الفصل الاول

الفصل الأول : دراسة الحياة

الدرس الأول : 

مدخل الى علم الأحياء

علم الحياة

علم الأحياء : يعنى بدراسة أصل الحياة وتاريخها وكل ما كان حيا يوما ما وتركيب المخلوقات الحية وكيف تقوم بوظائفها وكيف يتعامل بعضها مع بعض

ماذا يعمل علماء الأحياء ؟

1- دراسة تنوع الحياة  2- البحث فى الأمراض  3- تطوير التقنيات 

4- تحسين الزراعة      5- حماية البيئة  

1- دراسة تنوع الحياة العالم المسلم ابن سينا 

- درس النباتات ووصفها وصفا دقيقا 

- وصف أنواعا مختلفة من الطيور وباقى الحيوانات 

وهذه الدراسات وغيرها ساعدت على معرفة خصائص المخلوقات الحية وصفاتها 

2- البحث فى الأمراض

@ العالم المسلم ابن البيطار 

درس  النباتات وجمع عينات بعضها وسماها ووصفها وصفا ظاهريا دقيقا وعلميا فى كتابه عن العقاقير ( المغنى فى الادوية المفردة )

@ابو بكر الرازى 

يعد اول من كتب وصفا للجدرى والحصبة واكتشف الميكروبات المحدثة للمرض

@ طوّر علماء الأحياء لقاحات للجدري والدفتيريا وأمراض أخرى

 يعملون على تطوير لقاحات ضد مرض الإيدز والسكري، وأنفلونزا الطيور، وأنفلونزا الخنازير

يبحثون في علاج الإدمان على المخدرات والكحول وإصابات الحبل الشوكي التي تسبّب الشلل

وعلى إيجاد أدوية تخفّض مستوى الكولسترول وتحارب البدانة، وتقلّل من خطر الإصابة بالجلطات، وتقي من مرض الزهايمر

3- تطوير التقنيات 

التقنية :  هى تطبيق المعرفة العلمية لتلبية احتياجات الإنسان وزيادة إمكاناته  

طوّر الطبيب تشارلز درو طرائق لفصل بلازما الدم عن خلاياه وتخزينها بشكل آمن

ونقل الدم إلى أشخاص يحتاجون إليه

وقد قادت بحوثه إلى إنشاء بنوك الدم التي جعلها الله تعالى سببًا في إنقاذ ما لا يحصى من المرضى والمصابين.

4- تحسين الزراعة 

يعمل علماء الأحياء على: 

# دراسة الهندسة الوراثية للنباتات  لجعل النباتات :

1- تنمو فى ترب غير خصبة

2- تقاوم الحشرات والأمراض الفطرية

3-  تتحمل الظروف المناخية الصعبة  

# البحث في زيادة إنتاج الغذاء استجابة للأعداد المتزايدة من الناس  

#دراسة حساسية النباتات للضوء

س / ما أهمية العمل في مجال الهرمونات النباتية وتأثيرات الضوء ؟ 

يمكِّن من: 1- زيادة إنتاج الغذاء 2- انتاج محاصيل في أراضٍ لم تكن لتنمو فيها أصلاً

5- حماية البيئة

  يطور علماء البيئة طرائق للحفاظ على انواع عديدة من النباتات والحيوانات وحمايتها من الإنقراض ومن ذلك : دراسة آليات تكاثر الأنواع المهددة بالانقراض فى المحميات الطبيعية بالمملكة لتوفير مكان آمن لمعيشتها وتكاثرها

خصائص الحياة المخلوق الحى له خصائص منها : 

 1- مكون من خلية أو أكثر

البكتيريا مخلوق حى وحيد الخلية

 الأنسان والنباتات مخلوقات حية عديدة الخلايا فجسمها مكون من عدد كبير من الخلايا ولكنها جميعها تتوافر لديها كل خصائص الحياة

الخلية : هي وحدات التركيب والوظيفة في المخوقات الحية 

2- إظهار التنظيم  (التعضي) :

