الدرس الأول
الهضم والإخراج
والتنفس والدوران
أنظر وأتساءل
تحتاج أجهزة الحاسوب والسيارات والأجهزة الأخرى التي نستعملها في حياتنا إلى الطاقة لتعمل. ما أوجه الشبه بين الحيوانات وهذه الآلات؟ وكيف يحصل الحيوان، كحيوان الباندا في الصورة أعلاه، على حاجته من الماء والطاقة؟ وكيف يستخدمهما لكي يتمكن من العيش؟
أستكشف
نشاط استقصائي
كيف تساعد الأمعاء الغليظة على عملية الهضم؟
أتوقع
إذا استخدمت الورق لعمل نموذج يبين كيف تقوم الأمعاء الغليظة بامتصاص الماء. فأي أنواع الورق تختار ليقوم بامتصاص ماء أكثر؟ كيف يمكن تمثيل نموذج للأمعاء الغليظة؟ أكتب توقعي.
أختبر توقعي
- أحذر. أقطع كل نوع من الورق إلى أشرطة بالحجم نفسه، ثم أثني هذه الأشرطة بحيث يمكن إدخالها في المخبار المدرج.
- أملأ المخبار المدرج إلى منتصفه بالماء، وأدون في الجدول الرقم الذي يشير إلى مستوى الماء فيه.
- أدخل شريطًا من الورق إلى المخبار المدرج، بحيث ينغمر نصفه في الماء، وأتركه فيه مدة دقيقة.
- بعد مرور الدقيقة أخرج شريط الورق من الماء، وأسجل في الجدول المستوى الجديد «المستوى النهائي» للماء في المخبار، وأحسب كمية الماء التي تم امتصاصها. ثم أكرر التجربة مع كل نوع من الورق مبتدئًا بالخطوة الثانية.
أستخلص النتائج
- أستنتج. أي أنواع الورق امتص أكبر كمية من الماء؟ أفسر سبب ذلك حسب اعتقادي. ما الخصائص التي يشترك فيها الورق مع الأمعاء الغليظة؟
أستكشف أكثر
ما العوامل الأخرى التي تؤثر في عملية الهضم، ويمكن اختبارها؟ أصمم تجربة وأنفذها، ثم أشارك زملائي في النتائج التي أحصل عليها.
أحتاج إلى:
مقص
حذر
مناشف ورقية من ألياف
مناشف ورقية عادية
ورق تجليد
ورق طباعة خاص بالحاسوب
مخبار مدرج
ماء
ساعة إيقاف
أقرأ وأتعلم
السؤال الأساسي
كيف تتم عمليات الهضم والإخراج والتنفس والدوران عند كل من الإنسان والحيوانات؟
المفردات
الهضم
الإخراج
التنفس
الدوران
متغيرة درجة الحرارة
ثابتة درجة الحرارة
مهارة القراءة
مشكلة وحل
المشكلة
الخطوات نحو الحل
الحل
ما الهضم؟ وما الإخراج؟
من خصائص المخلوقات الحية أنها تستخلص الطاقة من الغذاء. فالمخلوقات الحية التي تقوم بعملية البناء الضوئي تصنع غذاءها بنفسها. أما معظم المخلوقات الحية الأخرى فتحصل على غذائها من البيئة المحيطة بها. ولكل حيوان طريقته في ابتلاع الغذاء، وتفكيكه إلى أجزاء بسيطة، والتخلص من الفضلات. أحصل على الطاقة عند تناول وجبة طعام، وتحصل المواشي على الطاقة من الأعشاب التي تأكلها، وتمتص بعض المخلوقات الحية المجهرية غذاءها بسهولة من الوسط الذي تعيش فيه للحصول على الطاقة.
وتكون عملية الهضم للحيوانات التي تبتلع غذاءها هي الخطوة الأولى نحو حصولها على الطاقة المختزنة في هذا الغذاء. الهضم عملية يتم فيها انتزاع الغذاء وتفكيكه إلى أجزاء، ومركبات بسيطة يمكن للخلايا الاستفادة منها. وعندما يتم تفكيك الغذاء إلى مواد بسيطة ينتقل إلى الخلايا في أنحاء الجسم المختلفة.
والإخراج عملية يتم فيها تخلص الجسم من الفضلات. وهذه الفضلات لا قيمة لها، وقد تؤدي إلى تسمم الخلايا والأنسجة إذا بقيت في الجسم.
