solution to cause a cell to gain or lose water

مصطلح يصف مقدرة المحلول على إكساب أو فقد الخلية للماءالتوتر

– Tonicity is dependent on the concentration of a nonpenetrating solute on both sides of the membrane

يعتمد التوتر على تركيز مذاب غير نافذ على جانبي الغشاء–

– Isotonic indicates that the concentration of a solute is the same on both sides

على تركيز متساوي للمذاب على كًال جانبي الغشاءالتوتر المتعادليدل –

– Hypertonic indicates that the concentration of solute is higher outside the cell

على التركيز األعلى للمذاب خارج الخليةالتوتر العالييدل –

– Hypotonic indicates a higher concentration of solute inside the cell

على التركيز األعلى للمذاب داخل الخليةالتوتر المنخفض يدل –Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Page 14: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

5.5 Water balance between cells and their surroundings is crucial to organisms

إتزان الماء بين الخاليا ومحيطها ضرورة حتمية حيوي للكائنات الحية

Many organisms are able to maintain water balance within their cells by a process called osmoregulation

تستطيع كثير من الكائنات الحفاظ على إتزانها المائي داخل خًالياها بواسطةالتنظيم األسموزيعملية

– This process prevents excessive uptake or excessive loss of water

تمنع هذه العملية الكسب أو الفقد المفرطين للماء–

– Plant, prokaryotic, and fungal cells have different issues with osmoregulation because of their cell walls

يتعامل كل من النبات وأوليات النواة والفطريات بطرق مختلفة مع التنظيم األسموزي –بسبب جدر خًالياها

Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Video: Paramecium Vacuole

Video: Chlamydomonas

Video: Turgid Elodea

Video: Plasmolysis

Page 15: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Isotonic solutionالتوتر متعادل محلول

(B) Lysedتحللت (C) Shriveledذبلت

(D) Flaccidترهلت (E) Turgidإنتفخت (F) Shriveledذبلت

Hypertonic solutionالتوتر عالي محلول

Hypotonic solutionالتوتر منخفض محلول

Plantcell

نباتية خلية

Animalcell

جيوانية خلية

(A) Normalطبيعي

PlasmaMembrane

بالزمي غشاء

(plasmolyzedمبلزمة )

How animal and plant cells behave in different solutionsالمختلفة المحاليل في والنباتية الحيوانية الخاليا من كل تتصرف كيف

Page 16: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

5.6 Transport proteins may facilitate diffusion across membranes

قد تدعم بروتينات النقل االنتشار عبر األغشية

Many substances that are necessary for viability of the cell do not freely diffuse across the membrane

ال تنتشر كثير من المواد الًالزمة لحيوية للخلية بح�رية خًالل الغشاء

– They require the help of specific transport proteins called aquaporins

تحتاج هذه المواد لمساعدة بروتينات نقل معينة تعرف –األكوابورينات ”المثقبات المائية“

– These proteins assist in facilitated diffusion, a type of passive transport that does not require energy

، نوع من االنتشار المmدlعمتساعد هذه البروتينات في –.Copyright © 2009 Pearson Education, Incالنقل السلبي الذي ال يحتاج طاقة

Page 17: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

5.6 Transport proteins may facilitate diffusion across membranes

قد تدعم بروتينات النقل االنتشار عبر األغشية

Some proteins function by becoming a hydrophilic tunnel for passage

تعمل بعض البروتينات بالتحول إلى قنوات محبة للماء لتسهل عمليات النفاذ

– Other proteins bind their passenger, change shape, and release their passenger on the other side

بعض البروتينات ترتبط بالمادة المنقولة وتغير شكلها ومن ثم تطلقها في –الناحية األخرى

– In both of these situations, the protein is specific for the substrate, which can be sugars, amino acids, ions, and even water

وفي كلتا الحالتين, يكون البروتين متخصص في المادة التي ينقلها –q أو ايونات أو معامل البروتين” q امينيا q أو حمضا “, والتي قد تكون سكرا

حتى ماء

Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Page 18: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Solute moleculeمmذاب جزيء

Transport proteinالنقل بروتين

Transport protein providing a channel for the diffusion of a specific solute across a membrane

النقل يوفر الغشاء بروتين عبر معين لمmذاب انتشار قناة

Page 19: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

5.8 Cells expend energy in the active transport of a solute against its concentration gradientتبذل الخاليا طاقة أثناء عملية النقل النشط للمذاب

عكس اتجاه مmدرج التركيز

Cells have a mechanism for moving a solute against its concentration gradient

تملك الخًاليا آلية لتحريك المذاب عكس اتجاه مدرج التركيز

– It requires the expenditure of energy in the form of ATP

ATPيحتاج ذلك لبذل الطاقة على هيئة الـ –

– The mechanism alters the shape of the membrane protein through phosphorylation using ATP

تغير اآللية شكل بروتينات الغشاء من خًالل عملية الفسفره –ATPباستخدام الـ

Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Animation: Active Transport

Page 20: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

TransportProtein

نقل بروتين

Soluteمذاب

Solute bindingالمذاب 1 ارتباط Phosphorylation

2الفسفرة Transport3النقل

Proteinchanges shape

شكله البروتين يغير

Protein reversionالبروتين 4رجوع

PhosphateDetaches

الفوسفات انفصال

Active transport of a solute across a membraneعملية النقل النشط للمذاب عبر غشاء

Page 21: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

5.9 Exocytosis and endocytosis transport large molecules across membranes

الطرد الخلوي واالبتالع الخلوي يقوما بنقل الجزيئات الكبيرة عبر األغشية

A cell uses two mechanisms for moving large molecules across membranes

تستخدم الخلية آليتين لنقل الجزيئات الكبيرة عبر األغشية

– Exocytosis is used to export bulky molecules, such as proteins or polysaccharides

�ستخدم آلية – لتصدير الجزيئات الضخمة كالبروتينات أو متعدد الطرد الخلوي تالسكريات إلى خارج الخلية

– Endocytosis is used to import substances useful to the livelihood of the cell

�ستخدم آلية – لتوريد مواد نافعة لمعيشة الخلية إلى داخل الخليةاالبتالع الخلوي ت

In both cases, material to be transported is packaged within a vesicle that fuses with the membrane

في كلتا الحالتين يتم تعبئة المواد المراد نقلها في حويصًالت لتندمج بالغشاءالبًالزمي

Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Page 22: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

5.9 Exocytosis and endocytosis transport large molecules across membranes

الطرد الخلوي واالبتالع الخلوي يقوما بنقل الجزيئات الكبيرة عبر األغشية

There are three kinds of endocytosisهناك ثًالثة أنواع من الطرد الخلوي

– Phagocytosis is engulfment of a particle by wrapping cell membrane around it, forming a vacuole

هو ابتًالع الجزيئات بتغليفها بغشاء الخلية مكونة البلعمة أو اإللتهام الخلوي –فجوة

– Pinocytosis is the same thing except that fluids are taken into small vesicles

عبارة عن نفس الشيء إال أن السوائل هي التي تؤخذ في الشرب الخلوي–حويصًالت صغيرة

– Receptor-mediated endocytosis is where receptors in a receptor-coated pit interact with a specific protein, initiating formation of a vesicle

حيث تتفاعل المستقبًالت (في النقر االبتالع الخلوي بوساطة مستقبل–المغلفة بالمستقبًالت) مع بروتين معين لبدء تكوين حويصلة

Copyright © 2009 Pearson Education, Inc. Animation: Exocytosis and Endocytosis Introduction

Animation: Phagocytosis

Animation: Exocytosis

Animation: Receptor-Mediated Endocytosis

Animation: Pinocytosis

Page 23: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Phagocytosisالخلوي االلتهام

EXTRACELLULAR FLUIDخلوي خارج السائل

Pseudopodiumكاذبة قدم

CYTOPLASMالسيتوبالزم

Food vacuoleغذائية فجوة

“Food” orother particle

أخر جسيم او غذاء قطعة

PinocytosisPinocytosisالخلوي الخلوي الشرب الشرب

Plasma membraneالبالزمي الغشاء

Vesicleفجوة

CoatedVesicle

مغلفة حويصلة

Coated pitمغلفة نقرة

Specificmolecule

محدد جزيء

Receptor-mediated endocytosisReceptor-mediated endocytosisالمستقب بوساطة الخلوي المستقب اإلدخال بوساطة الخلوي للاإلدخال

Coat proteinالغالف Receptorبروتين

مستقبل

Material bound to receptor proteinsالمستقبل ببروتينات مرتبطة مادة

Plasma membrane بالزمي غشاء

Food beingingested

هضمه يتم طعام

Th

ree

kin

ds

of

en

do

cyto

sis

يوخل

العال

بتال

ان

معوا

انةالث

ث

Coated pitمغلفة نقرة

Page 24: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

ENERGY AND THE CELL

الطاقة والخلية

Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Page 25: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

5.10 Cells transform energy as they perform work

تقوم الخاليا بتحويل الطاقة عند القيام بمهماتها

Cells are small units, a chemical factory, housing thousands of chemical reactions

