الكيمياء العضوية تعريف عام للطالب

مقدمة في الكيمياء العضوية
الكيمياء العضوية يمكن أن تعرف ببساطة بأنها كيمياء مركبات الكربون . وكلمة عضوية organic ناشئة من كون المركبات العضوية يمكن الحصول عليها فقط من مصادر نباتية وحيوانية , أي انها تستمد من الكائنات الحية . وكان يعتقد أيضا , بأنها لا بد من وجود ما يسمى بالقوة الحية التي توجد فقط في أجسام الكائنات الحية , نباتية كانت أو حيوانية لتصنيع المركبات العضوية .وبقي هذا الاعتقاد سائدا حتى تمكن العالم Wohler من الحصول على مادة اليوريا من مواد غير عضوية وذلك بتسخين سيانات الامونيوم , وبعد تلك التجربة أصبح واضحا انه يمكن الحصول على المركبات العضوية من مصادر غير حية كما يمكن تصنيفها في المختبر .

دور الكيمياء العضوية في حياتنا
ودراسة الكيمياء العضوية مهمة في كثير من المجالات التي تؤثر بشكل مباشر او غير مباشر في حياة الإنسان وسعادته , فهي كيمياء المكونات الأساسية للنباتات والحيوانات , كالبروتينات والكربوهيدرات والفيتامينات والأنزيمات والمواد الدهنية والهرمونات وغيرها . كما أن المركبات العضوية مهمة في صناعة الملابس التي نلبسها , والوقود الذي نستعمله في المصانع ولتحريك السيارات والطائرات والسفن , كما تدخل الكيمياء العضوية في صناعة الأدوية والعقاقير , كما تدخل في صناعة الورق والمطاط والبلاستيك والمبيدات الحشرية والأسمدة والمتفجرات وغيرها .

تصنيف المركبات العضوية وتسميتها
نظراً لكثرة المركبات العضوية وتسهيلاً لدراستها فقد تم تصنيف المركبات العضوية إلى عوائل أو طوائف تجمع أفراد كل عائلة صفات مشتركة . وقد تمت عملية التصنيف اعتماداً على ما يعرف باسم المجموعة الوظيفية. والمجموعة الوظيفية جزء من المركب العضوي ( رابطة أو ذرة أو مجموعة ذرات ) يحدد هذا الجزء الخواص الفيزيائية والكيميائية للمركب .
و نظرا لوجود صعوبة ناتجة من وجود عدد كبير ومتعدد من المركبات العضوية , اعتمد الكيمائيين على نظام عالمي موحد لتسمية المركبات العضوية , وقد تم ميلاد هذه التسميه في جينيف عام 1892 بعد عدة لقاءات دولية متعلقة بهذا الموضوع كما تم ادراك انه بنمو اعضاء عائلة المركبات العضوية , يجب ان يتم تعديل هذا النظام . فقد تم الاتفاق على ان يقوم بهذه المهمة الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية IUPAC .
ولكن في الواقع لا يزال الاسم التقليدي ( غالبا ما يكون مشتق من اصل المركب ) لكثير من المركبات يستخدم نظرا لتعقيد الاسم المقترح من الايوباك , الا في حالة الحاجة لوصف دقيق و محدد لاحد المركبات فانه يتم الرجوع لاسم الايوباك او في حالة ان الاسم المقترح من الايوباك يكون اسهل من الاسم التقليدي للمركب .

اعداد: المهندسة الكيميائية عالية عدي

البوليـــــــمـــــــرات

اعداد : م. عالية عدي

البوليـــــــمـــــــرات ""
تعريف البوليمرات
جزيئات ضخمة مكونة من إرتباط عدد كبير من الجزيئات الصغيرة مع بعضها البعض وتسمى هذه الجزيئات الصغيرة ( مونومرات ).
أمثلة لبوليمرات طبيعية:
( النشأ , السليلوز , الحرير , المطاط الطبيعي ).
أمثلة لبوليمرات صناعية :
( البلاستيك , المطاط الصناعي ,الألياف الصناعية )
أنواعـــــــهــــــــــا
1. بوليمرات بالإضافة:
بولي إيثيلين :البلاستيك .
بولي كلوريد الفينيل(PVC ):الأنابيب , الأكياس , القنينات .
بولي أكريلونيتريل:الألياف الصناعية مثل الأورلون.
بولي ستايرين:المشغولات البلاستيكية.
بولي بيوتادايين:المطاط الصناعي .

2. بوليمرات بالتكاثف :
بولي إيثيلين تيرفيثالات:ألياف صناعية من نوع بولي إستر.
الأصماغ :التغليف , المواد الملدنة .
نايلون 66 :ألياف صناعية من النايلون ز
فينول فورمالدهيد :مواد لاصقة مثل البكالايت.
بولي يوريثان :رغاوي مطاطية تستخدم في العزل والتنجيد .

المضافات للبولي أثيلين

ان عمليات انتاج البولي اثيلين بنوعيه عالي وواطئ الكثافة تمر في
سلسلة من تفاعلات جزيئات الاثيلين وبطريقة تكوين الجذور الحرة بوجود عامل
مساعد له القتبلية علىتنشيط جزيئة الاثيلين وجعلها مستعدة للارتباط بجزيئة
اثيلين اخرى INITIATION REACTION ، وتستمر هذه التفاعـــــلات عبرمرحلة
النمو PROPAGATION ، وينتهي التفاعل بمرحلة تسمى TERMINATION
وان حبيبات البولي اثيلين المنتجة من هذه الخطوات لا تصلح
لاستخدامها في العمليات التصنيعية المختلفة قبل ان تجرى عليها تحسينات
لمواصفاتها من خلال اضافة مواد محسنة تدعى المضافات والتي هي عنـــــــوان
بحثنا هذا .
ويقوم مختبر فحص البوليمر بقياس تراكيز تلك المضافات في المنتوج النهائي (كجزء من اعماله اليومية مواكبــــــــا\"
لعمليات الانتاج في الشركة .
** المواصفات العامة للمضافات :
يجب ان تتمتع المواد المراد اضافتها الى البولي اثيلين بمواصفات مهمة لتكون صالحة للإستعمال
ومن اهم تلك المواصفات :ــــ
1. ان تكون المادة المضافة لها القابلية على التجانس مع البوليمر ولا
تنفصل عنه اثناء عمليات التصنيع او اثناء استخدامه بعد التصنيع ولا تتلف
اثناء عمليات التصنيع أي ذات ثباتية عالية .
2. أن تكون المادة المضافة ذات جدوى اقتصادية ايحابية ومتوفرة بسهولة
وبثمن معقول لتحقيق النفع الذي من اجله تم انتاج البولي اثيلين .
3. ان تكون خالية من السمية وخاصة عندما يستعمل البولي أثيلين في تصنيع عبوات الأدوية والعبوات التي تحفظ فيها المواد الغذائية.
4. أن لا تكون ذات رائحة مزعجة وغير مقبولة تتنافى مع الغرض الذي من اجله سيتم تصنيع الماد المنتجـة
5. أن تكون عديمة اللون ما عدا الصبغات PIGMENTS .
6. مراعاة تركيز المادة المضافة بحيث لايكون عاليا\" فيؤثر سلبا\" على
الخواص الميكانيكية للبوليمر ولا قليلا\" الى الحد الذي يجعلها لا تؤدي
الغرض الذي اضيفت من اجله .
أنواع المواد المضافة
تصنف المضافات حسب الغرض الذي اضيفت من اجله كما يلي :
1 - المالئات FILLERS :
وتضاف هذه المواد لتحسين الصفات الميكانيكية للمنتوج ومن
الأمثلــــــة عليها كاربونات الكالسيوم CALCIUM CARBONATE ؛ والألياف
الزجاجية FIBER GLASS؛ واللكنين LIGNIN
2 - مانعات التأكسد ANTI OXIDANTS :
ويمكن تقسيمها الى نوعين :
أ - مانعات التأكسد الحراري THERMAL STABILIZERS :ـــ
وتضاف هذه المواد الى البولي اثيلين لغرض حمايته من التأكسد أثناء
عمليات التصنيع كون تلك العمليات تجري بدرجات حرارة اعلى من درجة انصهار
البولي اثيلين وبجود الأوكسيجين وهذه الظروف ملائمة لأكسدة البولي اثيلين
عند عدم اضافة تلك المواد
ب) مانعات التاكسد بالأشعة فوق البنفسجية uv – stabelisers
قد يتعرض منتوج البولي اثيلين بعد تصنيعه الى الاشعة الفوق بنفسجية من
خلال استخدام المادة المصنعة في الجو المكشوف تحت الشمس ، ولكون الأشعة
الفوق بنفسجية لها القدرة على إثارة الأواصر المزدوجة التي هي من نوع
(آصرة باي) (Л- bond) لذا فإنه من الضروري حماية البولي أثيلين بإضافة
مادة ذات أواصر مزدوجة متعاقبة (conjugated Л bonds) لتكون هذه المادة
المضافة هي المضحية وتبقي الأبولي أثيلين أطول فترة عنرية ممكنة دون ضرر .
مانعات الشحنة الكهروستاتيكية ANTISTATIC ADDITIVES :ـــ
ان تجمع الشحنات الكهروستاتيكية على الأجسام المصنعة من مادة البولي
اثيلين يؤدي الى قابلية عالية على تجمع الغبار عليها بفعل الجذب
الكهرومغناطيسي كذلك يؤدي الى التصاق الشرائح المخزونة مع بعضها البعض .
ومن هنا اصبح من الضروري اضافة مادة تعمل على
تشتيت الشحنات الكهروستاتيكتة المستقرة حيث تتم اضافة مادة E9 الى
منتوج بولي اثيلين واطئ الكثافة الصنف (461) لكون هذا الصنف مخصصا\"
لأنتاج الشرائح .
مضافات العزل الكهربائي :
تضاف مادة ( A10 ) الى منتوج واطئ الكثافة الصنف ( 463C) لزيادة
كفائته فــي العزل الكهربائي كونه يستخدم في تغليف القابلوات وألأسلاك
الكهربائية CABLE GRADE
الصبغات PIGMENTS :ـــ
وهي مواد الغاية من اضافتها اعطاء اللون المطلوب بما يتناسب مع استخدام القطعة المصنعة.
الطرق المختبرية لقياس المضافات في البوليمر
هناك طرق مختبرية عديدة لقياس المضافات في البولي اثيلين نذكر منها على سبيل المثال لا الحصر:
طريقة حساب المحتوى الرمادي بالحرق ؛ وطريقة الأشعة تحت الحمراء وطريقة ألأستخلاص بالمذيب
وسناتي بالتفصيل لشرح الطرق المتيسرة في مختبر فحص البوليمر وهي :
1. طريقة حساب المحتوى الرمادي
وهذه الطريقة متخصصة لقياس تركيز مادة (E9) في منتوج البولي أثيلين واطي الكثافة وتتم كما يلي
في جفنة بلاتينية تحرق كمية من البولي أثيلين (موزونة بالميزان
الحساس) بحدود (5) غرام على نار هادئة دون السماح لها بالاشتعال إلى أن
تختفي الأبخرة البيضاء تماماً .
توضع الجفنة بعد ذلك في فرن بدرجة حرارة (900) درجة مئوي لمدة نصف ساعة .
تبرد الجفنة في وعاء التجفيف (desiccators) لمدة ربع ساعة ثم توزن بالميزان الحساس .
الحسابات:
(وزن الرماد \\ وزن النموذج) × 1000000 = تركيز المادة المضافة بوحدات جزء بالمليون .
2. طريقة القياس باستخدام الأشعة تحت الحمراء:
وتتم بتحضير منحنى المعايرة القياسي واستعماله في قياس تركيز المضافات في نماذج المنتوج

