صفحة 234 - كتاب الكيمياء - الصف 11 - الفصل 2 - المملكة العربية السعودية

سؤال 71: صف أنواع الروابط والتجاذبات التي تربط وحدات البناء الأساسية معًا في جزيء DNA.

الإجابة: روابط هيدروجينية، وروابط تساهمية.

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المفهوم):** جزيء DNA يتكون من شريطين يلتفان حول بعضهما البعض لتكوين لولب مزدوج. هذه الأشرطة تتكون من وحدات بناء أساسية تسمى النيوكليوتيدات.
2. **الخطوة 2 (الروابط بين القواعد):** ترتبط القواعد النيتروجينية المتقابلة في الشريطين المتعاكسين ببعضها البعض بواسطة روابط هيدروجينية. الأدينين (A) يرتبط دائمًا بالثايمين (T) برابطتين هيدروجينيتين، والجوانين (G) يرتبط دائمًا بالسايتوسين (C) بثلاث روابط هيدروجينية.
3. **الخطوة 3 (الروابط في هيكل السكر والفوسفات):** ترتبط وحدات النيوكليوتيدات معًا لتكوين كل شريط من شريطي DNA. يتم هذا الارتباط من خلال روابط تساهمية قوية بين مجموعة الفوسفات وسكر الريبوز (أو الديوكسي ريبوز في حالة DNA) في النيوكليوتيدات المتجاورة، مكونة هيكل السكر والفوسفات.
4. **الخطوة 4 (النتيجة):** إذن، وحدات البناء الأساسية في جزيء DNA ترتبط معًا بواسطة **روابط هيدروجينية** بين القواعد النيتروجينية، و**روابط تساهمية** في هيكل السكر والفوسفات الذي يشكل العمود الفقري لكل شريط.

سؤال 72: صف التركيب النووي المبين في الشكل 27-6 إلى DNA أو RNA، فسر إجابتك.

الإجابة: DNA، لأنه يحتوي على الثايمين (T) بدلاً من اليوراسيل (U).

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المفهوم):** الشكل 27-6 يوضح تركيبًا نوويًا يتكون من قواعد نيتروجينية وسكر ومجموعة فوسفات. لتحديد ما إذا كان DNA أو RNA، نحتاج إلى النظر إلى نوع السكر والقواعد النيتروجينية الموجودة.
2. **الخطوة 2 (التمييز بين DNA و RNA):** الـ DNA (الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين) يحتوي على سكر الديوكسي ريبوز وقواعد نيتروجينية هي الأدينين (A)، الجوانين (G)، السايتوسين (C)، والثايمين (T). أما الـ RNA (الحمض النووي الريبوزي) فيحتوي على سكر الريبوز وقواعد نيتروجينية هي الأدينين (A)، الجوانين (G)، السايتوسين (C)، واليوراسيل (U) بدلاً من الثايمين.
3. **الخطوة 3 (التطبيق على الشكل):** إذا كان الشكل 27-6 يوضح وجود قاعدة الثايمين (T) في التركيب النووي، فهذا يعني أنه DNA. أما إذا كان يوضح اليوراسيل (U)، فهو RNA.
4. **الخطوة 4 (النتيجة):** بما أن السؤال يشير إلى أن التركيب النووي يحتوي على الثايمين (T) بدلاً من اليوراسيل (U)، فإن التركيب هو **DNA**.

سؤال 73: ترتبط القاعدة جوانين في تركيب DNA ثنائي اللولب دائمًا بالسايتوسين، ويرتبط الأدينين دائمًا بالثايمين. فإذا تتوقع أن تكون النسب بين كميات C و T و G و A في طول معين من DNA؟

الإجابة: C=G, A=T

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المفهوم):** في تركيب DNA ثنائي اللولب، ترتبط القواعد النيتروجينية بشكل متكامل ومحدد. هذه القاعدة تسمى "التزاوج القاعدي" أو "التكامل القاعدي".
2. **الخطوة 2 (قواعد التزاوج):** القاعدة الأساسية في تزاوج القواعد هي أن الأدينين (A) يرتبط دائمًا بالثايمين (T) برابطتين هيدروجينيتين، وأن الجوانين (G) يرتبط دائمًا بالسايتوسين (C) بثلاث روابط هيدروجينية.
3. **الخطوة 3 (التطبيق على السؤال):** بما أن كل جزيء DNA يحتوي على كميات متساوية من القواعد التي تتزاوج مع بعضها البعض، فإن كمية الأدينين (A) يجب أن تساوي كمية الثايمين (T)، وكمية الجوانين (G) يجب أن تساوي كمية السايتوسين (C).
4. **الخطوة 4 (النتيجة):** إذن، النسب المتوقعة هي أن **C=G** و **A=T**.

سؤال 74: نسخ DNA يحتوي أحد أشرطة جزيء DNA الترتيب القاعدي التالي. فما تعاقب القواعد على الشريط الآخر في جزيء DNA؟ C-C-G-T-G-G-A-C-T-T-A

الإجابة: G-G-C-A-C-C-T-G-A-A-T

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المفهوم):** جزيء DNA يتكون من شريطين متكاملين ومتعاكسين. هذا يعني أن تسلسل القواعد في أحد الشريطين يحدد تسلسل القواعد في الشريط الآخر بناءً على قواعد التزاوج.
2. **الخطوة 2 (قواعد التزاوج):** نتذكر أن الأدينين (A) يتزاوج مع الثايمين (T)، والجوانين (G) يتزاوج مع السايتوسين (C).
3. **الخطوة 3 (تطبيق التكامل على الشريط المعطى):** الشريط المعطى هو: C-C-G-T-G-G-A-C-T-T-A. لإيجاد الشريط المكمل، نستبدل كل قاعدة بقاعدتها المتزاوجة: - C يقابلها G - C يقابلها G - G يقابلها C - T يقابلها A - G يقابلها C - G يقابلها C - A يقابلها T - C يقابلها G - T يقابلها A - T يقابلها A - A يقابلها T
4. **الخطوة 4 (النتيجة):** إذن، تعاقب القواعد على الشريط الآخر هو: **G-G-C-A-C-C-T-G-A-A-T**.

سؤال 75: العمليات الحيوية قارن بين التفاعلات الكلية للبناء الضوئي والتنفس الخلوي من حيث المواد المتفاعلة، والنواتج، والطاقة.

الإجابة: البناء الضوئي: المتفاعلات: CO2 + H2O، النواتج: جلوكوز + O2، الطاقة: ضوئية. التنفس الخلوي: المتفاعلات: جلوكوز + O2، النواتج: CO2 + H2O، الطاقة: ATP.

