معلومة

6.5: مقدمة في بنية بدائيات النوى - علم الأحياء

6.5: مقدمة في بنية بدائيات النوى - علم الأحياء


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

ما ستتعلم القيام به: وصف بنية الخلايا بدائية النواة

هناك العديد من الاختلافات بين الخلايا بدائية النواة والخلايا حقيقية النواة. تأتي بدائيات النوى بأشكال مختلفة ، لكن العديد منها ينقسم إلى ثلاث فئات: الكوتشي (كروي) ، العصيات (على شكل قضيب) ، والسبريلي (الشكل الحلزوني) (الشكل 1).


مقدمة

يمكن لبعض بدائيات النوى العيش في بيئات قاسية مثل مسبح Morning Glory ، وهو ينبوع ساخن في متنزه يلوستون الوطني. اللون الأزرق النابض بالحياة في الربيع هو من بدائيات النوى التي تزدهر في مياهه شديدة الحرارة. (الائتمان: تعديل العمل بواسطة جون سوليفان)

في الماضي القريب ، صنف العلماء الكائنات الحية في خمس ممالك - الحيوانات والنباتات والفطريات والطلائعيات وبدائيات النوى - بناءً على عدة معايير ، مثل غياب أو وجود نواة وعضيات أخرى مرتبطة بالغشاء ، وغياب أو وجود جدران الخلايا ، وتعدد الخلايا ، وما إلى ذلك. في أواخر القرن العشرين ، قارن العمل الرائد لكارل ووز وآخرين تسلسلات الحمض النووي الريبي الريبوسومي الصغير (SSU rRNA) ، مما أدى إلى طريقة أكثر جوهرية لتجميع الكائنات الحية على الأرض. بناءً على الاختلافات في بنية أغشية الخلايا وفي الرنا الريباسي ، اقترح Woese وزملاؤه أن جميع أشكال الحياة على الأرض تطورت على طول ثلاثة أنساب ، تسمى المجالات. تضم بكتيريا المجال جميع الكائنات الحية في المملكة البكتيريا ، ويشتمل المجال Archaea على بقية بدائيات النوى ، ويشتمل مجال Eukarya على جميع حقيقيات النوى - بما في ذلك الكائنات الحية في الممالك Animalia و Plantae و Fungi و Protista.

اثنان من المجالات الثلاثة - البكتيريا والعتائق - بدائية النواة. بدائيات النوى كانت أول سكان الأرض ، حيث ظهرت منذ 3.5 إلى 3.8 مليار سنة. هذه الكائنات الحية وفيرة ومنتشرة في كل مكان ، أي أنها موجودة في كل مكان. بالإضافة إلى أنها تعيش في البيئات المعتدلة ، فإنها توجد في ظروف قاسية: من الينابيع المغلية إلى البيئات المتجمدة بشكل دائم في القارة القطبية الجنوبية من البيئات المالحة مثل البحر الميت إلى البيئات تحت ضغط هائل ، مثل أعماق المحيط ومن المناطق الخالية من الأكسجين ، مثل كمصنع لإدارة النفايات ، إلى المناطق الملوثة إشعاعيًا ، مثل تشيرنوبيل. توجد بدائيات النوى في الجهاز الهضمي البشري وعلى الجلد ، وهي مسؤولة عن أمراض معينة ، وتؤدي دورًا مهمًا في تحضير العديد من الأطعمة.


إذا تم وضع الحمض النووي من جميع الكروموسومات البالغ عددها 46 في نواة خلية بشرية ، فسيكون قياسه مترين تقريبًا. ومع ذلك ، سيكون القطر 2 نانومتر فقط. بالنظر إلى أن حجم الخلية البشرية النموذجية يبلغ حوالي 10 ميكروم (100000 خلية تصطف حتى متر واحد) ، يجب أن يتم تغليف الحمض النووي بإحكام ليناسب الخلية ونواة rsquos. في الوقت نفسه ، يجب أيضًا أن تكون متاحة بسهولة للجينات المراد التعبير عنها. خلال بعض مراحل دورة الخلية ، تتكثف خيوط الحمض النووي الطويلة في كروموسومات مضغوطة. هناك عدد من الطرق التي يتم بها ضغط الكروموسومات لتلائم الخلية ونواة rsquos ويمكن الوصول إليها للتعبير الجيني.

