Skip to content · ⁨الانتقال إلى المحتوى⁩

Homeostasis · ⁨الاتزان الداخلي⁩

A-Level Biology · ⁨A-Level علم الأحياء⁩ · Topic 14 · ⁨الموضوع 14⁩

Video lesson for this topic · ⁨درس فيديو لهذا الموضوع⁩ Open the video page · ⁨افتح صفحة الفيديو⁩
9:42

الاتزان الداخلي

انظر إلى يوم كامل من مستويات سكر الدم. ثلاث وجبات كبيرة تُؤخذ — ولا يتغير المستوى تقريباً. يتذبذب قليلاً، ثم يعود مباشرة. هذا ليس حظاً، وإن…

English narration · English + 中文 subtitles burned in · ⁨سرد باللغة الإنجليزية · ترجمة مدمجة بالإنجليزية + الصينية⁩

14.1

What homeostasis is · ⁨ما هو الاتزان الداخلي⁩

Syllabus · ⁨المنهج⁩
English
  1. explain what is meant by homeostasis and the importance of homeostasis in mammals
  2. explain the principles of homeostasis in terms of internal and external stimuli, receptors, coordination systems (nervous system and endocrine system), effectors (muscles and glands) and negative feedback
  3. state that urea is produced in the liver from the deamination of excess amino acids
  4. describe the structure of the human kidney, limited to: • fibrous capsule • cortex • medulla • renal pelvis • ureter • branches of the renal artery and renal vein
  5. Identify, in diagrams, photomicrographs and electron micrographs, the parts of a nephron and its associated blood vessels and structures, limited to: • glomerulus • Bowman’s capsule • proximal convoluted tubule • loop of Henle • distal convoluted tubule • collecting duct
  6. describe and explain the formation of urine in the nephron, limited to: • the formation of glomerular filtrate by ultrafiltration in the Bowman’s capsule • selective reabsorption in the proximal convoluted tubule
  7. relate the detailed structure of the Bowman’s capsule and proximal convoluted tubule to their functions in the formation of urine
  8. describe the roles of the hypothalamus, posterior pituitary gland, antidiuretic hormone (ADH), aquaporins and collecting ducts in osmoregulation
  9. describe the principles of cell signalling using the example of the control of blood glucose concentration by glucagon, limited to: • binding of hormone to cell surface receptor causing conformational change • activation of G-protein leading to stimulation of adenylyl cyclase • formation of the second messenger, cyclic AMP (cAMP) • activation of protein kinase A by cAMP leading to initiation of an enzyme cascade • amplification of the signal through the enzyme cascade as a result of activation of more and more enzymes by phosphorylation • cellular response in which the final enzyme in the pathway is activated, catalysing the breakdown of glycogen
  10. explain how negative feedback control mechanisms regulate blood glucose concentration, with reference to the effects of insulin on muscle cells and liver cells and the effect of glucagon on liver cells
  11. explain the principles of operation of test strips and biosensors for measuring the concentration of glucose in blood and urine, with reference to glucose oxidase and peroxidase enzymes
العربية
  1. اشرح ما يعنيه مصطلح homeostasis وأهمية homeostasis عند الثدييات
  2. اشرح مبادئ homeostasis من حيث المحفزات الداخلية والخارجية، المستقبلات، أنظمة التنسيق (الجهاز العصبي والجهاز الغدي), المنفّذات (العضلات والغدد) والتغذية الراجعة السلبية
  3. أشر إلى أن اليوريا تُنتج في الكبد من خلال deamination للأحماض الأمينية الزائدة
  4. صف بنية الكلى البشرية، مقتصرة على: • kapsula ليفية • cortex • medulla • renal pelvis • ureter • فروع الشريان الكلوي والوريد الكلوي
  5. حدد، في المخططات والصور المجهرية الضوئية والمجهرية الإلكترونية، أجزاء الكُلية النُفِيثِيَّة (النيفرون) والأوعية الدموية والهياكل المرتبطة بها، مقتصرة على: • الكُرة glomerulus • كبسولة Bowman’s capsule • المعوى الداني المتعرج proximal convoluted tubule • حلقة هنle loop of Henle • المعوى البعيد المتعرج distal convoluted tubule • الأنبوب الجامع collecting duct
  6. صف واشرح تكوين البول في الكلية النفيتية، مقتصرة على: • تكوين الفلاتر الكروي glomerular filtrate عن طريق الترشيح الفائق ultrafiltration في كبسولة Bowman’s capsule • إعادة الامتصاص الانتقائي selective reabsorption في المعوى الداني المتعرج
  7. اربط البنية التفصيلية لكبسولة Bowman’s capsule والمعوى الداني المتعرج بوظائفهما في تكوين البول
  8. صف أدوار العقد تحت المهاد hypothalamus، والفص الخلفي للغدة النخامية posterior pituitary gland، وهرمون مضاد لإدرار البول antidiuretic hormone (ADH)، والمياه aquaporins والأنابيب الجامعة في تنظيم الأسموزية osmoregulation
  9. صف مبادئ إشارة الخلية cell signalling باستخدام مثال التحكم في تركيز جلوكوز الدم blood glucose concentration بواسطة الجلوكاجون glucagon، مقتصرة على: • ارتباط الهرمون بمستقبل سطح الخلية مما يسبب تغييراً في الشكل • تنشيط بروتين G مما يؤدي إلى تحفيز إنزيم adenylyl cyclase • تكوين الرسول الثاني second messenger، وهو AMP الحلقي cyclic AMP (cAMP) • تنشيط إنزيم protein kinase A بواسطة cAMP مما يؤدي إلى بدء سلسلة من الإنزيمات • تضخيم الإشارة عبر سلسلة الإنزيمات نتيجة تنشيط المزيد والمزيد من الإنزيمات عن طريق الفسفرة • الاستجابة الخلوية التي يتم فيها تنشيط الإنزيم الأخير في المسار، الذي يحفز تكسير الجليكوجين
  10. اشرح كيف تنظم آليات التحكم بالمغذية الراجعة السلبية تركيز جلوكوز الدم، بالإشارة إلى تأثير الأنسولين على خلايا العضلات وخلايا الكبد وتأثير الجلوكاجون على خلايا الكبد
  11. اشرح مبادئ عمل الشرائط الاختبارية والمستشيرات الحيوية biosensors لقياس تركيز الجلوكوز في الدم والبول، بالإشارة إلى إنزيمات أكسيداز الجلوكوز glucose oxidase وبيروكسيداز peroxidase

