Full transcript
0:00الترجمة متاحة اضغط CC على الجهة السفلى اليمنى لإغلاقها
0:06عندما كنا اطفال في غرب تكساس، كان الشتاء باردا و لكن نادرا جدا
0:11ما كانت تثلج.
0:12ولكن كان لدينا جليد، والذي كان يتسبب بتمليح الطرق.
0:14يمتزج الملح و يتحلل أو يذوب في الماء على الطريق، هذا يمكن أن يقود الى نقطة انجماد اقل
0:19والتي يمكن أن تساعد على منع الطرق من الانجماد.
0:22بالرغم من أن هذا كان رائعا بجعل الطرق اكثر أماناً، لم يكن الأمر رائعا للنباتات
0:26التي عاشت على جانب الطريق.
0:28غالباً ما سبب ذلك موتها.
0:30الآن ربما الشتاء صعب على كثير من النباتات، و لكني اتحدث عن الملح و كيف يؤثر
0:35حتى على بعض النباتات الخشنة(مجازياً).
0:37هذه المشكلة مع النباتات و الملح ليست مقتصرة على الشتاء.
0:41عند الاعاصير الاستوائية قرب الساحل، مياه البحر المالحة يمكن أن تضخ بكميات كبيرة
0:46في التربة.
0:47بالرغم من أن التأثير قد لا يكون فورياً، هذا يؤدي الى موت النباتات في النهاية - بضمنها
0:49اشجار- قد نجت من الاعصار.
0:53لماذا؟
0:54هل تكره النباتات الملح لهذه الدرجة؟
0:57في الحقيقة، هذه له علاقة بالعبارة الرائعة : التناضح.
1:00عندما تتحدث عن التناضح فأنت تتحدث عن حركة الماء عبر
1:05غشاء اختيار النفاذية مثل غشاء الخلية (الغشاء البلازمي).
1:08جزيئات الماء صغيرة جدا يمكنها العبور عبر الغشاء البلازمي بدون مساعدة،
1:13أو يمكنها العبور بكميات كبيرة عبر قنوات بروتينية مثل الاكوابورينات.
1:18حركة جزيئات الماء عندما تنتقل عبر غشاء الخلية هو نقل سلبي (لافعال أو لانشط).
1:22معناه أنه لا يتطلب طاقة.
1:25في التناضح، تنتقل جزيئات الماء من المناطق ذات التركيز العالي (لجيئات الماء)
1:30الى المناطق ذات التركيز الواطئ( لجزيئات الماء).
1:33و لكن توجد طريقة أخرى للتفكير عن طريقة حركة الماء في التناضح.
1:36تركيز واطئ للماء في الغالب يعني تركيز عالي للمواد المذابة.
1:42المذابات هي مواد -مثل الملح أو السكر- والتي يمكن ان تتحلل أو تذوب في مذيب
1:48مثل الماء.
1:49الماء ينجذب للمناطق حيث يوجد تركيز اعلى للمذابات، والذي
1:55يعني تركيز أوطئ للماء.
1:58لذا اذا كنت تريد ان تعرف بسهولة أين سيعبر الماء ----أنظر على الجانب
2:03حيث يوجد تركيز أعلى للمذابات.
2:07بإستثناء وجود متغير آخر، مثل الضغظ، الماء سيمتلك
2:11حركة صافية للمنطقة ذات التركيز الأعلى للمذابات.
2:14لذا لنحضر U-tube (أنبوبة -U).
2:16هه U-tube
2:17مضحك.
2:18يوجد غشاء اختياري النفاذية في وسطه.
2:21لنفترض أنه مشابه لغشاء الخلية في امكانية عبور جزيئات الماء
2:26خلاله -- جيئات الماء صغيرة--و لكن الملح لا يستطيع العبور.
2:29الآن لا يوجد سوى الماء في الأنبوبة.
2:33مستوى الماء في الجانب أ و الجانب ب متساوي.
2:36هذا لا يعني أن جزيئات الماء ليست في حالة حركة - تميل جزيئات الماء
2:39للحركة --- ولكن اجمالي الحركة عبر الجانبين صفر.
2:43هذا يعني، اجمالي التغير في إتجاه الحركة صفر.
2:47الآن لنتخيل أنك قد افرغت كمية كبيرة من الملح على الجانب ب.
2:52فبأي اتجاه سيتحرك الماء---أ او ب؟
2:59فكر بما ذكرناه عن التناضح.
3:01الجواب هو ب!
3:04الجانب ب لديه تركيز مذاب أعلى من من الجانب أ. الماء ينتقل إلى التكريز العالي
3:11للمذابات، والتي هي أيضا ذات تركيز أوطئ للماء.
3:16مستوى الماء على الجانب ب سيكون أعلى في الأنبوبة.
