دعاء قبل المذاكرة: اللهم اني اسألك فهم النبيين وحفظ المرسلين والملائكة المقربين. اللهم اجعل ألسنتنا عامرة بذكرك، وقلوبنا بخشيتك، انك على كل شيء قدير وحسبنا الله ونعم الوكيل.

Lecture 1 Cell Biology Overview. Tools of biochemistry to study the cell. Comparison of prokaryotic cell and Eukaryotic cell structure. Prepared by Mayssa Ghannoum

Discovery of cells:- اكتشاف الخلايا  In 1665 while Robert Hook was looking at a thin slice of cork through a microscope he noticed something that looks like tiny rooms that he called cells.  في عام 1665 قام العالم روبرت هوك بالنظر الى شريحة رقيقة من الفلين من خلال المجهر ، حيث انه لاحظ وجود غرف صغيرة التي قام تسميتها بالخلايا.

Cell: the fundamental unit of life الخلية هي الوحدة الأساسية للحياة  The cell is as fundamental to the living systems of biology as the atom is to chemistry: all organisms are made of cells. So we can say that cells are the smallest unit that carry on all processes of life. الخلية هي وحدة الحياة الأساسية في علم الاحياء بينما في علم الكيمياء الذرة هي الوحدة الأساسية. حيث ان جميع الكائنات الحيه تتكون من خلايا. ولذلك نستطيع القول ان الخلية هي اصغر الوحدات التي تستطيع القيام بجميع العمليات التي نحتاجها للعيش او الحياة.  In biological organization, the cell is the simplest collection of matter that can live. في المنظمات البيولوجية تعتبر مجموعة الخلية من المواد التي يمكنها العيش بكل سهولة. بمعنى اخر تعتبر نظام حياة الخلية بسيطة مقارنة بالإنسان.

 There are diverse forms of life existing as single-celled organisms (unicellular). More complex organisms, including plants and animals, are multicellular. هناك أشكال مختلفة من الحياة مثل 1-الكائنات الحية التي تكون وحيدة الخلية. 2-الكائنات الحية التي تكون معقدة جدا مثل النباتات والحيوانات، والتي تكون متعددة الخلايا.  Cells are arranged into higher levels of organization, such as tissues and organs, but still they are an organism’s basic units of structure and function. يتم ترتيب الخلايا حتى تصل الى المستويات العلياء من التنظيم، مثل الأنسجة والأعضاء، ولكن لا يزالون هم وحدة الكائن الحي الأساسية في البنية والوظيفة. بمعنى اخر ان هذه الخلايا هي من تقوم بوظيفة الأعضاء والانسجة مثل المعدة يتم افراز الببسين والذي يساعد على هضم الطعام من الخلايا. Cell: the fundamental unit of life

Study of cells: Microscopes and other tools of biochemistry. دراسة الخلايا عن طريق المجاهر والأدوات الأخرى الحيوكميائية.  It can be difficult to understand how a cell, usually too small to be seen by the unaided eye, can be so complex. سيكون من الصعب رؤية الخلية بالعين المجردة وذلك لكونها صغيرة جدا ومعقدة التركيب.  There are two methods to study the cell: يتم دراسة الخلية عن طريق اتباع طريقتين وهي:- I. Microscopy (المجاهر) II. Cell fractionation “Homogenization Centrifuge” (تجزئة الخلية)

سيتم التحدث عنها بسلايد 15

I.Microscopy (المجاهر)  The discovery and early study of cells progressed with the invention of microscopes which are still indispensable for the study of cells. لقد تم التقدم في دارسة الخلايا عندما تم اختراع المجاهر التي لا غنى عنها في مجال دراسة الخلايا.  The major two types of microscopes are: هناك نوعان من المجاهر وهي:- 1. light microscope (LM). المجهر الضوئي 2. electron microscope (EM). المجهر الالكتروني

light microscope (LM).electron microscope (EM).