Source: Cambridge International syllabus · ⁨المصدر: منهج كامبريدج الدولي⁩

English
Negative feedback: blood glucose

Homeostasis 稳态 means keeping the conditions inside the body steady, even when the outside changes. Keeping things like temperature, water and blood glucose steady lets enzymes and cells work properly all the time.

The principles of homeostasis

Most homeostasis follows the same plan:

  • a change (an internal or external stimulus 刺激) is detected by a receptor 受体.
  • a coordination system carries the message — either the nervous system 神经系统 (using nerve signals) or the endocrine system 内分泌系统 (using hormones 激素).
  • an effector 效应器 (a muscle or a gland 腺体) makes a response that corrects the change.

This works by negative feedback 负反馈: a change away from the normal level triggers a response that pushes it back towards normal.

العربية
التغذية الراجعة السالبة: جلوكوز الدم

الاتزان الداخلي يعني الحفاظ على الظروف داخل الجسم ثابتة، حتى عندما تتغير الظروف الخارجية. إن الحفاظ على أشياء مثل درجة الحرارة والماء وجلوكوز الدم ثابتة يسمح للإنزيمات والخلايا بالعمل بشكل صحيح طوال الوقت.

جهاز قياس جلوكوز الدم handheld يظهر قراءة
جهاز قياس جلوكوز الدم: يحافظ الاتزان الداخلي على جلوكوز الدم ضمن حدود ضيقة

مبادئ الاتزان الداخلي

يتبع معظم الاتزان الداخلي نفس الخطة:

  • يتم اكتشاف تغيير (محفز داخلي أو خارجي) بواسطة مستقبل.
  • ينقل نظام تنسيق الرسالة — إما الجهاز العصبي (باستخدام إشارات عصبية) أو الجهاز الغدي (باستخدام هرمونات).
  • يقوم مُنفِّذ (عضلة أو غدة) برد فعل يصحح التغيير.
شخص يتعرق أثناء ممارسة الرياضة
التعرق يبرد الجسم — جزء من اتزان درجة الحرارة، مع الجلد كمُنفِّذ

يعمل هذا عن طريق التغذية الراجعة السلبية: أي انحراف عن المستوى الطبيعي يحفز استجابة تدفعه عائدًا نحو الطبيعية.