اعداد : م. عالية عدي

تعريف عن الكيميا العضوية

عندما تسأل شخص ما، ما معنى الكيمياء العضوية ؟! ففي الغالب قد يجيب عليك بانها الكيمياء المرتبطة بشكل او اخر بالعمليات الحيوية في اجسام الكائنات الحية المختلفة، و لكن هذا تعريف خاطئ و انما هو جزء من الكيمياء العضوية المسمى بالكيمياء الحيوية. الكيمياء العضوية من اهم فروع الكيمياء وهو العلم الذي يدرس مركبات الكربون و الهيدروجين، و التي قد ترتبط بعناصر اخرى مثل الاكسجين ، النيتروجين، الهالوجينات،و نادراً الفسفور و الكبريت، من عدة نواحي مثل التركيب، التحضير، الخواص الكيميائية و الفيزيائية، و التفاعلات.

لقد اهتم علماء الكيمياء بالكيمياء العضوية كثيراً و ذلك لعدة اسباب و من ضمنها:

1- كثرة مركبات الكربون حيث بلغ عدد مركبات الكربون المعروفة ما يقارب 3 مليون مركب. فللكربون قدرة على الارتباط ببعض بروابط قوية مكونة سلاسل و حلقات تختلف في الاشكال و الاحجام، كما له قدرة على الارتباط بعناصر اخرى مثل الاكسجين و النيتروجين. و مما ساعد على كثرة مركبات الكربون اختلاف طرق ارتباط ذرات الكربون ببعض و هو ما يعرف باسم التشكل.

2- اهميتها في حياة الانسان و ذللك لانها تدخل في تركيب الكثير من الاشياء التي يستخدمها باستمرار مثل: الغذاء، السكن، الادوية، ادوات التنظيف، المبيدات الحشريةو ادوات الزينة و التجميل و التي سيتم ذكرها بالتفصيل لاحقاً.

3- لها خصائص فيزيائية و كيميائية مميزة ، كما ان تفاعلاتها فريدة فقد لاحظ بعض العلماء ان التفاعل يحدث في جزء معين داخل الجزئ و لكن يبقى معظمه بعيداً عن التفاعل.

انواع تفاعلات الكيماء العضوية

أنواع التفاعلات العضوية
تشتمل التفاعلات العضوية التي تحدث بين روابط ذرات الكربون على ما يلي:
(1) تفاعلات استبدال (إحلال) Substitution Reactions في هذا النوع من التفاعلات تحل ذرة أو مجموعة ذرية محل ذرة أو مجموعة أخرى متصلة بذرة كربون كما يلي:
(2) تفاعلات الإضافة Addition Reactions وتشمل إضافة جزيء إلى آخر غير مشبع كما في المثال التالي:
(3) تفاعلات الحذف Elimination Reactions وفيها تحذف ذرتان أو مجموعتان من ذرتي كربون متجاورتين مثل انتزاع جزيء ماء من الإيثانول ليتكون الإيثين.
بلّورة Crystal

إذا تمكنت ذرات مركب كيميائي معين من أن تنتظم لِتُكَوِّن ترتيباً ثابتاً، فإن هذا المركب يتحول من الحالة السائلة إلى الحالة الصلبة ويصبح المركب الصلب في الحالة البلورية Crystalline state. فالبلورة جسم صلب متجانس تحده أسطح مستوية تكونت بفعل عوامل طبيعية تحت ظروف مناسبة من الضغط والحرارة، والأسطح المستوية التي تحد البلورة هي الأوجه البلورية، وهي انعكاس للترتيب الذري الداخلي المنتظم لأية مادة متبلورة. وتوجد المواد المتبلورة في الطبيعة إما في حالة بلورات منفردة أو مجموعات بلورية crystalline aggregates.

تواريخ هامة في الكيمياء

ق.متعلم الإنسان صنع البرونز
القرن الخامس عشر قبل الميلادقدم ديموقريطس نظرية الذرة
القرن السابع الميلاديبدأت الخيمياء في الانتشار من مصر إلى شبه الجزيرة العربية ووصلت إلى غرب اوروبا في القرن الثاني عشر الميلادي
800 محضر جابر بن حيان لأول مرو حمض الكبريتيك بالتقطير من الشب, واكتشف الصودا الكاوية
805 مأدخل الكيميائيون العرب المنهج التجريبي في العلوم التطبيقية وعلى رأسها الكيمياء
أوائل القرن الثامن عشر الميلاديطور جورج أيرنست ستال نظرية اللاهوب
في الخمسينيات من القرن الثامن عشرالميلادي تعرف جوزيف بلاك على ثاني أكسيد الكربون
1766 ماكتشف هنري كافندش الهيدروجين
في السبعينات من القرن الثامن عشرالميلادي اكتشف كارل شيل وجوزيف بريستلي الأكسجين
أواخر القرن الثامن عشر الميلاديعرف أنطوان لافوازيه قانون حفظ الكتلة وافتراض نظرية الأكسجين في الاحتراق
1803 مأعلن جون دالتون نظريته الذرية
1811 مقرر إميديو أفوجادرون أن الحجوم المتساوية لجميع الغازات تحت نفس الضغط والحرارة تحتوي على اعداد متساوية من الجسيمات
أوائل القرن التاسع عشر الميلادياستطاع جونز جاكوب ... حساب الأوزان الذرية بدقة لعدد من العناصر
1828 ماستطاع فريدريك فولر تحضير أول مادة عضوية ... من مواد غير عضوية
1856 محضر السير وليم هنري بير كن اول صبغة مصنعة ..
1869 ماكتشف دمتري مندليف ويوليوس لوثر ماير القانون .
1910 مسجل فريتز هابر براءة اختراع طريقة لإنتاج النشادر المصنعة
1913 ماقترح نيلز بور نظريته الذرية
1916 موصف جليبرت ن. لويس الروابط الإلكترونية بين الذرات
الخمسينيات من القرن العشرينبدأ علماء الكيمياء الحيوية يكتشفون أن الحمض النووي الريبي منقوص الأكسجين (د ن أ) والحمض النووي الريبي (ر ن أ) يؤثران على الوراثة
أوائل الثمانينيات من القرن العشرينبدأ الكيميائيون في تطوير جهاز يدار بالطاقة الشمسية لإنتاج وقود الهيدروجين بواسطة التحليل الكيميائي للماء