3:20يمكنك التفكير في أن الماء يحاول معادلة التراكيز--- مخففاً
3:25الجانب ب.عندما يصل الى الأتزان، الحركة الاجمالية للماء عبر الجانبين ستكون
3:30صفراً ولكن تذكر أن الماء لا يزال يميل للحركة و الحركة لا تزال تحصل.
3:35هنا بعض المفردات لنضيفها---نحن نصف الجانب ب بأنه عالي التركيز (اكثر اسموزية)(Hypertonic).
3:40هذا يعني تركيز مذابات أعلى!
3:44ولكن لا يمكننا الإكتفاء بقول أن شيئاً ما عالي التركيز بدون مقارنته بشيء آخر.
3:49نقول أن الجانب ب عالي التركيز نسبياً أو بالمقارنة مع الجانب أ لأنه ذو تركيز أعلى للمذابات
3:55من أ. في التناضح، الماء ينتقل إلى الجانب عالي التركيز.
4:00"نقول أن الجانب أ هو واطئ التركيز(أقل اسموزية) (Hypotonic) (hypo على القافية مع low والذي يساعدني على تذكر أنه ذا التركز الأقل للمذابات)"
4:08عند المقارنة مع الجانب ب. لننتقل الى الحياة الحقيقية الآن بدلا
4:12من الإكتفاء بإنبوبة-U.
4:13كما تعلم، الماء مهم لجسمك و العديد من العمليات التي تحصل في جسمك.
4:18عندما يعطى احد ما علاج وريدي (سوائل تعطى من خلال الوريد) في المستشفى --- قد يبدو السائل في العلاج الوريدي
4:23ماء نقي.
4:24و لكنه ليس ماءً نقياً بكل تأكيد.
4:26سيكون الامر كارثياً بسبب التناضح--- لنبدأ الشرح.
4:29لنقل كإفتراض أن ماءً نقياً كان في العلاج الوريدي.
4:32الآن انبوبة العلاج الوريدي تمر عبر الأوردة، حتى تصل إلى مجرى دمك.
4:37مفيد جداً لأمرار الأدوية من خلاله.
4:40الدم في الواقع يتكون من انواع عديدة من المكونات و كريات الدم الحمر
4:44مثال رائع.
4:45ما الذي تعتقد أنه يحتوي على تركيز مذابات أعلى؟
4:49الماء النقي الإفتراضي في إنبوبة العلاج الوريدي؟
4:52أم خلايا الدم الحمر؟
4:54حسناً، الخلايا ليست أوعية خالية---تحتوي الخلايا على مذابات.
4:58الماء النقي الذي افتراضياً يمر عبر إنبوبة العلاج الوريدي لا يحتوي على اي مذابات.
5:02لذا أين يذهب الماء؟
5:04يذهب إلى مناطق التركيز العالي للمذابات --داخل الخلايا.
5:11الخلايا عالية التركيز بالمقارنة مع الماء النقي في إنبوبة العلاج الوريدي لأن الخلايا ذات
5:16تركيز تركيز اعلى للمذابات.
5:18الخلايا كانت لتنتفخ و ربما تنفجر!
5:21انفجار خلايا الدم الحمر ليس جيدا.
5:22اذا كان شخصٌ يحتاج سوائل، فهم عادةً يحصلون على محلول متعادل التركيز نسبة الى
5:27بلازما دمهم
5:29متعادل التركيز( متساوى الضغط الأسموزي)(Isotonic) تركيزاً متعادلاً حتى لا تنتفخ أو تنكمش
5:33خلايا الدم الحمر.
5:34أو لنتحدث عن حوض السمك.
5:37اردت دائماً حوض سمك المياه المالحة، منذ أن كنت طفلة.
5:41ولكني حصلت فقط على حوض مياه عذبة.
5:42حتى الآن.
5:44كنت أتسائل عندما كنت طفلة، لماذا لا تستطيع سمكة مياه مالحة العيش
5:48في حوض مياه عذبة؟
5:49حسناً دعني أشرح سبباً واحدا لماذا سيكون الأمر خطراً لسمكة المياه المالحة و كيف
5:53يرتبط الموضوع بالتناضح.
5:55أولا لنسأل--- أين يوجد التركيز الأعلى للمذابات؟
5:59في خلايا سمكة المياه المالحة
6:00أم في الماء لعذب الذي ستوضع السمكة فيه؟
6:05بكل تأكيد في خلايا سمكة المياه المالحة.
6:07لذا أين سيذهب الماء؟
6:08يذهب إلى المنطقة حيث يوجد تركيز أعلى للمذابات ---- الجانب عالي التركيز---- لذا
6:14يذهب الماء إلى خلايا سمكة المياه المالحة المسكينة.
6:17اذا لم يتم انقاذها، قد تموت.