الطاقة من الغذاء
أقرأ الصورة
كيف تكون البيضة مصدر طاقة للأفعى؟
إرشاد: أنظر إلى الأفعى وقد ابتلعت البيضة. ماذا يحدث للبيضة؟
اللافقاريات
تستخدم اللافقاريات طرائق عدة لهضم الطعام والتخلص من الفضلات. فالإسفنجيات تستخلص غذاءها من المواد العالقة في الماء وتصفيه كما فيه، عند مروره خلال الثقوب في أجسامها.
وفي أنواع أخرى من اللافقاريات - ومنها اللاسعات والديدان المفلطحة - يدخل الغذاء إلى تجويف هضمي في جسم الحيوان من فتحة خاصة؛ حيث تقوم خلايا متخصصة في هذا التجويف بهضم الغذاء وامتصاص المواد المغذية، ثم يتم التخلص من الفضلات عبر الفتحة نفسها.
بعض الأجهزة الهضمية في أنواع أخرى من اللافقاريات تتكون من أنبوبين، أحدهما يمر في الآخر، ولدودة الأرض هذا النوع من الأجهزة الهضمية، ولهذا الجهاز في دودة الأرض مثلًا فتحتان، واحدة لابتلاع الغذاء، والأخرى للتخلص من الفضلات.
الفقاريات
خلق الله عز وجل للحيوانات الأضخم تعقيدًا أجهزة هضم أكثر تخصصًا، وتتنوع التراكيب المكونة لأجهزتها الهضمية لتتمكن من التعامل مع الأغذية المختلفة. فتتغذى الأرانب والأبقار والفيلة مثلًا على النباتات، لذا يكون لها أسنان قادرة على طحن الغذاء النباتي جيدًا، كما أن أجهزتها الهضمية تحتوي على بكتيريا تساعد على هضم الأنسجة النباتية.
وفي الإنسان يحدث الهضم في الفم والمعدة والأمعاء الدقيقة، وتقوم الأمعاء الدقيقة بامتصاص المواد الغذائية ونقلها إلى الدم. ويتم التخلص من الفضلات خارج الجسم بعملية الإخراج. وكذلك تعمل الكليتان والرئتان والكبد والجلد على تخليص الجسم من الفضلات.
جهاز الهضم
الفم
المريء
الكبد
الحويصلة الصفراء
المعدة
معي
البنكرياس
الأمعاء الغليظة
الأمعاء الدقيقة
لدودة الأرض جهاز هضمي عبارة عن أنبوب داخل أنبوب، يدخل الطعام من خلاله ويهضم، وتمتص المواد الغذائية منه بوساطة الدم.
يحلل الحمض والأنزيمات في المعدة الغذاء إلى دقائق صغيرة، وتحلل العصارة الهضمية التي تفرزها الغدد الهضمية، البروتينات والنشويات والدهون.
أختبر نفسي
مشكلة وحل. كيف حلت أجهزة الهضم في الحيوانات مشكلة هضم الطعام؟
التفكير الناقد. لماذا تعد عملية الإخراج عملية مهمة للحيوان؟
ما التنفس؟
بعد أن تتم عملية الهضم، يجب تحرير الطاقة من جزيئات الطعام. وفي الحيوانات وسائر المخلوقات الحية الأخرى تكون جزيئات الطعام الناتجة عن عملية هضم النشويات هي الجلوكوز، وهو سكر بسيط. والتنفس عملية إطلاق الطاقة المختزنة في جزيئات الجلوكوز. وتحدث هذه العملية في وجود الأكسجين. وجميع المخلوقات الحية - ومنها النباتات - تقوم بعملية التنفس للحصول على طاقتها من الغذاء.
ويستخدم مصطلح التنفس الميكانيكي أيضًا للدلالة على عمليتي الشهيق والزفير؛ فالشهيق يزود الجسم بالأكسجين الضروري لإطلاق الطاقة من الغذاء، والزفير يساعد الجسم على التخلص من الفضلات، ومنها ثاني أكسيد الكربون والماء الناتجان عن عملية التنفس الخلوي. والرئتان عضوان من أعضاء الجهاز التنفسي، وظيفتهما تزويد الجسم بالأكسجين الذي يوزع إلى الخلايا، والتخلص من ثاني أكسيد الكربون.
تساعد عملية التنفس على إطلاق الطاقة من الغذاء بوجود الأكسجين.
اللافقاريات
أما بعض اللافقاريات ذات الأجسام الطرية - ومنها الديدان المفلطحة - فالتنفس لديها عملية بسيطة لتبادل الغازات عن طريق الانتشار. ولكي يتم انتشار الأكسجين عبر الأنسجة لا بد أن تكون سطوحها رطبة، ولهذا السبب تعيش كثير من الديدان في أماكن رطبة.
