السبت، 29 أكتوبر، 2016

خاصية الحياة المثال الوصف

خاصية الحياة المثال الوصف
المخلوقات الحيّة كلها مكونة من خلية أو أكثر،
والخلية ه 􀃥ي الوحدة الأساس 􀃥ية للحياة. فبعض
المخلوق 􀃥ات كالبراميس 􀃥يوم وحي 􀃥دة الخلي 􀃥ة.
مكوّن من خلية أو أكثر
تبدأ مستويات التنظيم في الأنظمة البيولوجية
بالذرات والجزيئات والخلايا، ثم تزداد تعقيدًا بناءً
على الوظائف الحيوية للمخلوق الحي، فعلى سبيل
المثال فإن تركيب فك الحرباء ولسانها الطويل لهما
علاقة بوظائفها التي هيأهما الله لأدائها.
يظهر تنظيم
)التعضي(
يؤدي النمو إلى زي 􀃥􀃥ادة كتلة المخلوق الحي،
ويكتسب المخلوق قدرات مختلفة في أثناء عملية
النمو هذه. فأبو ذنيبة ينمو ليصبح ضفدعًا بالغًا.
النمو
تتكاث 􀃥ر المخلوق 􀃥ات الحيّ 􀃥ة وتنتق 􀃥ل صفاته 􀃥ا من
جي 􀃥ل إلى آخ 􀃥ر، فالبلبل مث - وه 􀃥و طائر مهدد
بالانق 􀃥راض- علي 􀃥ه أن يتكاث 􀃥ر لك 􀃥ي يس 􀃥تمر في
البقاء.
التكاثر
الطاقة مطلوبة للعمليات الحيوية كلها، فبعض
المخلوقات الحية يجمع غذاءه ويخزنه كما يفعل
السنجاب، والبعض الآخر يصنع غذاءه بنفسه
كما تفعل شجرة الليمون.
الحاجة إلى الطاقة
تُدع 􀃥ى ردود الفعل للمؤث 􀃥رات الداخلية
والخارجية اس 􀃥تجابة. فالفهد يستجيب للجوع
ولحاجت 􀃥ه إلى الغ 􀃥ذاء بمطاردت 􀃥ه الغ 􀃥زال، وأم 􀃥ا
الغ 􀃥زال فيس 􀃥تجيب لخوف 􀃥ه ولرغبت 􀃥ه في البق 􀃥اء
بالفرار منه بأقصى ما يستطيع.
الاستجابة للمؤثرات
تحافظ المخلوقات الحية جميعها على اتزانها
الداخلي، فالإنسان يتعرق ليلطف جسمه،
ويحافظ على درجة حرارته من الارتفاع الزائد.
المحافظة على الاتزان الداخلي
للتكيّف دوره في الحفاظ على بقاء النوع. فزهرة
الأوركيدا الاستوائية خلق الله لها جذورًا
تكيفت مع بيئة تكاد تخلو من التربة.
التكيّف
جدول 1- 1 خصائص المخلوقات الحية Characteristics of living organisms
14
1-1
ملاحظة خصائص الحياة
حي أم غير حي؟ في هذه التجربة سوف تلاحظ عدة أشياء لتحدد ما إذا كانت حية أم غير حية.
خطوات العمل
1 .1 اقرأ تعليمات السلامة في كراسة التجارب العملية.
2 .2 أنشئ جدولاً بأربعة أعمدة، عناوينها: المخلوق، التوقع، خاصية الحياة، الدليل.
3 .3 سيزوّدك معلمك بعدة أجسام للملاحظة. أدرج كل شيء في الجدول، ثم توقع ما إذا كان حيًّا أو غير حي.
4 .4 راقب كل جسم بدقة، وناقش مع زميلك في المختبر خصائص الحياة التي تبدو عليه.
5 .5 حدد ما إذا كان كل جسم من الأجسام المذكورة في الجدول حيًّا أو غير حي، موضحًا ذلك بالدليل.
التحليل:
1 .1 قارن بين توقعاتك وملاحظاتك.
2 .2 وضح لماذا يصعب أحيانًا تصنيف بعض المخلوقات إلى حية وغير حية؟
3 - النم ��وّ The Growth : تب 􀃥دأ معظ 􀃥م المخلوقات بخلي 􀃥ة واحدة، ثم
يأخ 􀃥ذ المخلوق الحي ف 􀃥ي النمو، النمو هو الزيادة في كتلة الفرد. وفي كثير
من المخلوقات يكون النمو بتكون خلايا وتراكيب جديدة. فخلية البكتيريا
تنمو. وأنت أيضًا تنمو من طفل إلى شاب. والطائر الذي لا يستطيع الطيران
خلال الأس 􀃥ابيع الأولى من عم 􀃥ره، ينمو ويهيئ الله ل 􀃥ه تراكيب متخصصة
تمكنه من الطيران، وهي إحدى التغيرات التي يمر بها خلال حياته.
4 - التكاث ��ر Reproduces : تنت 􀃥ج المخلوقات الحية من عملية التكاثر.
لك 􀃥ن التكاث 􀃥ر لي 􀃥س خاصية أساس 􀃥ية للفرد ، فكثي 􀃥ر من الحيوان 􀃥ات الأليفة
تُعالَ 􀃥ج لمنعها من إنجاب صغارٍ، ومع ذلك، فإنها تبقى حية على الرغم من
عدم قدرتها على التكاثر. وإذا ما أردنا لنوع حي أن يحافظ على بقائه، فعلى
أف 􀃥راده أن يتكاث 􀃥روا. والن 􀃥وع species مجموعة م 􀃥ن المخلوقات تتزاوج
فيم 􀃥ا بينه 􀃥ا، وتنتج نسالً قادرًا على التكاث 􀃥ر بإذن الله. فإن ل 􀃥م يتكاثر أفراد
النوع فإنه سينقرض بموت آخر فرد منه.
