الفرض الأول في علوم الطبيعة والحياة للفصل الأول، السنة الثالثة متوسط
المدة: ساعة واحدة (60 دقيقة) المحاور: الهضم الكيميائي ودور الإنزيمات (الأميلاز اللعابي)، شروط عمل الإنزيم (درجة الحرارة والوسط)، الامتصاص المعوي والزغابات، المغذيات الناتجة عن هضم الأغذية ومصيرها
التمرين الأول: تأثير اللعاب على النشا (8 نقاط)
أرادت المتعلمة إيمان من مدينة سطيف أن تعرف كيف يتحول الخبز في الفم، فأنجزت في مخبر المتوسطة التجربة التالية: وضعت في خمسة أنابيب اختبار الحجم نفسه من محلول النشا، ثم أضافت إليها المواد المبينة في الجدول، وتركت الأنابيب 20 دقيقة. بعد ذلك قسمت محتوى كل أنبوب إلى جزأين، فأضافت إلى الأول ماء اليود وإلى الثاني محلول فهلنغ مع التسخين.
| الأنبوب | المادة المضافة إلى النشا | درجة الحرارة | ماء اليود | محلول فهلنغ (بالتسخين) |
|---|---|---|---|---|
| A | ماء مقطر | $37^\circ C$ | لون أزرق بنفسجي | لا يظهر راسب |
| B | لعاب مخفف | $37^\circ C$ | لا يظهر اللون الأزرق البنفسجي | راسب أحمر آجري |
| C | لعاب مخفف | $0^\circ C$ | لون أزرق بنفسجي | لا يظهر راسب |
| D | لعاب سبق غليه عند $100^\circ C$ | $37^\circ C$ | لون أزرق بنفسجي | لا يظهر راسب |
| E | لعاب مخفف مع قطرات من حمض كلور الماء (وسط شديد الحموضة) | $37^\circ C$ | لون أزرق بنفسجي | لا يظهر راسب |
الأسئلة:
- ما دور الأنبوب A في هذه التجربة؟ (1 ن)
- فسّر نتائج الأنبوب B، ثم اذكر اسم الإنزيم المسؤول عن هذا التحول. (2 ن)
- بمقارنة الأنبوب B بالأنابيب C وD وE، استنتج ثلاثة شروط ضرورية لعمل الإنزيم. (2,5 ن)
- كانت إيمان قد حضّرت أنبوبا سادسا مماثلا تماما للأنبوب C وتركته 20 دقيقة عند $0^\circ C$، ثم نقلته إلى حمام مائي درجة حرارته $37^\circ C$ وانتظرت 20 دقيقة أخرى. ماذا تتوقع أن تلاحظ عند إضافة ماء اليود إلى محتواه؟ علّل إجابتك، ثم بيّن الفرق بين تأثير البرودة وتأثير الغليان في الإنزيم. (2,5 ن)
الحل وسلم التنقيط
حل التمرين الأول (8 نقاط)
- دور الأنبوب A: أنبوب شاهد. (0,5 ن) يبين أن النشا لا يتحول إلى سكر مرجع وحده في غياب اللعاب، وأن الماء المقطر لا أثر له، فالتحول في الأنبوب B سببه اللعاب. (0,5 ن) المجموع: 1 ن
- تفسير نتائج B: اختفى اللون الأزرق البنفسجي مع ماء اليود، فالنشا اختفى. (0,5 ن) وظهر الراسب الأحمر الآجري مع محلول فهلنغ، فقد تكوّن سكر مرجع. (0,5 ن) إذن اللعاب حوّل النشا إلى سكر مرجع (مالتوز). (0,5 ن) والإنزيم المسؤول هو الأميلاز اللعابي. (0,5 ن) المجموع: 2 ن
- شروط عمل الإنزيم: (0,75 ن لكل شرط مستنتج من مقارنة صحيحة، و0,25 ن للاستنتاج العام)