وتحتاج الحيوانات الأكبر حجما إلى أعضاء متخصصة للتنفس. وعندما تستخدم أعضاء التنفس هو الخياشيم أو الجلد المعدل، لكنها جميعًا تقوم بالوظيفة نفسها.
الحلزون
وتستخدم اللافقاريات - ومنها الرخويات والقشريات - الخياشيم. للديدان المسطحة بالأوعية الدموية، تتميز قرب سطح جسم الحيوان، ويتم تبادل الغازات عن طريق هذه الأوعية. أما في معظم العناكب فيتم تبادل الغازات عن طريق رئات تشبه صفحات الكتاب. أما الحشرات فلها أنابيب شديدة التفرع داخل أجسامها تسمى القصيبات، وهي تشكل شبكة توصل الهواء الجوي والأكسجين إلى كل خلية في جسم الحيوان، والتخلص من ثاني أكسيد الكربون.
الفقاريات
البرمائيات من الفقاريات، وهي حيوانات تعيش في الماء عندما تكون صغيرة، وعندما تكبر تعيش على اليابسة. تتبادل صغار البرمائيات الغازات بواسطة الخياشيم والجلد. ومعظم البرمائيات عندما يبلغ فيها تستخدم الرئات وتستمر في استخدام جلدها لتبادل الغازات.
وهناك ثلاث طوائف من الحيوانات الفقارية تستخدم الرئات بصورة رئيسية في التنفس؛ فجلد الزواحف المغطى بالحراشف لا يسمح للهواء بالنفاذ منه، لذا تستخدم هذه الزواحف الرئات في تنفسها. وكذلك الطيور والثدييات.
وفي الإنسان يدخل الهواء في الفم أو الأنف إلى البلعوم، ثم إلى الحنجرة، فالقصبة الهوائية، ثم إلى الشعبتين الهوائيتين اللتين تتفرعان إلى شعيبات هوائية أدق فأدق، حتى تنتهي بأكياس صغيرة تسمى الحويصلات الهوائية، وعندما يحدث تبادل الغازات بين الدم والهواء الذي يدخل إلى الحويصلات الهوائية من خلال جدرانها الرقيقة، حيث يمتص الحويصلات الأكسجين ويتخلص من ثاني أكسيد الكربون في الشهيق والزفير.
الجهاز التنفسي في الإنسان
الأنف
الفم
البلعوم
الحنجرة
القصبة الهوائية
الشعبة الهوائية
الشعيبة الهوائية
عضلة الحجاب الحاجز
الرئة
أقرأ الصورة
من أين يدخل الهواء إلى جسم الإنسان؟
إرشاد: أتبع مسار دخول الهواء من الخارج إلى الداخل، والأجزاء التي يدخل إليها.
أختبر نفسي
مشكلة وحل. لماذا تحتاج الخلايا إلى الأكسجين؟
التفكير الناقد. أعطي مثالًا على عملية انتشار تحدث في المطبخ وأوضحها.
ما الدوران؟
يعمل جهازا الهضم والتنفس معًا للحفاظ على حياة المخلوقات الحية. فالهضم يوفر سكر الجلوكوز للخلايا، والتنفس يوفر الأكسجين اللازم لتحويل السكر إلى طاقة تستخدمها الخلية للقيام بأنشطتها الحيوية.
لا بد للحيوانات العديدة الخلايا أن تكون قادرة على نقل المواد الغذائية والأكسجين إلى جميع خلاياها، وأن تكون قادرة أيضًا على التخلص من الفضلات. فالدوران هو حركة المواد المهمة ومنها الأكسجين والجلوكوز والفضلات في الجسم.
وفي الحيوانات نوعان من أجهزة الدوران هما: أجهزة الدوران المفتوحة، وأجهزة الدوران المغلقة. في أجهزة الدوران المفتوحة - كما في المفصليات والرخويات - يدفع القلب الدم مباشرة إلى أنسجة الجسم، ليتم تبادل المواد مع الخلايا مباشرة. أما في أجهزة الدوران المغلقة - كما في الفقاريات - فيتم دفع الدم خلال شبكة من الأوعية الدموية لا يمكنه مغادرتها. وفي هذه الحالة تتم تبادل المواد مع خلايا الجسم عن طريق اتحاد الأوعية الدموية، وتعمل صمامات خاصة في هذه الأجهزة على تدفق الدم باتجاه واحد لمنعه من التدفق في اتجاه خاطئ.