5 - الحاج ��ة إلى الطاق ��ة Requires energy : تحتاج المخلوقات
الحية إلى الغذاء باعتباره مصدرًا للطاقة. وتستعمل معظم النباتات وبعض
المخلوق 􀃥ات الحي 􀃥ة الوحي 􀃥دة الخلي 􀃥ة طاق 􀃥ة الضوء لتصن 􀃥ع غذاءه 􀃥ا، بينما
تس 􀃥تخدم بعض المخلوق 􀃥ات الحية الأخ 􀃥رى الوحيدة الخلي 􀃥ة طاقة المواد
الكيميائي 􀃥ة لصن 􀃥ع غذائه 􀃥ا. أم 􀃥ا المخلوقات التي لا تس 􀃥تطيع صن 􀃥ع غذائها
15
بنفسها – ومنها الحيوانات والفطريات- فتحصل على الطاقة بالتغذي على
مخلوق 􀃥ات أخرى. وتُس 􀃥تخدم بعض الطاقة في نم 􀃥و المخلوق والمحافظة
على اتّزانه الداخلي.
6 - الا 􀀷ستجاب ��ة للم ؤث ��رات Responds to stimuli : تس 􀃥تجيب
المخلوق 􀃥ات الحي 􀃥ة للمؤث 􀃥رات الداخلي 􀃥ة والخارجية. وتتمث 􀃥ل المؤثرات
الخارجي 􀃥ة ف 􀃥ي جمي 􀃥ع الأش 􀃥ياء الت 􀃥ي تحي 􀃥ط بالف 􀃥رد، م 􀃥ن مخلوق 􀃥ات حية
كالنبات 􀃥ات والحيوان 􀃥ات، أو أش 􀃥ياء غي 􀃥ر حي 􀃥ة كاله 􀃥واء والم 􀃥اء والترب 􀃥ة
والصخ 􀃥ور. أما المؤث 􀃥رات الداخلية للفرد فهي كل الأش 􀃥ياء الموجودة في
داخله. إن أي شيء يسبب ردّ فعل للمخلوق الحي يُدعى مؤثّرًا. أما ردّ فعل
المخلوق الحي فيُدعى استجابة. فمثلاً، إذا اشتم سمك القرش رائحة الدم
في المحيط فإنه يس 􀃥تجيب بسرعة، فيتحرك نحو الدم، ويهاجم أي مخلوق
موج 􀃥ود هناك. وتس 􀃥تجيب النباتات لبيئتها بش 􀃥كل أكثر بطئً 􀃥ا، فإذا وُضعت
نباتات قرب نافذة تصلها أش 􀃥عة الش 􀃥مس فإنها تتجه نحو الضوء القادم من
النافذة. ويبين الشكل 6- 1 كيف تستجيب نبتة صائدة الذباب للمؤثرات.
الش 􀃥كل 6- 1 تنمو نبت 􀃥ة صائدة الذباب بش 􀃥كل
طبيع 􀃥ي في ترب 􀃥ة فقي 􀃥رة بالمواد
الغذائي 􀃥ة، لكن النبتة تمس 􀃥ك
بالحشرات وتهضمها وتستخلص
منها موادها الغذائية.
وض 􀃥ح: كي 􀃥ف يس 􀃥تجيب ه 􀃥ذا النب 􀃥ات
للمؤثرات ليحصل على غذائه؟
معل 􀃥م الأحياء: الميل نح 􀃥و علم الأحياء هو
أح 􀃥د الأس 􀃥باب العدي 􀃥دة التي تدف 􀃥ع ببعض
الأش 􀃥خاص لك 􀃥ي يصب 􀃥ح معلمً 􀃥ا للأحياء،
فه 􀃥ذا الش 􀃥خص، بالإضاف 􀃥ة إل 􀃥ى دراس 􀃥ته
مق 􀃥ررات ف 􀃥ي عل 􀃥م الأحي 􀃥اء، فإن 􀃥ه ي 􀃥درس
مقررات ف 􀃥ي المناه 􀃥ج وطرائ 􀃥ق التدريس،
وعل 􀃥م النف 􀃥س، ومقررات أخ 􀃥رى تطور من
مهاراته التدريسية.
لمزي 􀃥د من المعلومات ع 􀃥ن مهن أخرى في
علم الأحياء، ارجع إلى الموقع:
مهن مرتبطة بعلم الأحياء
16
7 - المحافظ ��ة عل ��ى الات ��زان الداخل ��ي :Maintains homeostasis
يُدع 􀃥ى تنظي 􀃥م الظ 􀃥روف الداخلي 􀃥ة للف 􀃥رد من أج 􀃥ل الحف 􀃥اظ على حيات 􀃥ه الاتزان
الداخل 􀃥ي، وه 􀃥و ما تش 􀃥ترك في 􀃥ه جمي 􀃥ع المخلوقات الحي 􀃥ة. فإذا ما حدث ش 􀃥يء
للمخل 􀃥وق الحي يس 􀃥بّب اضطرابًا لحالت 􀃥ه الطبيعية، فإن مجموع 􀃥ة من العمليات
تبدأ داخله لإعادة اتزانه الداخلي، وإلا فإنه سيموت.
8 - التكيّف Adaptation : يبين الش 􀃥كل 7- 1 كيف أن بعض أوراق الأشجار
ف 􀃥ي الغاب 􀃥ة المطرية وهي الأوراق ذات القمة الناقطة، قد هيأ لها الخالق س 􀃥بحانه
وتعال 􀃥ى أن يك 􀃥ون لها هذا الش 􀃥كل كي تتمكن م 􀃥ن التخلص من الم 􀃥اء الزائد، إذ
جعل الماء ينزلق بيس 􀃥ر وس 􀃥رعة فوق س 􀃥طوحها، لكي تبقى جافة نسبيًّا، فلا تنمو
عليها الفطريات، وهو ما يمنحها فرصة أكبر للبقاء.
