الاختبار الأول في علوم الطبيعة والحياة للفصل الأول، السنة الرابعة متوسط
المدة: ساعة ونصف المحاور: الاتصال العصبي: مكونات القوس المنعكس، الفعل المنعكس ومسار الرسالة العصبية، الخلية العصبية والرسالة العصبية (ترميز شدة التنبيه)، المشبك العصبي وانتقال الرسالة، تأثير بعض المواد على الاتصال العصبي
التمرين الأول: مكتسبات حول الاتصال العصبي (5 نقاط)
الجزء الأول (2 ن)
أكمل كل جملة بالمصطلح المناسب من القائمة التالية (يوجد مصطلحان زائدان):
(المستقبل الحسي – العصب الحركي – النخاع الشوكي – المشبك – السيالة العصبية – العصب الحسي)
- ............ بنية متخصصة تحوّل التنبيه إلى رسالة عصبية حسية.
- ............ ينقل الرسالة العصبية من المركز العصبي إلى العضو المستجيب.
- ............ منطقة التقاء بين عصبونين أو بين عصبون وعضلة.
- ............ مركز عصبي للأفعال المنعكسة كسحب اليد عند لمس جسم ساخن.
الجزء الثاني (1.5 ن)
اكتب كلمة (صحيحة) أو (خاطئة) أمام كل عبارة، ثم صحّح العبارة الخاطئة:
- أ) الفعل المنعكس استجابة لا إرادية سريعة تتكرر بالشكل نفسه عند تكرار التنبيه.
- ب) توجد أجسام الخلايا العصبية الحسية داخل المادة الرمادية للنخاع الشوكي.
- ج) تنتقل الرسالة العصبية عبر المشبك في الاتجاهين.
الجزء الثالث (1.5 ن)
اختر الإجابة الصحيحة في كل سؤال (اكتب رقم السؤال والحرف فقط):
- تُشفَّر شدة التنبيه في الرسالة العصبية على مستوى الليف العصبي بـ:
- أ) سعة السيالات العصبية
- ب) تواتر (عدد) السيالات العصبية في الثانية
- ج) مدة السيالة العصبية فقط
- الجزء من الخلية العصبية الذي يستقبل الرسالة العصبية من العصبونات الأخرى هو:
- أ) المحور الأسطواني
- ب) الأزرار النهائية
- ج) التغصنات
- الرسالة العصبية على مستوى الليف العصبي ظاهرة:
- أ) كهربائية
- ب) ضوئية
- ج) ميكانيكية
الحل وسلم التنقيط
الجزء الأول (2 ن)
- المستقبل الحسي. (0.5)
- العصب الحركي. (0.5)
- المشبك. (0.5)
- النخاع الشوكي. (0.5)
الجزء الثاني (1.5 ن)
- أ) صحيحة. (0.5)
- ب) خاطئة (0.25). التصحيح: توجد أجسام الخلايا العصبية الحسية في العقدة الشوكية على الجذر الخلفي، خارج النخاع الشوكي. (0.25)
- ج) خاطئة (0.25). التصحيح: تنتقل الرسالة في المشبك في اتجاه واحد فقط، من الزر النهائي (قبل مشبكي) إلى الغشاء بعد المشبكي. (0.25)
الجزء الثالث (1.5 ن)
- ب (0.5)
- ج (0.5)
- أ (0.5)
التمرين الثاني: مسار الفعل المنعكس (7 نقاط)
لدراسة مسار الفعل المنعكس، أجرى أستاذ في مخبر متوسطة «الشهيد بن بولعيد» بباتنة تجارب على ضفدع منزوع الدماغ (ضفدع نخاعي). كان ينبّه جلد الطرف الخلفي بمحلول حمضي مخفف. يلخص الجدول التالي الشروط التجريبية والنتائج المحصل عليها:
| رقم التجربة | الشروط التجريبية | النتيجة |
|---|---|---|
| 1 | ضفدع سليم النخاع والأعصاب، تنبيه جلد الطرف الخلفي | سحب الطرف (انقباض العضلة) |
| 2 | إزالة جلد الطرف الخلفي ثم تنبيه المنطقة المنزوعة الجلد | لا توجد استجابة |
| 3 | قطع الجذر الخلفي للعصب الشوكي ثم تنبيه الجلد | لا توجد استجابة |
| 4 | بعد التجربة 3: تنبيه الجزء المتصل بالنخاع من الجذر الخلفي المقطوع | سحب الطرف (انقباض العضلة) |
| 5 | تخريب النخاع الشوكي ثم تنبيه الجلد | لا توجد استجابة |
| 6 | قطع الجذر الأمامي للعصب الشوكي: تنبيه الجلد ثم تنبيه الجزء المتصل بالعضلة من الجذر الأمامي المقطوع | تنبيه الجلد: لا استجابة؛ تنبيه الجزء المتصل بالعضلة: انقباض العضلة |
الأسئلة:
- عرّف الفعل المنعكس. (1 ن)
- استنتج من كل تجربة من التجارب (2، 3، 5، 6، 4) الدور الذي يؤديه العنصر المدروس فيها في تحقيق الفعل المنعكس. (2.5 ن)
- ارسم مخططاً وظيفياً لقوس الفعل المنعكس موضحاً عليه البيانات التالية: المستقبل الحسي، العصب الحسي، المركز العصبي، العصب الحركي، العضو المستجيب، واتجاه انتقال الرسالة العصبية. (2 ن)
- لمس سليم بيده كوب شاي ساخناً فسحبها قبل أن يشعر بالألم. فسّر لماذا يسبق سحب اليد الإحساس بالألم. (1.5 ن)
الحل وسلم التنقيط
1. تعريف الفعل المنعكس (1 ن):
الفعل المنعكس استجابة عضوية لا إرادية (0.25)، سريعة (0.25)، ثابتة ومحددة (0.25)، تحدث استجابة لتنبيه معين وتتم عبر قوس منعكس مركزه عصبي نخاعي أو بصلي (0.25).