حلقة تغذية راجعة: يتم اكتشاف التغير في المستوى الطبيعي بواسطة مستقبل، ونقل عبر عصب أو هرمون إلى عضو مستجيب، whose response pushes the level back to normal
التغذية الراجعة السلبية: يكتشف المستقبل تغيرًا ويصححه العضو المستجيب، ليعود إلى الحالة الطبيعية
Explore · ⁨استكشف⁩

Homeostasis · ⁨الاتزان الداخلي⁩

negative feedback to a set point · ⁨التغذية الراجعة السلبية لنقطة ضبط⁩

Drag the disturbance. A change is corrected back to the set point — the basis of all homeostasis. · ⁨اسحب الاضطراب. يتم التصحيح عائدًا إلى نقطة الضبط — وهو أساس جميع آليات الاتزان الداخلي.⁩

Vocabulary · ⁨مفردات⁩ Train · ⁨تدريب⁩
English العربية
homeostasis/ˌhəʊmiːəˈstɑːsiz/ التوازن الداخلي
stimulus/ˈstɪmjʊləs/ مؤثر
receptor/rɪˈseptə/ مستقبل
nervous system/ˈnɜːvəs ˈsɪstəm/ الجهاز العصبي
endocrine system/ˈendəʊkraɪn ˈsɪstəm/ الجهاز الغدّي
hormone/ˈhɔːməʊn/ هرمون
effector/ɪˈfektə/ المؤثر
gland/ɡlænd/ غدة
negative feedback/ˈneɡətɪv ˈfiːdbæk/ التغذية الراجعة السالبة
liver/ˈlɪvə/ كبد
deamination/ˌdiːmɪˈneɪʃn/ النزع الأميني
amino acid/əˈmiːnəʊ ˈæsɪd/ حمض أميني
urea/juːˈrɪə/ يوريا
glucose/ˈɡluːkəʊs/ جلوكوز
14.1

The liver and urea · ⁨الكبد واليوريا⁩

English

The body cannot store extra amino acids. In the liver 肝脏, the process of deamination 脱氨基作用 removes the amino group from excess amino acids 氨基酸, and this is turned into urea 尿素. The urea is carried in the blood to the kidneys to be removed.

العربية

لا يستطيع الجسم تخزين الأحماض الأمينية الزائدة. في الكبد، تزيل عملية نزع الأمين المجموعة الأمينية من الأحماض الأمينية الزائدة، وتتحول إلى يوريا. تُنقل اليوريا عبر الدم إلى الكلى للتخلص منها.

14.1

The kidney · ⁨الكلية⁩

English

The kidney 肾脏 cleans the blood and controls its water content. Its parts are:

  • an outer fibrous capsule,
  • an outer region, the cortex 皮质,
  • an inner region, the medulla 髓质,
  • a central space, the renal pelvis 肾盂, which collects urine,
  • the ureter 输尿管, which carries urine to the bladder,
  • branches of the renal artery (bringing blood in) and renal vein (taking blood out).

The nephron

Each kidney holds about a million tiny tubes called nephrons 肾单位. Along a nephron are: the glomerulus 肾小球 (a knot of capillaries), the Bowman's capsule 鲍曼囊 around it, the proximal convoluted tubule 近曲小管, the loop of Henle 亨利环, the distal convoluted tubule 远曲小管, and the collecting duct 集合管.

Making urine

  1. Ultrafiltration 超滤 happens in the Bowman's capsule. The blood in the glomerulus is under high pressure, so water and small molecules (glucose 葡萄糖, ions 离子, urea) are pushed out into the capsule, forming the filtrate 滤液. Blood cells and large proteins are too big to pass, so they stay in the blood.
  2. Selective reabsorption 选择性重吸收 happens in the proximal convoluted tubule. Useful substances are taken back into the blood. All the glucose and much of the water and ions are reabsorbed here. The tubule wall is well suited to this: its cells have microvilli 微绒毛 to give a large surface area, and many mitochondria 线粒体 to power active transport 主动运输.
العربية

الكلية تنقي الدم وتتحكم في محتواه المائي. تتكون من:

  • غلاف خارجي ليفوي،
  • منطقة خارجية، وهي القشرة،
  • منطقة داخلية، وهي النخاع،
  • تجويف مركزي، وهو الحوض الكلوي، الذي يجمع البول،
  • الحالب، الذي ينقل البول إلى المثانة،
  • فروع الشريان الكلوي (تجلب الدم) والوريد الكلوي (تأخذ الدم).
مقطع عرضي في الكلية يظهر القشرة الخارجية والنخاع الداخلي والحوض الكلوي المركزي والحالب الخارج منه والشريان والوريد الكلويان عند الجذر
مقطع عرضي في الكلية: يُنقى الدم في القشرة والنخاع، ويجمع البول في الحوض الكلوي قبل الخروج عبر الحالب