المخلوقات الحية تظهر تنظيما اى أنها تترتب بشكل منظم

الخلايا مكونة من ذرات وجزيئات 

والخلايا تنتظم في مجموعات تعمل معاَ تسمى انسجة 

الأنسجة تنتظم في أعضاء تؤدي وظائف متخصصة

الأعضاء تنتظم في أجهزة تؤدي وظائف مختلفة (الهضم - التكاثر)

الأجهزة تعمل معاَ على إبقاء المخلوق الحي بمشيئة الله تعالى 

3- النمو 

النمو  زيادة فى كتلة الفرد

4- التكاثر

التكاثر : انتاج المخلوقات الحية وإنتقال صفاتها من جيل إلى آخر 

النوع : هو مجموعة من المخلوقات تتزاوج فيما بينها وتنتج نسلا قادرة على التكاثر بإذن الله 

5- الحاجة الى الطاقة :

س /عللي: تحتاج المخلوقات الحية للغذاء 

لأنه يعد مصدر للطاقة 

س / كيف تحصل معظم النباتات  وبعض المخلوقات وحيدة الخلية على الطاقة ؟

- تستعمل طاقة الضوء لصنع غذائها 

س / كيف تحصل بعض المخلوقات وحيدة الخلية الأخرى على الطاقة ؟

 تستخدم طاقة المواد الكيميائية لصنع غذائها

س / كيف تحصل المخلوقات التي لا تستطيع صنع غذائها بنفسها على الطاقة ؟

 تحصل على الطاقة بالتغذي على المخلوقات الحية  

س/ ماهي استخدامات الطاقة للمخلوق الحي؟

1- النمو       2-المحافظة على الاتزان الداخلي

6- الاستجابة للمؤثرات :

المثير: أي شيء يسبب ردّ فعل للمخلوق الحي

الإستجابة رد فعل المخلوق الحي 

س/ اذكري إستجابة كلاً من :

• سمك القرش عندما يشم رائحة الدم 

• نبات وضع بالقرب من مصدر ضوء

• نبات صائد الذباب

7- المحافظة على الاتزان الداخلى

الاتزان الداخلى هو تنظيم الظروف الداخلية للفرد من اجل المحافظة على حياته 

مثال على الإتزان الداخلي : التعرق في الإنسان 

س/ ماهو رد فعل المخلوق الحي إذا حدث له شيء يسبب اضطراب حالته الطبيعية ؟

تبدأمجموعة من العمليات داخله في إعادة إتزانه الداخلي وإلا مات 

8- التكيف

س / ما هو دور (أهمية )التكيف ؟   الحفاظ على بقاء النوع

التكيف : هو اي صفات موروثة ناتجة عن تغير في تركيب جسم المخلوق الحي

لملاءمة الوظيفة التي يؤديها وتحافظ على بقاء نوعه 

   امثلة :

1- الورقة ذات القمة الناقطة تتكيف مع البيئة المطرية 

2- نبات الرتم  تنعدم الأوراق تماماً وتقوم الساق بعملية البناء الضوئي

3- نبات النخيل يتكيف مع البيئة الصحراوية بامتداد جذوره الى مساحات كبيرة ليمتص اكبر كمية من الماء 

4- نبات الشبرم يفقد أوراقه أثناء الجفاف والحرارة المرتفعة صيفاَ لتقلل من فقدان الماء 

الدرس الثاني : 

طبيعة العلم وطرائقه

العلم الطبيعي (التجريبي):  بناء من المعرفة يعتمد على دراسة الطبيعة 

من أهم فروع العلم الطبيعي : الأحياء - علم الأرض - الكيمياء - الفيزياء  

البحث العلمي

      هو الخاصية الأساسية للعلم وهو عملية إبداعية تعتمد على 

     الملاحظة والتجربة بغرض الوصول إلى فهم أو تفسيرات للظواهر الطبيعية 

 خصائص العلم الطبيعي :

1- يعتمد على الدليل
النظرية :  تفسير لظاهرة طبيعية مدعوم بعدد من الملاحظات والأدلة والتجارب 