خطوات الحل:

1. **الشرح:** للمقارنة بين البناء الضوئي والتنفس الخلوي، نحتاج إلى النظر إلى المواد التي تدخل في كل عملية، والمواد التي تنتج عنها، ونوع الطاقة المستخدمة أو الناتجة. في **البناء الضوئي**، تستخدم النباتات والطحالب والطائرات الضوء كمصدر للطاقة لتحويل ثاني أكسيد الكربون (CO2) والماء (H2O) إلى جلوكوز (سكر) وأكسجين (O2). إذن، المواد المتفاعلة هي CO2 و H2O، والنواتج هي جلوكوز و O2، والطاقة المستخدمة هي طاقة ضوئية. أما في **التنفس الخلوي**، فتقوم معظم الكائنات الحية بتحليل الجلوكوز في وجود الأكسجين (O2) لإنتاج ثاني أكسيد الكربون (CO2) وماء (H2O)، مع إطلاق طاقة على شكل ATP. إذن، المواد المتفاعلة هي جلوكوز و O2، والنواتج هي CO2 و H2O، والطاقة الناتجة هي ATP. يمكن تلخيص ذلك: - **البناء الضوئي:** المتفاعلات: CO2 + H2O، النواتج: جلوكوز + O2، الطاقة: ضوئية. - **التنفس الخلوي:** المتفاعلات: جلوكوز + O2، النواتج: CO2 + H2O، الطاقة: ATP.

سؤال 76: الشفرة الوراثية هي شفرة ثلاثية؛ أي أنه تعاقب من ثلاث قواعد في RNA يدل على كل حمض أميني في سلسلة ببتيدية أو بروتين. ما عدد قواعد RNA الضرورية للدلالة على بروتين يحتوي على 577 حمضًا أمينيًّا؟

الإجابة: 1731 قاعدة RNA

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المفهوم):** الشفرة الوراثية في الحمض النووي الريبوزي (RNA) هي نظام يستخدم لتحديد تسلسل الأحماض الأمينية في البروتينات. كل حمض أميني يتم تحديده بواسطة تسلسل من ثلاث قواعد نيتروجينية في الـ RNA، وهذا التسلسل يسمى الكودون.
2. **الخطوة 2 (العلاقة بين الأحماض الأمينية والكودونات):** بما أن كل كودون (يتكون من 3 قواعد) يدل على حمض أميني واحد، فإن عدد الكودونات اللازمة لتحديد بروتين معين يساوي عدد الأحماض الأمينية في هذا البروتين.
3. **الخطوة 3 (الحساب):** لدينا بروتين يحتوي على 577 حمضًا أمينيًّا. ولكل حمض أميني نحتاج إلى كودون واحد، والكودون يتكون من 3 قواعد. إذن، عدد القواعد اللازمة = عدد الأحماض الأمينية × عدد القواعد في كل كودون عدد القواعد = 577 × 3
4. **الخطوة 4 (النتيجة):** إذن، عدد قواعد RNA الضرورية للدلالة على بروتين يحتوي على 577 حمضًا أمينيًّا هو **1731 قاعدة RNA**.

سؤال 77: مقارنات DNA تحتوي خلية البكتيريا إيشيريشياكولاي أو (إي كولاي) E.coli على 4.2 × 10⁶ زوجًا من قواعد DNA، في حين تحتوي كل خلية بشرية على نحو 3 × 10⁹ زوجًا من قواعد DNA. ما النسبة المئوية التي يمثلها DNA في إيشيريشياكولاي بالنسبة إلى الخلية البشرية؟

الإجابة: 0.00014%

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المعطيات):** لدينا المعلومات التالية: - عدد أزواج قواعد DNA في بكتيريا إيشيريشياكولاي (E. coli): 4.2 × 10⁶ زوجًا. - عدد أزواج قواعد DNA في الخلية البشرية: 3 × 10⁹ زوجًا.
2. **الخطوة 2 (المطلوب):** المطلوب هو حساب النسبة المئوية التي يمثلها DNA في إيشيريشياكولاي بالنسبة إلى الخلية البشرية.
3. **الخطوة 3 (الحساب):** لحساب النسبة المئوية، نقسم كمية DNA في إيشيريشياكولاي على كمية DNA في الخلية البشرية، ثم نضرب الناتج في 100. النسبة = (كمية DNA في E. coli / كمية DNA في الخلية البشرية) × 100 النسبة = (4.2 × 10⁶ / 3 × 10⁹) × 100
4. **الخطوة 4 (النتيجة):** النسبة = (1.4 × 10⁻³) × 100 = 0.14% إذن، النسبة المئوية التي يمثلها DNA في إيشيريشياكولاي بالنسبة إلى الخلية البشرية هي **0.14%**.

سؤال 78: كم جرامًا من الجلوكوز يمكن أن يتأكسد كليًّا بـ 2.0L من غاز O₂ في الظروف المعيارية في أثناء التنفس الخلوي؟

الإجابة: 2.7g جلوكوز

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المعطيات والقانون):** لدينا حجم غاز الأكسجين (O₂) = 2.0 لتر (L). في الظروف المعيارية (STP)، حجم 1 مول من أي غاز هو 22.4 لتر. نحتاج إلى معرفة العلاقة بين الجلوكوز والأكسجين في التنفس الخلوي.
2. **الخطوة 2 (معادلة التنفس الخلوي):** المعادلة الكيميائية الموزونة للتنفس الخلوي هي: $$C_6H_{12}O_6 + 6O_2 \rightarrow 6CO_2 + 6H_2O$$
3. **الخطوة 3 (حساب مولات الأكسجين):** أولاً، نحسب عدد مولات الأكسجين الموجودة في 2.0 لتر: $$مولات O_2 = \frac{\text{الحجم}}{\text{الحجم المولي في STP}} = \frac{2.0 \text{ L}}{22.4 \text{ L/mol}} \approx 0.0893 \text{ mol}$$
4. **الخطوة 4 (حساب مولات الجلوكوز):** من المعادلة الموزونة، نرى أن 6 مول من O₂ تتفاعل مع 1 مول من الجلوكوز. إذن، مولات الجلوكوز = مولات O₂ / 6 $$مولات الجلوكوز = \frac{0.0893 \text{ mol}}{6} \approx 0.01488 \text{ mol}$$
5. **الخطوة 5 (حساب كتلة الجلوكوز):** الكتلة المولية للجلوكوز (C₆H₁₂O₆) هي: (6 × 12.01) + (12 × 1.01) + (6 × 16.00) = 72.06 + 12.12 + 96.00 = 180.18 g/mol. الكتلة = مولات الجلوكوز × الكتلة المولية للجلوكوز $$الكتلة = 0.01488 \text{ mol} \times 180.18 \text{ g/mol} \approx 2.68 \text{ g}$$
6. **الخطوة 6 (النتيجة):** إذن، يمكن أن يتأكسد حوالي **2.7g جلوكوز** كليًّا بـ 2.0L من غاز O₂ في الظروف المعيارية.

سؤال 79: الطاقة احسب مجموع الطاقة بوحدة kJ التي تتحول إلى ATP في أثناء عمليات التنفس الخلوي والتخمر، وقارن بينها.