- B مع C: تحول النشا عند $37^\circ C$ ولم يتحول عند $0^\circ C$، فالإنزيم يحتاج إلى درجة حرارة مناسبة (قريبة من $37^\circ C$). (0,75 ن)
- B مع D: لم يتحول النشا مع اللعاب المغلي، فالإنزيم يجب أن يكون سليما غير متخرب بالحرارة العالية. (0,75 ن)
- B مع E: لم يتحول النشا في الوسط الحمضي، فالإنزيم يحتاج إلى وسط مناسب (قريب من التعادل). (0,75 ن)
- استنتاج عام: عمل الإنزيم مرتبط بدرجة الحرارة وبنوع الوسط وبسلامة الإنزيم. (0,25 ن)
المجموع: 2,5 ن
- - التوقع: يختفي اللون الأزرق البنفسجي أو يضعف كثيرا مع ماء اليود. (0,5 ن)
- التعليل: البرودة أوقفت نشاط الإنزيم دون أن تتلفه، وعند عودة الحرارة المناسبة استعاد الإنزيم نشاطه فحوّل النشا. (1 ن)
- الفرق: البرودة تثبّط الإنزيم مؤقتا (تأثير عكوس)، أما الغليان فيتلفه نهائيا ولا يستعيد نشاطه (تأثير غير عكوس). (1 ن)
المجموع: 2,5 ن
التمرين الثاني: الامتصاص على مستوى الأمعاء الدقيقة (7 نقاط)
قاس طبيب في مستشفى بوهران تركيز بعض المغذيات في الدم الداخل إلى الأمعاء الدقيقة (الشريان المساريقي) وفي الدم الخارج منها (الوريد المساريقي) بعد ساعتين من تناول وجبة غنية بالنشا والبروتينات. النتائج مبينة في الجدول:
| المغذي | الدم الداخل إلى الأمعاء (g/L) | الدم الخارج من الأمعاء (g/L) |
|---|---|---|
| الغلوكوز | 1,0 | 1,6 |
| الأحماض الأمينية | 0,3 | 0,6 |
يبلغ طول الأمعاء الدقيقة عند الإنسان البالغ نحو 7 m، وجدارها الداخلي مطوي وتغطيه بروزات صغيرة تسمى الزغابات المعوية، وتحتوي كل زغابة على شعيرات دموية كثيرة وجدارها رقيق جدا.
الأسئلة:
- قارن بين تركيز كل مغذٍّ في الدم الداخل والدم الخارج، ثم استنتج ما يحدث على مستوى الأمعاء الدقيقة. (2 ن)
- اذكر خاصيتين لبنية الأمعاء الدقيقة تساعدان على الامتصاص، مبينا دور كل واحدة منهما. (1,5 ن)
- أكمل الجدول الآتي في ورقة إجابتك: (1,5 ن)
| الغذاء | المغذيات الناتجة عن هضمه |
|---|---|
| النشا | ........ |
| البروتينات | ........ |
| الدسم (الليبيدات) | ........ |
- إلى أين ينقل الدم الغلوكوز والأحماض الأمينية بعد خروجها من الأمعاء؟ وما مصيرها عند وصولها إلى الخلايا؟ (2 ن)
الحل وسلم التنقيط
حل التمرين الثاني (7 نقاط)
- المقارنة: تركيز الغلوكوز ارتفع من 1,0 إلى 1,6 g/L، وتركيز الأحماض الأمينية ارتفع من 0,3 إلى 0,6 g/L. (0,5 ن لكل مغذٍّ، أي 1 ن) الاستنتاج: الدم الخارج أغنى بالمغذيات، فقد انتقلت المغذيات الناتجة عن الهضم من تجويف الأمعاء إلى الدم، أي حدث الامتصاص المعوي. (1 ن) المجموع: 2 ن
- - طول الأمعاء وانطواء جدارها وتغطيته بالزغابات يزيد من مساحة سطح الامتصاص. (0,75 ن)
