موشکافی در گستره حیات زیست دهم – (نکته و تست)

حیات چیست؟ از کجا آغاز می‌­شود و به کجا ختم می­‌شود؟ چه ویژگی‌­ها و مشخصاتی دارد؟ چه رازهایی در چرخۀ حیات وجود دارد که انسان را به کنکاش و جستجو در آن وادار می­‌کند؟ این­‌ها سؤالاتی هستند که در این مقاله به آن­‌ها پرداخته می‌­شود و شما را با تمام نکات کنکوری و تستی کنکور سراسری تجربی آشنا می‌­کند.

موشکافی در گستره حیات

زیست­‌شناسی، علم بررسی حیات است؛ اما حیات چیست؟ در ابتدا به نظر می‌­رسد که پدیدۀ حیات، تعریفی ساده و کوتاه داشته باشد؛ اما در واقع، تعریف حیات بسیار دشوار است و شاید حتی غیرممکن باشد. بنابراین، به ناچار معمولاً به­‌جای تعریف حیات، ویژگی‌­های آن و یا ویژگی­‌های جانداران را بررسی می‌­کنیم. یکی از ویژگی‌­های جالب حیات، سطوح سازمان‌­یابی آن است.

نکته: گسترۀ حیات، از یاخته شروع می­‌شود و با زیست­‌کره پایان می‌­یابد.

ویژگی‌­های حیات

همۀ جانداران این هفت ویژگی را با هم دارند:

1- نظم و ترتیب: همۀ جانداران، سطحی از سازمان­‌یابی دارند (دارای تمایز یعنی هر سلول دارای ژن­‌های فعال خاص است) و منظم­‌اند.

2- هم­ایستایی (هومئوستازی): محیط جانداران (یوکاریوت یا هو هسته‌­ای و پروکاریوت یا پیش­‌هسته‌­ای) همواره در تغییر است (تحت­‌تأثیر محرک داخلی و خارجی)؛ اما جاندار می­‌تواند وضع درونی پیکر خود را در محدودۀ ثابتی نگه دارد؛ مثلاً وقتی سدیمِ خون افزایش می‌­یابد، دفع آن از طریق ادرار زیاد می‌شود (تأثیر هورمون آلدسترون).

هم‌­ایستایی (هومئوستازی): مجموعه اعمالی را که برای پایدار نگه­‌داشتن وضعیت درونی جاندار انجام می­‌شود؛ هم­‌ایستایی می‌­نامند. هم‌­ایستایی از ویژگی‌­های اساسی همۀ جانداران است.

3- رشد و نمو: جانداران رشد و نمو می‌­کنند. رشد (فرایند کمی) به معنی بزرگ­‌شدن و شامل افزایش برگشت‌­ناپذیر (در گیاهان برگشت­‌پذیر هم داریم) ابعاد یا تعداد یاخته‌­هاست.

نمو (فرایند کیفی) به معنی عبور از مرحله­‌ای به مرحلۀ دیگری از زندگی است؛ مثلاً تشکیل گل در گیاه، نمونه‌­ای از نمو است.

4- فرایند جذب و استفاده از انرژی: جانداران انرژی می­‌گیرند؛ از آن برای انجام فعالیت­‌های زیستی خود استفاده می­‌کنند و بخشی از آن را به صورت گرما از دست می­‌دهند؛ مثلاً گنجشک غذا می‌­خورد و از انرژی آن برای گرم‌­کردن بدن و نیز برای پرواز و جستجوی غذا استفاده می‌­کند.

یک فرایند انرژی­‌خواه و آنزیمی است.

نکته: تولید انرژی ATP

نکته: جانداران یا اتوتروف (تولیدکننده) و یا هتروتروف (مصرف­‌کننده) و یا هر دو ویژگی را با هم دارند.

5- پاسخ به محیط: همۀ جانداران به محرک­‌های محیطی پاسخ می­‌دهند؛ مثلاً ساقۀ گیاهان به سمت نور خم می‌­شود (انواع تروپیسم­‌ها یا گرایش­‌ها که از نوع حرکات فعال و القایی است؛ مثل نورگرایی یا فتوتروپیسم).

 6- تولیدمثل: جانداران موجوداتی کم و بیش شبیه خود را به وجود می‌­آورند.برای مثال یوزپلنگ همیشه از یوزپلنگ زاده می‌­شود.

نکته: در نوع تولیدمثل جنسی (وجود دو والد الزامی است و در زاده‌­ها تنوع داریم) و در تولیدمثل غیرجنسی (یک والد و زاده‌­ها کاملاً مشابه­‌اند) مثل تقسیم دوتایی در باکتری­‌ها، جوانه‌­زدن در هیدر و مخمر، قطعه‌­قطعه شدن مثل قسمتی از سیب‌­زمینی جوانه­‌دار و هاگزایی در قارچ‌­ها.

7- سازش با محیط: جانداران ویژگی‌­هایی دارند که برای سازش و ماندگاری (تولیدمثل و حفظ بقاء) در محیط، به آن­ها کمک می­‌کنند؛ مانند موهای سفید خرس قطبی (یا گل ادریسی در خاک اسیدی آبی­‌رنگ و در خاک خنثی صورتی).