في المستوى الأول من الضغط ، تلتف امتدادات قصيرة من الحلزون المزدوج للحمض النووي حول لب من ثمانية بروتينات هيستون على فترات منتظمة على طول الكروموسوم بأكمله. يسمى مجمع DNA-هيستون بالكروماتين. يسمى مجمع DNA هيستون الشبيه بالخرز بالجسم النووي. يسمى الحمض النووي الذي يربط النيوكليوسومات بالحمض النووي الرابط. جزيء الحمض النووي في هذا الشكل أقصر بحوالي سبع مرات من اللولب المزدوج بدون الهستونات. يبلغ قطر الخرزات حوالي 10 نانومتر ، على عكس القطر 2 نانومتر للحلزون المزدوج للحمض النووي. يحدث المستوى التالي من الضغط عندما يتم لف النيوكليوسومات والحمض النووي الرابط بينهما في ألياف كروماتينية بحجم 30 نانومتر. يؤدي هذا اللف إلى تقصير الكروموسوم بشكل أكبر بحيث يصبح الآن أقصر بحوالي 50 مرة من الشكل الممتد. في المستوى الثالث من التعبئة ، يتم استخدام مجموعة متنوعة من البروتينات الليفية لتعبئة الكروماتين. تضمن هذه البروتينات الليفية أيضًا أن كل كروموسوم في خلية غير مقسمة يحتل منطقة معينة من النواة لا تتداخل مع تلك الموجودة في أي كروموسوم آخر.

الشكل ( PageIndex <1> ): مستويات انضغاط الحمض النووي: يلتف DNA مزدوج الشريطة حول بروتينات هيستون لتشكيل النيوكليوزومات التي لها مظهر ldquobeads على خيط. عندما تخضع الخلية للانقسام ، تتكثف الكروموسومات بشكل أكبر.


هيكل خلية بدائيات النوى ووظيفتها

يتضمن هذا النشاط مجموعة كاملة من الموارد للتدريس حول بدائيات النوى ، ورقة نشاط الطالب ، مع تلميحات الممتحن ، لقطة شاشة قصيرة تشرح كيفية رسم خلية بدائية النواة ، بطاقات تعليمية لمساعدة الطلاب & # 39 تعلم تسميات بدائيات النوى ، اختبار سريع الملصقات وأسئلة أسلوب IB ، مع إجابات ونشاط ملحق ، لعبة أركيد لزيادة تعزيز التعلم.

يفوق عدد خلايا البروكاروت عدد الخلايا البشرية في جسم الإنسان بعشرة إلى واحد. المرجع: الجمعية الأمريكية لعلم الأحياء الدقيقة. & quot؛ البشر لديهم بكتيريا أكثر من الخلايا البشرية بعشر مرات: كيف تؤثر المجتمعات الميكروبية على صحة الإنسان؟ & quot؛ ScienceDaily، 3 Jun. 2008. Web. 4 يوليو .2012

وصف الدرس

سؤال إرشادي

كيف يمكن لعلم الأحياء أن يوضح تراكيب خلايا بدائيات النوى الصغيرة جدًا في صور المجهر الإلكتروني بحيث تكون بالكاد مرئية ، حتى للعين المدربة لعالم الأحياء الدقيقة؟

النشاط 1: سكرينكست

قم بتشغيل هذه الشاشة واستكمل ورقة عمل الطالب الخاصة بمخطط بدائية النواة

Screencast باستخدام ورقة نشاط الرسم التخطيطي وصورة مجهر لطيفة لخلية بدائيات النوى الحقيقية

النشاط 2: تعلم التسميات

ادرس البطاقات التعليمية لملصقات الرسم التخطيطي ثم جرب أحد الأنشطة عبر الإنترنت باستخدام بطاقات الاختبار أدناه.