الإجابة: التنفس الخلوي = 1159 kJ التخمر = 61 kJ

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المعطيات):** لدينا المعلومات التالية: - الطاقة المتحولة إلى ATP في أثناء التنفس الخلوي. - الطاقة المتحولة إلى ATP في أثناء التخمر. من المعلومات العامة في علم الأحياء، التأكسد الكامل لمول واحد من الجلوكوز بالتنفس الخلوي ينتج عنه حوالي 30-32 مول من ATP. إذا اعتبرنا أن كل مول ATP يخزن حوالي 30.5 kJ من الطاقة، فإن الطاقة الكلية المخزنة في ATP من التنفس الخلوي لمول جلوكوز واحد تكون حوالي 30.5 kJ/mol × 32 mol ≈ 976 kJ. أما في التخمر، فإن إنتاج ATP أقل بكثير، حوالي 2 مول ATP لكل مول جلوكوز، أي حوالي 2 مول × 30.5 kJ/mol = 61 kJ.
2. **الخطوة 2 (حساب الطاقة للتنفس الخلوي):** إذا افترضنا أن التأكسد الكامل لمول واحد من الجلوكوز ينتج عنه 32 مول من ATP، والطاقة لكل مول ATP هي 30.5 kJ: $$الطاقة (ATP) = 32 \text{ mol ATP} \times 30.5 \text{ kJ/mol ATP} = 976 \text{ kJ}$$
3. **الخطوة 3 (حساب الطاقة للتخمر):** إذا افترضنا أن التخمر ينتج عنه 2 مول من ATP لكل مول جلوكوز: $$الطاقة (ATP) = 2 \text{ mol ATP} \times 30.5 \text{ kJ/mol ATP} = 61 \text{ kJ}$$
4. **الخطوة 4 (المقارنة):** الطاقة الناتجة عن التنفس الخلوي (حوالي 976 kJ) أكبر بكثير من الطاقة الناتجة عن التخمر (حوالي 61 kJ).
5. **الخطوة 5 (النتيجة):** مجموع الطاقة بوحدة kJ التي تتحول إلى ATP في أثناء عمليات التنفس الخلوي والتخمر (لمول واحد من الجلوكوز) هو تقريبًا: - **التنفس الخلوي = 976 kJ** (قد تختلف قليلاً حسب عدد جزيئات ATP المنتجة). - **التخمر = 61 kJ**. المقارنة تظهر أن **التنفس الخلوي أكثر كفاءة بكثير في إنتاج الطاقة** من التخمر.

سؤال 80: ارسم مجموعات الكربونيل الوظيفية في الجلوكوز والفركتوز. فبم تتشابه هذه المجموعات، وفيم تختلف؟

الإجابة: الجلوكوز: مجموعة كربونيل ألديهيدية (طرفية). الفركتوز: مجموعة كربونيل كيتونية (داخلية). التشابه: كلاهما يحتوي على مجموعة كربونيل. الاختلاف: موقع مجموعة الكربونيل.

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المفهوم):** مجموعة الكربونيل هي مجموعة وظيفية تتكون من ذرة كربون مرتبطة برابطة مزدوجة مع ذرة أكسجين (C=O). في الكربوهيدرات، يمكن أن تكون هذه المجموعة جزءًا من ألدهيد أو كيتون.
2. **الخطوة 2 (الجلوكوز):** الجلوكوز هو سكر ألدهيدي (ألدهيد سكر). في تركيبه، توجد مجموعة كربونيل (C=O) في نهاية السلسلة، مرتبطة بذرة كربون طرفية. هذه المجموعة هي مجموعة ألدهيدية.
3. **الخطوة 3 (الفركتوز):** الفركتوز هو سكر كيتوني (كيتون سكر). في تركيبه، توجد مجموعة كربونيل (C=O) داخل السلسلة، مرتبطة بذرة كربون ليست طرفية. هذه المجموعة هي مجموعة كيتونية.
4. **الخطوة 4 (التشابه والاختلاف):** **التشابه:** كلاهما يحتوي على مجموعة كربونيل وظيفية (C=O). **الاختلاف:** موقع مجموعة الكربونيل الوظيفية. في الجلوكوز تكون طرفية (ألدهيدية)، وفي الفركتوز تكون داخلية (كيتونية).
5. **الخطوة 5 (النتيجة):** مجموعات الكربونيل الوظيفية في الجلوكوز والفركتوز تتشابه في احتوائها على رابطة C=O، وتختلف في موقعها؛ فالجلوكوز يحتوي على مجموعة كربونيل **ألديهيدية (طرفية)**، بينما الفركتوز يحتوي على مجموعة كربونيل **كيتونية (داخلية)**.

سؤال 81: سمِّ وحدات البناء الأساسية التي تكون البروتينات والكربوهيدرات المركبة.

الإجابة: البروتينات: أحماض أمينية. الكربوهيدرات: سكريات أحادية.

خطوات الحل:

1. **الشرح:** البروتينات والكربوهيدرات المركبة هي بوليمرات، أي أنها تتكون من وحدات بناء أصغر متكررة تسمى المونومرات. بالنسبة **للبروتينات**، فإن وحدات البناء الأساسية التي تتكون منها هي **الأحماض الأمينية**. ترتبط هذه الأحماض الأمينية معًا بروابط ببتيدية لتكوين سلاسل بروتينية طويلة. أما **الكربوهيدرات المركبة** (مثل النشا والجليكوجين والسليلوز)، فإن وحدات البناء الأساسية التي تتكون منها هي **السكريات الأحادية**، وأشهرها الجلوكوز. ترتبط هذه السكريات الأحادية معًا بروابط جليكوسيدية. إذن، وحدات البناء الأساسية هي: **للبروتينات: أحماض أمينية. للكربوهيدرات المركبة: سكريات أحادية.**

سؤال 82: صف وظائف البروتينات، والكربوهيدرات، والليبيدات، في الخلايا الحية.

الإجابة: البروتينات: بناء (إنزيمات)، الكربوهيدرات: طاقة (وقود)، الليبيدات: (أغشية، هرمونات).

خطوات الحل:

1. **الشرح:** تلعب الجزيئات الحيوية الكبيرة مثل البروتينات والكربوهيدرات والليبيدات أدوارًا حيوية ومتنوعة في الخلايا الحية. **البروتينات:** لها وظائف متعددة جدًا. من أهمها وظائف **البناء** (مثل الكولاجين في الأنسجة)، ووظائف **إنزيمية** (حيث تعمل كمحفزات للتفاعلات الكيميائية)، ووظائف **نقل** (مثل الهيموجلوبين لنقل الأكسجين)، ووظائف **دفاعية** (مثل الأجسام المضادة)، ووظائف **حركية** (مثل الأكتين والميوسين في العضلات). **الكربوهيدرات:** وظيفتها الأساسية هي توفير **الطاقة** للكائنات الحية. تعمل كوقود سريع (مثل الجلوكوز) أو كمخزن للطاقة (مثل النشا في النباتات والجليكوجين في الحيوانات). كما تشارك في بناء بعض الهياكل الخلوية. **الليبيدات (الدهون):** لها وظائف متنوعة تشمل تخزين **الطاقة** على المدى الطويل، وتكوين **الأغشية الخلوية** (مثل الفوسفوليبيدات)، وتعمل كهرمونات (مثل الستيرويدات)، وتساعد في عزل الجسم وحمايته. إذن، وظائفها هي: **البروتينات: بناء وإنزيمات ونقل ودفاع وحركة. الكربوهيدرات: طاقة ووقود. الليبيدات: تخزين طاقة، أغشية، وهرمونات.**

سؤال 83: اكتب معادلة كيميائية موزونة تمثل قيمة اللاكتوز.