اعداد : م. عالية عدي

الميثان

ميثان
الخواص
عام
الإسم ميثان
بناء لويس
شكل الجزيء

الصيغة الجزيئية
CH4

الوزن الجزيئي
16.04 u

أسماء أخرى غاز المستنقعات, ميثيل هيدريد
رقم CAS
74-82-8
تصرفات الحالة
نقطة ذوبان
90.6 K و −182.6 C°

نقطة غليان
111.55 K و −161 C°
النقطة الثلاثية
90.6 K و −182 C°
0.117 بار

النقطة الحرجة
190.6 K و −82.6 C°
46 بار

ΔfusH
1.1 kJ/mol
ΔvapH
8.17 kJ/mol
خصائص الغاز
ΔfH0gas
-74.87 kJ/mol
ΔfG0gas
-50.828 kJ/mol
S0gas
188 J/mol•K
Cp
35.69 J/mol•K
Safety
تأثير سريع الإختناق:فى الحالات الخطيرة يسبب فقدان الوعي,توقف القلب,يتم نقل المركب على في درجة حرارة منخفضة,التعرض للغاز له تأثير حارق.
تأثير مستمر ???
نقطة وميض
-188 C°
نقطة إشتعال ذاتي
600 C°
حد الإنفجار
5-15%
معلومات إضافية
الخواص NIST WebBook

شهادة بيانات أمان المواد
Hazardous Chemical Database

تم استخدام وحدات SI بقدر الإمكان. وإذا لم يذكر غير ذلك فقد تم استخدام الظروف القياسية.

أبسط الهيدروكربونات, الميثان وهو غاز, له الصيغة الكيميائية CH4. الميثان النقي ليس له رائحة, ولكن عند إستخدامه تجاريا يتم خلطه بكميات ضئيلة من الكبريت القوي الرائحة. المركبات مثل إثيل مركبتان تمكن من تتبع أثار الميثان في حالة حدوث تسريب.
وكمكون رئيسي للغاز الطبيعي, فإن الميثان أحد أنواع الوقود المهمة. وحرق جزيء واحد من الميثان في وجود الأكسجين ينتج جزيء من ثاني أكسيد الكربون CO2, و 2 جزيء من الماء H2O.
CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O
الميثان أيضا أحد غازات الصوبة الزجاجية وله عزم تدفئة عام يبلغ 21. ويبلغ المتر المكعب من الميثان 717 جرام.
فهرس
• 1 مصادر الميثان
• 2 تفاعلات الميثان
• 3 الميثان خارج الكرة الأرضية
• 4 استخدامات الميثان
• 5 شاهد أيضا
• 6 وصلات خارجية
غاز الميثان مصادره وتحضيره
_______________________________________
مصادره : يعتبر غاز الميثان أبسط الالكانات ، ويكون 90% من غاز المستنقعات حيث ينتج عن تحلل المواد العضوية ، ويوجد أيضاً ضمن غاز الفحم الناتج من التقطير الاتلافي للفحم الحجري ، وهو أحد المكونات الرئيسية للغاز الطبيعي المتصاعد من آبار النفط ، كما يبنتج في كثير من المزارع نتيجة عملية التحلل هذه لانتاج " البتوجاز " الذي يحتوي على نسبة كبيرة من غاز الميثان لاستخدامه كوقود

...الفكرة... :

يحضر غاز الميثان في المختبر بتأثير الماء المحمض بحمض الهيدروكلوريك على كربيد الالومنيوم



الادوات والمواد المطلوبة ....:

دورق كروي ذو سدادة بها ثقبان – مخابير لجمع الغاز – كربيد الالمونيوم – حمض الهيدروكلوريك المخفف – ماء مقطر – ماء جير – ورقتي تباع الشمس احدهما حمراء والاخرى زرقاء – محلول برمنجنات البوتاسيوم القلوية – قعب خزفي


خطوات العمل... : حضر الجهاز 



ضع في الدورق قليلا من كربيد الالومنيوم ، وأضف اليه كمية مناسبة من الماء المقطر حتى تغطيه
افتح صنبور القمع لتسمح بتنقيط الماء المحمض بحمض لالهيدروكلوريك .
سخن الدورق تسخينا هينا .
اجمع عدة مخابير من غاز الميثان لدراسة خواصه الفيزيائية ( اللون ، الرائحة ، الذوبان في الماء ) وكذلك دراسة خواصه الكيميائية ( الاشتعال والكشف عن النواتج بماء الجير ، تأثير الغاز على ورق تباع الشمس ، تأثير محلول برمنجنات البوتاسيوم القلوية أو ماء البروم على الغاز ).

الخواص الفيزيائية لغاز الميثان :

غاز شفاف عديم اللون والرائحة .
كثافته أقل من كثافة الهواء الجوي .
شحيح الذوبان في الماء .
قابل لللاسالة بالضغط والتبريد الشديدين

الخواص الكيميائية للميثان :

يحترق الغاز في الهواء بلهب أزرق ( غير مضيء ) وينتج عن احتراقه بخار الماء وثاني أكسيد الكربون وتنطلق طاقة حرارية

يتحلل الغاز الى عنصريه عند امراره في أنابيب معدنية مسخنة لدرجة الاحمرار ، والكربون الناتج يسمى أسود الكربون


يتفاعل الغاز مع بخار الماء في وجود أكاسيد بعض الفلزات كعامل حفاز عند درجة حرارة عالية وضغط جوي كبير للحصول على غاز يسمى غاز الاصطناع ، وهو مزيج من غازي الهيدروجين وأول أكسيد الكربون وله استخدمات صناعية عديدة .

نظراً لان الميثان مركب مشبع فانه غير نشط كيميائيا ً ، ولذلك فانه لا يتأثر بالاحماض المعدنية أو القلويات ، ولكن يمكن احلال ذرة عنصر أو أكثر محل ذرة هيدروجين أو أكثر ، وكمثال على ذلك تفاعل الغاز مع الكلور أو البروم ، وهذا النوع من التفاعلات يسمى تفاعلات الاحلال أو الاستبدال الذي يميز الالكانات ، والتفاعلات التالية توضح ذلك :


( أ ) يتفاعل الميثان مع غاز الكلور بالاحلال ( الاستبدال ) في ضوء الشمس غي المباشر على مراحل كالتالي :


( ب ) في الظلام التام وفي درجة الحرارة العادية لا يتفاعل غاز الميثان مع الكلور.

( ج ) اذا اجري التفاعل في ضوء الشمس المباشر فانه يحدث انفجار ويتكون كلوريد الهيدروجين والكربون .

استخدامات الميثان :

تحضر منه كثير من المركبات العضوية مثل الكلوروفورم ( مخدر ومذيب ) ورابع كلوريد الكربون الذي يستخدم في اطفاء الحرائق وكمذيب ايضاً.. كما يدخل في صناعات كثيرة مثل صناعة البلاستيك والنايلون والكحولات والفورمالدهيد .... الخ .

يكون حوالي 80% من الغاز الطبيعي المستخدم كوقود .

يستخدم في الاحتراق للحصول على الطاقة ، فالكيلو جرام منه يعطي 13300 كيلو سعر .

يحضر منه أسود الكربون الذي يستخدم في حبر الطباعة .

يحضر منه النيتروميثان الذي يستخدم في عمل العقاقير الطبية والميدات الحشرية والمفرقعات .

يستخدم في تحضير غاز الاصطناع

مصادر الميثان:
المصادر الرئيسية للميثان:
• تحلل المخلفات العضوية.
• المصادر الطبيعية: المستنقعات 23%
• وقود حفريات 20%
يتم استخراج الميثان من الرواسب الجيولوجية حيث يكون مصاحب لأنواع الوقود الهيدروكربوني الأخرى.
• عملية الهضم في الحيوانات ((ماشية) 17%