وهك 􀃥ذا، تع 􀃥د ذات ال 􀃥ورق الناقط تكيفًا لبيئ 􀃥ة الغابة المطرية، وف 􀃥ي المقابل، فقد
هي 􀃥أ الله للنباتات الصحراوية أن تتكيف م 􀃥ع بيئتها الحارة والجافة، فقد تحورت
أوراقها إلى أش 􀃥واك مما يقلل فقدها الماء. وكذلك امتدت جذورها إلى مس 􀃥احة
أكب 􀃥ر من التربة، مما يمكنها من جمع أكبر كمية من الماء الش 􀃥حيح في بيئتها. لذا
فإن للتكيّف دورًا في الحفاظ على بقاء النوع.
الشكل 7- 1 يمثل شكل الورقة ذات القمة
الناقطة تكيفًا للبيئة المطرية.
التقويم 1- 1
الخلاصة:
• تش 􀃥ترك المخلوقات الحية جميعها
في خصائص الحياة.
• ي 􀃥درس علم 􀃥اء الأحي 􀃥اء تاري 􀃥خ
المخلوق 􀃥ات الحي 􀃥ة وتراكيبه 􀃥ا
ووظائفه 􀃥ا، وتفاعله 􀃥ا م 􀃥ع البيئ 􀃥ة،
وجوانب أخرى عديدة في حياتها.
• تتك 􀃥ون المخلوق 􀃥ات الحي 􀃥ة م 􀃥ن
خلي 􀃥ة واح 􀃥دة أو أكث 􀃥ر، وتظه 􀃥ر
تنظيمًا، وتنمو وتتكاثر، وتس 􀃥تجيب
للمؤث 􀃥رات، وتس 􀃥تخدم الطاق 􀃥ة،
وتحاف 􀃥ظ عل 􀃥ى اتزانه 􀃥ا الداخل 􀃥ي،
وتتكيف مع بيئاتها.
فهم الأفكار الرئيسة
1. الفكرة الرئيسة ص 􀃥ف أرب 􀃥ع
خصائص تحدد ما إذا كان الشيء حيًّا
أو غير حي.
2. وضّ 􀃥ح لم 􀃥اذا تُعد الخليّ 􀃥ة الوحدة
الأساسية في المخلوقات الحية؟
3. اكتب قائمة تبين فيها فوائد دراسة
علم الأحياء.
4. ميّز بين الاستجابة والتكيف.
التفكير الناقد
5 - الرياضيات في علم الأحياء
قس 􀃥م طالب صف 􀃥ك إل 􀃥ى مجموعتي 􀃥ن
واطلب إليه 􀃥م ترتيب خصائ 􀃥ص الحياة
م 􀃥ن الأكث 􀃥ر أهمي 􀃥ة إل 􀃥ى الأق 􀃥ل أهمي 􀃥ة،
وس 􀃥جل النتائ 􀃥ج ومع 􀃥دل الإجاب 􀃥ات،
ومثّلها بيانيًّا، واكت 􀃥ب تقريرًا تلخص فيه
ما توصّلت إليه.
لمزيد من الاختبارات القصيرة، ارجع إلى الموقع الإلكتروني: www.obeikaneducation.com
17
الأهداف
توضح خصائص العلم.
تق 􀃥ارن بي 􀃥ن العل 􀃥وم الطبيعي 􀃥ة
)التجريبي 􀃥ة( والعلوم غري الطبيعية
)غير التجريبية(.
تصف أهمية النظام المتري ووحدات
النظام الدولي.
تص 􀃥ف الف 􀃥رق بني الملاحظ 􀃥ة
والاستنتاج.
تعرف الطريقة العلمية التي
يستعملها علماء الأحياء في بحوثهم.
تمي 􀃥ز بني المتغري التاب 􀃥ع والمتغري
المستقل.
مراجعة المفردات:
الاستقصاء: البحث المتأني لاكتشاف
الحقائق.
المفردات الجديدة
العلم الطبيعي )التجريبي(
النظرية
مراجعة العلماء الآخرين
النظام المتري
الجدل العلمي
الأخلاق العلمية
الطرائق العلمية
الملاحظة
الاستنتاج
الفرضية
التجربة
المجموعة الضابطة
المجموعة التجريبية
المتغير المستقل
المتغير التابع
الثابت
البيانات
الفكرة الرئيسة العلم عملية تعتمد على التساؤل الذي يبحث عن الإجابة التي تقدم
تفسيرات علمية للظواهر المختلفة، ويستخدم علماء الأحياء طرائق محددة عند
إجراء البحوث.
الربط بواقع الحياة:
كيف تعرف إن كان الإعلان الذي يعرض في التلفاز أو الجريدة أو الإنترنت صادقًا أم
لا؟ ما الذي يجعل الشيء مبنيًّا على أساس علمي؟ وماذا تعمل لتجد إجابات عن أسئلة
ما؟ لقد وضع العلماء خطوات علمية للإجابة عن الأسئلة.
ما العلم؟
هل تساءلت يومًا: فيم تختلف العلوم الطبيعية عن الأدب والشعر والكتابة؟
العلم الطبيعي science )التجريبي( بناءٌ من المعرفة يعتمد على دراسة الطبيعة؛ فعلوم
الأرض والأحياء والكيمياء والفيزياء كلها علوم . والخاصية الأساسية للعلوم هي
البحث العلمي الذي يبحث عن تفسيرات للظواهر الطبيعية. وهو عملية إبداعية
تعتمد على الملاحظة، والتجربة. فالعلماء في بعض الأحيان يقومون برحلات علمية إلى
أماكن صعبة لجمع معلومات عبر الملاحظة والتجربة كما في الشكل 8- 1. أما العلوم
غير الطبيعية )غير التجريبية( مثل الأدب والشعر والكتابة فهي لا تستند إلى الملاحظة
والتجربة، وهناك فئة ثالثة تُلبس نفسها لباس العلم وتمارس التنجيم وقراءة الكف
وادعاء معرفة المستقبل، والعلم براء من هذه الممارسات مهما حاول أصحابها إظهار غير
ذلك. ويتصف العلم الطبيعي بالخصائص التالية:
يعتمد على الدليل:
عندما تسمع أحدًا يقول: لديّ نظرية حول أمر ما فإن ذلك يعني أن لديه تفسيرًا
محتملاً للأمر. فالتفسير العلمي يجمع بين ما هو معروف من معلومات، وما يتفق
معها من أدلة بُنيت على أساس الملاحظات والتجريب.