الإجابة: C12H22O11 + H2O → C6H12O6 + C6H12O6

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المفهوم):** اللاكتوز هو سكر ثنائي يتكون من اتحاد جزيء جلوكوز مع جزيء جالاكتوز. عملية تكوين السكر الثنائي من سكرين أحاديين تسمى التحلل المائي (Hydrolysis) عندما يتم كسر الرابطة بإضافة الماء.
2. **الخطوة 2 (المواد المتفاعلة والنواتج):** عند تحلل اللاكتوز (C₁₂H₂₂O₁₁)، فإنه يتفكك إلى مكوناته الأساسية وهي الجلوكوز (C₆H₁₂O₆) والجالاكتوز (C₆H₁₂O₆). يتطلب هذا التفاعل إضافة جزيء ماء (H₂O) لكسر الرابطة بين الجزيئين.
3. **الخطوة 3 (كتابة المعادلة):** المعادلة الكيميائية التي تمثل تحلل اللاكتوز هي: $$C_{12}H_{22}O_{11} + H_2O \rightarrow C_6H_{12}O_6 + C_6H_{12}O_6$$
4. **الخطوة 4 (التحقق من الوزن):** نلاحظ أن عدد الذرات متساوٍ في طرفي المعادلة: - الكربون: 12 في اليسار، 6+6=12 في اليمين. - الهيدروجين: 22+2=24 في اليسار، 12+12=24 في اليمين. - الأكسجين: 11+1=12 في اليسار، 6+6=12 في اليمين. **الخطوة 5 (النتيجة):** المعادلة الكيميائية الموزونة التي تمثل قيمة (تحلل) اللاكتوز هي: **C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O → C₆H₁₂O₆ + C₆H₁₂O₆**.

سؤال 84: اكتب معادلة موزونة لتركيب السكروز من الجلوكوز والفركتوز.

الإجابة: C6H12O6 + C6H12O6 → C12H22O11 + H2O

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المفهوم):** السكروز هو سكر ثنائي يتكون من اتحاد جزيء جلوكوز مع جزيء فركتوز. عملية تكوين السكر الثنائي من سكرين أحاديين تسمى تفاعل التكثيف (Condensation reaction)، حيث يتم إزالة جزيء ماء.
2. **الخطوة 2 (المواد المتفاعلة والنواتج):** المواد المتفاعلة هي الجلوكوز (C₆H₁₂O₆) والفركتوز (C₆H₁₂O₆). الناتج هو السكروز (C₁₂H₂₂O₁₁). ولأنها عملية تكثيف، يتم إزالة جزيء ماء (H₂O).
3. **الخطوة 3 (كتابة المعادلة):** المعادلة الكيميائية التي تمثل تركيب السكروز من الجلوكوز والفركتوز هي: $$C_6H_{12}O_6 + C_6H_{12}O_6 \rightarrow C_{12}H_{22}O_{11} + H_2O$$
4. **الخطوة 4 (التحقق من الوزن):** نلاحظ أن عدد الذرات متساوٍ في طرفي المعادلة: - الكربون: 6+6=12 في اليسار، 12 في اليمين. - الهيدروجين: 12+12=24 في اليسار، 22+2=24 في اليمين. - الأكسجين: 6+6=12 في اليسار، 11+1=12 في اليمين. **الخطوة 5 (النتيجة):** المعادلة الموزونة لتركيب السكروز من الجلوكوز والفركتوز هي: **C₆H₁₂O₆ + C₆H₁₂O₆ → C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O**.

سؤال 85: احسب يتكون 38mol تقريبًا من ATP عند التأكسد الكامل للجلوكوز في أثناء التنفس الخلوي. فإذا كانت حرارة الاحتراق لمول واحد من الجلوكوز تساوي 2.82×10³ kJ/mol، وكل مول من ATP يخزن 30.5 kJ من الطاقة، فما كفاءة التنفس الخلوي بدلالة النسبة المئوية من حيث الطاقة المتاحة المخزونة في روابط ATP الكيميائية؟

الإجابة: الكفاءة = 41%

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المعطيات):** - عدد مولات ATP المتكونة تقريبًا = 38 mol. - حرارة احتراق مول واحد من الجلوكوز = 2.82 × 10³ kJ/mol. - الطاقة المخزنة في مول واحد من ATP = 30.5 kJ/mol.
2. **الخطوة 2 (حساب الطاقة الكلية المخزنة في ATP):** نحسب إجمالي الطاقة التي تم تخزينها في روابط ATP. $$الطاقة المخزنة في ATP = \text{عدد مولات ATP} \times \text{الطاقة لكل مول ATP}$$ $$الطاقة المخزنة في ATP = 38 \text{ mol} \times 30.5 \text{ kJ/mol} = 1159 \text{ kJ}$$
3. **الخطوة 3 (حساب الطاقة الكلية للجلوكوز):** حرارة الاحتراق لمول واحد من الجلوكوز تمثل الطاقة الكلية المتاحة. $$الطاقة الكلية للجلوكوز = 2.82 \times 10^3 \text{ kJ/mol}$$
4. **الخطوة 4 (حساب الكفاءة):** الكفاءة هي النسبة المئوية للطاقة المخزنة في ATP مقارنة بالطاقة الكلية المتاحة من الجلوكوز. $$الكفاءة = \left( \frac{\text{الطاقة المخزنة في ATP}}{\text{الطاقة الكلية للجلوكوز}} \right) \times 100\%$$ $$الكفاءة = \left( \frac{1159 \text{ kJ}}{2820 \text{ kJ}} \right) \times 100\%$$
5. **الخطوة 5 (النتيجة):** $$الكفاءة \approx 0.411 \times 100\% \approx 41.1\%$$ إذن، كفاءة التنفس الخلوي بدلالة النسبة المئوية من حيث الطاقة المتاحة المخزونة في روابط ATP الكيميائية هي حوالي **41%**.

سؤال 86: تعرّف السبب والنتيجة تقترح بعض الأنظمة الغذائية تحديدًا شديدًا لكمية الليبيدات، فلماذا لا يُعد حذف الليبيدات من الغذاء كليًّا فكرة جيدة؟

الإجابة: ضرورية للأغشية، الأحماض الدهنية، وامتصاص الفيتامينات.