تمثل عمليات الهضم في الحيوانات 17% من إنبعاثات الميثان
• البكتريا التى تتواجد أثناء زراعة الأرز.
• تسخين أو حرق الكتلة الحيوية لاهوائيا
60% من الإنبعاثات التى تنتج الميثان ناتجة من الأنشطة البشرية, وخاصة الأنشطة الزراعية. وخلال 200 سنة السابقة, تضاعف تركيز الغاز في الغلاف الجوي من 0.8 إلى 1.6 جزء في المليون.
كما أن الميثان يصنف على أنه كتلة حيوية لأنه يمكن أن ينتج من الحرق الاهوائي لبعض المواد العضوية.
• المصادر الصناعية
يمكن تصنيع الميثان وإستخدامه صناعيا, بالتفاعلات الكيميائية مثل تفاعل ساباتير (Sabatier reaction), عملية فيشر-تروف (Fischer-Tropsch process), وأيضا من إعادة تكون البخار. كما أن الغاز يتواجد أيضا في العمليات التى تحدث عند البراكين.
• فى الضغوط العالية, مثل التى توجد في أعماق المحيطات, يكون الميثان كلاثرات صلب مع الماء. وتوجد منه كميات غير معروفة ومن الممكن أن تكون ضخمة من الميثان في هذا الشكل الرسوبي في المحيط. ويعتقد أنه تنطلق كميات ضخمة من الميثان بطريقة فجائية من هذه الأشكال الرسوبية مما يزيد من ظاهرة السخونة العالمية, كما حدث في الماضى البعيد منذ مايقرب من 55 مليون سنة.
• وطبقا لتقديرات أحد المصادر فإن الميثان الموجود في شكل رسوبي في المحيط يقدر بـعشرة ألآف مليار طن.
(BBC) وتقترح النظريات أن هذه الكميات الضخمة من الميثان يمكن أن تنطلق فجأة مرة أخرى, وستسبب إزدياد خطير في درجات الحرارة حيث أن الميثان أقوى بتسع مرات من CO2 في تأثيره على البيت الزجاجي.
و لقد أثبت العلماء بأنه يوجد بعض غاز الميثان على سطح المريخ

أعلن البروفيسور سوشيل اتريا مدير معمل علوم الكواكب بكلية الهندسة بجامعة ميتشجن أن أحد علماء الجامعة الذي يعمل ضمن فريق لوكالة الفضاء الأوربية قد اكتشف وجود غاز الميثان على كوكب المريخ، مما يعد أكبر دليل حتى الآن على وجود حياة على هذا الكوكب.
ويقول اتريا: (الميثان يعد من المؤشرات على وجود الكائنات الحية، فإذا وجد الميثان على كوكب ما نبدأ في التفكير في احتمال وجود حياة على هذا الكوكب. وينتج الميثان على كوكب الأرض بالكامل من مصادر بيولوجية، ويشبه المريخ الأرض أكثر من أي كوكب آخر في المجموعة الشمسية، كما أن دراسة غلافه الجوي تؤدي بنا إلى فهم أكبر للغلاف الجوي للأرض).
ويقول اتريا إن أكبر الأسئلة المطروحة الآن هو عن كيفية وصول الميثان إلى المريخ، ويضيف بأن هناك عدة احتمالات لذلك.
ويتمثل أكثر الاحتمالات تشويقاً في أن الميثانوجنات وهي الميكروبات التي تتغذى على الهيدروجين في المريخ وأول أكسيد الكربون من أجل الحصول على الطاقة وتقوم بإخراج الميثان تعيش في مستعمرات بعيدة عن الأنظار تحت سطح الكوكب الأحمر.
ويقول اتريا أيضاً إن هذه الكائنات لا هوائية ومن ثم فإنها لا تحتاج إلى الأكسجين كي تعيش في حالة وجودها.
فلو كانت هذه الكائنات موجودة فإنها تعيش تحت سطح التربة
غير أن هناك حاجة لإجراء المزيد من التجارب قبل التوصل إلى أي نتيجة.

الكيمياء العضوية الاحماض الامينية

الأحماض الأمينية Amino Acids

 وظائف الأحماض الأمينية
‏الأحماض الأمينية ‏هي الوحدات الكيميائية أو الوحدات البنائية أو "اللبنات" التي تبني البروتينات. وتحتوي الأحماض الأمينية على حوالي 16 بالمائة من النيتروجين. ومن الناحية الكيميائية، فإن هذا هو ما يميزها عن المواد الغذائية الرئيسية الأخرى. ولكي تدرك مدى حيوية هذه الأحماض الأمينية، فإنك يجب أن تدرك مدى ضرورة البروتينات للحياة. فإن البروتين هو الذي يعطي البنية التركيبية لكل الكائنات الحية. فكل كائن حي من أضخم حيوان إلى أدق ميكروب يتكون أساسا من البروتين. والبروتين بمختلف صوره وأشكاله يساهم في العمليات الكيميائية الحيوية التي تحفظ الحياة وتعمل على استمراريتها.

‏والبروتينات تعد جزءا أساسيا وضروريا من كل خلية حية في الجسم. وهي تلي الماء مباشرة في كونها تشكل الجزء الأكبر من وزن الجسم. والمواد البروتينية في الجسم تكون العضلات والأربطة والأوتار والأعضاء والغدد والأظافر والشعر وكثيرا من سوائل الجسم الحيوية، وهي ضرورية لنمو العظام. كما أن الإنزيمات والهرمونات التي تحفز وتنظم جميع العمليات الحيوية بالجسم هي من البروتينات. والبروتينات تساعد على تنظيم التوازن المائي للجسم وتحافظ على الرقم الهيدروجيني pH المناسب داخل الجسم. وهي تساعد في تبادل العناصر الغذائية بين السوائل الخلوية والأنسجة والدم والليمف. ونقص البروتين يمكن أن يسبب اختلالا لتوازن السوائل بالجسم مما يسبب التورم أو الاستسقاء. والبروتينات تكوّن الأساس التركيبي للكروموسومات التي من خلالها تنتقل المعلومات أو الصفات الجينية أو الوراثية من الآباء إلى الأبناء. و´´الشفرة´´ الجينية التي توجد في الحمض النووي DNA في كل خلية هي في الحقيقة عبارة عن المعلومات التي تبين كيفية إنتاج البروتينات بتلك الخلية.

‏وتتكون البروتينات من سلاسل من الأحماض الأمينية ترتبط ببعضها البعض بما يسمى الروابط الببتيدية Peptide Bonds‏. وكل نوع من البروتين يتكون من مجموعة معينة من الأحماض الأمينية في ترتيب كيميائي معين. وتلك الأحماض الأمينية المعينة أو المحددة الموجودة والطريقة التي ترتبط بها ببعضها البعض بشكل متتابع هي ‏التي تعطي البروتينات التي تبني الأنسجة المختلفة وظائفها الفريدة وخصائصها المميزة. وكل بروتين في الجسم يكون مكرسا لوظيفة أو حاجة محددة. فلا يمكن لبروتين أن يحل محل بروتين آخر وظيفيا.
‏والبروتينات التي تشكل بنيان الجسم لا تأتي هكذا مباشرة من الطعام. ولكن البروتين الغذائي يتم هضمه وتحلله في القناة الهضمية حتى يتحول إلى مكوناته من الأحماض الأمينية التي يمتصها الجسم ويمثلها لكي يبني بها البروتينات المحددة التي يحتاجها. وهكذا فإن الأحماض الأمينية بالذات وليست البروتينات مجردة هي التي تعد العناصر الغذائية الضرورية.

‏وبالإضافة إلى اتحاد الأحماض الأمينية معا لتشكيل بروتينات الجسم، فإن بعض الأحماض الأمينية تعمل كناقلات عصبية أو كمواد تتكون منها تلك الناقلات العصبية (وهي الكيميائيات التي تحمل المعلومات من خلية عصبية إلى أخرى). وهكذا تكون بعض الأحماض الأمينية المعينة ضرورية للمخ لكي يتلقى ويرسل الرسائل العصبية. وبعكس مواد أخرى كثيرة، فإن الناقلات العصبية تكون قادرة على عبور الحاجز بين الدم والمخ. وهذا الحاجز هو نوع من الدرع الدفاعي الذي خلق لحماية المخ من السموم والمواد الغريبة التي قد تسري في مجرى الدم. والخلايا البطانية التي تشكل جدر الشعيرات الدموية في المخ تكون متلاصقة فيما بينها بشكل يغرق ما يوجد في الشعيرات الدموية في أي مكان آخر بالجسم. وهذا يمنع أية مواد خاصة تلك القابلة للذوبان في الماء من التسرب عبر جدر الشعيرات الدموية إلى أنسجة المخ. ونظرا لأن بعض الأحماض الأمينية يمكنها أن تعبر من خلال هذا الحاجز، فإن المخ يمكنه أن يستخدمها للاتصال بالخلايا العصبية التي توجد في أي مكان آخر بالجسم.

‏والأحماض الأمينية أيضا تمكن الفيتامينات والمعادن من أداء وظائفها بكفاءة. فحتى لو قام الجسم بامتصاص الفيتامينات والمعادن وتمثيلها، فإنها لا تكون فعالة إلا في وجود الأحماض الأمينية الضرورية (فعلى سبيل المثال، فإن انخفاض مستويات الحمض الأميني التيروسين Tyrosine ‏قد يؤدي إلى نقص الحديد). كما أن نقص أو انخفاض أيض الأحماض الأمينية الميثيونين والتورين ترتبط بحالات الحساسية واضطرابات المناعة الذاتية. وكثير من الأشخاص المسنين ‏يعانون الاكتئاب أو المشكلات العصبية التي قد تكون مصحوبة بحالات نقص الأحماض الأمينية التيروسين والتريبتوفان والفينيل ألانين والهيستيدين وكذلك الأحماض الأمينية ذوات السلاسل المتفرعة: الفالين والأيسوليوسين والليوسين، وهي أحماض أمينية يمكن أن تستخدم لإعطاء الطاقة مباشرة إلى النسيج العضلي. وتستخدم جرعات عالية من الأحماض الأمينية متفرعة السلاسل في المستشفيات لعلاج الأشخاص الذين يعانون الإصابات والعدوى.