النéphron

تحتوي كل كلية على حوالي مليون أنبوب دقيق يسمى النéphron. على طول النéphron توجد: المعصمة (عقدة من الشعيرات الدموية)، وكبولة بومان المحيطة بها، والأنبوب الملتف القريب، وحلقة هنلي، والأنبوب الملتف البعيد، والأنبوب المجمّع.

 nephron showing the glomerulus in the Bowman's capsule, the proximal convoluted tubule, the loop of Henle, the distal convoluted tubule and the collecting duct, with ultrafiltration and selective reabsorption marked
يحدث الترشيح الدقيق في كبولة بومان؛ يحدث الامتصاص الانتقائي في الأنبوب الملتف القريب

تكوين البول

  1. الترشيح الدقيق يحدث في كبولة بومان. يكون الدم في المعصمة تحت ضغط عالٍ، لذا تُدفع الماء والجزيئات الصغيرة (جلوكوز، أيونات، يوريا) إلى الكبولة، مُشكّلةً الفلاتر. خلايا الدم والبروتينات الكبيرة كبيرة جدًا لتعبر، فتبقى في الدم.
  2. الامتصاص الانتقائي يحدث في الأنبوب الملتف القريب. تُعاد المواد المفيدة إلى الدم. يُعاد امتصاص الجلوكوز بالكامل وكثير من الماء والأيونات هنا. جدار الأنبوب مناسب جيدًا لهذا: تحتوي خلاياه على زغابات دقيقة لتوفير مساحة سطح كبيرة، والعديد من الميتوكوندريا لتشغيل النقل النشط.
الترشيح الدقيق: الجزيئات الصغيرة تمر إلى الفلاتر بينما تبقى الخلايا والبروتينات في الدم
التصفية الفائقة تحافظ على خلايا الدم والبروتينات في الدم
Explore · ⁨استكشف⁩

Explore the nephron · ⁨استكشف النيفرون⁩

Tap each part. Filtration happens at the top; the long tubule then reabsorbs what the body needs, leaving urine. · ⁨اضغط على كل جزء. يحدث الترشيح في الأعلى؛ ثم يعيد الأنبوب الطويل امتصاص ما يحتاجه الجسم، تاركاً البول.⁩

Vocabulary · ⁨مفردات⁩ Train · ⁨تدريب⁩
English العربية
kidney/ˈkɪdni/ كلية
cortex/ˈkɔːteks/ القشرة
medulla/ˈmedʌlə/ النخاع
renal pelvis/ˈriːnl ˈpelvɪs/ حوض كلوي
ureter/ˈjʊəretə/ الحالب
nephron/ˈnefrɒn/ النيرون
glomerulus/ˈɡlɒmərjʊləs/ الكبيبة
Bowman's capsule/ˈbəʊmənz ˈkæpsjuːl/ كبسولة بومان
proximal convoluted tubule/ˈprɒksɪml ˌkɒnvəˈluːtɪd ˈtjuːbjuːl/ أنبوب مستعرج قريب
loop of Henle/luːp ɒv ˈhenl/ حلقة هنلي
distal convoluted tubule/dɪˈstæl ˌkɒnvəˈluːtɪd ˈtjuːbjuːl/ أنبوب مستعرج بعيد
collecting duct/kəˈlektɪŋ dʌkt/ القناة المجمعة
ultrafiltration/ˌʊltrəfɪlˈtreɪʃn/ الترشيح الفائق
ion/ˈaɪɒn/ أيون
filtrate/ˈfɪltreɪt/ مُصفاة / رشح
selective reabsorption/sɪˈlektɪv riːbˈsɔːpʃn/ إعادة الامتصاص الانتقائية
microvilli/ˈmaɪkrəʊvɪlaɪ/ الزغابات الدقيقة
mitochondria/ˌmaɪtəˈkɒndrɪə/ ميتوكوندريا
active transport/ˈæktɪv ˈtrænspɔːt/ النقل النشط
osmoregulation/ˌɒzmɔːɡjʊˈleɪʃn/ تنظيم الضغط الأسموزي
hypothalamus/ˌhaɪpəʊˈθælæməs/ تحت المهاد
water potential/ˈwɔːtə pəˈtenʃl/ water potential
pituitary gland/pɪˈtjuːɪtəri ɡlænd/ الغدة النخامية
antidiuretic hormone/ˌæntɪˌdɪjuːˈretɪk ˈhɔːməʊn/ هرمون مضاد لإدرار البول
aquaporin/ˈækwəpɔːrɪn/ أكوابورين
cell signalling/sel ˈsɪɡnəlɪŋ/ إشارة خلوية
14.1