خطوات الحل:

1. **الشرح:** الليـبيدات (الدهون) هي فئة مهمة من المغذيات الضرورية لوظائف الجسم الحيوية، ولا يمكن الاستغناء عنها كليًا. على الرغم من أن بعض الأنظمة الغذائية قد توصي بتقليل تناول الليبيدات المشبعة أو المتحولة، إلا أن حذف الليبيدات تمامًا من الغذاء له عواقب سلبية خطيرة. وذلك لأن الليبيدات تؤدي وظائف أساسية منها: 1. **تكوين الأغشية الخلوية:** الفوسفوليبيدات والكوليسترول هي مكونات أساسية لأغشية جميع الخلايا في الجسم، وهي ضرورية للحفاظ على سلامة الخلية وتنظيم مرور المواد من وإلى الخلية. 2. **امتصاص الفيتامينات:** بعض الفيتامينات (مثل فيتامينات A، D، E، K) هي فيتامينات ذائبة في الدهون، ولا يمكن للجسم امتصاصها والاستفادة منها إلا بوجود كمية كافية من الليبيدات في النظام الغذائي. 3. **إنتاج الهرمونات:** العديد من الهرمونات المهمة، مثل الهرمونات الستيرويدية (مثل هرمونات الجنس والكورتيزول)، تُصنع من الكوليسترول، وهو نوع من الليبيدات. 4. **مصدر للطاقة:** الليبيدات هي مصدر مركز للطاقة وتوفر سعرات حرارية أكثر من الكربوهيدرات والبروتينات. 5. **الأحماض الدهنية الأساسية:** هناك أحماض دهنية لا يستطيع الجسم تصنيعها ويجب الحصول عليها من الغذاء (مثل أوميغا-3 وأوميغا-6)، وهي ضرورية لوظائف الجسم المختلفة. لذلك، فإن حذف الليبيدات كليًا من الغذاء ليس فكرة جيدة لأنه سيؤدي إلى نقص في امتصاص الفيتامينات، واضطرابات هرمونية، وضعف في بنية الأغشية الخلوية، ونقص في الأحماض الدهنية الأساسية.

سؤال 87.a: الرسوم البيانية واستعمالها بين الجدول 2-6 عددًا من الأحماض الدهنية المشبعة وقم ببعض خواصها الفيزيائية. a. مثل بيانيًّا عدد ذرات الكربون ودرجة الانصهار.

الإجابة: انظر إلى دليل المعلم

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المفهوم):** المطلوب هو تمثيل بياني للعلاقة بين عدد ذرات الكربون في الأحماض الدهنية المشبعة ودرجة انصهارها. هذا يعني أننا سنرسم محورًا أفقيًا لعدد ذرات الكربون ومحورًا رأسيًا لدرجة الانصهار.
2. **الخطوة 2 (جمع البيانات من الجدول 2-6):** نحتاج إلى استخراج أزواج البيانات من الجدول (عدد ذرات الكربون، درجة الانصهار) للأحماض الدهنية المشبعة. على سبيل المثال: - حمض كابرويك (6 ذرات كربون): درجة انصهار -1.5 درجة مئوية. - حمض كابريليك (8 ذرات كربون): درجة انصهار 16.3 درجة مئوية. - حمض كابريك (10 ذرات كربون): درجة انصهار 31.4 درجة مئوية. - حمض لوريك (12 ذرة كربون): درجة انصهار 44.2 درجة مئوية. - حمض ميريستيك (14 ذرة كربون): درجة انصهار 54.4 درجة مئوية. - حمض بالميتيك (16 ذرة كربون): درجة انصهار 63.1 درجة مئوية. - حمض ستياريك (18 ذرة كربون): درجة انصهار 69.6 درجة مئوية.
3. **الخطوة 3 (رسم المحاور وتعيين النقاط):** نرسم المحور الأفقي (س) لعدد ذرات الكربون، والمحور الرأسي (ص) لدرجة الانصهار. نختار مقياسًا مناسبًا لكل محور. ثم نعين كل زوج من البيانات كنقطة على الرسم البياني. على سبيل المثال، النقطة الأولى ستكون عند (6, -1.5)، والثانية عند (8, 16.3)، وهكذا.
4. **الخطوة 4 (رسم خط الاتجاه):** بعد تعيين جميع النقاط، نلاحظ اتجاه العلاقة بين المتغيرين. في هذه الحالة، نلاحظ أن درجة الانصهار تزداد مع زيادة عدد ذرات الكربون. يمكن رسم خط مستقيم يمر بأقرب شكل ممكن عبر معظم النقاط لتمثيل هذا الاتجاه العام (خط الاتجاه أو خط الانحدار).

ما أنواع الروابط والتجاذبات التي تربط وحدات البناء الأساسية معًا في جزيء DNA؟

• أ) روابط أيونية بين القواعد، وروابط هيدروجينية في العمود الفقري.
• ب) روابط هيدروجينية بين القواعد النيتروجينية، وروابط تساهمية في هيكل السكر والفوسفات.
• ج) روابط تساهمية بين القواعد، وروابط فان دير فالس في العمود الفقري.
• د) روابط تناسقية بين القواعد، وروابط هيدروجينية بين السكريات.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: روابط هيدروجينية بين القواعد النيتروجينية، وروابط تساهمية في هيكل السكر والفوسفات.

الشرح: ١. يتكون DNA من شريطين لولبيين مزدوجين. ٢. ترتبط القواعد النيتروجينية المتقابلة (A مع T، وG مع C) في الشريطين بواسطة روابط هيدروجينية. ٣. ترتبط النيوكليوتيدات معًا داخل كل شريط بواسطة روابط تساهمية قوية بين السكر والفوسفات، مكونة العمود الفقري للشريط.

تلميح: تذكر أن DNA له هيكل لولبي مزدوج، وأن الروابط بين القواعد تختلف عن الروابط داخل كل شريط.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط

في تركيب DNA ثنائي اللولب، إذا كانت القاعدة G ترتبط دائمًا بـ C، والقاعدة A ترتبط دائمًا بـ T، فما النسب المتوقعة بين كميات هذه القواعد في طول معين من DNA؟

• أ) C = A و G = T
• ب) C = T و A = G
• ج) C = G و A = T
• د) C + G = A + T

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: C = G و A = T

الشرح: ١. قاعدة التزاوج في DNA: الأدينين (A) يتزاوج مع الثايمين (T)، والجوانين (G) يتزاوج مع السايتوسين (C). ٢. بما أن كل قاعدة ترتبط بقاعدة واحدة محددة في الشريط المقابل، فإن عدد جزيئات A يساوي عدد جزيئات T. ٣. وبالمثل، فإن عدد جزيئات G يساوي عدد جزيئات C. ٤. النتيجة: C = G و A = T.

تلميح: التزاوج القاعدي في DNA هو تزاوج مكمل ومحدد. فكر في العلاقة بين القواعد المتزاوجة.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: سهل

إذا كان تسلسل القواعد في أحد شريطي DNA هو C-C-G-T-G-G-A-C-A-T-T-A، فما تسلسل القواعد في الشريط المكمل له؟

• أ) G-G-C-A-C-C-U-G-U-A-A-U
• ب) C-C-G-T-G-G-A-C-A-T-T-A
• ج) G-G-C-A-C-C-T-G-T-A-A-T
• د) A-A-T-G-T-T-C-A-G-A-A-T

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: G-G-C-A-C-C-T-G-T-A-A-T

الشرح: ١. قاعدة التزاوج: A ←→ T، و G ←→ C. ٢. استبدل كل قاعدة في الشريط المعطى بقاعدتها المكملة: C → G C → G G → C T → A G → C G → C A → T C → G A → T T → A T → A A → T ٣. التسلسل الناتج: G-G-C-A-C-C-T-G-T-A-A-T.

تلميح: استخدم قاعدة التزاوج القاعدي: A مع T، وG مع C. انتبه للتسلسل المعطى.