وعندما يصل العلماء إلى تفسير لظاهرة
طبيعية مدعوم بعدد من الملاحظات
والأدل 􀃥􀃥 ة والتجارب؛ ف 􀃥􀃥إن العلماء
يسمون ذلك نظرية theory . فمثلاً،
ماذا يحدث إذا رميت كرة إلى الأعلى في
الهواء؟ إذا جربت ذلك في أي مكان
على الأرض، ستحصل على النتائج
نفسها. وقد فسّر العلماء التجاذب
بين الكرة والأرض في ضوء النظرية
العامة للجاذبية.
طبيعة العلم وطرائقه
شكل 8- 1 عالم جيولوجي يدرس طبيعة الصخور.
1-2
The Nature of Science
18
وفي علم الأحياء أيضًا، هناك مجموعة من النظريات، إلاّ أن هناك نظرية لها
اعتبار خاص، هي نظرية الخلية. وهي تعتمد على العديد من الملاحظات
والاستقصاءات المدعومة بالعديد من الأدلة التي مكَّنت علماء الأحياء من وضع
التوقّعات؛ فكل مخلوق حي يتكون من خلايا وهي التي تقوم بجميع النشاطات
الحيوية. وهذه النظرية تنطبق على جميع المخلوقات الحية.
يو 􀀷ّسع المعرفة العلمية:
كيف تميز المعلومات المعتمدة على العلم من غيرها؟ إن الحقول العلمية يوجهها
البحث الذي يضيف معرفة جديدة، يتثبت منها علماء آخرون. ويشكّل البحث
عن المعرفة الجديدة قوة دافعة للعلم لاتتوقف؛ فاكتشاف حقائق جديدة يدفع
العلماء إلى المزيد من الأسئلة التي تتطلب بدورها المزيد من البحث. وهكذا
تتسع دوائر العلم وميادينه دون توقف.
ماذا قر أت؟ فيم يختلف العلم الطبيعي )التجريبي( عن العلم غير الطبيعي
)غير التجريبي(؟
ينتج أ 􀀷سئلة:
تثي 􀃥ر الملاحظ 􀃥ات والبيان 􀃥ات غي 􀃥ر المتفقة م 􀃥ع الفه 􀃥م العلمي الراه 􀃥ن اهتمام
العلم 􀃥اء، وتقود إلى المزيد من البحث. فمثلاً صنّف علماء الأحياء الس 􀃥ابقين
الخفاش مع الطيور لأن له أجنحة. لكن البحث العلمي بيّن أن أجنحة الخفاش
أكثر شبهًا بأطراف الثدييات منها بأجنحة الطيور، الشكل 9- 1. وقد قاد هذا إلى
البحث في التفاصيل التش 􀃥ريحية والتراكي 􀃥ب الجينية لكل من الطير والخفاش.
وقد بينت الدراسات هذه العلاقة ؛ حيث بيّن العلماء أن الخفاش أكثر قربًا إلى
الثدييات منه إلى الطيور.
إبهام
إبهام
أربع أصابع أربع أصابع إصبعان
إصبع
إنسان خفاش طائر
الشكل 9- 1: تركيب جناح الخفاش أكثر شبهًا
بذراع الإنسان منه بجناح الطائر.
19
يتحدّى النظريات المقبولة:
يرحّ 􀃥ب العلم 􀃥اء بالنق 􀃥اش ح 􀃥ول آراء بعضه 􀃥م البعض، فه 􀃥م يحضرون
المؤتمرات بشكل منتظم؛ لمناقش 􀃥ة الاكتشافات والتطورات الجديدة.
وغالبً 􀃥ا ما يحدث اختلاف علمي بينه 􀃥م، ويؤدي النقاش إلى المزيد من
البحوث والتجارب التي تقود إلى فهم علمي مشترك.
وتتقدّم العلوم بإدراجها المعلومات الجديدة حال اكتشافها. فعلى سبيل
المث 􀃥ال، من 􀃥ذ أن عُرف م 􀃥رض الإيدز ف 􀃥ي الثمانينات تغير فهمنا بش 􀃥كل
ج 􀃥ذري لفي 􀃥روس نقص المناع 􀃥ة المكتس 􀃥بة، وكيفية انتقال 􀃥ه ومعالجته،
وطريق 􀃥ة توعي 􀃥ة الناس ب 􀃥ه. وكل ه 􀃥ذا يُعزى إل 􀃥ى النتائج الجدي 􀃥دة التي
كشفت عنها الدراسات العلمية.
يختبر الا 􀀷ستنتاجات:
بن 􀃥اءً على البيانات والملاحظ 􀃥ات التي يتم الحصول عليها من الأبحاث
والتج 􀃥ارب العلمية الموضوعي 􀃥ة فإننا نتوصل إلى اس 􀃥تنتاجات، تفضي
بدورها إلى معلومات ذات أساس علمي ، فعلماء الأحياء لديهم طرائق
تجريبية لفحص الاستنتاجات التي يتم التوصل إليها.
يخ 􀂮ضع لمراجعةالعلماء ا آ لخرين:
قب 􀃥ل أن تنش 􀃥ر المعلوم 􀃥ات العلمي 􀃥ة عل 􀃥ى نط 􀃥اق واس 􀃥ع وتصي 􀃥ر متاحة
للجمي 􀃥ع، يراجعه 􀃥ا العلم 􀃥اء المختصون ف 􀃥ي المجال نفس 􀃥ه. ومراجعة
العلماءالآخري 􀃥ن : عملي 􀃥ة يتم بها فح 􀃥ص طرائق إج 􀃥راء التجارب ودقة
النتائ 􀃥ج على أيدي علماء من التخصص نفس 􀃥ه، أو علماء يجرون بحوثًا
مشابهة.