Osmoregulation · ⁨تنظيم الضغط الأسموزي⁩

English

Osmoregulation 渗透调节 controls the water content of the blood. It is run by the brain:

  • the hypothalamus 下丘脑 detects the water potential 水势 of the blood.
  • when the blood is too concentrated, the pituitary gland 垂体 releases antidiuretic hormone 抗利尿激素 (ADH).
  • ADH makes the collecting ducts more permeable to water by adding water channels called aquaporins 水通道蛋白.
  • more water is then reabsorbed back into the blood, so less, more concentrated urine is made. This is negative feedback.
العربية

تنظيم الضغط الأسموزي يتحكم في محتوى الدم المائي. يقوده الدماغ:

  • تحت المهاد يكشف عن الجهد المائي للدم.
  • عندما يكون الدم مركزًا جدًا، تفرز الغدة النخامية هرمون مضاد لإدرار البول (ADH).
  • يجعل ADH الأنابيب المجمّعة أكثر نفاذية للماء بإضافة قنوات مائية تسمى أقوابورين.
  • يُعاد امتصاص ماء أكثر إلى الدم، فيُنتَج بول أقل تركيزًا. هذه التغذية الراجعة السلبية.
حلقة تغذية راجعة سلبية: عندما يكون الدم مركزًا جدًا يحفز تحت المهاد الغدة النخامية لإفراز ADH، تصبح الأنابيب المجمّعة أكثر نفاذية، يُعاد امتصاص ماء أكثر ويُستعاد محتوى الدم المائي
يجعل ADH الأنابيب المجمّعة تعيد امتصاص ماء أكثر، مستعيدًا محتوى الدم المائي بالتغذية الراجعة السلبية
Explore · ⁨استكشف⁩

The ADH pathway · ⁨مسار ADH⁩

Step through it. When the blood gets too concentrated, ADH makes the kidney save water — classic negative feedback. · ⁨مر عبره. عندما يصبح الدم مركزاً جداً، يجعل ADH الكلى تحفظ الماء — وهو مثال كلاسيكي للتغذية الراجعة السالبة.⁩

14.1

Controlling blood glucose by cell signalling · ⁨التحكم في جلوكوز الدم عن طريق الإشارات الخلوية⁩

English

When blood glucose falls, the hormone glucagon 胰高血糖素 is released. It shows how a hormone passes its message into a cell — cell signalling 细胞信号传递:

  1. glucagon binds to a receptor on the liver cell surface, causing a conformational change 构象变化 (a change in the receptor's shape).
  2. this activates a G-protein G蛋白, which switches on the enzyme adenylyl cyclase 腺苷酸环化酶.
  3. adenylyl cyclase makes a second messenger 第二信使 inside the cell, called cyclic AMP 环腺苷酸 (cAMP).
  4. cAMP activates protein kinase A 蛋白激酶A, which starts an enzyme cascade 酶级联反应 — one enzyme 酶 switches on the next, by phosphorylation 磷酸化.
  5. because each enzyme switches on many of the next, the signal is greatly amplified 放大.
  6. the final enzyme breaks down glycogen 糖原 into glucose, which raises the blood glucose level.

Negative feedback and blood glucose

Blood glucose is held steady by two hormones working against each other:

  • when glucose is high, insulin 胰岛素 makes muscle and liver cells take in glucose and store it as glycogen, lowering the level.
  • when glucose is low, glucagon makes liver cells break glycogen back into glucose, raising the level.

Measuring glucose

Test strips 试纸 and biosensors 生物传感器 measure glucose in blood or urine. They use the enzymes glucose oxidase 葡萄糖氧化酶 and peroxidase 过氧化物酶, which react with glucose to give a colour change (or an electric signal in a biosensor) that shows how much glucose is present.

Worked example. A person drinks a large volume of water. Trace the homeostatic response. The blood's water potential rises (becomes less negative). Osmoreceptors in the hypothalamus detect this, so the posterior pituitary releases less ADH. With less ADH, fewer aquaporins are inserted into the collecting duct's membranes, so the duct becomes less permeable to water. Less water is reabsorbed, so a large volume of dilute urine is produced and the blood's water potential falls back towards normal. That return to the set point is what makes it negative feedback - the response reverses the original change. Name the receptor, the hormone, the effector and the correction: an answer that jumps from "drinks water" straight to "more urine" skips every marking point in between.

