الفرض الأول في علوم الطبيعة والحياة للفصل الأول، السنة الثانية متوسط
المدة: ساعة واحدة (60 دقيقة) المحاور: الهضم الكيميائي: دور أنزيم أميلاز اللعاب في تحويل النشاء، شروط عمل الأنزيم (درجة الحرارة)، الهضم الميكانيكي ودور المضغ، الامتصاص المعوي وتكيّف الأمعاء الدقيقة، المغذيات البسيطة الناتجة عن الهضم
التمرين الأول: تأثير اللعاب على النشاء (6 نقاط)
أراد التلميذ كريم، من قسنطينة، معرفة دور اللعاب في هضم الخبز، فأنجز في المخبر التجربة التالية. حضّر أربعة أنابيب اختبار، ووضع في كل منها $5\,\text{mL}$ من مطبوخ النشاء، ثم أضاف إليها ما يلي وترك كل أنبوب مدة 20 دقيقة:
- الأنبوب 1: ماء مقطّر، ويوضع في حمام مائي عند $37^\circ\text{C}$.
- الأنبوب 2: لعاب، ويوضع في حمام مائي عند $37^\circ\text{C}$.
- الأنبوب 3: لعاب، ويوضع في وعاء به ماء مثلّج عند $0^\circ\text{C}$.
- الأنبوب 4: لعاب سبق غليه، ويوضع في حمام مائي عند $37^\circ\text{C}$.
بعد 20 دقيقة قسّم كريم محتوى كل أنبوب إلى جزأين: أضاف إلى الأول ماء اليود، وأضاف إلى الثاني محلول فهلنغ ثم سخّنه. النتائج مدوّنة في الجدول:
| الأنبوب | ماء اليود | محلول فهلنغ بعد التسخين |
|---|---|---|
| 1 | لون أزرق بنفسجي | لا يتغير (يبقى أزرق) |
| 2 | لا يتغير (يبقى برتقاليًا) | راسب أحمر آجري |
| 3 | لون أزرق بنفسجي | لا يتغير (يبقى أزرق) |
| 4 | لون أزرق بنفسجي | لا يتغير (يبقى أزرق) |
الأسئلة:
- ما دور الأنبوب 1 في هذه التجربة؟ (1 ن)
- فسّر نتائج الأنبوب 1 ثم الأنبوب 2، واستنتج دور اللعاب. (1,5 ن)
- قارن نتيجة الأنبوب 2 بنتيجتي الأنبوبين 3 و4، ثم فسّر الاختلاف. (2 ن)
- سمّ المادة الفعّالة في اللعاب التي أحدثت هذا التحول، واذكر نوع الهضم الذي يمثله هذا التفاعل. (1,5 ن)
الحل وسلم التنقيط
حل التمرين الأول (6 نقاط)
1. دور الأنبوب 1 (1 ن)
- هو أنبوب شاهد (تجربة مقارنة): يحتوي ماء مقطّرًا بدل اللعاب في الظروف نفسها. (0,5 ن)
- يثبت أن تغير النشاء لا يحدث بوجود الماء وحده، بل يحتاج إلى اللعاب. (0,5 ن)
2. التفسير والاستنتاج (1,5 ن)
- الأنبوب 1: ماء اليود يعطي لونًا أزرق بنفسجيًا، فالنشاء موجود. ومحلول فهلنغ سلبي، فلا يوجد سكر مُرجِع. النشاء لم يتغير. (0,5 ن)
- الأنبوب 2: ماء اليود سلبي، فالنشاء اختفى. ومحلول فهلنغ إيجابي (راسب أحمر آجري)، فقد ظهر سكر مُرجِع. (0,5 ن)
- الاستنتاج: اللعاب يحوّل النشاء إلى سكر مُرجِع (المالتوز). (0,5 ن)
3. المقارنة والتفسير (2 ن)