2. الاستنتاجات (2.5 ن، 0.5 لكل تجربة):
- التجربة 2: إزالة الجلد (المستقبلات الحسية) أدت إلى غياب الاستجابة، إذن الجلد يحتوي المستقبلات الحسية التي تستقبل التنبيه وتحوله إلى رسالة عصبية. (0.5)
- التجربة 3: قطع الجذر الخلفي أدى إلى غياب الاستجابة، إذن الجذر الخلفي (العصب الحسي) ينقل الرسالة العصبية من المستقبل إلى النخاع الشوكي. (0.5)
- التجربة 5: تخريب النخاع أدى إلى غياب الاستجابة، إذن النخاع الشوكي هو المركز العصبي الذي يستقبل الرسالة الحسية ويعالجها ويولّد رسالة حركية. (0.5)
- التجربة 6: تنبيه الجلد لا يعطي استجابة بعد قطع الجذر الأمامي، وتنبيه الجزء المتصل بالعضلة يحدث انقباضاً، إذن الجذر الأمامي (العصب الحركي) ينقل الرسالة من النخاع إلى العضلة. (0.5)
- التجربة 4: تنبيه الجزء المتصل بالنخاع من الجذر الخلفي أعطى استجابة، إذن النخاع الشوكي سليم والعصب الحسي ينقل الرسالة نحو النخاع (الاتجاه الوارد)، والعضلة تمثل العضو المستجيب. (0.5)
3. المخطط الوظيفي (2 ن):
مخطط يتكون من: مستقبل حسي (الجلد) ← عصب حسي (جذر خلفي) ← مركز عصبي (نخاع شوكي) ← عصب حركي (جذر أمامي) ← عضو مستجيب (عضلة).
- رسم المخطط بشكل صحيح ومنظم: (0.5)
- البيانات الخمس: (1) (0.2 لكل بيان)
- اتجاه الأسهم الصحيح: (0.5)
4. التفسير (1.5 ن):
- سحب اليد فعل منعكس يمر عبر قوس قصير: مستقبلات الجلد ← عصب حسي ← النخاع الشوكي ← عصب حركي ← عضلة، فيحدث بسرعة دون تدخل الدماغ. (0.75)
- في الوقت نفسه تنتقل الرسالة الحسية عبر مسالك صاعدة في النخاع إلى الدماغ (المراكز العليا) حيث يتم الإحساس بالألم، وهو مسار أطول وأبطأ، فيأتي الإحساس بالألم بعد سحب اليد. (0.75)
الوضعية الإدماجية: التعرّف على تأثير مادة (س) في الاتصال العصبي (8 نقاط)
في نشاط علمي بمخبر المتوسطة، أراد تلاميذ السنة الرابعة متوسط التعرف على كيفية عمل الجهاز العصبي، وعلى تأثير مادة سامة (س) مستخلصة من سم أحد الكائنات الحية.