العربية

عند انخفاض جلوكوز الدم، يُفرَز هرمون الجلوكاجون. يوضح كيف يمر الهرمون رسالته إلى خلية — الإشارة الخلوية:

  1. يرتبط الجلوكاجون بمستقبل على سطح الخلية الكبدية، مما يسبب تغيراً في الشكل (تغيراً في شكل المستقبل).
  2. يُفعّل هذا بروتين G الذي يُشغّل إنزيم أدينيلاتيل سيكلاز.
  3. يصنع أدينيلاتيل سيكلاز رسالة ثانوية داخل الخلية، تسمى AMP الحلقي (cAMP).
  4. يُفعّل cAMP بروتين كيناز A الذي يبدأ تسلسل إنزيمي — يُشغّل إنزيم واحد التالي عبر الفسفرة.
  5. بما أن كل إنزيم يُشغّل عدداً كبيراً من الإنزيمات التالية، فإن الإشارة تُكبر بشكل كبير.
  6. الإنزيم الأخير يكسر الجليكوجين إلى جلوكوز، مما يرفع مستوى جلوكوز الدم.
الجلوكاجون يرتبط بمستقبل وينشط بروتين G، ثم أدنيلاتيل سايكليز، ثم cAMP، ثم بروتين كيناز A، ثم تفاعل متسلسل لإنزيمات تكسر الجليكوجين إلى جلوكوز؛ كل خطوة تنشط عدداً كبيراً، مما يضخم الإشارة
تمر الإشارة عبر رسالة ثانوية (cAMP) وتسلسل إنزيمي — كل خطوة تُفعّل عدداً كبيراً، لذلك تُكبر الإشارة

التغذية الراجعة السلبية وجلوكوز الدم

يُحفظ جلوكوز الدم ثابتاً بفعل هرمونين يعملان ضد بعضهما البعض:

  • عندما يكون الجلوكوز مرتفعاً، يجعل الإنسولين خلايا العضلات والكبد تمتص الجلوكوز وتخزنه كجليكوجين، مما يخفض المستوى.
  • عندما يكون الجلوكوز منخفضاً، يجعل الجلوكاجون خلايا الكبد تكسر الجليكوجين عائدًا إلى جلوكوز، مما يرفع المستوى.
حلقتان حول جلوكوز الدم: عند الارتفاع، يجعل الإنسولين الخلايا تخزن الجلوكوز كجليكوجين ليقل المستوى؛ وعند الانخفاض، يجعل الجلوكاجون الكبد يكسر الجليكوجين ليصبح المستوى أعلى
يعمل الإنسولين والجلوكاجون ضد بعضهما للحفاظ على ثبات جلوكوز الدم

قياس الجلوكوز

شرائط الاختبار والمستشعرات الحيوية تقيس مستوى الجلوكوز في الدم أو البول. تستخدم هذه الأدوات إنزيمات أكسيداز الجلوكوز وبيروكسيداز، التي تتفاعل مع الجلوكوز لتسبب تغيراً لونيًا (أو إشارة كهربائية في المستشعر الحيوي) تدل على كمية الجلوكوز الموجودة.

مثال محلول. شخص يشرب كميات كبيرة من الماء. تتبع الاستجابة المنزلية. يرتفع الجهد المائي للدم (يرتفع ويصبح أقل سلبية). تُكتشف هذه التغيرات بواسطة مستقبلات الأسموزية في تحت المهاد، مما يؤدي إلى إفراز الغدة النخامية الخلفية لكميات أقل من ADH. وبوجود القليل من ADH، يتم إدخال عدد أقل من الأقواباوات في أغشية الأنبوب الجامع، ليصبح الأنبوب أقل نفاذية للماء. يُعاد امتصاص القليل من الماء، لذلك يُنتج حجم كبير من البول المخفف ويعود الجهد المائي للدم نحو مستواه الطبيعي. هذا العودة إلى نقطة الضبط هي ما يجعلها التغذية الراجعة السالبة - حيث تعكس الاستجابة التغيير الأصلي. حدد المستقبل، الهرمون، العضو المستهدف والتصحيح: الإجابة التي تنتقل مباشرة من "شرب الماء" إلى "بول أكثر" تتخطى كل نقاط التصحيح الوسيطة.