ي 􀂁ستخدم النظام المتري
يس 􀃥تطيع العلماء أن يعيدوا إجراء تجارب الآخري 􀃥ن باعتبارها جزءًا من
تجربة جديدة، واستخدام نظام موحّد للقياس يساعد على تحقيق ذلك.
ومعظم العلماء يستخدمون النظام المتري metric system في جمع
المعلومات، وإجراء التجارب. ويس 􀃥تخدم النظام المتري وحدات ذات
أج 􀃥زاء هي قوى الرقم 10 . وقد أقرّ المؤتم 􀃥ر العام للأوزان والمقاييس
الوح 􀃥دات المعياري 􀃥ة للنظام المت 􀃥ري عام 1960 م. وه 􀃥ذا النظام يُدعى
النظ 􀃥ام الدول 􀃥ي للوح 􀃥دات، ويع 􀃥رف اختص 􀃥ارًا ب 􀃥 ) SI (. والوح 􀃥دات
العالمي 􀃥ة المس 􀃥تخدمة عادة في عل 􀃥م الأحياء هي: المت 􀃥ر لقياس الطول،
والكيلوج 􀃥رام لقي 􀃥اس الكتل 􀃥ة، واللت 􀃥ر لقي 􀃥اس الحجم، والثاني 􀃥ة لقياس
الزمن.
الكاتب العلمي: يش 􀃥كل إيص 􀃥ال المعرفة
العلمي 􀃥ة إلى الجمهور واح 􀃥دًا من أهداف
الكات 􀃥ب العلم 􀃥ي. فه 􀃥و قد يكت 􀃥ب قصصًا
جديدة، أو كتيبات، أو تحقيقًا صحفيًّا، أو
قد يحرر المادة العلمية التي يكتبها العلماء
ويلخصه 􀃥ا. لمزيد من المعلومات، ارجع
مهن مرتبطة بعلم الأحياء
المفردات
مفردات أكاديمية
الموضوعية
أن تك 􀃥ون متج 􀃥ردًا وغي 􀃥ر متحي 􀃥ز
للآراء الشخصية.
20
مختبر تحليل البيانات 1- 1
أثر درجة الحرارة في الأصوات
درجة الحرارة ) ف( عد الأصوات )في الدقيقة(
بناء على بيانات حقيقية
مراجعة العلماء الآخرين
هل يمكن توقع درجة الحرارة بحساب عدد أصوات صرصور
الليل؟
يدّع 􀃥ي بع 􀃥ض المهتمي 􀃥ن بالطبيع 􀃥ة أن 􀃥ه يمك 􀃥ن تقدير درج 􀃥ة الحرارة
)بالفهرنهاي 􀃥ت( بعَدِّ أص 􀃥وات صرصور الليل في 15 ثانية، ثم إضافة
الرقم 40 إليها. فهل من دليل علمي يدعم هذا الادّعاء؟
البيانات والملاحظات
لقد قام عدد من الطلاب بجمع البيانات، واستنتجوا أن الأمر صحيح.
التفكير الناقد
1 .1 ح 􀃥ول ع 􀃥دد الأصوات ف 􀃥ي الدقيقة إلى عدد الأص 􀃥وات في كل
15 ثانية.
2 .2 اعمل رسماً بيانياً يوضح عدد الأصوات في كل 15 ثانية مقابل
درجة الحرارة بالفهرنهايت، وارسم خطا يصل بين النقاط.
3 .3 مراجع 􀃥ة العلم 􀃥اء الآخري 􀃥ن: ه 􀃥ل النتائ 􀃥ج تدع 􀃥م اس 􀃥تنتاج
الطلاب؟ وضح ذلك.
العلم في حياتنا اليومية
لدى الناس اهتمام واسع بالعلوم الطبيعية، فبعض برامج التلفاز تناقش قضايا قانونية ترتبط بتطبيقات علم الأحياء مثل إثبات
النسب، وتحديد الجاني في القضايا الإجرامية عن طريق تحليل حمض DNA ، هذه القضايا تعتمد في طرحها على الجدل العلمي
القائم على توظيف العلوم في المشكلات القانونية والأخلاقية. ولاتتوقف وسائل الإعلام عن تقديم المعلومات العلمية عن
مختلف الموضوعات التي تهم الناس، مثل الأنفلونزا، والاكتشافات الطبية الجديدة التي تهدف إلى المحافظة على صحة الإنسان،
أو أخبار العلاجات الجديدة للسرطان والإيدز، إلى غير ذلك من الموضوعات والأخبار التي يحرص كثير من الناس على
متابعتها، مما يؤكد أن العلم موجود بقوة في حياتنا اليومية، وليس حبيس المختبرات، وقاعات الدرس المتخصصة.
التثقيف العلمي
هناك وسائل متعددة لتنوير المجتمع وتثقيف أفراده الثقافة العلمية الضرورية لهم في هذا العصر؛ حيث صار على الشخص
العادي أن يكون له دوره ومشاركته الفاعلة في التعامل مع كثير من القضايا التي تمس حياته اليومية بشكل مباشر مثل العقاقير،
والتبغ، والإيدز، والأمراض النفسية، والسرطان، وأمراض القلب، واضطرابات التغذية، وغيرها مما يتطلب مشاركة مجتمعية
واعية في اتخاذ القرار. كما أن هناك موضوعات مرتبطة بالبيئة، منها ظاهرة الاحتباس الحراري Global warming ، والتلوث،
وانحسار مساحات الغابات، واستهلاك الوقود الأحفوري، والطاقة النووية، والأغذية المعدَّلة وراثيًّا، والبيئة وضرورة الحفاظ
21
عليها وعلى تنوعها، وغير ذلك من القضايا والتحديات التي سيواجهها الجيل
القادم.هذا بالإضافة إلى قضايا تمس الأخلاق العلمية ethics ، ومنها الهندسة
الوراثية والاستنساخ الذي يبحث في إنتاج نسخ متطابقة من المخلوقات الحية،
والمسح الجيني الذي يبحث في الصفات والأنساب والأمراض الوراثية، ومسألة
الموت الرحيم لمن ماتوا دماغيًّا. وغيرها من القضايا الحساسة والمهمة التي يجب أن
تعالج دون أي تناقض مع الشريعة الإسلامية السمحة.