سازش: به تغییراتی که یک گونه جهت تطبیق با محیط انجام می­‌دهد را گویند.

 نکته: ویروس­‌ها چون همۀ این هفت ویژگی را ندارند ارگان زنده محسوب نمی‌­شوند. مثلاً نظم و ترتیب و سازش را دارند.

جدول 1- جمع‌­بندی ویژگی‌­های موجودات زنده

تست آموزشی

1– چند مورد زیر در مورد ویژگی­‌های مشترک همۀ جانداران صحیح است؟

الف) همۀ آن­ها قادر به نگهداری وضع درونی پیکر خود در حد ثابتی هستند.

ب) DNA اطلاعات الگوهای رشد و نمو را تنظیم می‌­کند.

ج) همگی به محرک­‌های محیطی پاسخ مشابه می‌­دهند.

1) یک مورد                 2) هیچ مورد                   3) دو مورد                       4) سه مورد

پاسخ: گزینۀ1: همۀ جانداران به‌­طور مشابه به محرک­‌های محیطی پاسخ نمی­‌دهند.

 گونه: به گروهی از جانداران می‌­گویند که به هم شبیه­‌اند و می­‌توانند از طریق تولیدمثل زاده‌­هایی شبیه خود با قابلیت زنده‌­ماندن و تولیدمثل به وجود آورند (فرزندان زیستا و زایا).

سطوح سازمان­‌یابی حیات:

1- یاخته پایین­‌ترین سطح سازمان‌­یابی حیات است. همۀ جانداران از یاخته تشکیل شده‌­اند.

2- تعدادی یاخته با یکدیگر همکاری می­‌کنند و یک بافت را به وجود می‌­آورند.

3- هر اندام از چند بافت مختلف تشکیل می­‌شود؛ مانند استخوانی که در شکل 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 با هم تعامل دارند، یک اجتماع (خشک‌­زی یا آبزی) را به وجود می‌­آورند.

8- عوامل زنده (اجتماع) و غیرزنده محیط و تأثیرهایی که بر هم می‌­گذارند، بوم‌­سازگان را می‌­سازند.

9- زیست بوم از چند بوم‌­سازگان تشکیل می‌­شود که از نظر اقلیم (آب و هوا) و پراکندگی جانداران مشابه‌­اند.

10- زیست کره شامل همۀ زیست بوم های زمین است.

تست آموزشی

2- چند مورد عبارت زیر را به نادرستی تکمیل می‌کند؟

در سطوح مختلف حیات، ………………….. در بین ………………….. تا …………………..  قرار ندارد.

الف) جمعیت – دستگاه – بوم سازگان                        ب) بوم سازگان – اجتماع – زیست بوم

ج) جاندار – جمعیت – زیست بوم                             د) یاخته – اندام – اجتماع

1) یک مورد                 2) هیچ مورد                   3) دو مورد                       4) سه مورد

پاسخ: گزینۀ 1: مورد الف و ب عبارت را به نادرستی تکمیل می­‌کنند.

مولکول‌­های زیستی

انواع مولکول­‌های زیستی: کربوهیدرات­‌ها (کوچک­ترین ماکرومولکول­‌ها) لیپیدها، پروتئین­‌ها و نوکلئیک‌­اسیدها (بزرگ­ترین ماکرومولکول­‌ها) چهار گروه اصلی مولکول­‌های تشکیل دهندۀ یاخته­‌اند و در جانداران ساخته می‌­شوند. این مولکول­‌ها، مولکول‌های زیستی نیز نامیده می­‌شوند.

درشت مولکول: بسیارى از مولکول­‌هاى زیستى نسبت به مولکول­‌هاى غیرزیستى بسیار بزرگند که درشت مولکول نامیده مى­‌شوند.

پلیمر و مونومر: بسیارى از این درشت مولکول­ها در سلول، به صورت پلیمر (بسپاره) ساخته مى­شوند. پلیمر مولکولى است که از واحدهایى کم و بیش یکسان تشکیل شده باشد. هریک از واحدهاى سازنده یک مولکول پلیمر، مونومر (تک­پاره) نامیده مى­شود.

 تست آموزشی

3- کدام یک از مولکول‌های زیر جزو درشت مولکول‌ها محسوب نمی شود؟

الف) اسیدآمینه                    ب) لیپید                            ج) کربوهیدرات                  د) دی-ان-ای

پاسخ: گزینۀ 1: اسیدهای آمینه واحد سازنده پروتئین­‌ها است و درشت مولکول نیست.

کربوهیدرات­‌ها:

این مولکول­‌ها از سه عنصر کربن C، هیدروژن H، اکسیژن O تشکیل شده است.

مونوساکاریدها:

ساده­‌ترین کربوهیدرات‌­ها هستند. گلوکز (قندخون و سوخت اصلی سلول‌­های بدن) و فروکتوز (قند میوه و مایع و مایع منی) مونوساکاریدهایی با شش کربن­‌اند. ریبوز مونوساکاریدی با پنج کربن است.

