درسنامه آموزشی زیست شناسی (1) کلاس دهم رشته تجربی
فصل 1- گفتار 2: گسترهٔ حیات
زیست شناسی، علم بررسی حیات است؛ اما حیات چیست؟ تعریف حیات بسیار دشوار است و شاید حتی غیرممکن باشد. بنابراین، معمولاً به جای تعریف حیات، ویژگیهای آن و یا ویژگیهای جانداران را بررسی میکنیم. گسترۀ حیات، از یاخته شروع میشود و با زیستکره پایان مییابد.
جانداران همۀ این هفت ویژگی زیر را باهم دارند:
نظم و ترتیب: یکی از ویژگیهای جالب حیات، سطوح سازمانیابی آن است (شکل 3). همۀ جانداران، سطحی از سازمان یابی دارند و منظماند.
هم ایستایی (هومئوستازی): محیط جانداران همواره در تغییر است؛ اما جاندار میتواند وضع درونی پیکر خود را در حد ثابتی نگه دارد؛ مثلاً وقتی سدیمِ خون افزایش مییابد، دفع آن ازطریق ادرار زیاد میشود. مجموعه اعمالی را که برای پایدار نگه داشتن وضعیت درونی جاندار انجام میشود هم ایستایی (هومئوستازی) مینامند. هم ایستایی از ویژگیهای اساسی همۀ جانداران است.
رشد و نمو: جانداران رشد و نمو میکنند. رشد به معنی بزرگ شدن و شامل افزایش برگشت ناپذیر ابعاد یا تعداد یاختههاست. نمو به معنی عبور از مرحلهای به مرحلهٔ دیگری از زندگی است؛ مثلاً تشکیل اولین گل در گیاه، نمونهای از نمو است.
فرایند جذب و استفاده از انرژی: جانداران انرژی میگیرند؛ از آن برای انجام فعّالیتهای زیستی خود استفاده میکنند و بخشی از آن را به صورت گرما از دست میدهند؛ مثلاً گنجشک غذا میخورد و از انرژی آن برای گرم کردن بدن و نیز برای پرواز و جستوجوی غذا استفاده میکند.
پاسخ به محیط: همۀ جانداران به محرکهای محیطی پاسخ میدهند؛ مثلاً ساقۀ گیاهان به سمت نور خم میشود.
تولیدمثل: جانداران موجوداتی کم و بیش شبیه خود را به وجود میآورند. یوزپلنگ همیشه از یوزپلنگ زاده میشود.
سازش با محیط: جانداران ویژگیهایی دارند که برای سازش و ماندگاری در محیط، به آنها کمک میکنند؛ مانند موهای سفید خرس قطبی.
مرتبط با تصویر بالا:
1- یاخته پایینترین سطح سازمانیابی حیات است. همۀ جانداران از یاخته تشکیل شدهاند.
2- تعدادی یاخته یک بافت را به وجود میآورند.
3- هر اندام از چند بافت مختلف تشکیل میشود؛ مانند استخوانی که در اینجا نشان داده شده است.
4- هر دستگاه از چند اندام تشکیل شده است؛ مثلاً دستگاه حرکتی از ماهیچهها و استخوانها تشکیل شده است.
5- جانداری مانند این گوزن، فردی از جمعیت گوزنهاست.
6- افراد یک گونه که در زمان و مکانی خاص زندگی میکنند، یک جمعیت را به وجود میآورند.
7- جمعیتهای گوناگونی که باهم تعامل دارند، یک اجتماع را به وجود میآورند.
8- عوامل زنده (اجتماع) و غیرزنده محیط و تأثیرهایی که برهم میگذارند، بوم سازگان را میسازند.
9- زیست بوم از چند بوم سازگان تشکیل میشود که از نظر اقلیم (آبوهوا) و پراکندگی جانداران مشابهاند.
10- زیست کره شامل همۀ زیست بومهای زمین است.
مولکولهای زیستی
در جانداران مولکولهایی وجود دارند که در دنیای غیر زنده دیده نمیشوند.