فأن تكون شخصًا مثقفًا علميًّا يعني أنك تستطيع أن تسهم في المناقشات الجادة
حول القضايا المهمة في حياتك وحياة مجتمعك، وتدعم السياسات التي تعكس
وجهة نظرك، فقد تسمع يومًا عن إدانة شخص بجريمةٍ بناءً على دليل من DNA
كالمبين في الشكل 10 - 1. وعليك أن تفهم هذا الدليل، وتستوعب مضامينه.
طرائق العلم Methods of Science
بعد أن عرفت خصائص العلم، ماذا ينبغي عليك أن تعمل عندما تحاول البحث
عن إجابات عن الأسئلة التي تفكر فيها: هل تسأل الآخرين؟ هل تقرأ حولها؟
هل تلاحظها؟ هل تبحث فيها؟ هل تتبع طرائق عشوائية أم منهجية؟ لقد طوّر
العلماء خطوات معيارية للوصول إلى إجابات عن الأسئلة، مهما يكن نوع
العمل الذي يقوم به علماء الأحياء فإنهم جميعًا يستخدمون طرائق متماثلة
لجمع المعلومات والعثور على إجابات، وهذه الطرائق تُسمى الطرائق العلمية
Scientific methods وهي المبينة في الشكل 11 - 1. وعلى الرغم من أن
العلماء لا يستخدمون الطرائق العلمية دائمًا بالشكل نفسه، إلاّ أنهم يجرون
تجاربهم، ويجمعون ملاحظاتهم، ويضعون توقعاتهم اعتمادًا على الطريقة
نفسها، وفق الخطوات التالية:
طرح السؤال Ask a Question
ماذا تفعل عندما يلفت انتباهك طائر غريب في المنطقة التي تقطن فيها، لابد
أنك ستبدأ في مراقبته وملاحظته فترة من الوقت. إن البحث العلمي يبدأ عادة
بالملاحظة، وهي طريقة مباشرة لجمع المعلومات بشكل منظّم. وتتضمن الملاحظة
غالبًا تدوين المعلومات، ففي مثال الطائر هذا، يمكن أن تقوم برسمه أو بالتقاط
صور له، كما قد تكتب معلومات حول سلوكه، مثل: ماذا أكل؟ ومتى؟ وأين؟
تتضمن الملاحظة العلمية طرح أسئلة، وتحليل المعلومات المستقاة من مصادر
موثقة مختلفة. فبعد ملاحظة الطائر مثلاً، يمكنك أن تجمع ما تعرفه عنه، وما
تعلمته، وتبدأ مرحلة بناء الاستنتاجات المنطقية. وتُدعى هذه العملية الاستنتاج
inference . إذا رأيت مثلاً صورة لطائر شبيه بالطائر الذي تراقبه، يمكنك أن
تستنتج أن الطائرين متشابهان. يوضح الشكل 12 - 1، كيف تساعد الملاحظات
والأدلة الميدانية على تعرف الطيور والوصول إلى استنتاجات عنها.
الشكل 10 - 1: تحليل )بصمة( DNA يمكن
أن يبرئ مته ،ًام لمجرد أن DNA
الخ 􀃥􀃥اص به لا يطابق DNA
الموجود في موقع الجريمة.
الشكل 12 - 1: يس 􀃥تخدم العلماء دليالً ميدانيًّا
للطي 􀃥ور لمس 􀃥اعدتهم في تع 􀃥رف
ما يلاحظون 􀃥ه في الطبيعة كهذا
الصقر المبين في الشكل.
Master Page used: NGS
لمزيد من المعلومات حول الطرائق العلمية ارجع إلى الموقع:
www.obeikaneducation.com
مخطط
الطرائق العلمية
22
الشكل 11 - 1 الطريق 􀃥ة الت 􀃥ي يجي 􀃥ب به 􀃥ا العلامء عن الأس 􀃥ئلة تت 􀃥م من خلال سلس 􀃥لة م 􀃥ن الخط 􀃥وات المنظم 􀃥ة تُدع 􀃥ى الطريق 􀃥ة العلمي 􀃥ة. إذْ لا
توج 􀃥د إجاب 􀃥ات نهائي 􀃥ة وقطعي 􀃥ة ع 􀃥ن الأس 􀃥ئلة، ولك 􀃥ن هن 􀃥اك دائ إجاب 􀃥ات ت 􀃥زوّد العلامء بالمزي 􀃥د م 􀃥ن المعلوم 􀃥ات. فالأس 􀃥ئلة
والمعلوم 􀃥ات الت 􀃥ي يجمعونه 􀃥ا تس 􀃥اعدهم عىل صياغ 􀃥ة فرضية. وعن 􀃥د إج 􀃥راء التجارب، يمك 􀃥ن أن تُدع 􀃥م الفرضي 􀃥ة أو ترفض.