درجة حرارة الجسم
العديد من النشاطات الحيوية في أجسام الحيوانات لا تتم إلا في درجات حرارة محددة. ففي الحيوانات المتغيرة درجة الحرارة تتغير درجة حرارة جسم الحيوان تبعًا للتغير في درجة حرارة الهواء أو الماء المحيط بأجسامها. فالثعابين مثلًا تستدفئ بالشمس، أو تحفر في التربة أو تحت الصخور لرفع درجة حرارتها. البرمائيات والزواحف ومعظم الأسماك من الحيوانات المتغيرة درجة الحرارة. أما الثدييات والطيور فهي من الحيوانات الثابتة درجة الحرارة. وتحافظ هذه الحيوانات على درجة حرارة أجسامها حتى لو تغيرت درجة حرارة الهواء المحيط بها. وقد وهب الله تعالى هذه المخلوقات وسائل مختلفة للمحافظة على ثبات درجة حرارة أجسامها، فإذا ارتفعت درجة حرارة هذه الحيوانات فإنها يمكنها التخلص من الحرارة الزائدة عبر الجلد وإفراز العرق. ويمنع فقدان الحرارة تستخدم هذه الحيوانات بعض وسائل العزل الحراري كالفرو، كما في الدب القطبي، أو تخزين طبقات من الدهون تحت الجلد، كما في بعض الحيتان التي تعيش في المياه الباردة.
أبسط أشكال الدوران يحدث بواسطة عملية الانتشار؛ حيث ينتقل الماء وما يذوب فيه إلى جسم اللافقاريات الطرية، ومنها هذا الإسفنج، فينقل الماء والجلوكوز والفضلات في الجسم.
هذا الجراد جهاز دوراني مفتوح؛ حيث يتحرك الدم مباشرة من القلب إلى الأنسجة، ثم يجمع الدم في قنوات خاصة تسمى الجيوب، ليعود إلى القلب.
الحيوانات التي تستخدم الخياشيم، ومنها هذه السمكة، لها جهاز دوران مغلق؛ يتحرك فيه الدم في دورة مستمرة من القلب إلى الخياشيم، ومنها إلى خلايا الجسم، ثم يعود إلى القلب.
للثدييات - ومنها هذا القط - رئات للتنفس، ويمر الدم في دورتين مغلقتين في جهاز الدوران، ينتقل الدم في الدورة الأولى بين القلب والرئتين. أما الدورة الثانية فينتقل من القلب إلى باقي أجزاء الجسم.
نشاط أسري
فواز: نورة أشعر بأن حرارة جسمي مرتفعة.
نورة: تفضل يا أخي كأسة الماء وضعها على رأسك.
فواز: نورة، هل تعلمين أن درجة حرارة الجسم الطبيعي ٣٧ س°؟
نورة مبتسمة: ومن أخبرك ذلك؟
فواز: أمي أخبرتني بذلك.
حاور ابنك في أسباب ارتفاع درجة حرارة جسمه.
نشاط
نموذج لصمام في الوريد
- أقطع شقًا أفقيًا عند منتصف الأنبوب الكرتوني يبلغ نصف عرض الأنبوب.
- أقطع شقًا طوله 1,5 سم، مقابل الشق الأول وأسفل منه بنحو 0,6 سم.
- أقص قطعتين من الورق تتناسب كل منهما أحد الشقين. وأدخل كل منهما في الشق المناسب، كما في الشكل. وأهذب أطراف الورقة في الشق العلوي بحيث تغلق الأنبوب، ولكن يمكنها الحركة رأسيًا. ثم أقص الورقة التي سأدخلها في الشق السفلي، بحيث تكون بحجم أصغر من الأنبوب بشكل جزئي. وأثبت الأطراف الخارجية للأوراق بجانبي الأنبوب.
- ألاحظ. أسقط بذور فاصوليا أو فول من أحد الأنبوب. وأدعمها من خلاله. وأجرب إسقاطها من الطرف الآخر، ثم أفسر النتائج.
- أستنتج. أبين أوجه الشبه بين تركيب وعمل الأوردة في جسمي وبين النموذج الذي عملته.
الدوران والتنفس
- يتخلص الدم غير المؤكسج من ثاني أكسيد الكربون ويحمل بالأكسجين.
- يضخ الدم غير المؤكسج إلى الرئتين.