کربوهیدراتها، لیپیدها، پروتئینها و نوکلئیک اسیدها چهار گروه اصلی مولکولهای تشکیل دهندۀ یاختهاند و در جانداران ساخته میشوند. این مولکولها، مولکولهای زیستی نیز نامیده میشوند. در ادامه به بررسی آنها میپردازیم.
کربوهیدراتها
این مولکولها از سه عنصر کربن کربن (C)، هیدروژن (H) و اکسیژن (O) ساخته شدهاند.
مونوساکاریدها
سادهترین کربوهیدراتها هستند. گلوکز و فروکتوز مونوساکاریدهایی با شش کربناند. ریبوز مونوساکاریدی با پنج کربن است. (شکل 4)
دی ساکاریدها
از ترکیب دو مونوساکارید تشکیل میشوند. شکر و قندی که میخوریم، دی ساکاریدی به نام ساکارز هستند. ساکارز از پیوند بین گلوکز و فروکتوز تشکیل میشود. مالتوز دی ساکارید دیگری است که از دو گلوکز تشکیل میشود. این قند در جوانۀ گندم و جو وجود دارد (شکل 5). لاکتوز دی ساکارید دیگری است که به قند شیر نیز معروف است.
پلی ساکاریدها
از ترکیب چندین مونوساکارید ساخته میشوند. نشاسته، سلولز و گلیکوژن پلی ساکاریدند. این پلی ساکاریدها از تعداد فراوانی مونوساکارید گلوکز تشکیل شدهاند. نشاسته مثلاً در سیب زمینی و غلات وجود دارد. آیا روش تشخیص نشاسته را به یاد میآورید؟
سلولز از پلی ساکاریدهای مهم در طبیعت است. سلولز ساخته شده در گیاهان در کاغذسازی و تولید انواعی از پارچهها به کار میرود.
گلیکوژن در جانوران و قارچها ساخته میشود. این پلی ساکارید در کبد و ماهیچه وجود دارد و منبع ذخیرۀ گلوکز در جانوران است.
لیپیدها
این ترکیبات نیز از سه عنصر کربن، هیدروژن و اکسیژن ساخته شدهاند؛ گرچه نسبت این عناصر در لیپیدها با نسبت آنها در کربوهیدراتها فرق میکند.
تری گلیسریدها از انواع لیپیدها هستند. هر تری گلیسرید از یک مولکول گلیسرول و سه اسید چرب تشکیل شده است (شکل 6- الف). روغنها و چربیها انواعی از تری گلیسریدها هستند.
تری گلیسریدها در ذخیره انرژی نقش مهمی دارند. انرژی تولید شده از یک گرم تری گلیسرید حدود دو برابر انرژی تولید شده از یک گرم کربوهیدرات است.
فسفولیپیدها گروه دیگری از لیپیدها و بخش اصلی تشکیل دهندۀ غشای یاختهای هستند. ساختار فسفولیپیدها شبیه تری گلیسریدها است، با این تفاوت که مولکول گلیسرول در فسفولیپیدها به دو اسید چرب و یک گروه فسفات متصل میشود (شکل 6- ب).
کلسترول لیپید دیگری است که در ساخت غشای یاختههای جانوری و نیز انواعی از هورمونها شرکت میکند.
پروتئینها
این مولکولها علاوه بر کربن، هیدروژن و اکسیژن، نیتروژن (N) نیز دارند. پروتئینها از به هم پیوستن واحدهایی به نام آمینواسید، تشکیل میشوند (شکل 7).
پروتئینها کارهای متفاوتی انجام میدهند. انقباض ماهیچه، انتقال مواد در خون و کمک به عبور مواد از غشای یاخته و عملکرد آنزیمی از کارهای پروتئینهاست. آنزیمها مولکولهای پروتئینیاند که سرعت واکنشهای شیمیایی را افزایش میدهند.
نوکلئیک اسیدها
مولکول دنا (DNA) که در سالهای قبل با آن آشنا شدهاید، یک نوع نوکلئیک اسید است. اطلاعات وراثتی در دنا ذخیره میشود (شکل 8). این مولکولها علاوه بر کربن، هیدروژن و اکسیژن، نیتروژن و فسفر نیز دارند.