 Two important parameters in microscopy are: اثنين من المعالم الهامة في المجهر هي: هناك Magnification: it’s the ratio of an object’s image size to its real size. التكبير: انها نسبة حجم الصورة كائن إلى حجمها الحقيقي. Resolution: it’s a measure of the clarity of the image. الوضوح: مقدار وضوح او دقة الصورة

The size range of cells اعرفي من الأكبر الى الأصغر والعكس

LMEM (For research) EM microscopes reveal many organelles and other subcellular structures that are impossible to resolve with the light microscope. المجاهر الالكترونية تكشف العديد من العضيات والهياكل التحت خلوية التي لا يمكن رؤيتها بواسطة المجهر الضوئي offers advantages, especially in studying living cells. A disadvantage of electron microscopy is that methods used to prepare the specimen ( العينة ) kill the cells We need to rupture the cell نحتاج الى قطع الخلية

What are the organelles of the cell? ما هي عضيات الخلية؟ any of a number of organized or specialized structures within a living cell أي عدد من هياكل المنظمة أو المتخصصة داخل الخلية الحية. في الكلاس الجاي الميس حتتكلم عنها بالتفصيل الممل الريبوسمات تعد او تصنع البروتين النواة تحتوي على المعلومان الجنية

II. Cell fractionation (rupture or destroy the cell)  It’s a useful technique for studying cell structure and function, which takes cells apart and separates the major organelles and other subcellular structures from one another. إنها تقنية مفيدة لدراسة بنية الخلية ووظيفتها، والتي تقوم بأخذ الخلايا وفصلها عن العضيات الرئيسية والهياكل التحت خلوية.  The instrument used is the centrifuge, which spins test tubes holding mixtures of disrupted cells at various speeds. الأداة المستخدمة هي أجهزة الطرد المركزي، والذي يقوم بتدوير أنابيب الاختبار التي تحمل خليط من خلايا حيث انها تتحرك بسرعات مختلفة.

 The resulting forces cause a fraction of the cell components to settle to the bottom of the tube, forming a pellet. القوى الناتجة من الاحتكاك في الخلية تسبب استقرار مكونات الخلية في قاع الأنبوب حيث يصبح شكلها كروي صغير.  At lower speeds, the pellet consists of larger components, and higher speeds produce a pellet with smaller components. السرعة العالية تجعل حجم ترسب مكونات الخلية صغير. السرعة المنخفضة تجعل حجم ترسب مكونات الخلية كبير.

Properties of life Living organisms: – are composed of cells – are complex and ordered – respond to their environment – can grow and reproduce – obtain and use energy – maintain internal balance – allow for evolutionary adaptation الكائنات حية : تتكون من الخلايا معقدة ومرتبه لديها ردة فعل مع محيطها يمكن أن تنمو وتتكاثر الحصول على الطاقة و استخدامها الحفاظ على التوازن الداخلي تسمح بالتكيف ( توازن ).

Levels of Organization 19 Cellular Organization :Each level of organization builds on the level below it but often demonstrates new features. كل مستوى من النظام يبني على المستوى الأقل منه، ولكنه في كثير من الأحيان يمتلك مميزات جديدة. 4.cells 3. organelles 2.molecules 1. atoms The cell is the basic unit of life.

Levels of Organization  Organismal level Organism Organs systems Organs Tissues

Unifying themes in Biology(موضوعات موحدة في علم الأحياء). Cell theory (نظرية الخلية) - All living organisms are made of cells, and all living cells come from preexisting cells. - جميع الكائنات الحية تتكون من خلايا حيث ان جميع الخلايا الحية تاتي من خلية كانت موجودة مسبقا. ذلك يعني ان الخلية تقوم بالانقسام حتى تتكاثر بالعدد. Molecular basis of inheritance - DNA encodes genes which control living organisms and are passed from one generation to the next. - يقوم الدي ان أي بتغليف الجين الذي يقوم بالتحكم بالكائنات الحية حيث ان هذا الجين يورث من جيل الى اخر.

Comparing Prokaryotic and Eukaryotic cells  The basic structural and functional unit of every organism is one of two types of cells: الوحدة الهيكلية(البناء) والوظيفية الأساسية لكل كائن حي واحدة من هاذين النوعين:  WE HAVE 2 TYPES OF CELL PROKARYOTIC AND EUKARYOTIC

Prokaryotic (بدائية النواة)Eukaryotic(حقيقية النواة) Micro-Organisms SUCH AS 1-Archaea and 2- bacteria.they are the only domin for it. الكائنات الدقيقة مثل البكتريا البدائية والبكتريا الحقيقية حيث انها الممالك الوحيدة التي تنتمي اليها. All other forms of life. Plants, animals, protists and fungi. الأنواع الحية الأخرى مثل مملكة النباتات، مملكة الحيوانات، مملكة الطلائعيات ومملكة الفطريات. The location of their DNA there is no true nucleus. the DNA is concentrated in a region that is not a membrane-enclosed, called the nucleoid. most of the DNA is in an organelle called the nucleus, which is bounded by a double membrane. Membrane- bounded structures These membrane-bounded structures are absent in prokaryotic cells. Within the cytoplasm of a eukaryotic cell, suspended in cytosol, are a variety of membrane-bounded organelles of specialized structure and function. SizeSmaller>Typical prokaryotic cell (bacteria) are 1-5 Micrometer in diameter. Larger>Eukaryotic cells are typically Micrometer in diameter. * Larger organisms do not generally have larger cells than smaller organisms—simply more cells.