الخًاليا وحدات صغيرة هي بمثابة مصانع كيميائية تحتضنآالف التفاعًالت الكيميائية

– The result of reactions is maintenance of the cell, manufacture of cellular parts, and replication

ونتيجة هذه التفاعًالت هي الحفاظ على الخلية وتصنيع أجزائها –والتكاثر

Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Page 26: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

5.10 Cells transform energy as they perform work

تقوم الخاليا بتحويل الطاقة عند القيام بمهماتها Energy is the capacity to do work and cause change

هي القدرة على عمل شغل إلحداث تغييرالطاقة

– Work is accomplished when an object is moved against an opposing force, such as friction

�حرك شيء ضد قوة معاكسة مثل االحتكاك– �نجز الشغل حينما ي ي

– There are two kinds of energy هناك نوعان من الطاقة

– Kinetic energy is the energy of motion

وهي طاقة الحركةالطاقة الحركية–

– Potential energy is energy that an object possesses as a result of its location

وهي طاقة يمتلكها الشيء نتيجة لموقعه الطاقة الكامنة–Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Page 27: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Kinetic energy,the energy of motion

الحركية : الطاقةالحركة طاقة هي

Potential energy,stored energy as

a result of locationor structure

الكامنة :الطاقةأو للموقع نتيجة مختزنة طاقة

التركيب

Potential energy beingconverted to kinetic energy

حركية طاقة إلى تحولها عند الكامنة الطاقة

Page 28: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

5.11 Two laws govern energy transformations

قانونان يحكمان تحوالت الطاقة Energy transformations within matter are

studied by individuals in the field of thermodynamics

تحوالت الطاقة في المادة يقوم بدراستها أشخاصالديناميكا الحراريةمتخصصون في مجال

Biologists study thermodynamics because an organism exchanges both energy and matter with its surroundings

يدرس علماء الحياة الديناميكا الحرارية ألن الكائن الحييتبادل الطاقة والمادة مع البيئة المحيطة به

Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Page 29: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Fuelالوقود

Gasolineجازولين

Energy conversion in a cell الخلية في الطاقة تحول

Energy for cellular work الخلوي الشغل طاقة

Cellular respiration الخلوي التنفس

Waste productsالناتجة الفضالت

Energy conversion الطاقة تحول

Combustionاحتراق

Energy conversion in a car السيارة في الطاقة تحول

Oxygenأوكسجين

Heatحرارة

Glucoseجلوكوز

Oxygenأكسجين Waterماء

Carbon dioxideالكربون أكسيد ثاني

Waterماء

Carbon dioxideالكربون أكسيد ثاني

Kinetic energyof movement

للحركة الالزمة الحركية الطاقة

Heatenergy

حرارية طاقة

En

erg

y t

ran

sfo

rmati

on

s )

wit

h a

n in

cre

ase in

en

trop

y(

in a

car

an

d a

cell.

ةلي

خوة

ارسي

ي ف )

يوب

رنت

ال اةاد

زيع

م(

ةقطا

الت

الوح

ت

Page 30: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

5.12 Chemical reactions either release or store energy

التفاعالت الكيميائية إما أن تحرر أو تختزن الطاقة A living organism produces thousands of

endergonic and exergonic chemical reactions

يقوم الكائن الحي باآلالف من التفاعًالت الكيميائيةالم�ح¥ر¤رة والمستقبلة للطاقة

– All of these combined is called metabolism

باأليضكل تلك التفاعًالت مجتمعة تسمي –

– A metabolic pathway is a series of chemical reactions that either break down a complex molecule or build up a complex molecule

عبارة عن سلسلة من التفاعًالت الكيميائية المسار األيضي –والتي إما تهدم أو تبني جزيء معقد

Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Page 31: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

5.12 Chemical reactions either release or store energy

التفاعالت الكيميائية إما أن تحرر أو تختزن الطاقة A cell does three main types of cellular work

تقوم الخلية بعمل ثًالثة أنواع رئيسية من الشغل

– Chemical work—driving endergonic reactions

شغل كيميائي – تحريك التفاعًالت المستقبلة للطاقة–

– Transport work—pumping substances across membranes

شفل نقلي – ضخ المواد عبر األغشية–

– Mechanical work— beating of cilia

شغل آلي – حركة األهداب–

To accomplish work, a cell must manage its energy resources, and it does so by energy coupling—the use of exergonic processes to drive an endergonic one

وتقوم بذلك q – بإقران الطاقة البد أن تنظم الخلية مصادر الطاقة لتنجز شغًالاستخدام التفاعًالت المحررة للطاقة إلمداد التفاعًالت المستقبله للطاقة بما

تحتاجه من الطاقة

Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Page 32: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

ATP, adenosine triphosphate, is the energy currency of cells.

( األدينوسين فوسفات في“ عmملةهو ”ATP)ثًالثي الطاقةالخلية

– ATP is the immediate source of energy that powers most forms of cellular work.

–ATP الشغل أشكال معظم يزود الذي الفوري الطاقة مصدر هوبالطاقة الخلوي

– It is composed of adenine (a nitrogenous base), ribose (a five-carbon sugar), and three phosphate groups.

– ) ( ) ( ، الكربون خماسي سكر رايبوز ، نتروجينية قاعدة أدينين من يتكونفوسفات مجاميع وثًالث

Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

5.13 ATP shuttles chemical energy and drives cellular work

الطاقة الكيميائية الالزمة للخلية للقيام ATPينقل الـ بمهماتها

Page 33: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

5.13 ATP shuttles chemical energy and drives cellular work

الطاقة الكيميائية الالزمة للخلية للقيام بمهماتهاATP ينقل الـ

Hydrolysis of ATP releases energy by transferring its third phosphate from ATP to some other molecule

تؤدي حلمأة ”التحليل المائي“ الـATP إلى تحرر طاقة لمركب آخر ATPوذلك بنقل فوسفاته الثالث من الـ

– The transfer is called phosphorylation

يسمى هذا النقل بالفسفرة–

– In the process, ATP energizes molecules

الجزيئات بالطاقة أثناء هذه العملية ATPيمد –

Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Page 34: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Riboseريبوز

Adenineأدنين

Triphosphate (ATP)الفوسفات )ATP(ثالثي

Adenosine أدينوسين

Phosphategroup

فوسفات مجموعة

The structure and hydrolysis of ATP.The reaction of ATP and water yields ADP

, a phosphate group, and energy

“ المائي ” التحليل وحلمأة تركيبATP

تفاعل الماء : ATPيعطي معADP وطاقة فوسفات ومجموعة

Hydrolysisمائي ” تحليل “حلمأة

Diphosphate (ADP))ADP ( الفوسفات ثنائي

Adenosine أدينوسين

طاقة

Page 35: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Energy fromexergonicreactions

للطاقة معطية تفاعالت من طاقة

Energy forendergonicreactions

للطاقة مستقبلة لتفاعالت طاقة

ةرف

سف

The ATP cycleالـ ATPدورة

Page 36: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

HOW ENZYMES FUNCTION

كيفية عمل اإلنزيمات

Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Page 37: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

5.14 Enzymes speed up the cell’s chemical reactions by lowering energy barriers

تسرع اإلنزيمات من تفاعالت الخلية الكيميائية بتقليل حواجز الطاقة

The cell uses catalysis to drive (speed up) biological reactions

لتسريع التفاعًالت الحيويةعملية الحفزتستخدم الخلية

– Catalysis is accomplished by enzymes, which are proteins that function as biological catalysts

وهي بروتينات تعمل كمحفزات حيويةإلنزيماتبايتم انجاز عملية الحفز –

– Each enzyme has a particular target molecule called the substrate

بعامل اإلنزيمكل إنزيم له هدف محدد من الجزيئات يسمى –

Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Animation: How Enzymes Work

Page 38: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

5.15 A specific enzyme catalyzes each cellular reaction

Kمعينا Kيحفز بواسطة إنزيما Kخلويا Kكل تفاعال Enzymes have unique three-dimensional shapes

اإلنزيمات لها شكل ثًالثي األبعاد فريد من نوعه

– The shape is critical to their role as biological catalysts

الشكل أساسي لدورها كعوامل تحفيز حيوية–

– As a result of its shape, the enzyme has an active site where the enzyme interacts with the enzyme’s substrate

حيث يتفاعل مع منطقة نشطة ونتيجة لشكله, يمتلك اإلنزيم –عامل اإلنزيم الخاص به

– Consequently, the substrate’s chemistry is altered to form the product of the enzyme reaction

وبالتالي, تتغير الطبيعة الكيميائية لعامل اإلنزيم لتكوين الناتج من –التفاعل اإلنزيمي

Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Page 39: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Enzyme availablewith empty active siteفارغ نشط بموضع مmجهز إنزيم