الوثيقة 1
سُجّلت السيالات العصبية على ليف عصبي حسي واحد ينقل رسائل من مستقبلات الجلد، عند الضغط على الجلد بثلاث شدات مختلفة:
| شدة الضغط | عدد السيالات العصبية في الثانية | سعة كل سيالة ($mV$) |
|---|---|---|
| ضعيفة | 8 | 100 |
| متوسطة | 20 | 100 |
| قوية | 45 | 100 |
الوثيقة 2
نُبّه العصب الحركي لعضلة ضفدع تنبيهاً فعالاً، وسُجّلت السيالات على العصب قرب العضلة (قبل المشبك العصبي العضلي) ورُصدت استجابة العضلة، في ثلاث حالات:
| الحالة | السيالات المسجلة على العصب | استجابة العضلة |
|---|---|---|
| أ) قبل إضافة المادة (س) | موجودة | انقباض |
| ب) بعد إضافة المادة (س) على منطقة المشبك، مع تنبيه العصب | موجودة (نفس الشكل والتواتر) | لا يوجد انقباض |
| ج) بعد إضافة المادة (س)، مع تنبيه العضلة مباشرة | لم تُسجَّل (التنبيه مباشر على العضلة) | انقباض |
الوثيقة 3
- تحتوي الأزرار النهائية للعصب الحركي على حويصلات مملوءة بوسيط كيميائي هو الأستيل كولين.
- عند وصول السيالات إلى النهاية العصبية يُحرَّر الأستيل كولين في الشق المشبكي، فيرتبط بمستقبلات نوعية موجودة على غشاء الليف العضلي فتنقبض العضلة.
- بيّنت التحاليل أن للمادة (س) شكلاً يشبه شكل الأستيل كولين، فترتبط بالمستقبلات نفسها دون أن تنبّهها.
الأسئلة:
- باستغلال الوثيقة 1، حلّل النتائج ثم استنتج كيف تُشفَّر شدة التنبيه في الرسالة العصبية. (1.5 ن)
- باستغلال الوثيقة 2، حدّد موضع تأثير المادة (س) (العصب، المشبك أم العضلة)، مع التعليل. (1.5 ن)
- اعتماداً على الوثيقة 3، فسّر آلية تأثير المادة (س) على انتقال الرسالة العصبية. (1.5 ن)
- ارسم رسماً تخطيطياً وظيفياً للمشبك العصبي العضلي يبيّن فيه: الزر النهائي، الحويصلات، الشق المشبكي، المستقبلات، الوسيط الكيميائي. (2 ن)
- بيّن لماذا قد تؤدي كمية كبيرة من المادة (س) إلى توقف التنفس عند الإنسان. (1.5 ن)
الحل وسلم التنقيط
1. تحليل الوثيقة 1 والاستنتاج (1.5 ن):
- التحليل: كلما زادت شدة الضغط ازداد عدد السيالات في الثانية (من 8 إلى 20 ثم إلى 45)، بينما تبقى سعة كل سيالة ثابتة (100 $mV$). (0.75)
- الاستنتاج: لا تتغير سعة السيالة العصبية مع شدة التنبيه، وإنما يتغير تواترها، فشدة التنبيه تُشفَّر في الرسالة العصبية بتواتر السيالات (عددها في الثانية). (0.75)
2. موضع تأثير المادة (س) (1.5 ن):
- موضع التأثير هو المشبك العصبي العضلي. (0.5)
- التعليل: في الحالة (ب) تُسجَّل السيالات على العصب عادية (بنفس الشكل والتواتر)، إذن العصب لم يتأثر (0.5)، وفي الحالة (ج) تنقبض العضلة عند تنبيهها مباشرة، إذن العضلة لم تتأثر؛ والعطب إذن في منطقة المشبك بين العصب والعضلة. (0.5)
3. آلية تأثير المادة (س) (1.5 ن):
- عند وصول السيالات إلى الزر النهائي يُحرَّر الأستيل كولين في الشق المشبكي. (0.5)
- تشبه المادة (س) الأستيل كولين في الشكل، فترتبط بالمستقبلات النوعية على غشاء الليف العضلي وتحتلّها. (0.5)
- لا تنبّه (س) هذه المستقبلات، فلا يستطيع الأستيل كولين الارتباط بها، فلا تنتقل الرسالة إلى العضلة ولا تنقبض رغم وصول السيالات. (0.5)
4. الرسم التخطيطي للمشبك (2 ن):
رسم يبيّن الزر النهائي للعصب الحركي، وبداخله حويصلات تحتوي الوسيط الكيميائي، ثم الشق المشبكي، ثم غشاء الليف العضلي وعليه المستقبلات.
- الرسم المنظم والصحيح: (0.5)
- كل بيان (5 بيانات): (0.25 لكل بيان) أي (1.25) ؛ والعنوان: (0.25)
5. توقف التنفس (1.5 ن):
- التنفس عند الإنسان يتم بانقباض عضلات تنفسية (الحجاب الحاجز والعضلات بين الأضلاع) بتنبيه من أعصاب حركية. (0.5)
- إذا انتشرت المادة (س) بكمية كبيرة فإنها تشلّ المشابك العصبية العضلية لهذه العضلات، فلا تنقبض. (0.5)
- فلا يدخل الهواء إلى الرئتين ويتوقف التنفس، وقد يؤدي ذلك إلى الموت. (0.5)