التصنيف: مسألة تدريبية | المستوى: متوسط

ما عدد قواعد RNA الضرورية للدلالة على بروتين يحتوي على 577 حمضًا أمينيًا، علماً أن الشفرة الوراثية ثلاثية؟

• أ) 577 قاعدة
• ب) 1154 قاعدة
• ج) 1731 قاعدة
• د) 231 قاعدة

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: 1731 قاعدة

الشرح: ١. الشفرة الوراثية ثلاثية: كل 3 قواعد من RNA (كودون) تشفر لحمض أميني واحد. ٢. عدد الكودونات اللازمة = عدد الأحماض الأمينية = 577. ٣. عدد قواعد RNA = عدد الكودونات × 3. ٤. الحساب: 577 × 3 = 1731 قاعدة RNA.

تلميح: الشفرة الثلاثية تعني أن كل ثلاثة قواعد (كودون) تشفر لحمض أميني واحد.

التصنيف: مسألة تدريبية | المستوى: سهل

قارن بين التفاعلات الكلية للبناء الضوئي والتنفس الخلوي من حيث المواد المتفاعلة، والنواتج، والطاقة.

• أ) البناء الضوئي: المتفاعلات: جلوكوز + O2، النواتج: CO2 + H2O، الطاقة: ATP. التنفس الخلوي: المتفاعلات: CO2 + H2O، النواتج: جلوكوز + O2، الطاقة: ضوئية.
• ب) البناء الضوئي: المتفاعلات: CO2 + H2O، النواتج: جلوكوز + O2، الطاقة: ضوئية. التنفس الخلوي: المتفاعلات: جلوكوز + O2، النواتج: CO2 + H2O، الطاقة: ATP.
• ج) البناء الضوئي: المتفاعلات: CO2 + H2O، النواتج: ATP، الطاقة: ضوئية. التنفس الخلوي: المتفاعلات: جلوكوز + O2، النواتج: CO2 + H2O، الطاقة: ضوئية.
• د) البناء الضوئي: المتفاعلات: جلوكوز + O2، النواتج: CO2 + H2O، الطاقة: ATP. التنفس الخلوي: المتفاعلات: CO2 + H2O، النواتج: جلوكوز + O2، الطاقة: ATP.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: البناء الضوئي: المتفاعلات: CO2 + H2O، النواتج: جلوكوز + O2، الطاقة: ضوئية. التنفس الخلوي: المتفاعلات: جلوكوز + O2، النواتج: CO2 + H2O، الطاقة: ATP.

الشرح: ١. البناء الضوئي: تستخدم النباتات طاقة الضوء لتحويل ثاني أكسيد الكربون والماء إلى جلوكوز وأكسجين. ٢. التنفس الخلوي: تقوم الخلايا بتحليل الجلوكوز باستخدام الأكسجين لإنتاج ثاني أكسيد الكربون والماء وطاقة ATP. ٣. النتيجة: البناء الضوئي: CO2 + H2O → جلوكوز + O2 (طاقة ضوئية). التنفس الخلوي: جلوكوز + O2 → CO2 + H2O (طاقة ATP).

تلميح: تذكر أن البناء الضوئي يحول الطاقة الضوئية إلى طاقة كيميائية مخزنة، بينما التنفس الخلوي يحلل الجلوكوز لإطلاق الطاقة.

التصنيف: فرق بين مفهومين | المستوى: متوسط

احسب مجموع الطاقة بوحدة kJ التي تتحول إلى ATP في أثناء عمليات التنفس الخلوي والتخمر، وقارن بينها.

• أ) التنفس الخلوي ≈ 61 kJ، التخمر ≈ 1159 kJ. التخمر أكثر كفاءة.
• ب) التنفس الخلوي ≈ 1159 kJ، التخمر ≈ 61 kJ. التنفس الخلوي أكثر كفاءة بكثير.
• ج) التنفس الخلوي ≈ 976 kJ، التخمر ≈ 61 kJ. التنفس الخلوي أكثر كفاءة.
• د) التنفس الخلوي ≈ 1159 kJ، التخمر ≈ 976 kJ. الفرق بينهما قليل.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: التنفس الخلوي ≈ 1159 kJ، التخمر ≈ 61 kJ. التنفس الخلوي أكثر كفاءة بكثير.

الشرح: ١. التنفس الخلوي: ينتج حوالي 38 mol ATP من مول جلوكوز. الطاقة = 38 mol × 30.5 kJ/mol = 1159 kJ. ٢. التخمر: ينتج حوالي 2 mol ATP من مول جلوكوز. الطاقة = 2 mol × 30.5 kJ/mol = 61 kJ. ٣. المقارنة: الطاقة الناتجة من التنفس الخلوي (1159 kJ) أكبر بكثير من الطاقة الناتجة من التخمر (61 kJ)، مما يدل على كفاءة أعلى.

تلميح: تذكر أن التنفس الخلوي ينتج عددًا أكبر بكثير من جزيئات ATP مقارنة بالتخمر.

التصنيف: مسألة تدريبية | المستوى: متوسط

ما وحدات البناء الأساسية التي تكوّن البروتينات والكربوهيدرات المركبة؟

• أ) البروتينات: نيوكليوتيدات. الكربوهيدرات المركبة: أحماض دهنية.
• ب) البروتينات: أحماض أمينية. الكربوهيدرات المركبة: سكريات أحادية.
• ج) البروتينات: سكريات أحادية. الكربوهيدرات المركبة: أحماض أمينية.
• د) البروتينات: أحماض أمينية. الكربوهيدرات المركبة: نيوكليوتيدات.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: البروتينات: أحماض أمينية. الكربوهيدرات المركبة: سكريات أحادية.

الشرح: ١. البروتينات هي بوليمرات تتكون من وحدات بناء أساسية تسمى الأحماض الأمينية، ترتبط معًا بروابط ببتيدية. ٢. الكربوهيدرات المركبة (مثل النشا والجليكوجين) هي بوليمرات تتكون من وحدات بناء أساسية تسمى السكريات الأحادية (مثل الجلوكوز)، ترتبط معًا بروابط جليكوسيدية. ٣. النتيجة: البروتينات ← أحماض أمينية. الكربوهيدرات المركبة ← سكريات أحادية.

تلميح: تذكر أن الجزيئات الحيوية الكبيرة (البوليمرات) تتكون من وحدات أصغر متكررة (مونومرات).

التصنيف: تعريف | المستوى: سهل

ما المعادلة الكيميائية الموزونة التي تمثل تميه (تحلل) اللاكتوز؟

• أ) C6H12O6 + C6H12O6 → C12H22O11 + H2O
• ب) C12H22O11 → C6H12O6 + C6H12O6
• ج) C12H22O11 + H2O → C6H12O6 + C6H12O6
• د) C12H22O11 + O2 → CO2 + H2O

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: C12H22O11 + H2O → C6H12O6 + C6H12O6

الشرح: ١. اللاكتوز هو سكر ثنائي صيغته C12H22O11. ٢. عند تميهه (تحلله المائي)، يضاف جزيء ماء (H2O) ليكسر الرابطة بين وحدتي البناء. ٣. ينتج عن التحلل جزيء جلوكوز (C6H12O6) وجزيء جالاكتوز (C6H12O6). ٤. المعادلة الموزونة: C12H22O11 + H2O → C6H12O6 + C6H12O6.