2- يوسع المعرفة العلمية

اكتشاف حقائق جديدة يدفع العلماء إلى المزيد من الأسئلة التي تتطلب بدورها المزيد من البحث ....وهكذا تتسع دوائر العلم وميادينه دون توقف

3- ينتج أسئلة

مثلا : صنف الخفاش مع الطيور لأن له أجنحة لكن البحث العلمي بين أن أجنحة الخفاش أكثر شبها بأطراف الثدييات منها بأجنحة الطيور 

قاد هذا إلى البحث في التفاصيل التشريحية والتراكيب الجينية لكل من الطيور والخفاش التي بينت ان الخفاش أكثر قرباً للثدييات من الطيور  

4- يتحدى النظريات المقبولة

تتقدم العلوم باستعمالها المعلومات الجديدة حال اكتشافها 

5- يختبر الاستنتاجات

علماء الأحياء لديهم طرائق تجريبية لفحص الاستنتاجات التي يتم التوصل إليها

6- يخضع لمراجعة الأقران 

مراجعة الأقران : عملية يتم بها فحص طرائق إجراء التجارب ودقة النتائج على أيدي علماء من التخصص نفسه أو علماء يجرون بحوثاً مشابهة  

7- يستخدم النظام المتري

 أقر المؤتمر العام للأوزان والمقاييس والوحدات المعيارية النظام المتري ويسمى النظام الدولي للوحدات ( SI ) 
المتر لقياس الطول - الكيلوجرام لقياس الكتلة - اللتر لقياس الحجم - الثانية لقياس الحجم

العلم في حياتنا اليومية

قضايا قانونية ترتبط بتطبيقات علم الأحياء مثل: 

-إثبات النسب

-وتحديد الجاني في القضايا الإجرامية عن طريق تحليل حمض DNA

الجدل العلمي : قائم على توظيف العلوم في المشكلات القانونية والأخلاقية 

معلومات علمية عن موضوعات تهم الناس مثل :

- الأنفلونزا

-الاكتشافات الطبية الجديدة التي تهدف إلى المحافظة على صحة الإنسان

-أخبار العلاجات الجديدة للسرطان والإيدز

التثقيف العلمي

 

1- القضايا التي تمس حياته اليومية بشكل مباشر

 العقاقير والتبغ والايدز

 والأمراض النفسية والسرطان وإمراض القلب واضطرابات التغذية . 

2- موضوعات مرتبطة بالبيئة

-ظاهرة الاحتباس الحراري     Global warming

-التلوث , انحسار مساحات الغابات، واستهلاك الوقود الأحفوري،

-الطاقة النووية، والأغذية المعدَّلة وراثيًّا، والبيئة وضرورة الحفاظ عليها وعلى تنوعها،

3- قضايا تمس الأخلاق العلمية

- الهندسة الوراثية

- الاستنساخ 

- المسح الجيني الذي يبحث في الصفات والأنساب والأمراض الوراثية،

 - مسألة الموت الرحيم لمن ماتوا دماغيًّا.

-  وغيرها من القضايا الحساسة والمهمة التي يجب أن تعالج دون أي تناقض مع الشريعة الإسلامية السمحة

طرائق العلم 

الطرائق العلمية :الطرق التي يستخدمها الباحثون لجمع المعلومات ,والعثور على إجابات والتوصل إلى نتائج

مخطط الطرائق العلمية 

خطوات الطرائق العلمية :