‏ويوجد 28 ‏حمضا أمينياً تقريبا من الأحماض الأمينية المعروفة والشائعة التي ترتبط ببعضها بطرق مختلفة لتشكيل مئات من الأنواع المختلفة من البروتينات التي توجد في جميع الكائنات الحية. وفي جسم الإنسان ينتج الكبد حوالي 80% من الأحماض الأمينية التي يحتاجها الجسم. والـ 20% الباقية يجب أن يحصل عليها الجسم من الغذاء. وهذه تسمى الأحماض الأمينية الأساسية Essential Amino. والأحماض الأمينية الأساسية التي يجب أن يحصل عليها الجسم من الغذاء هي: الهيستيدين والأيسوليوسين والليوسين واللايسين والميثيونين والفينيل ألانين والثريونين والتريبتوفان والفالين. وأما الأحماض الأمينية غير الأساسية Nonessential amino التي يمكن تخليقها في الجسم من أحماض أمينية أخرى يتم الحصول عليها من مصادر غذائية فتشمل: الألانين والأرجينين والأسباراجين وحمض الأسبارتيك والسيترولين والسيستيين والسيستين وحمض الجاما-أمينوبيوتيريك وحمض الجلوتاميك والجلوتامين والجلايسين والأورنيثين والبرولين والسيرين والتورين والتيروسين. وتسمية تلك الأحماض الأمينية غير الأساسية لا تعني أنها غير ضرورية، بل تعني فقط أنها لا يشترط توافرها في الغذاء إذ إن الجسم يمكنه إنتاجها عند الحاجة إليها.

‏إن عمليات تمثيل الأحماض الأمينية لصنع البروتينات، وتكسير البروتينات إلى أحماض أمينية ليستخدمها الجسم هي عمليات مستمرة. فعندما نحتاج إلى بروتينات لصنع الإنزيمات، فإن الجسم ينتج المزيد من البروتينات الخاصة بالإنزيمات. وعندما نحتاج إلى مزيد من الخلايا، فإن الجسم ينتج المزيد من بروتينات الخلايا. وهذه الأنواع المختلفة من البروتينات يتم إنتاجها كلما ظهرت الحاجة إليها. فإذا نضب المخزون من الأحماض الأمينية الأساسية، فإن الجسم لن يمكنه إنتاج البروتينات التي تحتاج إلى تلك الأحماض الأمينية. وحتى لو غاب حمض أميني أساسي واحد، فإن الجسم لن يمكنه الاستمرار في إنتاج البروتين بكفاءة. وهذا قد يؤدي إلى نقص في البروتينات الحيوية في الجسم مما قد يسبب مشكلات تتراوح من عسر الهضم إلى الاكتئاب إلى توقف النمو.

‏كيف يمكن أن يحدث مثل هذا الموقف؟ إن الأمر أكثر سهولة مما تتصور. فتوجد عوامل كثيرة يمكن أن تساهم في حدوث حالات نقص ‏في الأحماض الأمينية الأساسية حتى لو تناولت غذاء جيدا متوازنا يحتوي على ما يكفي من البروتين. ومن هذه العوامل: نقص الامتصاص، العدوى، الإصابات، التوتر، تعاطي الكحوليات أو المخدرات، التقدم في السن، اختلال التوازن في العناصر الغذائية الأخرى. وهذه العوامل يمكن أن تؤثر على توافر الأحماض الأمينية الأساسية في الجسم. وإذا لم يكن الغذاء متوازنا بشكل سليم -أي إذا لم يمد الجسم بكميات كافية من الأحماض الأمينية الأساسية- فإنه عاجلا أو آجلا سوف يظهر هذا النقص في صورة نوع من الخلل الجسماني.

‏ومع ذلك، فهذا لا يعني أن الحل يكمن في تناول طعام يحتوي على كميات هائلة من البروتين. فهذا في الواقع يكون حلا غير صحي. فكثرة البروتين تضع عبئا ثقيلا على الكبد والكلى اللذين يكون لزاما عليهما التعامل مع نفايات التمثيل الغذائي للبروتين والتخلص منها. وحوالي نصف الأحماض الأمينية في بروتين الغذاء يتحول إلى جلوكوز عن طريق الكبد ويتم الاستفادة بهذا الجلوكوز للحصول على الطاقة اللازمة لنشاط الخلايا. وهذه العملية ينتج عنها إحدى النفايات وهي النشادر (الأمونيا). والنشادر مادة سامة للجسم، لذا فإن الجسم يحمي نفسه بجعل الكبد يقوم بتحويل النشادر إلى مادة أقل سمية من البولينا (اليوريا) التي تسري مع تيار الدم إلى الكليتين حيث يتم ترشيحها والتخلص منها مع البول.

‏وطالما أن كمية البروتين التي يتم تناولها ليست كبيرة جدا والكبد يعمل بكفاءة، فإن النشادر يتم معادلتها أولا بأول تقريبا لذا فإنها لا تسبب ضررا للجسم. ومع ذلك فإذا تكونت كميات كبيرة من النشادر أكبر من قدرة الكبد على التعامل معها بسبب الإسراف في تناول البروتين أو بسبب عسر الهضم أو بسبب خلل في وظائف الكبد، فقد يحدث تراكم للنشادر إلى مستويات سامة. وممارسة مجهود جسماني مضن يميل أيضا إلى التسبب في تراكم النشادر في الدم. وهذا قد يسبب مشكلات صحية خطيرة وتتضمن الاختلال المرضي المخي Encephalopathy أو الغيبوبة الكبدية Hepatic Coma. وارتفاع مستويات اليوريا بشكل غير طبيعي يمكن أن يسبب مشكلات صحية وتتضمن التهاب الكلى وآلام الظهر. لذا فإن المهم في الأمر ليس مجرد كمية البروتين التي يتم تناولها، ولكن الأهم هو نوعية هذا البروتين وما يحتويه من أحماض أمينية يحتاجها الجسم.
‏ومن الممكن تناول مكملات تحتوي على الأحماض الأمينية (أساسية وغير أساسية). وعند الإصابة باضطرابات مرضية معينة يكون من المفيد تناول مكملات تحتوي على حمض أميني محدد أو مجموعة من أحماض أمينية بعينها، وهي تقوم حينئذ بتدعيم عمليات الأيض ‏التي يكون الخلل فيها مسئولا عما أصابك من حالة مرضية. ويجب على النباتيين بصفة خاصة الحرص على أن يتضمن غذاؤهم جميع الأحماض الأمينية التي يحتاجها الجسم وإلا أصيبوا بالضرر.