Explore · ⁨استكشف⁩

Controlling blood glucose · ⁨التحكم في مستوى جلوكوز الدم⁩

Push blood glucose away from its set point, then watch negative feedback bring it back: insulin lowers a high level, glucagon raises a low one. · ⁨ادفع مستوى سكر الدم بعيدًا عن نقطة设定ه، ثم راقب كيف يعيد التغذية الراجعة السلبية إلى مساره: الإنسولين يخفض المستوى المرتفع، والجلوكاجون يرفعه إذا كان منخفضًا.⁩

Vocabulary · ⁨مفردات⁩ Train · ⁨تدريب⁩
English العربية
glucagon/ˈɡluːkæɡən/ الجلوكاجون
conformational change/kɒnfɔːˈmeɪʃənl tʃeɪndʒ/ تغير شكلي
G-protein/dʒiː ˈprəʊtiːn/ بروتين G
adenylyl cyclase/ˈædənɪlɪl ˈsaɪkleɪz/ أدينيلاتيل سايكليز
second messenger/ˈsekənd ˈmesɪndʒə/ رسول ثانٍ
cyclic AMP/ˈsaɪklɪk ˌeɪ em ˈpiː/ AMP الدائري
protein kinase A/ˈprəʊtiːn ˈkɪneɪs eɪ/ بروتين كيناز A
enzyme cascade/ˈenzaɪm kəˈskeɪd/ تسلسل إنزيمي
enzyme/ˈenzaɪm/ إنزيم
phosphorylation/ˌfɒsfɔːrɪˈleɪʃn/ الفسفرة
amplification/ˌæmplɪfɪˈkeɪʃn/ التضخيم
glycogen/ˈɡlaɪkədʒn/ جليكوجين
insulin/ˈɪnsjuːlɪn/ الأنسولين
test strip/test strɪp/ شريط اختبار
biosensor/ˌbaɪəʊˈsensə/ مستشعر حيوي
glucose oxidase/ˈɡluːkəʊs ˈɒksɪdeɪs/ إنزيم أكسيداز الجلوكوز
peroxidase/ˈperəksɪdeɪs/ بيروكسيداز
stomata/ˈstəʊmətə/ الثغور
carbon dioxide/ˈkɑːbən daɪˈɒksaɪd/ ثاني أكسيد الكربون
photosynthesis/ˌfəʊtəʊˈsɪnθəsɪs/ البناء الضوئي
transpiration/trænspəˈreɪʃn/ النتح
14.2

Homeostasis in plants: the stomata · ⁨التنظيم الذاتي في النباتات: الثغور⁩

Syllabus · ⁨المنهج⁩
English
  1. explain that stomata respond to changes in environmental conditions by opening and closing and that regulation of stomatal aperture balances the need for carbon dioxide uptake by diffusion with the need to minimise water loss by transpiration
  2. explain that stomata have daily rhythms of opening and closing
  3. describe the structure and function of guard cells and explain the mechanism by which they open and close stomata
  4. describe the role of abscisic acid in the closure of stomata during times of water stress, including the role of calcium ions as a second messenger
العربية
  1. اشرح أن الثغرات stomata تستجيب لتغيرات الظروف البيئية بالفتح والإغلاق وأن تنظيم فتحة الثغرة stomatal aperture يوازن بين الحاجة لامتصاص ثاني أكسيد الكربون عن طريق الانتشار والحاجة لتقليل فقدان الماء عن طريق النتح transpiration
  2. اشرح أن الثغرات لها إيقاعات يومية للفتح والإغلاق
  3. صف بنية ووظيفة الخلايا الحارسة guard cells واشرح الآلية التي تفتح وتغلق بها الثغرات
  4. صف دور حمض الإبهام في إغلاق الثغور خلال فترات الجفاف، بما في ذلك دور أيونات الكالسيوم كـ رسول ثانٍ

Source: Cambridge International syllabus · ⁨المصدر: منهج كامبريدج الدولي⁩

English

Stomata 气孔 are pores in a leaf. The plant opens and closes them to balance two needs: letting in carbon dioxide 二氧化碳 for photosynthesis 光合作用, and limiting water loss by transpiration 蒸腾作用. Stomata usually open by day and close at night, following a daily rhythm.

Each stoma is opened and closed by two guard cells 保卫细胞 around it:

  • to open: the guard cells pump in ions, so their water potential falls and water enters by osmosis 渗透. They swell and bend apart, opening the pore.
  • to close: ions leave, water follows out, the guard cells go floppy, and the pore closes.

When the plant is short of water (water stress 水分胁迫), the hormone abscisic acid 脱落酸 is released. It makes the guard cells lose ions and water so the stomata close, saving water. In this signalling, calcium ions 钙离子 act as a second messenger inside the guard cells.