Active site النشط الموضع

1

Enzyme (sucrase)( - للسكر ( مmحلل السكاريز إنزيم

Substrate binds to enzyme with induced fit

بإنزيمه العامل يرتبطمناسبة حث بعملية

2

Substrate (sucrose)( القصب ( – سكر السكروز إنزيمي عامل

Substrate is convertedto products

نواتج إلى االنزيمي العامل يتحول3

Products arereleased

النواتج تحرر

4

Fructoseفروكتوز

Glucoseجلوكوز The catalytic cycle

of an enzymeلإلنزيم الحفز دورة

Page 40: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

5.15 A specific enzyme catalyzes each cellular reactionمعين إنزيم بواسطة فز lي°ح خلوي تفاعل كل

For optimum activity, enzymes require certain environmental conditions

بنشاطه األمثليحتاج اإلنزيم لظروف بيئية معينة للقيام

– Temperature is very important, and optimally, human enzymes function best at 37ºC, or body temperature

q ، حيث تعمل إنزيمات اإلنسان بطريقة أفضل – درجة الحرارة هامة جدا درجة مئوية (أو درجة حرارة الجسم)37وأمثل عند درجة حرارة

– High temperature will denature human enzymes

درجة الحرارة العالية تؤدي إلى مسخ ”تغير طبيعة“ إنزيمات –اإلنسان

– Enzymes also require a pH around neutrality for best results

–q q من أجل نتائج أفضل pHتتطلب اإلنزيمات أيضا متعادل تقريباCopyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Page 41: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

5.15 A specific enzyme catalyzes each cellular reaction

كل تفاعل خلوي يحفز بواسطة إنزيم معين

Some enzymes require nonprotein helpers

تحتاج بعض اإلنزيمات مساعدات غير بروتينية

– Cofactors are inorganic, such as zinc, iron, or copper

هي مواد غير عضوية مثل الزنك والحديد العوامل المرافقة –والنحاس

– Coenzymes are organic molecules and are often vitamins

q تكون مرافقات اإلنزيمات – هي جزيئات عضوية وغالبافيتامينات

Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Page 42: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

5.16 Enzyme inhibitors block enzyme action and can regulate enzyme activity in a cell

مثبطات اإلنزيم تمنع عمله كما وتنظم نشاطه في الخلية

Inhibitors are chemicals that inhibit an enzyme’s activity

المثبطات هي مواد كيميائية تثبط النشاط اإلنزيمي

– One group inhibits because they compete for the enzyme’s active site and thus block substrates from entering the active site

إحدى هذه المجاميع تقوم بالتثبيط ألنها تستبق نحو الموقع –النشط في اإلنزيم وبالتالي تحجب عامله من دخول ذلك

الموقع

– These are called competitive inhibitors

بالمثبطات التنافسيةوتسمى هذه –Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Page 43: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Substrateاإلنزيم عامل

Enzymeإنزيم

Active siteالنشطة الموقع

Normal binding of substrate اإلنزيم لعامل طبيعي ارتباط

CompetitiveInhibitor

تنافسي مثبط

Enzyme inhibition اإلنزيمي التثبيط

NoncompetitiveInhibitor

تنافسي غير مثبط

How inhibitors interfere with substrate binding اإلنزيم عوامل ارتباط مع المثبطات تداخل كيفية

Page 44: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

5.16 Enzyme inhibitors block enzyme action and can regulate enzyme activity in a cell

مثبطات اإلنزيم تمنع عمله كما وتنظم نشاطه في الخلية

Other inhibitors do not act directly with the active site

النشط الموقع مع مباشرة األخرى المثبطات تتعامل ال

– These bind somewhere else and change the shape of the enzyme so that the substrate will no longer fit the active site

فًال – شكله مغيره االنزيم من آخر بمكان المثبطات هذه ترتبطاالنزيم لعامل q مناسبا النشط الموقع يصبح

– These are called noncompetitive inhibitors

المجموعة – هذه التنافسية تسمى غير بالمثبطات

Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Page 45: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

5.16 Enzyme inhibitors block enzyme action and can regulate enzyme activity in a cell

مثبطات اإلنزيم تمنع عمله كما وتنظم نشاطه في الخلية

Enzyme inhibitors are important in regulating cell metabolism

المثبطات اإلنزيمية هامة في تنظيم األيض الخلوي

– Often the product of a metabolic pathway can serve as an inhibitor of one enzyme in the pathway, a mechanism called feedback inhibition

q ما يعمل أحد نواتج مسار آيضي كمثبط ألحد اإلنزيمات في ذلك – غالبابالتثبيط الرجعيالمسار ، وتسمى هذه اآللية

– The more product formed, the greater the inhibition, and in this way, regulation of the pathway is accomplished

كلما ازداد تكوين المنتج, كلما ازداد التثبيط, وبهذه الطريقة يتم تنظيم –المسار

Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Page 46: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Diffusion

Requires no energy

Passive transport

Higher solute concentration

Facilitateddiffusion

OsmosisHigher water

concentration

Higher soluteconcentration

Requires energy

Active transport

Solute

Water

Lower soluteconcentration

Lower waterconcentration

Lower soluteconcentration

Page 47: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

PowerPoint Lectures forBiology: Concepts & Connections, Sixth EditionCampbell, Reece, Taylor, Simon, and Dickey

Chapter 6Chapter 6السادس السادس الباب الباب

How Cells Harvest Chemical Energy

الطاقة الخاليا تحصد كيفالكيميائية

Lecture by Richard L. Myers

Page 48: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Introduction: How Is a Marathoner Different from a Sprinter?العداء : عن الماراثوني يختلف كيف مقدمة

السريع؟ The percentage of slow and fast muscle fibers

determines the difference between track athletes

تحدد النسبة المئوية أللياف العضًالت السريعة والبطيئةالفرق في سباق الرياضيين

– Those with a large percentage of slow fibers make the best long-distance runners

يشكل ذوي النسب المئوية العالية من األلياف البطيئة أفضل عدائي المسافات الطويلة

– Those with more fast fibers are good sprinters

ــريع ــدو السـ ــدون العـ ــريعة يجيـ ــاف السـ في حين ان ذوي االليـلمسافات قصيرة

All of our cells harvest chemical energy (ATP) from our food

تحصد كل خًاليانا الطاقة الكيميائية)ATP(من الغذاء Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Page 49: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

INTRODUCTION TO CELLULAR RESPIRATION

الخلوي التنفس في مقدمة

Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Page 50: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

6.1 Photosynthesis and cellular respiration provide energy for life

الحياة تزويد على الخلوي والتنفس الضوئي البناء يعملالطاقة من تحتاجه بما

Energy is necessary for life processes

الطاقة ضرورية في العمليات الحيوية

– These include growth, transport, manufacture, movement, reproduction, and others

تشمل هذه العلميات النمو والنقل والتصنيع والحركة والتكاثر –وأشياء أخرى

– Energy that supports life on Earth is captured from sun rays reaching Earth through plant, algae, protist, and bacterial photosynthesis

تؤخذ الطاقة التي تدعم الحياة على كوكب األرض من أشعة –الشمس التي تصل االرض عن طريق النباتات والطحالب

واألوليات وبكتيريا البناء الضوئيCopyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Page 51: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

6.1 Photosynthesis and cellular respiration provide energy for life

الحياة تزويد على الخلوي والتنفس الضوئي البناء يعملالطاقة من تحتاجه بما

Energy in sunlight is used in photosynthesis to make glucose from CO2 and H2O with release of O2

تستخدم طاقة ضوء الشمس في البناء الضوئي لصنع الجلوكوز من ثاني أكسيد كربون والماء مع تحرير األوكسجين كما يحدث في النبات

االخضر

Other organisms use the O2 and energy in sugar and release CO2 and H2O

تستخدم كائنات أخرى (الحيوانات مثًال)األوكسجين لتحرير الطاقة المختزنة في السكر وثاني أكسيد الكربون والماء

Together, these two processes are responsible for the majority of life on Earth

ان هاتان العمليتان معا هما المسئولتان عن غالبية الحياة على كوكب االرض

Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Page 52: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Sunlight energy الشمسية الطاقة

ECOSYSTEM البيئي النظام

Photosynthesisin chloroplasts

في الضوئي البناءالخضراء البالستيدات

Glucose

Cellular respirationin mitochondria

الميتوكوندريا في الخلوي التنفس

H2O

CO2

O2

(for cellular work الحيوي ( للشغل

ATP

Heat energy حرارية طاقة

The connection betweenphotosynthesis andcellular respiration

الضوئي البناء بين االرتباطالخلوي والتنفس

Page 53: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

6.2 Breathing supplies oxygen to our cells for use in cellular respiration and removes carbon dioxide

باألوكسجين خاليانا تزويد على التنفس يعملثاني وتحرير الخلوي التنفس لعملية الالزم

الكربون اكسيد Breathing and cellular respiration are closely related

يرتبط التنفس الرئوي والتنفس الخلوي ارتباط وثيقا ببعضهما البعض

– Breathing is necessary for exchange of CO2 produced during cellular respiration for atmospheric O2

ضروري لتبادل ثاني أكسيد الكربون الناتج من التنفس الخلوي فالتنفس الرئوي باألوكسجين الجوي

– Cellular respiration uses O2 to help harvest energy from glucose and produces CO2 in the process

االوكسجين للمساعدة في حصد الطاقة من الجلوكوز التنفس الخلوي يستخدم وإنتاج ثاني أكسيد الكربون في نفس العملية

Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Page 54: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Breathingالرئوي التنفس

Cellular Respiration

Muscle cells carrying out

CO2 + H2O + ATP

Lungsالرئتين

Bloodstreamالدم تيار

CO2O2

CO2O2

Glucose + O2

الخاليا تقومالعضلية

The connection between breathing and cellular respiration

الخلوي والتنفس الرئوي التنفس بين االرتباط

بالتنفس الخلوي

Page 55: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

6.3 Cellular respiration banks energy in ATP moleculesالـ جزيئات في الطاقة الخلوي التنفس يخزن

ATP Cellular respiration is an exergonic process

that transfers energy from the bonds in glucose to ATP

والتي تحرر تفاعل محرر للطاقةالتنفس الخلوي هو عملية ATPالطاقة المختزنة في روابط جزيء الجلوكوز وتخزينها في

– Cellular respiration produces 38 ATP molecules from each glucose molecule

من كل جزيء جلوكوزATP جزيء 38ينتج التنفس الهوائي

– Other foods (organic molecules) can be used as a source of energy as well

يمكن اسـتخدام المـواد الغذائيـة اآلخـرى (الجزيئـات العضـوية) كمصـدر q للطاقة أيضا

Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Page 56: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

C6H12O6 + 6 O2

Glucoseجلوكوز

Oxygenأوكسجين

6 CO2

Carbon dioxideالكربون أكسيد ثاني

+ 6 H2O

Waterماء

+ ATPs

Energyطاقة

Summary equation for cellular respirationالخلوي التنفس معادلة ملخص

Page 57: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

6.4 CONNECTION: The human body uses energy from ATP for all its activities

الالزمة : الطاقة اإلنسان جسم يستمد تطبيقية رابطةمن المختلفة ATPألنشطته

The average adult human needs about 2,200 kcal of energy per day

يبلغ متوسط ما يحتاجه اإلنسان البالغ من السعرات الحرارية سعره حرارية (كيلو كالوري) من الطاقة في اليوم2,200حوالي

– A kilocalorie (kcal) is the quantity of heat required to raise the temperature of 1 kilogram (kg) of water by 1oC

هي كمـية الـحرارة المطلوـبة لرـفع درـجة الـسعرة الحرارـية )كيـلو ـكالوري( م(° كيلوجرام من الماء درجة مئوية واحدة (ا 1حرارة

– This energy is used for body maintenance and for voluntary activities

تستخدم هذه الطاقة لصيانة الجسم ولألنشطة اإلرادية

Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Page 58: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

) 7الجري ( ميل / 979دقائق

( السريع ( 510الرقص

الدراجة ( ) 10ركوب ساعة / 490ميل

) 2السباحة ( ساعة / 408ميل

) 3المشي ( ساعة / 245ميل

( البطيء ( 204الرقص

( الكتابة ( 28الجلوس

الجسد * صيانة في المطلوبة السعرات تشتمل ال

في المستهلكة الطاقة

( كالوري ( بكيلو مختلفة انشطة

النشاط

Energy Consumed by Various Activities (in kcal).( كالوري ( بالكيلو مختلفة انشطة في المستهلكة الطاقة

في المستهلك كالوري الكيلوشخص بواسطة الساعة

)150كجم (67,5يزن رطل *

Page 59: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

6.5 Cells tap energy from electrons “falling” from organic fuels to oxygen

“ من ” الهابطة اإلليكترونات من الطاقة الخاليا تستخلصلألوكسجين العضوي الوقود The energy necessary for life is contained in the

arrangement of electrons in chemical bonds in organic molecules

الطاقة الًالزمة للحياة توجد في منظومة اليكترونات الروابطالكيميائية في الجزيئات العضوية

An important question is how do cells extract this energy?

سؤال هام : كيف تستخلص الخًاليا هذه الطاقة؟

Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

When the carbon-hydrogen bonds of glucose are broken, electrons are transferred to oxygen

عندما تنكسر روابط الكربون بالهيدروجين في الجلوكوز ، تنتقلاإلليكترونات لألوكسجين

– Oxygen has a strong tendency to attract electrons

هناك نزعة قوية في األوكسجين لجذب اإلليكترونات

Page 60: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

6.5 Cells tap energy from electrons “falling” from organic fuels to oxygen

“ الوقود ” من الهابطة اإلليكترونات من الطاقة الخاليا تستخلصلألوكسجين العضوي

A cellular respiration equation is helpful to show the changes in hydrogen atom distribution

معادلة التنفس الخلوي مفيدة لبيان التغيرات التي تطرأ على توزيع ذرةالهيدروجين

– Glucose loses its hydrogen atoms and is ultimately converted to CO2

يفقد الجلوكوز ذرات الهيدروجين ويتحول في النهاية لثاني أكسيد الكربون

– At the same time, O2 gains hydrogen atoms and is converted to H2O

زفي نفس الوقت يتحد األوكسجين مع ذرات الهيدروجين ويتحول لماء

– Loss of electrons is called oxidation باألكسدةتسمى فقدان اإلليكترونات

– Gain of electrons is called reduction باالختزاليسمى اكتساب اإلليكترونان

Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Page 61: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

C6H12O6 + 6 O2

Glucoseجلوكوز

Loss of hydrogen atomsالهيدروجين ذرات فقدان

(oxidationاألكسدة )

6 CO2 + 6 H2O + Energy

Gain of hydrogen atomsالهيدروجين ذرات اكتساب

(reductionاختزال )

طاقة(ATP)

Rearrangement of hydrogen atoms (with their electrons)in the redox reactions of cellular respiration

( إخسدة ( تفاعل في بإليكتروناتها الهيدروجين ذرات ترتيب إعادةالخلوي التنفس

Page 62: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

6.5 Cells tap energy from electrons “falling” from organic fuels to oxygen

“ من ” الهابطة اإلليكترونات من الطاقة الخاليا تستخلصلألوكسجين العضوي الوقود

Enzymes are necessary to oxidize glucose and other foods

اإلنزيمات ضرورية ألكسدة الجلوكوز واألغذية األخرى

– The enzyme that removes hydrogen from an organic molecule is called dehydrogenase

بالديهايدروجينيز )انزيم يسمى اإلنزيم الذي يزيل الهيدروجين من الجزيء العضوي –نزع الهيدروجين(

– Dehydrogenase requires a coenzyme called NAD+ (nicotinamide adenine dinucleotide) to shuttle electrons

(نيوكليتيدة األدنين +NADيتطلب الديهايدروجينيز مرافق إنزيمي يسمى بـ –نيكوتين أميد الثنائية) لنقل االلكترونات

– NAD+ can become reduced when it accepts electrons and oxidized when it gives them up

ال عندما يستقبل اليكترونات ويصبح م�ؤ¥كسد عندما يفقدها+NADيصبح الـ – ¤ز¥ م�خت

Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Page 63: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

2 H+ + 2 e–

Oxidationأكسدة

Dehydrogenaseديهايدروجينيز

Reductionاختزال NAD+ + 2 H NADH + H+

(carries2 electrons)

( اليكترونيين (يحمل

pair of redox reactions, occurring simultaneouslyواحد آن في يحدثان األخسدة تفاعالت من زوج

Page 64: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

6.5 Cells tap energy from electrons “falling” from organic fuels to oxygen

“ من ” الهابطة اإلليكترونات من الطاقة الخاليا تستخلصلألوكسجين العضوي الوقود

The transfer of electrons to NAD+ results in the formation of NADH, the reduced form of NAD+

انتقال اإلليكترونات إلىNAD+ يؤدي لتكوين NADH )+NAD(الصيغة المختزلة لـ

– In this situation, NAD+ is called an electron acceptor, but it eventually becomes oxidized (loses an electron) and is then called an electron donor

مستقبل اليكتروني ، ولكنه في +NADويسمى في هذه الحالة الـ –q) وعندها يسمى واهب q (يفقد اليكترونا النهاية يصبح م�ؤكسدا

اليكتروني

Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Page 65: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

6.5 Cells tap energy from electrons “falling” from organic fuels to oxygen

“ الوقود ” من الهابطة اإلليكترونات من الطاقة الخاليا تستخلصلألوكسجين العضوي

There are other electron “carrier” molecules that function like NAD+

يوجد جزيئات أخرى ”حاملة“ لإلليكترون تعمل مثلNAD+

– They form a staircase where the electrons pass from one to the next down the staircase

تنتظم هذه الجزيئات على هيئة سلم حيث يتدرج اإلليكترون في النزول من – درجة الى اخرى

– These electron carriers collectively are called the electron transport chain, and as electrons are transported down the chain, ATP is generated

– qو بانتقال سلسلة النقل اإلليكترونيتسمى هذه الحوامل جملة ، ATPاالليكترونات باتجاه أسفل السلسلة يتولد الـ

Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Page 66: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