1- طرح السؤال

يبدأ البحث العلمي عادة بالملاحظة

الملاحظة: طريقة مباشرة لجمع المعلومات بشكل منظم  وتتضمن غالبا تدوين المعلومات 

ما علاقة الملاحظة بطرح السؤال والإستنتاج ؟

تتضمن الملاحظة العلمية طرح أسئلة وتحليل المعلومات 

وتبدأ مرحلة بناء  الاستنتاجات المنطقية

2- صياغة الفرضية 

الفرضية: تفسير قابل للأختبار

س / متى تقبل الفرضية ؟

 تقبل الفرضية إذا دعمتها البيانات

س / متى تعاد صياغة الفرضية ؟

 إذا لم تدعمها البيانات

3- جمع البيانات

مثال على جمع البيانات : تجربة أجراها علماء الأحياء على أنواع النورس 

- بدأوا بملاحظة طيور النورس في بيئاتها
- ثم طرح السؤال التالي : 
كيف تحافظ هذه المخلوقات على مستوى الطاقة في أثناء فصل التكاثر ؟
- للإجابة عن هذا السؤال لابد من إجراء التجربة
التجربة:  إستقصاء ظاهرة معينة تحت ظروف شديدة الانضباط لاختبار الفرضية 

التجارب المنضبطة 

استنتج علماء الأحياء أن طيور النورس سيكون لديها المزيد من الطاقة إذا أعطيت طعاما إضافيا في أثناء قيامها ببناء الأعشاش

س / ماهي الفرضية في تجربة طيور النورس ؟ 

ان النورس سيستخدم الطاقة الإضافية لوضع المزيد من البيض وتربية المزيد من الصغار

 المجموعة الضابطة : هى المجموعة التى تستخدم للمقارنة(لم تعط أزاوج النورس غذاء إضافيا)

المجموعة التجريبية : هى المجموعة التى ستتعرض لتأثير العامل المراد اختباره

 (أعطيت أزواج الطيور كمية اضافية من الغذاء) 

تصميم التجربة

عندما يصمم العالم تجربة فإنه يغير عاملا واحدا فقط هذا العامل يسمى

 المتغير المستقل . وهو العامل الذي نريد اختباره ويمكن أن يؤثر في نتيجة التجربة (الغذاء الإضافي).

المتغير التابع هو متغير ينتج عن المتغير المستقل ويعتمد عليه (الطاقه) . 

تجميع البيانات

البيانات هي معلومات يحصل عليها الباحث من الملاحظات المختلفة .

 البيانات الكمية  البيانات التي تجمع على هيئة أرقام  ومنها قياسات : الوقت والحرارة والطول والكتلة والمساحة والحجم والكثافة وغيرها .

المعلومات الوصفية : عبارات وصفية لما يمكن أن تدركه حواسنا (مختلفه)

الاستقصاءات

يجرى علماء الأحياء أنواعا من الاستقصاء العلمي:

 - دراسة سلوك مخلوق حي

- التعرف على أنواع جديدة

- استخدام الحاسوب لتطوير نماذج محوسبة للسلوك الطبيعي للمخلوقات الحية 

س / ماذا تتضمن الطريقة في مثل هذه الاستقصاءات ؟ 

-الملاحظة  -جمع البيانات 

4- تحليل البيانات

# البيانات قد تدعم الفرضية وقد لا تدعمها

# قد يحتاج الباحث لــ: -مزيد من البيانات -أو تجريب طريقة مختلفة 

#عادةً تعرض البيانات في جدول أو منحنى

تحليل البيانات يقود إلى :

- استنتاج قد يدعم الفرضية،

- كما قد يقود إلى فرضية إضافية،

-أو إلى الحاجة إلى المزيد من التجارب،

- أو إلى تفسير أعم للظواهر الطبيعية.

س / عللي الفرضية يمكن أن تكون ذات قيمة وفائدة حتى لو لم يتم دعمها

لأنها قد تقود إلى فرضية إضافية

 أو إلى تفسير أعم للظواهر الطبيعية.

5- تسجيل الاستنتاجات

يقدم علماء الأحياء اكتشافاتهم واستنتاجاتهم من البحوث العلمية على هيئة مقالات إلى المجلات العلمية لكي تنشرها 

وقبل أن ينشر المقال في تلك المجلات يحال إلى  محكمين متخصصين يقومون بفحصه وتقويمه  منحيث أصالته ودقته وتطابقه مع الطريقة العلمية 

6-الاستقصاء العلمي

مجموعة من الأسئلة المهمة في الإستقصاء العلمي :