تلميح: اللاكتوز سكر ثنائي يتحلل بإضافة الماء (تميه) إلى سكرين أحاديين.

التصنيف: صيغة/خطوات | المستوى: متوسط

ما وظائف البروتينات، والكربوهيدرات، والليبيدات في الخلايا الحية؟

• أ) البروتينات: طاقة. الكربوهيدرات: تخزين. الليبيدات: إنزيمات.
• ب) البروتينات: تخزين معلومات. الكربوهيدرات: أغشية. الليبيدات: طاقة.
• ج) البروتينات: بناء وإنزيمات ونقل. الكربوهيدرات: طاقة. الليبيدات: تخزين طاقة وأغشية.
• د) البروتينات: طاقة. الكربوهيدرات: أغشية. الليبيدات: بناء.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: البروتينات: بناء وإنزيمات ونقل. الكربوهيدرات: طاقة. الليبيدات: تخزين طاقة وأغشية.

الشرح: 1. البروتينات: وظائف متعددة تشمل البناء (الهيكل الخلوي)، التحفيز (الإنزيمات)، والنقل (الهيموجلوبين). 2. الكربوهيدرات: الوظيفة الأساسية هي توفير الطاقة سريعة الاستخدام (مثل الجلوكوز). 3. الليبيدات: تخزين الطاقة على المدى الطويل، وتكوين الأغشية الخلوية (الفوسفوليبيدات).

تلميح: فكر في الدور الرئيسي لكل نوع من الجزيئات الحيوية في الخلية.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط

ما المعادلة الموزونة لتركيب السكروز من الجلوكوز والفركتوز؟

• أ) C₆H₁₂O₆ + C₆H₁₂O₆ → C₁₂H₂₄O₁₂
• ب) C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O → C₆H₁₂O₆ + C₆H₁₂O₆
• ج) C₆H₁₂O₆ + C₆H₁₂O₆ → C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O
• د) C₆H₁₂O₆ + O₂ → C₆H₁₂O₇

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: C₆H₁₂O₆ + C₆H₁₂O₆ → C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O

الشرح: 1. المواد المتفاعلة: جزيء جلوكوز (C₆H₁₂O₆) وجزيء فركتوز (C₆H₁₂O₆). 2. الناتج: سكروز (C₁₂H₂₂O₁١). 3. نوع التفاعل: تكثيف، حيث يتم إزالة جزيء ماء (H₂O). 4. المعادلة الموزونة: C₆H₁₂O₆ + C₆H₁₂O₆ → C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O.

تلميح: تذكر أن تكوين السكر الثنائي من سكرين أحاديين هو تفاعل تكثيف (يتخلص من جزيء ماء).

التصنيف: صيغة/خطوات | المستوى: متوسط

إذا كانت كفاءة التنفس الخلوي 41%، وكانت الطاقة المخزنة في ATP الناتج 1159 kJ، فما الطاقة الكلية لمول الجلوكوز المستخدم؟

• أ) 1159 kJ
• ب) حوالي 2820 kJ
• ج) 472.8 kJ
• د) 30.5 kJ

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: حوالي 2820 kJ

الشرح: 1. معطى: الكفاءة = 41%، الطاقة المخزنة في ATP = 1159 kJ. 2. الصيغة: الكفاءة % = (الطاقة المخزنة / الطاقة الكلية) × 100. 3. بالتعويض: 41 = (1159 / الطاقة الكلية) × 100. 4. حل المعادلة: الطاقة الكلية = (1159 × 100) / 41 ≈ 2826.8 kJ. 5. النتيجة التقريبية: حوالي 2820 kJ.

تلميح: الكفاءة = (الطاقة المخزنة في ATP / الطاقة الكلية للجلوكوز) × 100%.

التصنيف: مسألة تدريبية | المستوى: صعب

لماذا لا يُعد حذف الليبيدات (الدهون) كليًا من الغذاء فكرة جيدة؟

• أ) لأنها المصدر الوحيد للطاقة في الجسم.
• ب) لأنها تحسن فقط مذاق الطعام.
• ج) لأنها ضرورية لتكوين الأغشية الخلوية، وامتصاص الفيتامينات الذائبة في الدهون، وإنتاج الهرمونات.
• د) لأن الجسم لا يستطيع هضم أي مواد غذائية أخرى بدونها.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: لأنها ضرورية لتكوين الأغشية الخلوية، وامتصاص الفيتامينات الذائبة في الدهون، وإنتاج الهرمونات.

الشرح: 1. الليبيدات مكون أساسي لأغشية جميع الخلايا (الفوسفوليبيدات). 2. ضرورية لامتصاص الفيتامينات الذائبة في الدهون (A, D, E, K). 3. تدخل في تصنيع الهرمونات الستيرويدية. 4. توفر أحماض دهنية أساسية لا يصنعها الجسم. 5. حذفها كليًا يؤدي إلى اضطرابات في هذه الوظائف الحيوية.

تلميح: فكر في الوظائف الحيوية التي لا تستطيع الخلية القيام بها بدون الليبيدات.

التصنيف: تفكير ناقد | المستوى: متوسط

في معادلة التنفس الخلوي الموزونة C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O، إذا كان حجم غاز الأكسجين المستهلك 2.0 لتر في الظروف المعيارية (STP)، فما عدد مولات الجلوكوز التي تأكسدت؟

• أ) 0.0893 مول
• ب) 0.0149 مول تقريبًا
• ج) 0.536 مول
• د) 0.00298 مول

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: 0.0149 مول تقريبًا

الشرح: 1. احسب مولات O₂: مولات O₂ = الحجم / الحجم المولي = 2.0 / 22.4 ≈ 0.0893 مول. 2. من المعادلة: 1 مول جلوكوز يتفاعل مع 6 مول O₂. 3. مولات الجلوكوز = مولات O₂ / 6 = 0.0893 / 6 ≈ 0.01488 مول.

تلميح: استخدم الحجم المولي للغازات في الظروف المعيارية (22.4 لتر/مول) وعلاقة المولات من المعادلة الموزونة.

التصنيف: مسألة تدريبية | المستوى: متوسط

إذا كانت حرارة احتراق مول واحد من الجلوكوز تساوي 2.82 × 10³ kJ/mol، وكل مول من ATP يخزن 30.5 kJ من الطاقة، فما الطاقة الكلية المخزنة في روابط ATP الناتجة عن تأكسد هذا المول من الجلوكوز إذا كانت كفاءة التنفس الخلوي 41%؟

• أ) 2820 kJ
• ب) 1156 kJ تقريبًا
• ج) 685 kJ
• د) 30.5 kJ

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: 1156 kJ تقريبًا

الشرح: 1. الطاقة الكلية للجلوكوز = 2.82 × 10³ kJ = 2820 kJ. 2. الكفاءة = 41% = 0.41. 3. الطاقة المخزنة في ATP = الطاقة الكلية × الكفاءة = 2820 × 0.41 = 1156.2 kJ.

تلميح: الطاقة المخزنة = الطاقة الكلية × الكفاءة.