- يتدفق الدم غير المؤكسج «غير المحمل بالأكسجين» إلى القلب.
- يتدفق الدم المؤكسج «المحمل بالأكسجين» إلى القلب، ثم يضخ إلى سائر أجزاء الجسم.
الدورة الدموية
تبدأ الدورة الدموية في الإنسان وغيره من الثدييات عندما يضخ القلب الدم غير المؤكسج «غير المحمل بالأكسجين» إلى الرئتين. وفي الرئة داخل الحويصلة الهوائية يتم تبادل الغازات، حيث ينتقل الأكسجين من تجويف الحويصلات إلى الدم، وفي الوقت نفسه ينتقل ثاني أكسيد الكربون - وهو من فضلات عملية التنفس - إلى تجويف الحويصلة الهوائية، ثم إلى خارج الجسم مع هواء الزفير.
ويعود الدم المؤكسج إلى القلب؛ حيث يضخ إلى جميع أجزاء الجسم. وعندما يصل إلى الأمعاء الدقيقة يحمل بالمواد الغذائية. ويبدأ الدم المؤكسج المحمل بالمواد الغذائية ينتقل إلى جميع أجزاء الجسم عبر أوعية دموية، حتى يصل إلى شعيرة دموية، فتنشر الجسم. المواد الغذائية والأكسجين عبر جدرانها الرقيقة فيصل إلى الخلايا. وتقوم الخلايا بتمرير فضلاتها عبر جدران الشعيرات الدموية إلى الدم، ويصبح الدم غير مؤكسج، وينتقل مرة أخرى إلى القلب، وتستمر هذه العملية.
أقرأ الشكل
أين يضخ الدم غير المؤكسج؟
إرشاد: يشير اللون الأحمر إلى الدم المؤكسج، أما اللون الأزرق فيشير إلى الدم غير المؤكسج.
أختبر نفسي
مشكلة وحل. لماذا يشعر متسلقو الجبال الشاهقة بالإرهاق والتعب؟
التفكير الناقد. هل جهاز التنفس جزء من جهاز الإخراج؟ وضح ذلك.
مراجعة الدرس
ملخص مصور
الجهاز الهضمي يحلل الغذاء إلى مواد يمكن استخدامها. أما الجهاز الإخراجي فيخلص الجسم من الفضلات.
الجهاز التنفسي يساعد على إطلاق الطاقة من جزيئات الغذاء بوجود الأكسجين.
يعمل جهاز الدوران على حركة المواد المهمة «مواد غذائية أو فضلات» في جسم الحيوان.
المطويات
أنظم أفكاري
أعمل مطوية كالمبينة في الشكل ألخص فيها ما تعلمته عن الهضم والتنفس والدوران وأكمل العبارات، وأضيف بعض التفاصيل الداعمة لكل عنوان داخل المطوية.
الهضم
التنفس
الدوران
أفكر وأتحدث وأكتب
- المفردات. حركة المواد خلال جسم الحيوان تسمى ............
- مشكلة وحل. كيف تحصل الفقاريات على الأكسجين وتوزعه على خلايا الجسم؟
المشكلة
الخطوات نحو الحل
الحل
- التفكير الناقد. ما ميزة أن يكون الحيوان ثابت درجة الحرارة؟
- أختار الإجابة الصحيحة. المخلوقات الحية التي تستخدم الخياشيم والجلد في تنفسها هي:
أ. الطيور
ب. البرمائيات
ج. الثدييات
د. الأسماك
- أختار الإجابة الصحيحة. جهاز الدوران الذي يدفع الدم مباشرة في أنسجة الحيوان هو:
أ. جهاز الانتشار
ب. جهاز الدوران المغلق
ج. الجهاز الدعامي
د. جهاز الدوران المفتوح
- السؤال الأساسي. كيف تتم عمليات الهضم والإخراج والتنفس والدوران عند كل من الإنسان والحيوانات؟
العلوم والرياضيات
آلة الضخ
إذا كان القلب يضخ 750 لترًا من الدم خلال جهاز الدوران في جسم الإنسان في اليوم الواحد، فكم كمية الدم التي تدور في الجسم خلال ساعة واحدة؟
العلوم والفن
كتاب أجهزة الجسم
أعمل كتابًا للصف يتعلق بأعضاء الحيوانات اللافقارية والفقارية وأجهزتها. وأرسم كل عضو أو جهاز، وأكتب اسمه على الرسم. وأذكر أمثلة على حيوانات يوجد فيها الجهاز، والوظائف التي تؤديها.
التقويم
117