قانون الوراثة

قانون الوراثة

كتب محمّد تقي فلسفي

الأربعاء, 20 يوليوز/تموز 2011 13:54

أدرك الانسان منذ أمد بعيد ، أن الموجود الحي ينقل كثيراً من الصفات والخصائص إلى الأجيال التي تليه ، فالجيل اللاحق يكتسب صفات الجيل السابق . فبذرة الزهرة تحفظ في نفسها خصائص الساق والورقة والزهرة والألوان الطبيعية لها ، وبعد الانبات تأخذ بإظهار تلك الخصائص واحدة تلو الأخرى. إن بذرة المشمش تشتمل على جميع الصفات المائزة للشجرة التي وجدت منها ، فعندما تزرع هذه البذرة ، وتنبت ، وتأخذ بالنمو تظهر تلك الصفات تدريجياً . وهكذا فالقطة الصغيرة تشبه أبويها في هيكلها وشعرها ومخالبها. وترث صفات أسلافها . وكذلك الطفل الافريقي فهو يشبه أبوبه في سواد البشرة وتجعد الشعر ، ووضع الأنف ولون العيون في حين أن الطفل الأوروبي يرث المميزات التي يختص بها العنصر الذي ينتمي إليه أبواه في لون البشرة والعيون والشعر ووضع الأنف وما شاكل ذلك. وبصورة موجزة نقول : إن قانون الوراثة من القوانين المهمة في حياة الموجودات الحية . وهذا القانون هو الذي يكفل للنبات والحيوان والانسان بقاء صورها النوعية الخاصة بها ... وعلى هذا الأساس يكتسب الأبناء صفات الآباء من دون حاجة إلى أي نشاط إرادي منهم. عامل الوراثة : حققت العلوم التجريبية انتصارات رائعة في مختلف مظاهر الطبيعة . وبذلك كشفت اللثام عن كثير من الحقائق التي كانت مجهولة لدى السابقين ولقد ساير ( علم الأجنة ) و ( البحث عن الخلية ) التقدم العلمي في الجالات الأخرى في تكامله وتوسعه يوماً بعد يوم. لقد استطاع العلماء أن يفحصوا الموجودات الصغيرة بواسطة أجهزة قوية ومكرسكوبات ( مجاهر ) دقيقة ، توصلوا أخيراً إلى أن منشأ ظهور الموجود الحي هو وحدة صغيرة جداً تسمى ( الخلية ) ، وهذه تتكامل تحت شروط معينة ، وتظهر بصورة حشرة أو حيوان أو إنسان . إن اكتشاف هذا السر الدفين عقد قانون الوراثة أكثر ، وأدى إلى توسع البحوث فيه والتساؤل عن أسرار هذه الخلية وكيفية تأثير عوامل الوراثة فيها وأين تكمن ؟. « لقد صرف علماء الحياة وقتاً كثيراً خلف الميكرسكوبات في البحث عن أسرار الخلية . فإن المسألة كانت محاطة بمشاكل عديدة . فهم كانوا يواجهون الخلية من جهة وكيف أن هذا العضو المادي يحتفظ بخواصه الفيزياوية والكيمياوية ، ومن جهة أخرى كانوا يصطدمون بقوانين الوراثة التي أخذت تتضح حسب معادلات رياضية دقيقة تبعاً لقانون ( مندل ) » « فأين يكمن عامل الوراثة ؟ وفي أي جزء من الخلية ؟ وعلى أي الأعضاء يقع عبء هذه الظاهرة ؟ أي جزء من ( البروتوبلازم ) وأي جانب من ( النواة ) يجعل الطفل يرث شكل أنف أمه وعيني أبيه . والصفة الفلانية من أجدادة ؟! » (1) وبعد الجهود العظيمة والتتبع الدقيق توصل العلماء إلى أن في الخلية ( نواة ) بيضية الشكل ذات جدار مرن ، توجد في داخلها أجسام صغيرة تظهر عند انقسام الخلية ، ولقد أسموها بـ ( الكروموسومات ). « ولقد توصل كثير من علماء الحياة إلى معرفة أعدادها وأثبتوا أن كل خلية من خلايا جسم الانسان تحوي 48 كروموسوماً ، وخلية الفأرة 40 ، والذبابة 12 ، والحمص 12 ، والطماطم 24 ، والنحلة 32 ... ألخ » (2) ولقد خطا العلماء في تحقيقاتهم العلمية في هذا المضمار خطوة أخرى ، فتوصلوا إلى أن في ( الكروموسومات ) أجساماً صغيرة جداً أطلقوا عليها إسم ( الجينات ) ، وأثبتوا أن هذه الأجسام هي الناقلة للصفات الوراثية في الحقيقة. فالجينات هي التي تؤثر في انتقال صفات الشعر والبشرة ووضع الأنف والشفتين وغير ذلك من الصفات من الآباء والأمهات إلى الأولاد. « ولقد أثبت علم الوراثة الحديث ، أن الصفات الوراثية تنتقل بواسطة الكروموسومات وتتوزع توزيعاً خاصاً في الخلايا التناسلية وعليه فإن لهذه الكروموسومات أجزاء صغيرة جداً يبلغ عددها العشرات والمئات تسمى بـ ( الجينات ) ، وهي تكون العوامل الوراثية . لقد توصلوا إلى وضع هذه الجينات في نوع من الذباب اسمه ( دروزوفيل ) وعينوا مراكز تلك الجينات بالنسبة إلى الكروموسومات وعرفوا أبعادها ... » (3) « إن الصفات الوراثية ترتبط بعوامل معينة تسمى بـ ( الجينات ) وإن عددها كثير جداً . هذا ولا تخلو الجينات من تأثير على بعضها البعض . فقد يرتبط تأثير واحد بعدة جينات بمعنى أن كلاً منها ينقل جزء معيناً من تلك الخواص والصفات ... » (4). الوراثة قبل تطورها : لم تكن البشرية تجهل قانون الوراثة تماماً فيما مضى ، بل كانوا يجهلون خصوصياتها ، إن علماء الماضي كانوا يعلمون أن في بذرة الزهرة ونواة الشجرة ونطفة الانسان والحيوان ذخائر تنقل صفات الأجيال السالفة للأجيال اللاحقة. إن ما اكتشفه علماء الوراثة اليوم ، وتوصلوا إليه بأبحاثهم الدقيقة من وجود موجودات صغيرة داخل الكروموسومات تنقل الصفات الوراثية والتي أسموها ( الجينات ) ليس أمراً جديداً كل الجدة . فالرسول الأعظم والأئمة الطاهرون عليهم السلام ، الذين كانوا يكشفون الحقائق بنور الوحي والالهام لم يغفلوا أمر هذا القانون الدقيق . بل أشير إليه في بعض النصوص وأطلق على عامل الورائة فيها اسم ( العرق ) وبعبارة أوضح : فإن المعنى الذي يستفيده علماء الوراثة اليوم من كلمة ( الجينة ) هو نفس المعنى الذي استفادته الأخبار من كلمة ( العِرق ) وعلى سبيل المثال نذكر بعض تلك الروايات. 1 ـ عن النبي ( ص ) : « أنظر في أي شيء تضع ولذلك ، فإن العِرق دساس » (5) . وحينما نراجع المعاجم اللغوية في معنى كلمة ( دساس ) نجد أن بعضها ـ كالمنجد ـ يعلق على ذلك بالعبارة التالية : « العرق دساس أي : أن أخلاق الآباء تنتقل إلى الأبناء » (6). فهذا الحديث يتحدث عن قانون الوراثة بصراحة . ويعبر عن العامل فيها بالعِراق . فالنبي ( ص ) يوصي أصحابه بألا يغفلوا عن قانون الوراثة بل يفحصوا عن التربة الصالحة التي يريدون أن يبذروا فيها ، لكي لا يرث الأولاد الصفات الذميمة. 2 ـ عن الامام أمير المؤمنين ( ع ) : « حسن الأخلاق برهان كرم الأعراق » (7) . وهذا الحديث يثبت إمكان اكتشاف الطهارة العائلية للفرد من السجايا الفاضلة عنده. 3 ـ وهذا محمد بن الحنفية ابن الامام علي ( ع ) كان حامل اللواء في حرب الجمل ، فأمره علي بالهجوم ، فأجهز على العدو ، لكن ضربات الأسنة ورشقات السهام منعته من التقدم فتوقف قليلاً ... وسرعان ما وصل إليه الامام وقال له : « إحمل بين الأسنة » فتقدم قليلاً ثم توقف ثانية ، فتأثر الامام من ضعف ابنه بشدة فاقترب منه و « ... ضربه بقائم سيفه وقال : أدركك عرق من أمك » (8). فهنا يثبت الامام ( ع ) أن الجبن الذي ظهر واضحاً في ابنه محمد ليس موروثاً منه ( ع ) لأنه لم يعرف للجبن معنى قط ، فلا بد وأن يكون من أمه ، لأنها لم تكن من الفضيلة بدرجة تكون معها بمنزلة الصديقة الزهراء ( ع ).