- غنى الزغابات بالشعيرات الدموية ورقة جدارها يسهّلان مرور المغذيات إلى الدم ونقلها بسرعة. (0,75 ن)
المجموع: 1,5 ن
- إكمال الجدول: (0,5 ن لكل سطر)
| الغذاء | المغذيات الناتجة عن هضمه |
|---|---|
| النشا | الغلوكوز |
| البروتينات | الأحماض الأمينية |
| الدسم (الليبيدات) | الأحماض الدسمة والغليسرول |
المجموع: 1,5 ن
- ينقل الدم الغلوكوز والأحماض الأمينية عبر الوريد المساريقي ثم الدورة الدموية إلى مختلف الأعضاء والخلايا. (1 ن) في الخلايا تستعمل المغذيات في إنتاج الطاقة (بتفاعلها مع الأكسجين) وفي بناء مكونات الخلية والنمو وتعويض التالف، ويخزّن الفائض. (1 ن) المجموع: 2 ن
الوضعية الإدماجية: قطعة الخبز (5 نقاط)
لاحظ سفيان (تلميذ في السنة الثالثة متوسط بمدينة تلمسان) أن قطعة الخبز التي يمضغها لمدة طويلة في الفم يصبح طعمها حلوا. وعندما حدّث والدته بذلك، قالت له: «إن عمل اللعاب على الخبز يتوقف بعد وصوله إلى المعدة، لكن الهضم يتواصل في الأمعاء». علما أن عصير المعدة وسط شديد الحموضة، وأن العصير البنكرياسي المصبوب في الأمعاء يحتوي على إنزيم أميلاز.
اعتمادا على ما تعلمته وعلى نتائج التمرين الأول، اكتب فقرة علمية منظمة (من 5 إلى 7 أسطر) تصف فيها مصير النشا الموجود في الخبز منذ دخوله الفم إلى وصوله إلى خلايا الجسم، مفسرا سبب الطعم الحلو للخبز الممضوغ طويلا، ومبرزا الهضم الميكانيكي والهضم الكيميائي (مع سبب توقفه في المعدة) والامتصاص. (5 ن)
الحل وسلم التنقيط
حل الوضعية الإدماجية (5 نقاط)
نموذج الفقرة (التنقيط: 0,5 ن للهضم الميكانيكي، 1,5 ن لعمل الأميلاز اللعابي في الفم وتفسير الطعم الحلو، 1 ن لتوقف الهضم في المعدة مع السبب، 1,5 ن لإتمام الهضم في الأمعاء والامتصاص ونقل الغلوكوز إلى الخلايا، 0,5 ن لتنظيم الفقرة وسلامة اللغة):
في الفم يتفتت الخبز بالمضغ (هضم ميكانيكي) ويمتزج باللعاب الذي يحتوي على الأميلاز اللعابي، فيحوّل هذا الإنزيم جزءا من النشا إلى سكر مرجع (مالتوز) ذي طعم حلو (هضم كيميائي)، لأن شروط عمله متوفرة في الفم: حرارة قريبة من $37^\circ C$ ووسط شبه متعادل (كما في الأنبوب B)، وكلما طال المضغ زادت كمية السكر المتشكل فيصبح الطعم حلوا. بعد البلع يصل الغذاء إلى المعدة فيتوقف عمل الأميلاز اللعابي لأن عصير المعدة وسط شديد الحموضة لا يناسبه (كما في الأنبوب E). في الأمعاء الدقيقة يصبح الوسط مناسبا، ويتم هضم النشا كليا بفضل أميلاز العصير البنكرياسي وإنزيمات العصير المعوي، فينتج الغلوكوز. ثم يمتص الغلوكوز عبر جدار الأمعاء الدقيقة (الزغابات) إلى الشعيرات الدموية، ويحمله الدم إلى جميع خلايا الجسم حيث يستعمل لإنتاج الطاقة. (تقبل كل صياغة سليمة تتضمن العناصر نفسها)
المجموع: 5 ن