Comparing Prokaryotic and Eukaryotic cells  All cells have several basic features in common: جميع الخلايا تمتلك صفات متطابقة * They are all bounded by a selective barrier : The plasma membrane (will be discussed in details in lecture 3) كلاهما يمتلكون حاجز اختياري النفاذية وهو الغلاف البلازمي. * Enclosed by the membrane is a semifluid, jellylike substance: cytosol مغلف بغلاف يشبه الجلي ويسمى بالسيتوسول. * All cells contain chromosomes, which carry gene in form of DNA. جميع الكروسمات التي تحمل الجين تمتلك دي ان اي * All cells have ribosomes. جميع الخلايا تمتلك ريبوسومات. ال دي - ان - أي يمتلك غلافين

Fig. 7.4 The prokaryotic cell is much simpler in structure, lacking a nucleus and the other membrane-enclosed organelles of the eukaryotic cell.

Nutrition of Prokaryotes  Nutrition refers to how an organism obtains 1-energy and 2- a carbon source from the environment to build the organic molecules of its cells.  Prokaryotes are grouped into four categories according to how they obtain (save) energy and carbon

Nutrition of Prokaryotes Phototrophs(ضوئية التغذية): Phototrophs(ضوئية التغذية): Organisms that obtain energy from light. تحصل على الطاقة من الضوء. Chemotrophs(كيميائية التغذية) Chemotrophs(كيميائية التغذية): Organisms that obtain energy from chemicals in their environment. تحصل على الطاقة من المواد الكميائية المحيطة. Autotrophs(ذاتية التغذية): Autotrophs(ذاتية التغذية): Organisms that use CO 2 as a carbon source. تحصل على الكربون من ثاني أكسيد الكربون. Heterotrophs(متعدد التغذية) Heterotrophs(متعدد التغذية): Organisms that use organic nutrients as a carbon source. تحصل على الكربون من الغذاء العضوي.

Nutrition of Prokaryotes  There are four major modes of nutrition 1. Photoautotrophs: use light energy as energy source and CO2 as carbon source to synthesis organic compounds. وهي التي تستخدم طاقة الضوء كمصدر للطاقة وتستخدم ثاني أكسيد الكربون كمصدر للكربون. 1. Chemoautotrophs: use chemical inorganic substances as energy source, and CO2 as carbon source. وهي التي تستخدم المركبات الغير عضوية كمصدر للطاقة وثاني أكسيد الكربون كمصدر للطاقة. 1. Photoheterotrophs: use light as energy source and organic substances as carbon source. وهي التي تستخدم الضوء كمصدر للطاقة والمركبات العضوية كمصدر للكربون 1. Chemoheterotrophs: use organic substances as a source for both energy and carbon. تستخدم المركبات العضوية كمصدر للطاقة مع الكربون.

Prokaryotic modes of nutrition Based on Carbon source and Energy source that can be used by a prokaryotic organism to synthesis organic compounds. AutotrophsHeterotrophs Photo- autotroph Chemo- autotroph Chemo- Heterotroph Photo- Heterotroph CO 2 as Carbon Source Organic compounds as Carbon Source - Light as energy source -CO 2 as C source - Chemicals as energy source -CO 2 as C source - Light as energy source -Organic compounds as C source - Chemicals as energy source - Organic compounds as C source Prokaryotes

A panoramic view of the Eukaryotic cell  The two basic types of eukaryotic cells are : Animal cell and Plant cell  There are so many common structures between animal and plant cell, therefore there are major differences between them.

Animal cell

Plant cell

In plant cells but not in animal cells are found the following organelles:  Chloroplasts: Photosynthetic organelle; converts energy of sunlight to chemical energy stored in sugar molecules.  Cell wall: outer layer that maintains cell’s shape and protects it from mechanical damage; made of cellulose, and protein.  Central vacuole: prominent organelle in plant cells. Function in storage, breakdown of waste products, hydrolysis of macromolecules; enlargement vacuole is a major mechanism of plant growth.  Plasmodesmata: channels through cell walls that connect the cytoplasm of adjacent cells.

دعاء بعد المذاكرة: اللهم اني استودعك ما قرأت وما حفظت وما تعلمت، فرده لي عند حاجتي إليه انك على كل شيء قدير، وحسبنا الله ونعم الوكيل.