- المقارنة: في الأنبوب 2 اختفى النشاء وظهر السكر المُرجِع عند $37^\circ\text{C}$. أما في الأنبوبين 3 و4 فيبقى النشاء ولا يظهر السكر. (1 ن)
- التفسير: عند $0^\circ\text{C}$ يتوقف عمل مادة اللعاب الفعّالة أو يتباطأ كثيرًا. وبعد الغليان تتلف هذه المادة نهائيًا، فلا تعمل حتى عند $37^\circ\text{C}$. (0,5 ن)
- النتيجة: عمل الأنزيم مرتبط بدرجة حرارة مناسبة (حوالي $37^\circ\text{C}$). (0,5 ن)
4. المادة الفعّالة ونوع الهضم (1,5 ن)
- المادة الفعّالة هي أنزيم أميلاز اللعاب (الأميلاز اللعابي). (1 ن)
- نوع الهضم: هضم كيميائي (أنزيمي). (0,5 ن)
التمرين الثاني: الامتصاص المعوي (7 نقاط)
قاس باحثون تركيز بعض المواد في الدم الداخل إلى الأمعاء الدقيقة (الشريان المساريقي) وفي الدم الخارج منها (الوريد الباب) عند شخص بعد تناوله وجبة غنية بالنشاء والبروتينات. النتائج مبيّنة في الجدول:
| المادة | الدم الداخل إلى الأمعاء (g/L) | الدم الخارج من الأمعاء (g/L) |
|---|---|---|
| الغلوكوز | 1,0 | 1,6 |
| الأحماض الأمينية | 0,4 | 0,7 |
| الأملاح المعدنية | 5,0 | 5,3 |
| النشاء | 0 | 0 |
الأسئلة:
- احسب لكل مادة الفرق بين تركيزها في الدم الخارج وتركيزها في الدم الداخل، ثم استنتج دور الأمعاء الدقيقة. (3 ن)
- لماذا لا نجد النشاء في الدم رغم أن الوجبة غنية به؟ (1 ن)
- تتميّز الأمعاء الدقيقة بتكيّفات بنيوية تسهّل الامتصاص. اذكر اثنين منها، مع توضيح فائدة كل واحد. (3 ن)
الحل وسلم التنقيط
حل التمرين الثاني (7 نقاط)
1. حساب الفروق والاستنتاج (3 ن)
- الغلوكوز: $1{,}6-1{,}0=0{,}6\ \text{g/L}$. (0,5 ن)
- الأحماض الأمينية: $0{,}7-0{,}4=0{,}3\ \text{g/L}$. (0,25 ن)
- الأملاح المعدنية: $5{,}3-5{,}0=0{,}3\ \text{g/L}$. (0,25 ن)
- النشاء: $0-0=0\ \text{g/L}$. (0,5 ن)
- تركيز الغلوكوز والأحماض الأمينية والأملاح المعدنية يرتفع في الدم الخارج من الأمعاء، فهذه المواد تنتقل من تجويف الأمعاء إلى الدم. (1 ن)
- إذن الأمعاء الدقيقة هي مكان الامتصاص المعوي. (0,5 ن)
2. غياب النشاء (1 ن)
- جزيئات النشاء كبيرة ولا تعبر جدار الأمعاء. (0,5 ن)
- يجب أن يُهضم النشاء أولًا إلى غلوكوز (مغذٍّ بسيط) حتى يُمتص. (0,5 ن)
3. التكيفات البنيوية (3 ن) (تُقبل أي إجابتين صحيحتين، 1,5 ن لكل واحدة: 0,5 ن للتكيّف و1 ن لفائدته)
- الطول الكبير للأمعاء الدقيقة (حوالي 7 م): يزيد زمن بقاء الغذاء ومساحة التبادل. (1,5 ن)
- وجود ثنيات وزغابات معوية: تزيد السطح الماص بشكل كبير. (1,5 ن)
- بديل: غنى الزغابات بالشعيرات الدموية والأوعية اللمفاوية: تنقل المغذيات الممتصة بسرعة. (1,5 ن)