ATPNAD+

NADH

H+

H+2e–

2e–

Electron transport

chain

اإلليكتروني النقل سلسلة

Controlledrelease ofenergy forsynthesis

of ATP

+

O2

H2O

12In cellular respiration, electrons fall

down an energy staircase and finally reduce O2

تتدرج الخلوي التنفس فيباتجاه االنتقال في اإلليكتروناتفي وتختزل الطاقة سلم أسفل

الماء مكونة األوكسجين النهاية

تحريرمنظمللطاقةلتكوين

ATPالـ

Page 67: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

STAGES OF CELLULAR RESPIRATION

AND FERMENTATION

والتخمر الخلوي التنفس مراحل

Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Page 68: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

6.6 Overview: Cellular respiration occurs in three main stagesمراحل : ثالث على الخلوي التنفس يحدث شاملة نظرة

رئيسية Stage 1: Glycolysis : تحلل 1المرحلة

الجلوكوز

– Glycolysis begins respiration by breaking glucose, a six-carbon molecule, into two molecules of a three-carbon compound called pyruvate

تبدأ عملية التنفس بتحليل الجلوكوز (جزيء –سداسي الكربون) إلى جزيئين من مركب

ثًالثي الكربون يسمى بالبايروفيت

– This stage occurs in the cytoplasm

تحدث هذه المرحلة في السيتوبًالزم –

Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

C-C-C-C-C-C

C-C-C C-C-C

GlycolysisIn Cytoplasm

Glucose

Pyruvate Pyruvate

Page 69: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Glucoseجلوكوز

NAD+

+2

2 ADP

NADH2

P2

2

ATP2 +

H+

2 Pyruvate 2 بايروفيت

An overview of glycolysisالجلوكوز لتحلل شاملة نظرة

In glycolysis, a single molecule of glucose is enzymatically cut in half through a series of steps to produce two molecules of pyruvate

في عملية تحلل الجلوكوز يقطع جزيء واحدq إلى نصفين خًالل سلسلة من الجلوكوز إنزيميا

من الخطوات إلنتاج جزيئين من البايروفيت

– In the process, two molecules of NAD+ are reduced to two molecules of NADH

إلى +NADفي هذه العملية يختزل جزيئان منNADHجزيئين من

– At the same time, two molecules of ATP are produced by substrate-level phosphorylation

بواسطة ATPينتج في نفس الوقت جزيئان من فسفرة مستوى عامل االنزيم

6.7 Glycolysis harvests chemical energy by oxidizing glucose to pyruvateالجلوكوز تحلل عملية تحصدبأكسدة الكيميائية الطاقة

إلى بايروفيتالجلوكوز

Page 70: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

6.6 Overview: Cellular respiration occurs in three main stagesمراحل : ثالث على الخلوي التنفس يحدث شاملة نظرة

رئيسية Stage 2: The citric acid cycle دورة 2المرحلة :

حامض الستريك

– The citric acid cycle breaks down pyruvate into carbon dioxide and supplies the third stage with electrons

تحلل دورة حمض الستريك البايروفيت إلى ثاني أكسيد –الكربون وتزود المرحلة الثالثة باإلليكترونات

– This stage occurs in the mitochondria

تحدث هذه المرحلة في الميتوكوندريا –

Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Citric Acid Cycle

PyruvateElectrons

Mitochondria CO2

Page 71: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

6.6 Overview: Cellular respiration occurs in three main stagesمراحل : ثالث على الخلوي التنفس يحدث شاملة نظرة

رئيسية Stage 3: Oxidative phosphorylation دة3المرحلة : الفسفرة المؤكس¹

– At this stage, electrons are shuttled through the electron transport chain

خًالل هذه المرحلة تنتقل اإلليكترونات عبر سلسلة النقل اإلليكتروني

– As a result, ATP is generated through oxidative phosphorylation associated with chemiosmosis

دة المرتبطة باإلسموزية الكيميائيةATPونتيجة لذلك يتولد الـ من خًالل الفسفرة المؤكس¿

– This stage occurs in the inner mitochondrion membrane

تحدث هذه المرحلة في الغشاء الداخلي للميتوكوندريا

Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

PyruvateCitric Acid

CycleElectrons

CO2

Electron Transport Chain

O2

H2O ATP

Oxidative

Phosphorylation

Mitochondria

Chemiosmosis

Page 72: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Mitochondrionميتوكوندريا

CO2 CO2

NADH

ATP

High-energy electronscarried by NADH

عالية طاقة ذات اليكتروناتعلى NADHمحمولة

NADH

CITRIC ACID

CYCLE

جامض دورةالستريك

GLYCOLYSIS الجلوكوز تحلل

Pyruvate

بايروفيتGlucoseجلوكوز

andFADH2

Substrate-level phosphorylation

اإلنزيم عامل مستوى فسفرةSubstrate-level phosphorylation

اإلنزيم عامل مستوى فسفرة

OXIDATIVEPHOSPHORYLATION(Electron Transportand Chemiosmosis)

االليكتروني ( النقل مؤكسدة فسفرةالكيميائية (واإلسموزية

Oxidative phosphorylation

مؤكسدة فسفرة

ATPATP

Cytoplasmسيتوبالزم Inner mitochondrial

Membraneالميتوكوندريا غشاء

الداخلي

An overview of cellular respirationالخلوي للتنفس شاملة نظرة

Page 73: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

6.13 Fermentation enables cells to produce ATP without oxygenانتاج على قادرة الخاليا التخمر الى ATPيجعل الحاجة دون

األوكسجين Fermentation is an anaerobic (without oxygen)

energy-generating process

(دون الحاجة ألوكسجين) التخمر هو عملية توليد الطاقة ال هوائيا

– It takes advantage of glycolysis, producing two ATP molecules and reducing NAD+ to NADH

إلى +NAD واختزال ATPيستفيد من التحلل الجلوكوزي بإنتاج جزيئين –NADH

– The trick is to oxidize the NADH without passing its electrons through the electron transport chain to oxygen

دون تمرير اليكتروناته خًالل سلسلة النقل NADHتكمن الفكرة في أكسدة –االليكتروني لألوكسجين

Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Page 74: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

6.13 Fermentation enables cells to produce ATP without oxygen

انتاج على قادرة الخاليا التخمر الحاجة ATPيجعل دوناألوكسجين الى

Your muscle cells and certain bacteria can oxidize NADH through lactic acid fermentation

يمكن أن تؤكسد خًالياك العضلية وبعض أنواع البكتيريا مركب الـNADH تخمر الحامض اللبني من خًالل

– NADH is oxidized to NAD+ when pyruvate is reduced to lactate

عندما يختزل البايروفيت إلى الًالكتيت+NAD إلى NADHيتأكسد الـ –

– In a sense, pyruvate is serving as an “electron sink,” a place to dispose of the electrons generated by oxidation reactions in glycolysis

بمعنى ان يعمل البايروفيت ”كحوض اليكتروني“ ، مكان تلقى فيه –اإلليكترونات الناتجة من تفاعًالت األكسدة في تحلل الجلوكوز

Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Animation: Fermentation Overview

Page 75: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Glucoseجلوكوز

NADH

NAD+

2

2

NADH2

NAD+2

2 ADPP

ATP2

2 Pyruvate2 بايروفيت

2 Lactate2 الكتيت

GL

YC

OL

YS

IS

يزوكوجل

لحل

ت

Lactic acid fermentation

اللبني الحامض تخمر

2

Page 76: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

6.13 Fermentation enables cells to produce ATP without oxygen

انتاج على قادرة الخاليا التخمر الى ATPيجعل الحاجة دوناألوكسجين

The baking and winemaking industry have used alcohol fermentation for thousands of years

في صناعة الخبز ووفي صناعة النبيذ التخمر الكحوليتم استخدام آلالف السنين

– Yeasts are single-celled fungi that not only can use respiration for energy but can ferment under anaerobic conditions

الخمائر هي فطريات وحيدة الخلية ، الى جانب انها تستطيع القيام بالتنفس –الخلوي (هوائيا) إلنتاج الطاقة فهي قادرة على القيام بعملية التخمر تحت

الظروف الًالهوائية

– They convert pyruvate to CO2 and ethanol while oxidizing NADH back to NAD+

تحول الخمائر البايروفيت لثاني أكسيد الكربون وكحول إيثيلي بينما تقوم –+NAD إلى NADHبأكسدة الـ

Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Page 77: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

2 ADP

P

ATP2 GL

YC

OL

YS

IS

NADH

NAD+

2

2

NADH2

NAD+2

2 Pyruvate2 بايروفيت

2 Ethanol2 إيثانول

Alcohol fermentation

الكحول تخمر

Glucoseجلوكوز

CO22

ReleasedCO2تحرير

2

Page 78: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

INTERCONNECTIONS BETWEEN MOLECULAR BREAKDOWN

AND SYNTHESIS

الجزيئات وبناء هدم بين الترابط

Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Page 79: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

6.15 Cells use many kinds of organic molecules as fuel for cellular respiration

العضوية المركبات من العديد الخاليا تستخدمالهوائي للتنفس كوقود

Although glucose is considered to be the primary source of sugar for respiration and fermentation, there are actually three sources of molecules for generation of ATP

بالرغم من اعتبار الجلوكوز مصدر السكر الرئيسي للتنفس والتخمر ، إالATPأنه يوجد ثًالثة مصادر جزيئية أخرى لتوليد الـ