التصنيف: مسألة تدريبية | المستوى: صعب

أي مما يلي يصف بشكل صحيح موقع مجموعة الكربونيل الوظيفية في جزيء الفركتوز مقارنة بالجلوكوز؟

• أ) في كليهما تكون مجموعة الكربونيل طرفية وألديهيدية.
• ب) في الفركتوز تكون مجموعة كربونيل كيتونية (داخلية)، بينما في الجلوكوز تكون ألديهيدية (طرفية).
• ج) في كليهما تكون مجموعة الكربونيل داخلية وكيتونية.
• د) في الجلوكوز تكون مجموعة كربونيل كيتونية، بينما في الفركتوز تكون ألديهيدية.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: في الفركتوز تكون مجموعة كربونيل كيتونية (داخلية)، بينما في الجلوكوز تكون ألديهيدية (طرفية).

الشرح: 1. الجلوكوز هو ألدوز: يحتوي على مجموعة ألديهيد (C=O) في نهاية السلسلة الكربونية. 2. الفركتوز هو كيتوز: يحتوي على مجموعة كيتون (C=O) على ذرة كربون داخلية (غير طرفية) في السلسلة. 3. التشابه: كلاهما يحتوي على مجموعة كربونيل (C=O). الاختلاف: الموقع والنوع (ألديهيد مقابل كيتون).

تلميح: تذكر أن السكريات الأحادية تصنف إلى ألدوز (مجموعة ألديهيد طرفية) وكيتوز (مجموعة كيتون داخلية).

التصنيف: فرق بين مفهومين | المستوى: متوسط

أي من الوظائف التالية تُعد من الوظائف الأساسية للليبيدات (الدهون) في الخلايا الحية؟

• أ) توفير الطاقة السريعة وتكوين الإنزيمات.
• ب) تكوين الأغشية الخلوية وتخزين الطاقة على المدى الطويل.
• ج) تخزين المعلومات الوراثية وتحفيز التفاعلات.
• د) النقل الفوري للأكسجين ودعم الهيكل الخلوي فقط.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: تكوين الأغشية الخلوية وتخزين الطاقة على المدى الطويل.

الشرح: 1. الليبيدات (مثل الفوسفوليبيدات والكوليسترول) هي المكونات الهيكلية الأساسية للأغشية الخلوية. 2. تعمل الدهون الثلاثية كمخزن فعال للطاقة على المدى الطويل بسبب محتواها العالي من الطاقة لكل جرام. 3. وظائف أخرى تشمل: عزل حراري، حماية الأعضاء، وتكون أساس لبعض الهرمونات.

تلميح: فكر في المكونات الرئيسية للأغشية الخلوية وأي الجزيئات الحيوية توفر أعلى كثافة للطاقة.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: سهل

أي مما يلي يمثل المعادلة الكيميائية الموزونة الصحيحة لتفاعل تكثيف الجلوكوز والفركتوز لتكوين السكروز؟

• أ) C₆H₁₂O₆ + C₆H₁₂O₆ → C₁₂H₂₄O₁₂
• ب) C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O → C₆H₁₂O₆ + C₆H₁₂O₆
• ج) C₆H₁₂O₆ + C₆H₁₂O₆ → C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O
• د) C₆H₁₂O₆ → C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: C₆H₁₂O₆ + C₆H₁₂O₆ → C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O

الشرح: 1. المواد المتفاعلة: جزيء جلوكوز (C₆H₁₂O₆) وجزيء فركتوز (C₆H₁₂O₆). 2. الناتج: سكر السكروز الثنائي (C₁₂H₂₂O₁١). 3. بسبب تفاعل التكثيف، يُزال جزيء ماء (H₂O) كمنتج. 4. التحقق من الوزن: الكربون: 12=12، الهيدروجين: 24=24، الأكسجين: 12=12.

تلميح: تفاعل التكثيف بين سكرين أحاديين ينتج سكرًا ثنائيًا وجزيء ماء.

التصنيف: صيغة/خطوات | المستوى: متوسط

الشفرة الوراثية هي شفرة ثلاثية؛ أي أن تعاقب ثلاث قواعد في RNA يدل على كل حمض أميني في البروتين. ما عدد قواعد RNA الضرورية للدلالة على بروتين يحتوي على 577 حمضًا أمينيًا؟

• أ) 1731 قاعدة RNA
• ب) 577 قاعدة RNA
• ج) 1154 قاعدة RNA
• د) 192 قاعدة RNA

الإجابة الصحيحة: a

الإجابة: 1731 قاعدة RNA

الشرح: ١. المفهوم: الشفرة الوراثية تعتمد على الكودونات، وكل كودون يتكون من 3 قواعد. ٢. المعطيات: عدد الأحماض الأمينية = 577. ٣. الحساب: بما أن كل حمض يتطلب 3 قواعد، نضرب (577 × 3). ٤. النتيجة: 577 × 3 = 1731 قاعدة RNA.

تلميح: تذكر أن كل حمض أميني واحد يقابله كودون مكون من ثلاث قواعد نيتروجينية.

التصنيف: مسألة تدريبية | المستوى: متوسط

الشفرة الوراثية هي شفرة ثلاثية؛ أي أن تعاقب ثلاث قواعد في RNA يدل على كل حمض أميني. ما عدد قواعد RNA الضرورية للدلالة على بروتين يحتوي على 577 حمضًا أمينيًّا؟

• أ) 577 قاعدة RNA
• ب) 1154 قاعدة RNA
• ج) 1731 قاعدة RNA
• د) 192 قاعدة RNA

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: 1731 قاعدة RNA

الشرح: ١. المفهوم: الشفرة الوراثية ثلاثية، مما يعني أن كل كودون (مكون من 3 قواعد RNA) يحدد حمضًا أمينيًا واحدًا. ٢. الحساب: نضرب عدد الأحماض الأمينية في عدد القواعد لكل حمض (3). ٣. العملية: 577 × 3 = 1731 قاعدة. النتيجة النهائية هي 1731 قاعدة RNA.

تلميح: تذكر أن كل حمض أميني واحد يتم تمثيله بكودون يتكون من 3 قواعد نيتروجينية.

التصنيف: مسألة تدريبية | المستوى: متوسط

الشفرة الوراثية هي شفرة ثلاثية؛ أي أن تعاقب ثلاث قواعد في RNA يدل على كل حمض أميني واحد. ما عدد قواعد RNA الضرورية للدلالة على بروتين يحتوي على 577 حمضًا أمينيًا؟

• أ) 577 قاعدة RNA
• ب) 1731 قاعدة RNA
• ج) 192 قاعدة RNA
• د) 1154 قاعدة RNA

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: 1731 قاعدة RNA

الشرح: ١. المفهوم: الشفرة الوراثية ثلاثية، مما يعني أن كل حمض أميني واحد يحتاج إلى 3 قواعد نيتروجينية لتمثيله. ٢. المعطيات: بروتين يحتوي على 577 حمضًا أمينيًا. ٣. الحساب: عدد القواعد = عدد الأحماض الأمينية × 3. ٤. الناتج: 577 × 3 = 1731 قاعدة RNA.

تلميح: اضرب عدد الأحماض الأمينية في عدد القواعد التي تشكل الشفرة الواحدة (الكودون).

التصنيف: مسألة تدريبية | المستوى: متوسط