أجخمذ عا لالمملاعلحوظمااتت.. الطمرعحر فاة لأالسئ سالبةق. ةا. سمترا خدجاعمة البحوث ذات العلاقة
ملاحظة ظاهرة غير
مفسّرة
تصميم التجربة لاختبار
الفرضية
إجراء التجربة،
وتدوين البيانات
صياغة الفرضية
اختبار فرضية جديدة
مغايرة استخلاص النتائج
إعداد تقرير بنتائج
التجربة
مقارنة النتائج
بتجارب مماثلة
المزيد من التجريب قبول الفرضية
المعتمد علي الفرضية
المقبولة
النتائج المتوقعة النتائج الفعلية
النتائج لا تدعم الفرضية النتائج تدعم الفرضية
إعادة التجربة عدة
مرات حتى تصبح
النتائج منتظمة
قارن
يقود إلى
Visualizing Science Methods
23
صياغة الفرضية Form a Hypothesis
يش 􀃥كّل الخيال وحبّ الاس 􀃥تطلاع والإبداع والمنطق عناصر رئيسة في منهجية
البح 􀃥ث العلم 􀃥ي الت 􀃥ي ينفذه 􀃥ا علم 􀃥اء الأحياء. فف 􀃥ي ع 􀃥ام 1969 م طُلب إلى
الباح 􀃥ث رون وايل 􀃥ي البحث عن الوس 􀃥ائل التي تحسّ 􀃥ن من ق 􀃥درة الطيار على
تحم 􀃥ل الجاذبية الأرضية المتزايدة عندما يطير بس 􀃥رعة عالية. لقد كان معروفًا
أن ثب 􀃥ات ط 􀃥ول العضالت عند الانقباض يس 􀃥بّب زي 􀃥ادة في ضغط ال 􀃥دم. وقد
وضع وايلي فرضيته قائلاً: إن ممارسة تمارين ) تقوية العضلات( تحافظ على
ثب 􀃥ات طول العضلات حي 􀃥ث يرتفع ضغط الدم في أثناء المناورة، مما يزيد من
ق 􀃥درة الطيار على تحمل الجاذبية، ويمن 􀃥ع الغيبوبة. فالفرضية :hypothesis
هي تفسير قابل للاختبار.
قبل أن يضع وايل 􀃥ي فرضيته وضع مجموعة من التوقعات اعتمادًا على خبراته
باعتب 􀃥اره باحثً 􀃥ا ف 􀃥ي عل 􀃥م وظائف الأعض 􀃥اء، وعلى قراءات 􀃥ه وبحوثه الس 􀃥ابقة،
ومناقش 􀃥اته م 􀃥ع الطياري 􀃥ن. لق 􀃥د وجد أخي 􀃥رًا أن زي 􀃥ادة ضغط دم الطي 􀃥ار يمكن
أن يس 􀃥اعده عل 􀃥ى تحمل الجاذبي 􀃥ة. وعندما تؤدي البيانات الت 􀃥ي يحصل عليها
الباح 􀃥ث م 􀃥ن بح 􀃥وث إضافية إلى دع 􀃥م الفرضية فإنه 􀃥ا تُعد مقبولة في الوس 􀃥ط
العلم 􀃥ي. وإذا ل 􀃥م تدعمها هذه البيانات ف 􀃥إن الفرضية تُع 􀃥اد صياغتها، ويُجرى
المزيد من البحوث لاختبارها.
جمع البيانات Collect The Data
لو كنت في إجازة في دولة ذات مناخ بارد فقد ترى أنواعًا من النورس، بعضها
يبني أعشاشً 􀃥ا بي 􀃥ن الصخور ليتكاثر، ممّ 􀃥ا يدفعك إلى التس 􀃥اؤل: كيف تحافظ
هذه المخلوقات على مستوى الطاقة في أثناء فصل التكاثر؟ وقد أجرى علماء
الأحي 􀃥اء تجربة على أن 􀃥واع النورس للإجابة عن هذا الس 􀃥ؤال، الش 􀃥كل 13 - 1.
فالباحث عندما يجري تجربة، إنما يستقصي ظاهرة معينة تحت ظروف شديدة
الانضباط لاختبار الفرضية.
تجربة استهلالية
مراجع 􀃥ة: بن 􀃥اءً عل 􀃥ى م 􀃥ا قرأت 􀃥ه ح 􀃥ول
الملاحظة والاستنتاج، كيف يمكنك أن
تجيب عن الأسئلة التحليلية؟
الش 􀃥كل 13 - 1: مجموع 􀃥ة م 􀃥ن طي 􀃥ور النورس
تعمل على بناء أعشاشها.
إيض 􀃥اح: اخت 􀃥ر مفهومً 􀃥ا م 􀃥ن الن 􀃥ص،
واكتب تعريف 􀃥ه في منتصف ورقة، وضع
دائ 􀃥رة ح 􀃥ول الكلم 􀃥ة الأكث 􀃥ر أهمي 􀃥ة فيه.
واكت 􀃥ب في الفراغ المحيط بالنص بعض
الأفكار المتعلقة بتلك الكلمة، أو بعض
الأمثلة التي تدعمها.
إر 􀀵شادات للدرا 􀀴سة
24
Controlled التجارب المن 􀂮ضبطة: experiments
لق 􀃥د اس 􀃥تنتج علماء الأحياء أن طي 􀃥ور النورس س 􀃥يكون لديها المزيد م 􀃥ن الطاقة إذا
أُعطي 􀃥ت طعامًا إضافيَّا في أثن 􀃥اء قيامها ببناء الأعش 􀃥اش. فالفرضية هنا أن النورس
سيس 􀃥تخدم الطاق 􀃥ة الإضافية لوضع المزي 􀃥د من البيض، وتربية المزي 􀃥د من الصغار.
ب 􀃥دأ العلامء أولاً بإيجاد أزواج من النورس متش 􀃥ابهة في الكتلة والعمر والحجم وفي
بقية الصفات، ثم شكلوا مجموعتين، إحداهما: مجموعة ضابطة، والأخرى تجريبية.
المجموع 􀃥ة الضابط 􀃥ة control group في التجربة هي المجموعة التي تُس 􀃥تخدم
للمقارن 􀃥ة، حي 􀃥ث لم تُعط أزواج النورس الغذاء الإض 􀃥افي. أما المجموعة التجريبية
experimental group فه 􀃥ي المجموعة التي س 􀃥تتعرض لتأثير العامل المراد
اختباره. وفي هذه المجموعة أُعطيت أزواج الطيور الكمية الإضافية من الغذاء.