أساسيّات في الوراثة - الوراثة الماندليّة وبعض المفاهيم الوراثيّة

أساسيّات في الوراثة - الوراثة الماندليّة وبعض المفاهيم الوراثيّة

كثيراً ما نتساءل عن صفاتنا عندما ننظر إلى نفسنا في المرآة، بعضنا بعيون زرقاء، وبعضنا عيونه خضراء، والكثير من الصفات التي لا نعرف مصدرها.. ولا نعرف لم نحن هكذا بالتحديد..
علم الوراثة هو العلم الوحيد القادر على تفسير هذه الصفات، ومعرفة مصدرها.. ولنعي تماماً المعلومات الوراثية، لا بدَّ أن نحيط بالعديد من الأفكار الأساسية، ومن ثم ننتقل إلى المعلومات الاختصاصية...
النمط الظاهري Phenotype
: مجموعة الخصائص والصفات المشاهَدة لدى أي كائن حي، أو بعبارة أخرى الخصائص التي يمكن قياسها.
النمط المورثي Genotype : العوامل المورثية (الرموز) المسؤولة عن إظهار النمط الظاهري.
إذاً، لكل كائن حي مجموعة من الصفات والخصائص، يتفرد ببعضها عن كل أبناء جنسه، وبعضها الآخر مشترك بينه وبين باقي أفراد المجموعة الواحدة. وكل تلك الصفات تظهر وفق عمليات ترجمة منظمة لرموز تدعى بـ "المورثات Genes" المحمولة على بنىً تدعى بـ"الصبغيات Chromosomes".
السؤال الذي يطرح نفسه هنا، كيف تُتَرجم المورثة إلى صفة ظاهرة؟
إن تلك العملية معقدة جداً، يدخل فيها العديد من الوسائط.. سنتحدث بالتفصيل عن تلك العملية لاحقاً.
ولكن ما يهمنا الآن هو ما يلي : يكون النمط الظاهري آخر نتيجة يحصل عليها الجسم بعد الكثير من العمليات الاستقلابية التي تلي تفكيك رموز المورثات.
ومن الجدير بالذكر، أن كل صفة من صفات الكائن الحي لها تفرد وخصوصية في آلية ظهورها والعوامل المساهمة في تلك العملية، فبعض الصفات مثلاً تحتاج لمورثة واحد فقط تترجم فتظهر الصفة، ولكن البعض الآخر من الصفات تحتاج إلى أكثر من مورثة تترجم وفق تسلسل معين تظهر الصفة من خلاله.
حسناً، ولو كانت المورثات ثابتة منذ بدء الزمن، لما حصلنا على اختلافات بين البشر أبداً،، ما هي العوامل التي قد تغير من المورثة، وبالتالي قد يتغير النمط الظاهري كنتيجة لذلك؟
الطفرات Mutations :
إن المورثة "قد" تعتبر كياناً ثابتاً تنتقل من جيل لآخر عبر التكاثر وعمليات الانقسام الخلوي، ويتحكم في انتقالها نظام عالي الدقة يمنع حدوث أي خطأ.
لكن في بعض الأحيان قد تتعرض المورثة إلى تغيير مفاجئ في أحد بناها "الأساسية" مؤدياً إلى اختلاف النمط الظاهري الناتج عن ترجمة تلك المورثة.
و يتراوح الأثر الناجم عن الطفرة ما بين "غير الملحوظ Undetectable" و"القاتل Lethal"، ولا بد أن نعلم أن الطفرة عبارة عن تعديل ضئيل جداً في إحدى المورثات قد ينجم عنه اختلال كبير جداً في شكل الكائن الحي أو أحد وظائفه.
لذا فإن ذلك يخلق لدينا دراية تامة بأنه إذا كانت المورثة تنتقل من جيل لآخر، فبالتالي ستنتقل الطفرة (وأثرها) من الجيل التي حدثت فيه إلى الجيل التالي.
مثال : بيلة الفينيل كيتون Phenylketonuria :بيلة الفينيل كيتون هي مرض ناتج عن اختلال وراثي (طفرة) ينجم عنهُ غياب الأنزيم المسؤول عن تحويل الحمض الأميني الفينيل ألانينن Phynylalanine إلى الحمض الأميني التيروزين Tyrosine.و ينجم عن ذلك تراكم الفينيل ألانين والعديد من السموم التي تؤثر سلباً على صحة المصاب.
ما يهمنا من المثال هو عرض أثر ظاهري خطير ناتج عن طفرة صغيرة جداً.

اذا.. كيف تتواجد المورثات فيجسم الكائن؟ وأين؟ ووفق أي تراتبية؟
الصيغة الصبغية :
إن مفهوم الصيغة الصبغية يعتمد على الكائن الحي المدروس، ولنأخذ الإنسان على سبيل المثال، فهو يملك في كل خلية (46)
لذا، فإن الصبغي (6) مثلاً موجود بنسختين إحداهما من الأب والأخرى من الأم، لذا فإن "أي" مورثة موجودة على ذلك الصبغي هي عبارة عن نسختين أحدهما من الأب والأخرى من الأم.
إن كل ما سبق، يوجهنا نحو مفهوم الصيغة الصبغية المضاعفة Diploid لدى الكائن الحي.
و لتتحقق الصيغة المضاعفة تلك ،لا بد وأن تكون الصيغة الصبغية في كل من النطفة والبويضة مفردة Haploid، وذلك للحصول على الصيغة المضاعفة عند التقاء النطفة والبويضة لتشكيل البيضة الملقحة.
إن كل تلك المعلومات -كما ذكرت- تتباين بحسب الكائن المدروس، ففي الإنسان ومعظم الكائنات العليا يكون الفرد الكامل مضاعف الصيغة الصبغية، أما العروس (أي النطفة والبويضة) تملك صيغة صبغية مفردة.
لكن الوضع يختلف في باقي الكائنات، فإذا أخذنا الأشنيات على سبيل المثال، فالكائن الكامل لديها مفرد الصيغة الصبغية، أما الأبواغ (أي الجيل العروسي) فتكون مضاعفة الصيغة الصبغية.
يختلف الأمر أيضاً لدى البكتيريا، حيث أنها مفردة الصيغة الصبغية دوماً، وتلجأ للانقسامات الفتيلية (الخيطية) Mitosis من أجل التكاثر، دون اللجوء إلى الانقسامات المنصفة meiosis ولا حتى لآلية صناعة الأعراس.
ولاحظنا فيما سبق أن الكائن الحي يتكاثر "بمفرده" أي انه يملك كل المقومات التي تخوله للقيام بالتكاثر، ولكن الفيروسات Viruses لا تملك تلك الإمكانية. وبغض النظر عن صيغتها الصبغية وماهية المادة الوراثية فيها، فإن الفيروسات مجبرة على البحث عن كائن مضيف Host تستجر منه المواد اللازمة لتتكاثر.
ومتى تم اكتشاف المورثات؟ من أول من بدأ بدراستها؟؟
اكتشاف المورثات Discovery Of Genes
إن أول من فكر بوجود عوامل مسؤولة عن إظهار الصفات هو العالم والراهب النمساوي غريغور جوهان ماندل Gregor Johan Mendel الذي أجرى بحوثه على نبات البازلاء peas حيث كانت باكورة اكتشافاته ما يلي :
هناك عوامل خاصة Particular Factors تنقل الصفات من الآباء إلى باقي الذرية دون أن يطرأ عليها أي تغيير، وتنتقل تلك العوامل عن طريق عملية الإلقاح التي تتم بين غبار الطلع والبيوض النباتية Ovules لإنتاج أفراد جديدة.
مبدأ ماندل الأول، مبدأ استقلال الصفات :
لقد وصف ماندل – وبشكل مبدئي – أن المورثات لا تؤثر على بعضها خلال عملية التعبير.
وبعبارة أخرى، تنتقل المورثة من جيل لآخر بشكل مستقل عن المورثات الأخرى، فتحاول التعبير عن نفسها عندما تتواجد، وذلك دون وجود علاقات مع المورثات الأخرى.
الجدير بالذكر أن قانون ماندل كان صحيحاً حتى وقت معين، حيث اكتشف ارتباط بعض المورثات ببعضها، وتوضح مفهوم "الارتباط المورثي" الذي سنتكلم عنه فيما بعد.
كيف يمكننا التوفيق بين مفهوم المورثة وعدة أنماط ظاهرية من أجل صفة واحدة؟
مفهوم الصنوة Allele :
لا بد من معرفة أن المورثة هي عبارة عن مصطلح يَضم في طياته أكثر من شكلاً مورثياً ليعطي أكثر من نمط ظاهري من أجل نفس الصفة المسؤولة عنها تلك المورثة.
لنأخذ مثالاً للتوضيح، ففي صفة لون بذور نبات البازلاء ، لماذا هناك بذرة خضراء، وبذرة صفراء؟؟؟
ذلك لأن المورثة المسؤولة عن إظهار لون البذرة لها أكثر من شكل، وكل شكل اسمه "صنوة" حيث هناك صنوة تمنح البذرة لونها الأصفر، وصنوة مختلفة تماماً تمنح البذرة لونها الأخضر.
وبالتالي، فظهور لون معين للبذور محدَّد بتقابل صنوتبن (الصيغة المضاعفة) لمورثة لون البذور، إحدى الصنوتين على الصبغي الأبوي (من الأب) والصنوة الأخرى على الصبغي الأموي (من الأم – الأب الآخر).
ما الذي يحدد الصنوات المتقابلة لصفة معينة؟ وهل تتماثل الصنوتان المتقابلتان أم تختلفان؟
لنفكر قليلاً، من الممكن أن تكون الصنوتين المتقابلتين متماثلتين، ومن الممكن أيضاً أن تكونا مختلفتين.. لذا، فذلك يخلق لدينا مفهوماً جديداً حول ما يسمى بالفرد متماثل اللواقح والفرد متخالف اللواقح...
الفرد المتماثل اللواقح Homozygous :
حيث تكون الصنوتان المتاقبلتان لمورثة معين متماثلتان، والنمط الظاهري لا شك فيه ولا خلاف.. ولا حاجة لأي قانون أو مفهوم وراثي لمعرفة النمط الظاهري، فإذا كانت الصنوتان مسؤولتان عن إظهار لون البذور الأخضر، فحتماً سيكون لون البذور أخضر.
الفرد متخالف اللواقح Heterozygous :
حيث تكون الصنوتان المتقابلتان لمورثة معينة مختلفتان، أي لا يمكن معرفة الصفة الظاهرة إلا بمعرفة الصنوة الأرجح، أو حتى معرفة الطريقة التي تظهر من خلالها الصفة.
ما هي أولى تجارب ماندل؟
قبل ذلك، لا بد من الإشارة إلى أن الفرد متماثل اللواقح - بالنسبة لصفة معينة - هو من سلالة صافية، والفرد متخالف اللواقح - بالنسبة لصفة معينة – من سلالة غير صافية (هجينة).
أجرى ماندل أولى تجاربه دارساً صفة لون البذور عند نبات البازلاء وفق ما يلي :
أحضر مناندل فردي بازلاء، الفرد الأول أخضر البذور من سلالة صافية (أي متماثل اللواقح)، والفرد الآخر أصفر البذور من سلالة صافية (أي متماثل اللواقح ).. فكان الأفراد الناتجون ذوي بذور صفراء متخالفي اللواقح! (بحسب اكتشاف ماندل).
لماذا كانت البذور الناتجة صفراء وليست خضراء مثلاً؟ أي ما الذي يحدد النمط الظاهري حالة الفرد متخالف اللواقح بالنسبة لصفة معينة؟
إن ذلك لا يحدد بقانون ثابت، فهناك أكثر من قانون يحكم ظهور نمط ظاهري معين لصفة ما، وذلك بالطبع بحسب المورثة.. وللتوضيح لا بد من معرفة مبدأي السيادة التامة والسيادة المشتركة.
السيادة التامة Complete Dominance - الرجحان التام :
إن لذلك التعبير أهمية كبيرة في فهم النمط الظاهري لفرد متخالف اللواقح (الصنوات)، حيث يعني مفهوم السيادة التامة، سيادة إحدى الصنوتين على الصنوة الأخرى المقابلة، وحينها يكون النمط الظاهري وفقاً للصنوة الأرجح (الأقوى - السائدة) أما الصنوة الأخرى فهي موجودة لكن دون أن تعبر عن نفسها أبداً.
و لنعد إلى تجربة ماندل حول لون البذور، فإن الأفراد الناتجين عن التزاوج هم ببذور صفراء، ونمطهم المورثي متخالف اللواقح (صفراء- خضراء)، إذاً "صنوة لون البذور الأصفر هي الراجحة دون أدنى شك".
السيادة غير التامة (المشتركة) Incomplete Dominance – الرجحان المشترك :
ولهذا التعبير أيضاً أهمية كبيرة في تفسير بعض الأنماط الظاهرية الناتجة عن نمط مورثي متخالف اللواقح (الصنوات)، حيث أنه – وفي أمثلة غير لون بذور البازلاء – نجد أنماطاً ظاهرية مشتركة بين الصنوتين الموجودتين، أي أن كلتا الصنوتين عبرتا عن نفسها، وبشكل متساوي.
إن هذا المفهوم لم يتوصل إليه ماندل، كونه اقتصر تجاربه على صفات تعتمد في ظهورها على قانون السيادة التامة – الرجحان التام.
مثالا عن السيادة المشتركة – الرجحان المشترك..
الزمر الدموية ، فجميعنا نعلم بوجود أشخاص زمرتهم الدموية AB، وذلك يحصل لأن العلاقة بين المورثتين A، B هي علاقة سيادة مشتركة، حيث لا ترجح الـA على الـB ولا العكس أيضاً، وإنما تعبر كلتا الصنوتان عن نفسيهما في حال كان الفرد متخالف اللواقح نمطه الوراثي (A-B) ليكون نمطه الظاهري AB حيث تتواجد مستضدات الـA ومستضدات الـB معاً لأن الصنوتين قد عبرتا عن نفسيهما بشكل متساوي..
إن ماندل بصراحة لم يعي تماماً نتائج أبحاثه ولم يعرف أسبابها الحقيقة، ولكن لا بدَّ خلال تعلم الوراثة وأسسها أن ندرس 
المبادئ التي توصلَّ إليها ماندل أولاً، لأنها هي ما قادنا إلى التطور الوراثي الذي نحن عليه الآن.