6:19شيء واحد لنوضحه: اسماك المياه العذبة و المالحة ليست بالضرورة متعادلة التركيز نسبة
6:24إلى محيطها
6:25ولكن لديها تكيفات خاصة تسمح لها بالعيش في بيئتها وفي الغالب
6:30لا يمكنها اجراء تغيير كبير من ميئة المياه المالحة الى بيئة المياه العذبة.
6:35الآن--- لا تعاني جميع الاسماك من هذه المشكلة.
6:37يوجد بعض الاسماك التي لديها تكيفات رائعة للتبديل بين الماء العذبة و المالحة، و
6:43عليها التعامل مع مشكلة التناضح هذه.
6:45السلمون على سبيل المثال.
6:47اعتقد انه اذا كان بوسعي أن اكون أي سمكة، فسأكون سلمون.
6:50لا أسئلة.
6:51التناضح يوضح كيف تحصل العديد من النباتات على الماء.
6:54العديد من النباتات لديها جذور،بالتأكيد.
6:56ولكن كيف يدخل الماء الى الجذور؟
6:58عندما تمطر، تصبح التربة مشبعة بالماء.
7:01خلايا الشعيرات الجذرية هي بشكل عام ذات تركيز عالية للمذابات داخلها اكثر من
7:06تركيز المذابات في التربة الرطبة.
7:09الماء ينتقل إلى خلايا الجذر لأن خلايا الجذر عالية التركيز بالمقارنة
7:14مع التربة واطئة التركيز.
7:15بالمناسبة، قد تتسائل---حسناً، لماذا لا تنفجر خلايا الشعيرات الجذرية مع كل هذا
7:21الماء؟
7:23هذا يوصلنا الى موضوعنا التناضحي الجديد و لماذا جدار الخلية النباتية رائع!
7:28لذا لنحضر متغيراً جديدا يمكن أن يؤثر على عملية التناضح : جهد الضغط.
7:34هنا يصبح من المفيد جدا فهم كيف يمكن قياس جهد الماء( Ψ )(كمون الماء أو الجهد المائي)
7:40جهد الماء يأخذ الأعتبار كل من جهد المذاب( Ψs )(أو الجهد التناضحي) و جهد الضغط( Ψp ).
7:45في التناضح، الماء ينتقل الى المناطق ذات الجهد المائي الأوطئ.
7:50لذا القانون هو: الجهد المائي( Ψ )= جهد الضغط( Ψp ) + جهد المذاب (Ψp ).
7:55اضافة مذاب في الواقع يجعل قيمة جهد المذاب سالبة و يقلل من القيمة الاجمالية
8:00لجهد الماء.
8:02الماء ينتقل إلى المناطق ذات الجهد المائي الأقل.
8:06ولكن تسليط ضغط يمكن أن يرفع من جهد الضغط، قيمة موجبة، هكذا يرفع
8:12اجمالي الجهد المائي.
8:13لنطرح مثالاً سريعاً.
8:16في تجربة الجهد المائي في عينة من لب البطاطة --- نسخ كثيرة من هذه التجربة توجد على الشبكة
8:20و بشكل متقن --- يمكنك حساب الجهد المائي في لب البطاطا بإستخدام
8:26قانون الجهد المائي
8:28عندما يوضع لب البطاطا في الماء المقطر --- ماء نقي --- لب البطاطا
8:34يبدأ بإكتساب الماء.
8:36تتوقع ذلك.
8:37الماء ينتقل بإتجاه التركيز الأعلى للمذابات.
8:40بسبب تركيز المذابات العالي، لب البطاطا ذو جهد مذاب أوطئ.
8:46هذا يعني جهد مائي اجمالي أوطئ من المحيط و الماء ينتقل الى المناطق
8:50ذات الجهد المائي الاقل.
8:53لكن مع مرور الوقت و اكتساب خلايا لب البطاطا الماء، الماء الداخل الى الخلايا يسلط ضغطاً
8:58مواجها لجدار الخلية النباتية من داخل الخلايا.
9:02بالتالي يرفع من الجهد المائي لاجمالي في خلايا لب البطاطا
9:07نريد أن نشير إلى أن ضغط الإمتلاء الذي سُبب داخل الخلية النباتية، بسبب عملية التناضح
9:12و جدار الخلية النباتية، هو فائق الأهمية لبنية النباتات و قدرة النباتات
9:17على النمو بأستقامة و عدم الذبلان.
9:19ضغط الامتلاء هو امر يستحق الاستكشاف بكل تأكيد.
9:22كملخص، اين ستكون الكائنات الحية بدون التناضح؟
9:25أنه يدخل في حركة أحد مواردنا الأكثر قيمة: الماء
9:32"حسناً، كان هذا كل شيئ لأخوات الأميبا و نذكركم بأن تبقوا فضوليين. ترجمة عباس جواد"