الوضعية الإدماجية: جدّة سلمى والمضغ (7 نقاط)
تعيش الجدة خديجة (70 سنة) في تيزي وزو، وقد فقدت معظم أسنانها، فصارت تبتلع الخبز بقطع كبيرة دون مضغ جيد، فتشكو من انتفاخ وثقل في المعدة بعد الأكل. أرادت حفيدتها سلمى، تلميذة السنة الثانية متوسط، أن تفهم السبب، فأجرت التجربة التالية: وضعت في أنبوبين كميتين متساويتين من الخبز مع كمية متساوية من اللعاب عند $37^\circ\text{C}$، الأولى قطعة واحدة كبيرة والثانية مفتتة جيدًا، وسجّلت الزمن اللازم لظهور السكر المُرجِع (الذي يُكشف بمحلول فهلنغ):
| حالة الخبز | الزمن اللازم لظهور السكر المُرجِع |
|---|---|
| قطعة كبيرة | 40 دقيقة |
| خبز مفتت | 10 دقائق |
الأسئلة:
- بالاعتماد على الجدول، فسّر لماذا يُنصح بالمضغ الجيد للأغذية. (3 ن)
- اكتب على لسان سلمى فقرة قصيرة (من 4 إلى 6 أسطر) تقدّم فيها لجدتها نصائح تناسب حالتها، وتشرح لها مسار لقمة خبز من الفم حتى وصول نواتج هضمها إلى الدم. (4 ن)
الحل وسلم التنقيط
حل الوضعية الإدماجية (7 نقاط)
1. تفسير فائدة المضغ (3 ن)
- المقارنة: مع الخبز المفتت يظهر السكر المُرجِع بعد 10 دقائق، ومع القطعة الكبيرة يظهر بعد 40 دقيقة، أي أن الهضم أسرع بأربع مرات. (1 ن)
- التفسير: التفتيت (الهضم الميكانيكي) يزيد سطح تماس الغذاء مع اللعاب (الأنزيم)، فيكون الهضم الكيميائي أسرع. (1,5 ن)
- لهذا يُنصح بالمضغ الجيد، لأن ابتلاع قطع كبيرة يبطئ الهضم ويسبب عسر الهضم عند الجدة. (0,5 ن)
2. الفقرة (4 ن)
نموذج إجابة:
«يا جدتي، بما أنك فقدت معظم أسنانك، فقطّعي الخبز إلى قطع صغيرة أو بلّليه قبل أكله، وامضغيه قدر استطاعتك، واستشيري طبيب الأسنان ليضع لك طقم أسنان. فتفتيت الخبز يزيد سطح تماسه مع اللعاب، فيعمل أنزيم الأميلاز بسرعة على النشاء ويبدأ في تحويله إلى سكر مُرجِع. ثم تنتقل اللقمة عبر المريء إلى المعدة فالأمعاء الدقيقة، حيث يكتمل هضمها بفضل العصارات الهضمية حتى تتحول إلى مغذيات بسيطة كالغلوكوز. وبعدها تمر هذه المغذيات عبر زغابات الأمعاء الدقيقة إلى الدم الذي ينقلها إلى أعضاء الجسم.»
سلم التنقيط:
- نصيحة مناسبة لحالة الجدة (تقطيع الخبز إلى قطع صغيرة أو تبليله، المضغ قدر الإمكان، طقم أسنان) مع تعليلها (التفتيت وزيادة سطح التماس مع الأنزيم): 1 ن.
- مسار اللقمة صحيح ومرتب (الفم، المريء، المعدة، الأمعاء الدقيقة): 1,5 ن.
- ذكر تحول النشاء إلى مغذٍّ بسيط (الغلوكوز) ثم امتصاصه في الأمعاء الدقيقة ووصوله إلى الدم: 1 ن.
- سلامة اللغة وحسن العرض: 0,5 ن.