– Carbohydrates (disaccharides)(السكريات الثنائية) الكربوهيدرات

– Proteins (after conversion to amino acids) البروتينات (بعد التحول ألحماض أمينيه)

– Fatsالدهون

Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Page 80: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Food, such aspeanuts

Proteinsالبروتينات Fatsالدهون Carbohydratesالكربوهيدرات

Glucoseجلوكوز

OXIDATIVEPHOSPHORYLATION(Electron Transportand Chemiosmosis)اإلليكتروني ( النقل المؤكسدة الفسفرة

الكيميائية (واإلسموزية

CITRIC ACIDCYCLE

حامض دورةالسيتريك

Acetyl CoAاإلنزيم مرافق Aخالت

GLYCOLYSIS الجلوكوزي التحلل

Pyruvateبايروفيت

Amino acids امينية Glycerol أحماضجليسيرول

Sugarsسكاكر Fatty acids دهنية أحماض

Amino groupsأمينية مجاميع

G3P

ATP

الفول مثل ، الغذاءالسوداني

Pathways that break down various food moleculesالمختلفة الغذاء جزيئات هدم مسارات

Page 81: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

PowerPoint Lectures forBiology: Concepts & Connections, Sixth EditionCampbell, Reece, Taylor, Simon, and Dickey

Chapter 7Chapter 7السابع السابع الباب الباب

Photosynthesis: Using Light to Make Food

لصنع : الضوء استخدام الضوئي البناءالغذاء

Lecture by Richard L. MyersTranslated by Nabih A. Baeshen

Page 82: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Introduction: Plant Powerالنبات مقدمة : قوة

Plants use water and atmospheric carbon dioxide to produce a simple sugar and liberate oxygen

تستخدم النباتات الماء وثاني الكربون الجوي لينتج سكر بسيطوأوكسجين

– Earth’s plants produce 160 billion metric tons of sugar each year through photosynthesis, a process that converts solar energy to chemical energy

، وهو بالبناء الضوئي مليار طن من السكر كل سنة 160تنتج نباتات األرض عملية تحول الطاقة الشمسية إلى طاقة كيميائية

– Sugar is food for humans and for animals that we consume

السكر غذاء يستهلكه كل من اإلنسان والحيوان

Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Carbon dioxideالكربون اكسيد ثاني

C6H12O6

Photosynthesis

الضوئي البناء

H2OCO2 O2

Water

+ 66

Lightenergy

Oxygen gasاالكسجين غاز

Glucoseجلوكوز

+ 6

الطاقةالضوئية

Page 83: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

AN OVERVIEW OF PHOTOSYNTHESIS

الضوئي للبناء شاملة نظرة

Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Page 84: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

7.1 Autotrophs are the producers of the biosphereالحيوي الغالف منتجات هي التغذية ذاتية الكائنات

Autotrophs are living things that are able to make their own food without using organic molecules derived from any other living thing

هي كائنات حية قادرة على تصنيع غذائها الكائنات ذاتية التغذية دون استخدام جزيئات عضوية مستمدة من أي كائن حي آخر

Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

– Autotrophs that use the energy of light to produce organic molecules are called photoautotrophs

تسمى الكائنات ذاتية التغذية التي تستخدم طاقة بالكائنات ذاتية الضوء لتنتج جزيئات عضوية

التغذية الضوئية

– Most plants, algae and other protists, and some prokaryotes are photoautotrophs

معظم النباتات والطحالب واألوليات األخرى وبعض أوليات النواة هي ذاتية التغذية الضوئية

Kelp, a large algae كبير طحلب الكيلب

Page 85: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

7.1 Autotrophs are the producers of the biosphereالحيوي الغالف منتجات هي التغذية ذاتية الكائنات

The ability to photosynthesize is directly related to the structure of chloroplasts

المقدرة على البناء الضوئي مرتبطةمباشرة بتركيب البًالستيدات الخضراء

– Chloroplasts are organelles consisting of photosynthetic pigments, enzymes, and other molecules grouped together in membranes

هي عضيات البالستيدات الخضراءتتكون من صبغات مكونة للضوء

وإنزيمات ومركبات أخرى مجموعة مع بعضها البعض في أغشية

Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Micrograph of cyanobacteria

(photosynthetic bacteria)الضوئي بالمجهر صورةبكتيريا ( للسيانوبكتيريا

البناء بعملية تقومالضوئي)

Page 86: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

7.2 Photosynthesis occurs in chloroplasts in plant cellsالخضراء البالستيدات في الضوئي البناء يحدث

النباتية الخاليا في Chloroplasts are the major sites of

photosynthesis in green plants

البًالستيدات الخضراء هي المواقع الرئيسية للبناء الضوئيفي النباتات الخضراء

– Chlorophyll, an important light absorbing pigment in chloroplasts, is responsible for the green color of plants

صبغة هامة المتصاص الضوء في البًالستيدات الكلوروفيل الخضراء وهي المسئولة عن اللون االخضر في النبات ا

– Chlorophyll plays a central role in converting solar energy to chemical energy

q في تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة q هاما يلعب الكلوروفيل دوراكيميائية

Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Page 87: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

7.2 Photosynthesis occurs in chloroplasts in plant cellsالخضراء البالستيدات في الضوئي البناء يحدث

النباتية الخاليا في Chloroplasts are concentrated in the cells of the mesophyll, the green tissue in the interior of the leaf

الميزوفيل )النسيج تتركز البًالستيدات الخضراء في خًالياوهي النسيج األخضر في مقدمة الورقةالوسطي(

Stomata are tiny pores in the leaf that allow carbon dioxide to enter and oxygen to exit

هي فتحات صغيرة في الورقة تسمح بدخول ثاني الثغور أوكسيد الكربون وخروج األوكسجين

Veins in the leaf deliver water absorbed by roots

توصل العروق التي في األوراق الماء الممتص بواسطة الجذور

Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Page 88: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

7.2 Photosynthesis occurs in chloroplasts in plant cellsالخضراء البالستيدات في الضوئي البناء يحدث

النباتية الخاليا في An envelope of two membranes encloses the stroma,

the dense fluid within the chloroplast

(السائل الكثيف في البًالستيدات الخضراء) بغًالف الحشوة تغلف من غشائيين

A system of interconnected membranous sacs called thylakoids segregates the stroma from another compartment, the thylakoid space

هي منظومة من األكياس الغشائية المتداخلة والتي القريصات الحيز القريصيتفصل الحشوة عن جزء آخر وهو

– Thylakoids are concentrated in stacks called grana

تنتظم القريصات فوق بعضها البعض مشكلة وحدات متراصة يسمى كل منها –( Granamبالكيس القريصي او الحبيبة )

Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Page 89: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

CO2 O2Stomaالثغور

Mesophyll Cellالوسطي النسيج من خلية

Veinعرق

Chloroplastخضراء بالستيدات

Mesophyll ميزوفيل

( الوسطي (النسيج

Leaf Cross Section ورقة في عرضي قطاع

Leafورقة

The location and structureof chloroplasts

الخضراء البالستيدات وتركيب مكان

Page 90: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Chloroplastخضراء بالستيدة

Outer and innermembranes

والخارجي الداخلي الغشائيين

Intermembranespace

Granumقريصي كيس

Stromaحشوة

ThylakoidSpace

قريصي حيز

Thylakoidقريص

بين الحيزالغشائي

Page 91: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

7.3 Plants produce O2 gas by splitting waterالماء بتجزئة األوكسجين غاز النباتات تنتج

Scientists have known for a long time that plants produce O2, but early on they assumed it was extracted from CO2 taken into the plant

علم العلماء لفترة طويلة بأن النبات ينتج األوكسجين ، ولكنهمكانوا يظنون بأنه يستخلص من ثاني أوكسيد الكربون الذي يدخل

للنبات

Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

– Using a heavy isotope of oxygen, 18O, they showed with tracer experiments that O2 actually comes from H2O

باـستخدام نـظير مـشع لألوكـسجين –)18O ــارب ــاء بتجـ ــر العلمـ ) أظهـ

q ا أن األوكسـجين حـق ر ـب اء األـث اقتـفيأتي من الماء

Oxygen bubbles on the leaves of an aquatic plantمائي نبات أوراق على األوكسجين فقاعات

Page 92: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

6 COO22 + 12 H2O

Experiment 11التجربة

C6H12OO66 + 6 H2OO + 6 O2

Not labeledمعلم غير

6 CO2 + 12 H2OO

Experiment 22 التجربة

C6H12O6 + 6 H2O + 6 OO22

Labeledمعلم

Experiments tracking the oxygen atoms in photosynthesisExperiments tracking the oxygen atoms in photosynthesisالضوئي البناء في األوكسجين ذرات أثر اقتفاء الضوئي تجارب البناء في األوكسجين ذرات أثر اقتفاء تجارب