العربية

الثغور هي مسام في الورقة. تفتح وتغلق النبات هذه المسام لموازنة حاجتين: السماح بدخول ثاني أكسيد الكربون لعملية البناء الضوئي، وتقليل فقدان الماء عن طريق النتح. تفتح الثغور عادةً خلال النهار وتغلق ليلاً، متبعةً إيقاعاً يومياً.

يتم فتح وإغلاق كل ثغر بواسطة خليةين حارستين تحيطان به:

  • لفتح: تضخ الخلية الحارسة أيونات داخلها، فتنخفض قيمتها المائية ويدخل الماء عبر الانتشار الشبه نافذ. تنتفخ الخلية وتنحني مبتعدة عن بعضها، مما يفتح المسام.
  • للإغلاق: تغادر الأيونات الخلية، يتبع الماء الخروج، تصبح الخلايا الحارسة مرنة وتغلق المسام.
اثنا ثغر: أحدهما مفتوح حيث انتفت خلاياه الحارسة بالماء لتترك مساماً، والآخر مغلق حيث أغلقت خلاياه الحارسة المرنة المسام
تفتح الخلايا الحارسة الثغر بامتصاص الماء لتصبح منتفخة، وتغلقه بفقدان الماء لتصبح مرنة

عندما يكون النبات ناقصاً في الماء (الإجهاد المائي)، يُفرز هرمون حمض الإبتعاد. يجعل هذا الهرمون الخلايا الحارسة تفقد الأيونات والماء لإغلاق الثغور وحفظ الماء. في هذه الإشارة، تعمل أيونات الكالسيوم كرسول ثانٍ داخل الخلايا الحارسة.

Explore · ⁨استكشف⁩

How a stoma opens · ⁨كيف تفتح الثغرة⁩

Step through it. Guard cells pump in ions, draw in water by osmosis, swell turgid and bend apart — opening the pore. · ⁨مرر خلال الخطوات. تضخ خلايا الحراسة الأيونات، وتسحب الماء بالانتشار الشدادي، تنتفخ وتصبح ممتلئة بالماء وتنحني مبتعدة — مما يفتح المسام.⁩

Vocabulary · ⁨مفردات⁩ Train · ⁨تدريب⁩
English العربية
guard cell/ɡɑːd sel/ خلية حارسة
osmosis/ɒzˈməʊsɪs/ التنضح
abscisic acid/əbˈsɪzɪk ˈæsɪd/ حمض الأبسيسك
water stress/ˈwɔːtə stres/ الإجهاد المائي
calcium ion/ˈkælsɪəm ˈaɪɒn/ أيون كالسيوم
14.2

Exam tips · ⁨نصائح للامتحان⁩

English
  • Frame every answer as negative feedback: receptor → coordinator → effector → correction; name each part.
  • Blood glucose: insulin lowers it (uptake, glycogenesis), glucagon raises it (glycogenolysis) — explain through cell signalling.
  • Kidney: know ultrafiltration (Bowman's capsule), selective reabsorption (proximal tubule) and the role of ADH in osmoregulation.
  • Stomata open when guard cells become turgid (K+ enters, water follows).
العربية
  • صيغ كل إجابة كـ تغذية راجعة سالبة: مستقبل ← منسق ← عضو مستهدف ← تصحيح؛ وسمّ كل جزء.
  • جلوكوز الدم: الإنسولين يخفضه (الامتصاص، تكوين الجلايكوجين)، والجلوكاجون يرفعه (تحلل الجلايكوجين) — اشرح ذلك عبر إشارات خلوية.
  • الكلى: تعرف الفلترة الدقيقة (كبسولة بومان)، والامتصاص الانتقائي (الأنبوب القريب) ودور ADH في تنظيم الأسموزية.
  • الثغور تفتح عندما تصبح الخلايا الحارسة منتفخة (يدخل K+ ويتبع الماء).

Interactive lessons on this topic · ⁨دروس تفاعلية حول هذا الموضوع⁩

Work through it step by step, with instant-check exercises. · ⁨ا-working عليه خطوة بخطوة، مع تمارين تحقق فوري.⁩

Past Papers · ⁨أوراق الامتحانات السابقة⁩

More topics in A-Level Biology · ⁨A-Level علم الأحياء⁩ · ⁨المزيد من المواضيع في A-Level Biology · ⁨A-Level علم الأحياء⁩⁩

Log in or create account · ⁨تسجيل الدخول أو إنشاء حساب⁩

IGCSE, A-Level & AP