تبرعاتكم والمساهمة تساعدنا علي تطوير الموقع
ويمكن التبرع الي تحت هذا الاسم / https://www.libertyreserve.com
تحت رقم الحساب الاتي :Account Number      U3158448 (stpone43dmax)
 

تعرف علي سر الالوان

تنقسم الالزان الي نوعين اولا طارجة والوان تضعفية نجد ان الالوان الطارحة تسمى المواد او الاصباغ وهي التي نجدها في شكل اصباغ او علبة الالوان وسمية طارحة او سبستراكتيف كلور لان اضافة لونين ينقص درجة الظوء الابيض الي ان نصل الي تدرجات البني ومثال ذلك اذا وضعت فلتر احمر ووضعت عليه اخضر وضعت فلتر اصفر فانك ترى الدنيا بنية
وللتوضيح اكثر عندما تجر فرشة لونية باللون الازرق فان اللون الازرق يمتص او ليس له قدرة الا ان يعكس الطيف الازرق وتوضيح اكثر ان السر اللوني ليس في المادة بل الالوزان اساسا في الضوء وان المادة لها مقدرة عكس طيف ضوئي معين
ماذالا الامر يحتاج الي توضيح
ارايتم قوس قزح من كم لون يتكون؟
انه يتكون من الوان مثلاشية في بعض لا نهائية ولكن عين الانسان تستطيع تحديد سبع تدرجات فنقل ان قوس قزخح عبارة عن سبع اطياف والمنشور الذجاجي يعكس نفس الاطياف وقال العلماء يحلل الضوء وان اقل بانحراف الضوء عن مساره تتغير شدة تردده من نقطة الي اخرى
اذا ما هي الاطياف الضوئية او الوان قوس قزح:
هناك سبع طيف للضوء الابيض عند انحرافه بواسطة منظور  ماهي السبع الوان او لماذ هي:
تعرفون الموسيقة هناك نغمات بطيئة مثل موسيقة الاسلو دانس ونفس الضربات البطيئة نسمعها بتاثير اخر اذا اصبحت ضربات سريعة ومن هنا نجد ان الضوء في كامل موجته وتردده العادي يكن لنا ما رمز له مجازا بالابيض اما عندما يتحلل في اطيافه وعندما نشاهد سبع الوان تقريبا هنا نجد ان السبع اطياف لونية للضوء تختلف شدة تردد كل طيف من الاخر ولو بحثت ستجد مقايس الترددات لكل لاطياف الضوئية.
وجدوا ان اللون الاخضر الليموني درجة تردده اعلى من الاصفر
ر كز ان لكل طيف او درجة لونية ضوئية مدى ترددي مختلف
ونعود الي الالوان المادية او البقمنت انها لها قدرة عكس طيف معين ويحجب في حالة الفلتر او لا يستطكيع عكس الاطياف الاخرى ولذلك سميت بالطارحة علي حسب ترجمتي او الالوان التي تعطيك درجة طيفية معينة من اطياف الضوء وتحجب البالقي لذلك اذا خلط منهم في الوان الزيت الاحمر والازرق والاصفر بنسب محسوبة فستخرج بدرجة لونية اقرب الي اللن البني الداكن او الاسود واذا مزجت الاصفر مع الازرق فتحصل علي الاخضر وكذل الاحمر مع الاصفر فتحصل علي البرتقالي
ان للالوان المادية او الطارحة  تتكون من الوانم اساسية والوان فرعية والالوان الاساسية هي الازرق والاصفر والاحمر اما الفرعية فذكرت جزء منها البرتقالي والاخضر وهلم جرا.
الاوان التضاعفية اديتيف كلور:
هي الاطياف الضوئية او نقل للففهم الالوان الضوئية كالنور الاصفر والنور الاحمر والنور الازرق علمات المرور خير وسيلة للتوضيح ولكن اصلا هي عند تحليل الضوء يصير عندنا اطياف ضوئية تحسها العين سبع درجات مختلفة الازرق النيلبي الليموني .... ان للاطياف الضوئية ثلاث اطياف لونية اساسية الازرق  البحري والاخضر والاحمر انظر بدل هناك في الالوان المادية الاصفر لون اساسي هنا ظهلر الاخضر لون اساس
ناخذ الطيف الاخضر والاحمر  لنفسر الية هذه الالوان الطيفية:
اذا اسقطنا ضوء بلون اخضر علي نقطة بيضاء واسق5طنا ضوء بطيف احمر علي نفس النقطة البيضاء يكن الناتج مدهشا ضوءا اصفر او طيف اصفر وهذا هو مبداء الشاشات التلفزيونية الملونة يستفيدون من هذه الخاصية وتكون هناك ثلاث حبيبات لاترى بالعين المجردة او دقيقة ةجدا عبارة عن حبيبة تشع احمر واخرى تشع اخضر واخرى تشع ازرق عند ضربها بوهج كهرومغنطيسي عالي التردد
من هنا نلاحظ انها سميت تضاعفية لانها كلما اضفت طيف الي طيف يعطيك الطيف الالكثر اشعاعا اللي ان تصل لو مذجت الثلاث اطياف الضوئية الاساسية مع بعض يعطيك الضوء الناصع الابيض
حبيب الله ابكر
فنان تشكيلي