Page 93: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Reactants:متفاعالت

6 CO2

Products:نواتج

12 H2O

C6H12O6 6 H2O 6 O2

Fates of all the atoms in photosynthesisالضوئي البناء في الذرات جميع مصير

Page 94: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

7.4 Photosynthesis is a redox process, as is cellular respiration

الحال هو كما أخسدة عملية هو الضوئي البناءالخلوي للتنفس بالنسبة Photosynthesis, like respiration, is a redox (oxidation-

reduction) process

(أكسدة – إختزال) البناء الضوئي كالتنفس عبارة عن عملية أخسدة

– Water molecules are split apart by oxidation, which means that they lose electrons along with hydrogen ions (H+)

تتجزأ جزيئات الماء باألكسدة ، مما يعني أنها تخسر اليكترونات باإلضافة الى –أيونات الهيدروجين جراء ذلك التجزؤ

– Then CO2 is reduced to sugar as electrons and hydrogen ions are added to it

ثم يختزل ثاني أوكسيد الكربون إلى سكر بإضافة اإلليكترونات وأيونات –الهيدروجين اليه

Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Page 95: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

7.4 Photosynthesis is a redox process, as is cellular respiration

بالنسبة الحال هو كما أخسدة عملية هو الضوئي البناءالخلوي للتنفس

Recall that cellular respiration uses redox reactions to harvest the chemical energy stored in a glucose molecule

تذكر بأن التنفس الخلوي يستخدم تفاعالت االخسدة لحصد الطاقةالكيميائية المختزنة في جزيء الجلوكوز

– This is accomplished by oxidizing the sugar and reducing O2 to H2O

يتم ذلك بأكسدة السكر واختزال األوكسجين لماء–

– The electrons lose potential as they travel down an energy hill, the electron transport system

تفقد اإلليكترونات جهدها برحًالنها أسفل هرم الطاقة (نظام النقل –االليكتروني)

– In contrast, the food-producing redox reactions of photosynthesis reverse the flow and involve an uphill climb

وعلى العكس فإن تفاعًالت األخسدة المنتجة الغذاء بعملية البناء الضوئي –تعكس التيار اإلليكتروني بترحيله ألعلى الهرم

Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Page 96: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

6 CO2 + 6 H2OC6H12O6 + 6 O2

Reductionإختزال

Oxidationأكسدة

Cellular respiration (releases chemical energy)( الكيميائية ( الطاقة تحرير الخلوي التنفس

6 CO2 + 6 H2O C6H12O6 + 6 O2

Reductionاالختزال

Oxidationاألكسدة

Photosynthesis (uses light energy)( الضوئية ( الطاقة يستخدم الضوئي البناء

Page 97: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

7.5 Overview: The two stages of photosynthesis are linked by ATP and NADPH

بـ : الضوئي البناء مرحلتي ترتبط شاملة ATPنظرةNADHو

Actually, photosynthesis occurs in two metabolic stages

في الواقع يحدث البناء الضوئي على مرحلتين أيضيتين

First stage– One stage involves the light reactions

تتضمن أحدى المراحل التفاعًالت الضوئية

– In the light reactions, light energy is converted in the thylakoid membranes to chemical energy and O2

تحول الطاقة الضوئية في أغشية القريص إلى طاقة كيميائية تفاعالت الضوء في وأوكسجين

– Water is split to provide the O2 as well as electrons

يتجزأ الماء لتوفير األوكسجين واإلليكترونات

Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Page 98: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

7.5 Overview: The two stages of photosynthesis are linked by ATP and NADPH

بـ : الضوئي البناء مرحلتي ترتبط شاملة و ATPنظرةNADH

H+ ions reduce NADP+ to NADPH, which is an electron carrier similar to NADH

تختزل أيونات الهيدروجينNADP+ إلى NADPH حيث هو ، NADHحامل اليكتروني مثل

– NADPH is temporarily stored and then shuttled into the Calvin cycle where it is used to make sugar

q ثم يرحل لدورة كالفين حيثما يقوم بتصنيع NADPHيخزن مؤقتاالسكر

– Finally, the light reactions generate ATP

q تولد تفاعًالت الضوء ATPوأخيراCopyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Page 99: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

7.5 Overview: The two stages of photosynthesis are linked by ATP and NADPH

بـ : الضوئي البناء مرحلتي ترتبط شاملة نظرةATP وNADH

The second stage is the Calvin cycle, which occurs in the stroma of the chloroplast

والتي تحدث في حشوة دورة كالفينالمرحلة الثانية هي ، البًالستيدات الخضراء

– It is a cyclic series of reactions that builds sugar molecules from CO2 and the products of the light reactions

عبارة عن سلسلة دائرية من التفاعًالت التي تبني جزيئات السكر من ثاني أوكسيد الكربون ونواتج تفاعًالت الضوء

– During the Calvin cycle, CO2 is incorporated into organic compounds, a process called carbon fixation

يندمج ثاني أوكسيد الكربون خًالل دورة كالفين بالمركبات العضوية في عملية بتثبيت الكربونتدعى

Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Second stage

Page 100: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

7.5 Overview: The two stages of photosynthesis are linked by ATP and NADPH

بـ : الضوئي البناء مرحلتي ترتبط شاملة ATPنظرةNADHو

NADPH produced by the light reactions provides the electrons for reducing carbon in the Calvin cycle

NADPH الناتج بواسطة تفاعًالت الضوء يوفر اإلليكترونات الًالزمة الختزال الكربون في دورة كالفين

– ATP from the light reactions provides chemical energy for the Calvin cycle

الناتج من تفاعًالت الضوء الطاقة الكيميائية لًالزمة لدورة كالفين ATPيوفر

– The Calvin cycle is often called the dark (or light-independent) reactions

q بتفاعًالت الظًالم (التفاعًالت غير المعتمدة على تسمى دورة كالفين غالباالضوء)

Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Page 101: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

H2O

NADP+

ADP

P

LIGHT REACTIONS

الضوء تفاعالت(in thylakoids)

( القريصات (في

Lightضوء

Chloroplast خضراء بالستيدة

An overview of the two stages ofphotosynthesis that take place in a chloroplast

الخضراء البالستيدة في تتم التي الضوئي البناء لمرحلتي شاملة نظرة

Page 102: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

H2O

ADP

P

LIGHTREACTIONS

(in thylakoids)

NADPH

ATP

O2

NADP+

An overview of the two stages ofphotosynthesis that take place in a chloroplast

الخضراء البالستيدة في تتم التي الضوئي البناء لمرحلتي شاملة نظرة

ا

تليكترونا

Lightضوء

Chloroplast خضراء بالستيدة

Page 103: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

H2O

ADP

P

Lightضوء

Chloroplast خضراء بالستيدة

NADPH

ATP

O2

CALVINCYCLE

كالفين دورة(in stroma)

( الحشوة (في

Sugarسكر

CO2

NADP+

An overview of the twostages of photosynthesis

that take place in a chloroplastلمرحلتي شاملة نظرة

الخضراء البالستيدة في تتم التي الضوئي البناء

تاليكترونا

LIGHT REACTIONS

الضوء تفاعالت(in thylakoids)

( القريصات (في

Page 104: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

PHOTOSYNTHESIS REVIEWED AND

EXTENDED

البناء عملية وتقييم مراجعةالضوئي

Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Page 105: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

7.11 Review: Photosynthesis uses light energy, CO2, and H2O to make food molecules

وثاني : الضوئية الطاقة الضوئي البناء يستخدم مراجعةالغذاء جزيئات لصنع والماء الكربون أوكسيد

The chloroplast, which integrates the two stages of photosynthesis, makes sugar from CO2

تقوم البًالستيدة الخضراء التي يتم بينها التكامل بين مرحلتي البناءالضوئي بتصنيع السكر من ثاني أوكسيد الكربون

– All but a few microscopic organisms depend on the food-making machinery of photosynthesis

كل الكائنات فيما عد القليل من الكائنات المجهرية تعتمد على آلية ص�نع الغذاء بواسطة عملية البناء الضوئي

– Plants make more food than they actually need and stockpile it as starch in roots, tubers, and fruits

تصنع النباتات غذاءq أكثر من حاجتها الفعلية وتختزنه كنشا في الجذور والدرنات .Copyright © 2009 Pearson Education, Incوالثمار

Page 106: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

NADP+

NADPH

ATP

CO2

+

H2O

ADPP

Electrontransport

chainsااليكتروني النقل Thylakoidسلسلة

Membranesالقريصات أغشية

Lightضوء

Chloroplast خضراء بالستيدة

O2

CALVINCYCLE

(in stroma)كالفين دورة

( الحشوة (في

Sugarsسكر

Photosystem IIII الضوئي النظام

Photosystem II الضوئي النظام

LIGHT REACTIONS الضوء تفاعالت

RuBP

3-PGA

CALVIN CYCLE كالفين دورة

Stromaالحشوة

G3P Cellularrespiration

الخلوي التنفسCelluloseسيليلوز

Starchنشا Other organiccompoundsأخرى عضوية مركبات

Summary of the chemicalprocesses of photosynthesisالكيميائية التفاعالت ملخص

الضوئي للبناء

Page 107: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

7.12 EVOLUTION CONNECTION: Adaptations that save water in hot, dry climates evolved in C4 and CAM plants

المناخ : في الماء تحفظ التي التكيفات تطورية رابطةالرباعي ( الكربون نباتات في والجاف نباتات) C4الحار و