النشاط 3: أسئلة أسلوب البكالوريا الدولية

اختبار سريع - أسئلة لاختبار معرفة الملصقات

اختبر الفهم باستخدام أسئلة أسلوب البكالوريا الدولية

المعلمين & # 39 الملاحظات

هذه الصفحة جزء من سلسلة من مصادر الدروس لمخططات منهاج البكالوريا الدولية.

هناك طرق عديدة لاستخدام هذه الصفحة. يمكن للطلاب العمل بشكل مستقل أو يمكن عرض الموارد في الفصل الدراسي. تسمح لك أوراق العمل بطباعة قدر ما تشاء أو القليل منه. يمكن توجيه الأنشطة عبر الإنترنت أو السماح للطلاب بالاختيار. الخيار لك.

يمكن العثور على إجابات للأسئلة في قسم الموارد. يمكن للمدرسين إتاحة هذه الصفحات المنفصلة للطلاب بمجرد الانتهاء من الأسئلة.

خطة الدرس المقترحة.

بداية: 10 دقائق

  • يكمل الطلاب ورقة عمل نشاط الرسم التخطيطي أثناء مشاهدة Screencast كصف كامل.

الأساسية: 40 دقيقة

  • يدرس الطلاب البطاقات التعليمية المطبوعة (أو عبر الإنترنت) للمساعدة في حفظ الملصقات
  • يقوم الطلاب بإجراء اختبار سريع - لمعرفة مدى فهمهم للتسميات
  • يقوم الطلاب بمراجعة Screencast ومحاولة الرسم التخطيطي (مع الملصقات) من الذاكرة.

نهاية: 10 دقائق

  • الجلسة العامة - يلعب الطلاب لعبة الأركيد لزيادة تعزيز التعلم
  • التمايز - يمكن للطلاب الذين يحتاجون إلى وقت إضافي للتخصص الرئيسي الاستمرار بشكل مستقل.

أكمل أسئلة أسلوب البكالوريا الدولية.

تمديد مثير للاهتمام

بعد تعليق من أنتوني روز ، قمت مؤخرًا بتعديل وصف سوط بدائيات النوى ليشمل اسم بروتين فلاجيلين ولإزالة أي ذكر للأنابيب الدقيقة.

لقد علمت أن الإشريكية القولونية تنتج ما يقرب من أربعة خيوط أنبوبية في قطب واحد من الخلية. يمكن أن تغير خيوط السياط شكلها ويمكن أن تدور بشكل مستقل في اتجاهين في اتجاه عقارب الساعة وعكس اتجاه عقارب الساعة بفضل محرك مجهري مبتكر مصنوع من مجموعة من بضع عشرات من البروتينات. وبالتالي يمكن للإشريكية القولونية تغيير الاتجاه كما هو الحال مع التحركات.

يُعتقد أن حقيقيات النوى وسوط بدائيات النوى هما مثالان للتطور المتقارب (مفيد في الموضوع 5) وأنه قد يكون هناك نوع ثالث من الأسواط في أرشيا (المجال الآخر في تصنيف الكائنات الحية!)

حتى أن هناك نظرية مفادها أن السوط يمكن أن يكون مثالًا على التعايش الداخلي ، وهناك نقاش مستمر حول & # 39 التعقيد القابل للاختزال & # 39 للأسواط. فكرة أنه بدون بروتين واحد فقط ، يتوقف السوط عن العمل ، لذلك يمكن أن يكون دليلًا على أن التطور عن طريق الانتقاء الطبيعي لا يمكن أن يحدث. ومع ذلك ، يدحض علماء التطور هذه الادعاءات مستشهدين بالعديد من الآليات الممكنة.


شاهد الفيديو: تركيب البروتين عند حقيقيات وبدائيات النواة (ديسمبر 2022).