النقل عبر الغشاء – الانتشار والقنوات والمضخات
الأحياءعلم الخلية15–16 سنة
جارٍ التحميل…
سجّل الدخول للتشغيلأضف موادّ على جانبي غشاء الخلية، ثم أدخل بروتينات القنوات والبروتينات الناقلة والمضخات لترى كيف تعبر الغشاء. تضم المحاكاة خمس شاشات: الانتشار البسيط (O₂ و CO₂ عبر الطبقة الثنائية الفوسفوليبيدية)، والانتشار الميسّر (قنوات التسريب، والقنوات ذات البوابات، وناقل الجلوكوز)، والنقل النشط (مضخة Na⁺–K⁺ التي تستهلك ATP، والناقل المشترك Na⁺–جلوكوز)، وساحة التجريب التي تجمع كل ذلك، والحويصلات، حيث تسحب بكتيريا أو قطيرات سائل أو LDL إلى الغشاء لتشاهد البلعمة والشرب الخلوي والإدخال الخلوي بوساطة المستقبلات، وترسل بروتينات إفرازية من الشبكة الإندوبلازمية الخشنة عبر جهاز جولجي إلى الإخراج الخلوي، بينما تتابع العدادات مساحة الغشاء و ATP. مبنية على محاكاة "Membrane Transport" من PhET Interactive Simulations، جامعة كولورادو بولدر (CC BY 4.0)؛ وأعيدت كتابتها.
الدرس: النقل عبر غشاء الخلية
ماذا تعرض
غشاء الخلية طبقة ثنائية من الفوسفوليبيدات تسمح للجزيئات الصغيرة غير القطبية مثل O₂ و CO₂ بالانتشار عبرها مباشرة، بينما تحتاج الأيونات والجلوكوز إلى بروتينات قنوات أو بروتينات ناقلة. يحدث الانتشار الميسّر دائمًا مع منحدر التركيز ولا يحتاج إلى طاقة، أما النقل النشط بالمضخات، مثل مضخة Na⁺–K⁺، فينقل الأيونات عكس منحدر التركيز مستهلكًا ATP. وتُنقل الجسيمات الكبيرة والقطيرات نقلًا كتليًا: ينثني الغشاء حولها في الإدخال الخلوي، وتندمج به حويصلات قادمة من جهاز جولجي في الإخراج الخلوي، وهذا أيضًا يستهلك طاقة.
طريقة الاستخدام
اختر شاشة من الألسنة. اضغط −5 أو +5 لتغيير عدد الجسيمات على كل جانب، واسحب بروتينات الغشاء إلى الخانات المتقطعة؛ وانقر على بروتين لإزالته. في شاشة «الحويصلات» اسحب «بكتيريا» أو «قطيرة سائل» أو «LDL» إلى خارج الخلية، واختر «الحمولة الإفرازية» ثم اضغط «كوّن حويصلة إفرازية»، واستخدم زر Ca²⁺ لتحرير الحويصلات الملتصقة بالغشاء. راقب الجدول ومساحة الغشاء و ATP المتبقي.
المعاملات القابلة للتغيير
- الشاشة الأولى الانتشار البسيط, الانتشار الميسّر, النقل النشط, ساحة التجريب, الحويصلات
- ATP الابتدائي (شاشات النقل النشط وساحة التجريب والحويصلات) 0–60 ATP
- اكتب رمز كل جسيم عليه
أسئلة للاستكشاف
- لماذا يعبر O₂ الطبقة الثنائية دون مساعدة بينما يحتاج Na⁺ إلى بروتين قناة؟
- ماذا يحدث لمنحدر تركيز Na⁺ ولامتصاص الجلوكوز عندما ينفد ATP من المضخة؟
- لماذا تزداد مساحة غشاء الخلية في الإخراج الخلوي وتتناقص في الإدخال الخلوي؟