العشبي الحمضي CAM ( (األيض In hot climates, plant stomata close to reduce water loss so oxygen builds up

تغلق ثغور النباتات في المناخ الحار لتقلل من فقدان الماء ليتم تراكماألوكسجين

– Rubisco adds oxygen instead of carbon dioxide to RuBP and produces a two-carbon compound, a process called photorespiration

q من ثاني أوكسيد الكربون لمركب– RuBPيقوم الروبيسكو بإضافة األوكسجين بدالبالتنفس الضوئيوينتج مركب ثنائي الكربون بعملية تسمى

– Unlike photosynthesis, photorespiration produces no sugar, and unlike respiration, it produces no ATP

q ، وعلى عكس – وعلى عكس البناء الضوئي, فإن التنفس الضوئي ال ينتج سكراATPالتنفس فهو ال ينتج

Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Page 108: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

7.12 EVOLUTION CONNECTION: Adaptations that save water in hot, dry climates evolved in C4 and CAM plants

الحار : المناخ في الماء تحفظ التي التكيفات تطورية رابطةالرباعي ( الكربون نباتات في األيض) C4والجاف نباتات و

العشبي CAM( (الحمضي Some plants have evolved a means of carbon fixation that saves water during photosynthesis

نجد أن بعض النباتات م�هيئه بوسائل لتثبيت الكربون الذي منشأنه الحفاظ على الماء أثناء عملية البناء الضوئي

– One group can shut its stomata when the weather is hot and dry to conserve water but is able to make sugar by photosynthesis

فهناك مجموعة من النباتات التي يتم فيها غلق ثغورها عندما يكون –q لحفظ الماء باإلضافة إلى قدرتها على تصنيع السكر q و وجافا الطقس حارا

بالبناء الضوئي

– These are called the C4 plants because they first fix carbon dioxide into a four-carbon compound

�ثبت في البداية ثاني – تسمى هذه المجموعة بنباتات الكربون الرباعي ألنها تأكسيد الكربون في مركب رباعي الكربون

Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Page 109: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

7.12 EVOLUTION CONNECTION: Adaptations that save water in hot, dry climates evolved in C4 and CAM plants

المناخ : في الماء تحفظ التي التكيفات تطورية رابطةالرباعي ( الكربون نباتات في والجاف نباتات) C4الحار و

العشبي الحمضي CAM( (األيض Another adaptation to hot and dry environments has evolved in the CAM plants, such as pineapples and cacti

في حين نجد أن مجموعة أخرى مهيئة بطريقة أخرى للتكيف مع البيئات الحارةوالجافة وتنسمي نباتات األيض الحمضي العشبي مثل األناناس والصباريات

– CAM plants conserve water by opening their stomata and admitting CO2 only at night

تختزن نباتات األيض الحمضي الماء بفتح ثغورها في الليل فقط لدخول ثاني أكسيد –الكربون

– When CO2 enters, it is fixed into a four-carbon compound, like in C4 plants, and in this way CO2 is banked

�ثبت على هيئة مركب رباعي الكربون كما في – عندما يدخل ثاني أكسيد الكربون, ي�ختزن ثاني أكسيد الكربون نباتات الكربون الرباعي ، وبذلك ي

– It is released into the Calvin cycle during the day

يحرر ثاني أكسيد الكربون في النهار أثناء ليدخل في دورة كالفين–Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Page 110: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Mesophyllcell

CO2

CALVINCYCLE

كالفين دورة

CO2

Bundle-sheathcell

3-C sugarالكربون ثالثي سكر

C4 plantالكربون رباعي نبات

CO2

CALVINCYCLE

كالفين دورة

CO2

3-C sugar الكربون ثالثي سكر

CAM plantحمضي أيض نبات

4-C compoundالكربون رباعي مركب

Nightالليل

Dayالنهار

Comparison of photosynthesis in C4 and CAM plants

الحمضي األيض ونباتات الكربون رباعي نباتات في الضوئي البناء بين مقارنة

4-C compoundالكربون رباعي مركب

خليةالطبقة المتوس

طة

خليةحزمي

ة

Page 111: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

PHOTOSYNTHESIS, SOLAR RADIATION,

AND EARTH’S ATMOSPHERE

الشمس وأشعة الضوئي البناء

لألرض الجوي والغالف

Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Page 112: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

7.13 CONNECTION: Photosynthesis moderates global warming

حدة : من الضوئي البناء يقلل تطبيقية رابطةالحراري االحتباس

The greenhouse effect results from solar energy warming our planet

من تدفئة الطاقة الشمسية لكوكبناتأثير الدفيئةينتج

– Gases in the atmosphere (often called greenhouse gases), including CO2, reflect heat back to Earth, keeping the planet warm and supporting life

q بغازات الدفيئة) بما فيها الغازات الموجودة في الغًالف الجوي (تسمى غالباثاني أكسيد الكربون تعكس الحرارة إلى كوكب األرض مرة أخرى ، مما

q بالقدر الذي يدعم الحياة على الكرة األرضية يجعل الكوكب دافئا

– However, as we increase the level of greenhouse gases, Earth’s temperature rises above normal, initiating problems

إال أنه, بزيادتنا لمستوى غازات الدفيئة، ترتفع درجة حرارة كوكب األرض لتتجاوز الحد الطبيعي، مما يؤدي إلى بداية ظهور المشاكل

Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Page 113: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

7.13 CONNECTION: Photosynthesis moderates global warming

حدة : من الضوئي البناء يقلل تطبيقية رابطةالحراري االحتباس Increasing concentrations of greenhouse gases lead to

global warming, a slow but steady rise in Earth’s surface temperature

االحتباس الحراريتؤدي زيادة تركيزات غازات الدفيئة إلى

– The extraordinary rise in CO2 is mostly due to the combustion of carbon-based fossil fuels

q بسبب احتراق الوقود االرتفاع فوق الطبيعي لمعدل ثاني أكسيد الكربون يكون غالباالكربوني االحفوري

– The consequences of continued rise will be melting of polar ice, changing weather patterns, and spread of tropical disease

تؤدي تداعيات االرتفاع المستمر في معدالت ثاني أكسيد الكربون إلى ذوبان الثلج القطبي, فتتغير أنماط الطقس وتنتشر األمراض االستوائية

Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Page 114: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

7.13 CONNECTION: Photosynthesis moderates global warming

حدة : من الضوئي البناء يقلل تطبيقية رابطةالحراري االحتباس

Perhaps photosynthesis can mitigate the increase in atmospheric CO2

حدة من التخفيف الضوئي البناء يستطيع ربماالجوي الغًالف في الكربون أكسيد ثاني زيادة

– However, there is increasing widespread deforestation, which aggravates the global warming problem

مما ، للغابات الجائر القطع عملية في تزايد هناك أن إالالحراري االحتباس مشكلة من ويزيد يفاقم

Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Page 115: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Plants growing in a greenhouseوبة ” lص دفيئة في تنمو “نباتات

Page 116: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Atmosphereالجوي الغالف

Sunlightالشمس أشعة

Some heatenergy escapes

into spaceالحرارية الطاقة بعض تتسرب

للفضاء

Radiant heattrapped by CO2

and other gasesاإلشعاعية الحرارة

ثاني بواسطة المحتجزةوالغازات الكربون أكسيداألخرى

CO2 in the atmosphere and global warmingالجوي الغالف في الكربون أكسيد ثاني

الحراري واالنحباس

Page 117: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

7.14 TALKING ABOUT SCIENCE: Mario Molina talks about Earth’s protective ozone layer

طبقة : عن مولينا ماريو يتحدث العلم حديثلألرض الحامية األوزون Mario Molina at the University of California, San

Diego, received a Nobel Prize for research on damage to the ozone layer

ماريو مولينا من جامعة كاليفورنيا – سان دييجو ، فاز بجائزة نوبلللبحث في ثقب طبقة األوزون

– Ozone provides a protective layer (the ozone layer) in our atmosphere to filter out powerful ultraviolet radiation

يوفر األوزون طبقة حامية (طبقة األوزون) لغًالفنا الجوي حيث يقوم بترشيح األشعة فوق البنفسجية القوية فيمنع وصولها لألرض

– Dr. Molina showed that industrial chemicals called chlorofluorocarbons, or CFCs, deplete the ozone layer

أثبت د. مولينا بن المواد الكيميائية الصناعية والتي تسمى بالكربونات الفلورية ) تستهلك طبقة األوزونCFCsالكلورية (

Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Page 118: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Mario Molinaماريو مولينا

Page 119: MEMBRANE STRUCTURE AND FUNCTION تركيب الغشاء ووظيفته Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Southern tip ofSouth America

الجنوبية القمةالجنوبية ألمريكا

Antarcticaالجنوبي المتجمد المحيط

The ozone hole in the Southern Hemisphere, spring 2006ربيع ، الجنوبي األرضية الكرة نصف في األوزون م2006ثقب


Recommended