ت 􀂃صميم التجربة: Experimental design
عندم 􀃥ا يصمّم العالم تجربة فإنه يغير عاملاً واح ً􀃥دا فقط. هذا العامل يُدعى المتغير
المستقل independent variable ، وهو العامل الذي نريد اختباره، ويمكن
أن يؤث 􀃥ر في نتيج 􀃥ة التجرب 􀃥ة. ففي تجربة طي 􀃥ور النورس، يعد الغ 􀃥ذاء الإضافي هو
العام 􀃥ل المس 􀃥تقل. وفي أثن 􀃥اء التجربة يخترب الباحث عاملاً آخر، ه 􀃥و المتغير التابع
dependent variable لأنه ينتج عن المتغير المس 􀃥تقل ويعتمد عليه. وفي هذه
التجرب 􀃥ة، المتغير التابع هو مس 􀃥توى الطاقة لدى طيور الن 􀃥ورس في أثناء التزاوج.
كل عامل يبقى ثابتًا في أثناء التجربة يُسمى ثابتًا، بينما يتغير كل من المتغير المستقل
والمتغير التابع.
تجميع البيانات: Data garthering
يجم 􀃥ع الباحث عن 􀃥د اختب 􀃥ار فرضيته البيان 􀃥ات التي ق 􀃥د تكون كمي 􀃥ة أو وصفية.
والبيانات هي المعلومات التي يحصل عليها من الملاحظات المختلفة. إن البيانات
الت 􀃥ي مُجت 􀃥ع على هيئة أرق 􀃥ام، تُدع 􀃥ى بيانات كمية، مث 􀃥ل قياس الوق 􀃥ت والحرارة
والطول والكتلة والمس 􀃥احة والحجم والكثافة وغيره 􀃥ا. ففي مثال طيور النورس
جم 􀃥ع الباحث 􀃥ون بيانات رقمية عن طاق 􀃥ة طيور النورس. أمّ 􀃥ا المعلومات الوصفية
فهي عبارات وصفية لما يمكن أن تدركه حواس 􀃥نا. وهذه غالبًا ما تُفسر بأش 􀃥كال
مختلفة، حيث لا ندرك الأش 􀃥ياء بالطريقة نفس 􀃥ها، لكن البيان 􀃥ات الوصفية أحيانًا
تكون هي الطريقة الوحيدة لجمع البيانات.
الا 􀀷ستق 􀂃صاءات: Ivestigations
يُجري علماء الأحياء أنواعًا أخرى من الاستقصاء العلمي. فقد يقومون بدراسة
س 􀃥لوك مخل 􀃥وق حي، بينما يق 􀃥وم آخرون بتع 􀃥رّف أنواع جدي 􀃥دة، ويقوم غيرهم
باس 􀃥تخدام الحاس 􀃥وب لتطوير نماذج محوس 􀃥بة للس 􀃥لوك الطبيعي للمخلوقات
الحية. تتضمن الطريقة في مثل هذه الاس 􀃥تقصاءات الملاحظة وجمع البيانات،
بدلاً من التحكم في المتغيرات بشكل مُحْكَم.
25
تحليل البيانات Analyze the Data
بع 􀃥د تحلي 􀃥ل البيانات في اس 􀃥تقصاء م 􀃥ا، يتس 􀃥اءل الباحث عمّ 􀃥ا إذا كان 􀃥ت البيانات
تدع 􀃥م فرضيته، وهل يحتاج إلى المزيد م 􀃥ن البيانات؟ وهل عليه أن يجرب طريقة
مختلفة؟ وغالبًا ما يتطلب الاستقصاء إعادة التطبيق للحصول على نتائج متسقة.
عن 􀃥د البح 􀃥ث ع 􀃥ن تفس 􀃥ير للنتائج يلاح 􀃥ظ الباحث عادة وج 􀃥ود أنم 􀃥اط محددة في
البيان 􀃥ات تس 􀃥اعد على التفس 􀃥ير. وع 􀃥ادة ما تع 􀃥رض البيانات في ج 􀃥دول أو منحنى
كالمبي 􀃥ن في الش 􀃥كل 14 - 1، ال 􀃥ذي يصف التغير في كتلة الس 􀃥حلية خالل فترة من
الزم 􀃥ن. إن المنحنى يبين نمطًا أس 􀃥هل للفه 􀃥م. ولأن علماء الأحي 􀃥اء يعملون دائمًا
على هيئة فرق، فهم يجتمعون بش 􀃥كل مستمر لمناقش 􀃥ة التجارب القائمة، وتحليل
بياناته 􀃥ا، وتفس 􀃥ير نتائجه 􀃥ا. ويس 􀃥تمر الفريق ف 􀃥ي تفحص البح 􀃥ث بإع 􀃥ادة التجربة
والتأك 􀃥د من دق 􀃥ة النتائ 􀃥ج وموضوعيتها. إن تحلي 􀃥ل البيانات يقود إلى اس 􀃥تنتاج قد
يدع 􀃥م الفرضي 􀃥ة، كما قد يقود إلى فرضي 􀃥ة إضافية، أو إلى الحاج 􀃥ة إلى المزيد من
التجارب، أو إلى تفسير أعم للظواهر الطبيعية. ولهذا فإن الفرضية يمكن أن تكون
ذات قيمة وفائدة حتى لو لم يتم دعمها.
تسجيل الاستنتاجات Report Conclucions
يقدم علماء الأحياء اكتشافاتهم واستنتاجاتهم من البحوث العلمية على هيئة مقالات
إلى المجالت العلمية لكي تنشرها، ولكن قب 􀃥ل أن يُنشر المقال في تلك المجلات فإنه
ُحي 􀃥ال إلى محكّمني متخصصني يقومون بفحص 􀃥ه وتقويمه من حي 􀃥ث أصالته ودقته
وتطابق 􀃥ه م 􀃥ع الطريق 􀃥ة العلمي 􀃥ة؛ فقد يج 􀃥دون خط 􀃥أً في الطريق 􀃥ة، أو في التعليل، وقد
يقترحون تفسريًا أو اس 􀃥تنتاجًا مختلفًا. فإذا اتفق المحكمون على قيمة المقال وما جاء
فيه فإنه يُنشر في المجلة ليطّلع عليه العلماء الآخرون، فضلاً عن عامة القراء.
الوحر ) )Agama

ليست هناك تعليقات:

إرسال تعليق