انواع مونوساکاریدها:

تریوز (سه‌­کربنه) – تتروز (چهارکربنه) – پنتوز (پنج­‌کربنه) – هگزوز (شش‌­کربنه).

 نکته: مهم­ترین پنتوز دئوکسی‌­ریبوز در دنا و ریبوز در رنا است.

تفاوت ریبوز و دئوکسی­‌ریبوز:

در عامل متصل به کربن شماره دو است و ریبوز یک اکسیژن بیشتر دارد.

دی‌­ساکاریدها: از ترکیب دو مونوساکارید تشکیل می­شوند. شکر و قندی که می­خوریم، دی­‌ساکاریدی به نام ساکارز هستند. ساکارز از پیوند بین گلوکز و فروکتوز تشکیل می­شود (پیوند از نوع پل اکسیژنی) لالکتوز دی‌­ساکارید دیگری است که به قند شیر نیز معروف است.

انواع دی­‌ساکارید:

1- گلوکز + گلوکز                  مالتوز …………. توسط آنزیم مالتاز شکسته می­شود.

2- گلوکز + گالاکتوز               لاکتوز …………. توسط آنزیم لاکتاز شکسته می­شود.

3- گلوکز + فروکتوز                ساکارز …………. توسط آنزیم ساکاراز شکسته می­شود.

پلی‌­ساکاریدها: از ترکیب چندین مونوساکارید ساخته می‌شوند. نشاسته (پلی‌­ساکارید ذخیره­ای) سلولز (پلی‌­ساکارید ساختاری) و گلیکوژن (پلی­‌ساکارید ذخیره‌ای) پلی­‌ساکاریدند. این پلی‌­ساکاریدها از تعداد فراوانی مونوساکارید گلوکز تشکیل شده‌­اند. نشاسته مثلاً در سیب‌­زمینی و غلات وجود دارد.

نکته: جهت شناسایی نشاسته با اضافه‌­کردن تنتورید، که ید موجود در تنتورید باعث رنگ آبی – ارغوانی می­‌گردد.

سلولز از پلی‌­ساکاریدهای مهم در طبیعت است. سلولز ساخته شده در گیاهان در کاغذسازی و تولید انواعی از پارچه ها به کار می‌­رود.

نکات شکل:

1- گلیکوژن: فرم ذخیره گلوکز در جانوران است و دارای شکل خطی و منشعب می‌­باشد. پس جرم (وزن مولکولی) بیشتر از نشاسته دارد؛ مثل ذخیره در کبد انسان یا در میان ماهیچه­‌ها. گلیکوژن در جانوران و قارچ­‌ها ساخته می­‌شود.

 2- نشاسته: فرم ذخیره گلوکز در گیاهان و قارچ‌­ها است و دارای شکل خطی مثل ذخیره در ریشه و ساقه (پلی ساکارید ذخیره­ای) می­‌باشد.

 3- سلولز: فراوان­‌ترین ترکیب آلی طبیعت. رشته‌­ای و بدون انشعاب و در ساختار دیوار سلولی گیاهان نقش دارد. سلولز پلی‌­ساکارید ساختاری است.

 4- سلولز: نشاسته و گلیکوژن در نوع مونومرها (واحدهای سازنده) با هم شباهت دارند.

تست آموزشی

4- کدام به ترتیب مونوساکارید هگزوزی و پنتوزی محسوب می­شود؟

الف) ساکارز – ریبوز                                                ب) فروکتوز – دئوکسی ریبوز

ج) گلوکز – فروکتوز                                                 د) ریبوز – دئوکسی ریبوز

پاسخ: گزینۀ ب

لیپیدها:

این ترکیبات نیز از سه عنصر کربن، هیدروژن و اکسیژن ساخته شده اند؛ گر چه نسبت این عناصر در لیپیدها با نسبت آن­ها در کربوهیدرات‌­ها فرق می­‌کند.

نکات لیپیدها:

1- ویژگی اصلی نواحی آب‌گریز و نامحلول بودن آن­ها در آب است..

2- شرکت در ساختار سلول و برخی هورمون‌­ها (استروئیدی) و…

3- کار مهم لیپیدها ذخیره انرژی است.

4- لیپیدها درشت مولکول هستند؛ ولی پلیمر محسوب نمی­‌شوند ولی سوبرین و کوتین هم درشت مولکولند و هم پلیمر.

تری­‌گلیسریدها:

از انواع لیپیدها هستند. هر تری­‌گلیسرید از یک مولکول گلیسرول و سه اسید چرب تشکیل شده است. روغن­‌ها و چربی‌­ها انواعی از تری­‌گلیسریدها هستند. تری­‌گلیسریدها در ذخیرۀ انرژی نقش مهمی دارند. انرژی تولیدشده از یک گرم تری­‌گلیسرید حدود دو برابر انرژی تولیدشده از یک گرم کربوهیدرات است.

 نکات تری‌گلیسیرید:

1- برای تشکیل تری‌­گلیسیرید حداکثر سه یا حداقل یک اسید چرب نیاز است و تری­‌گلیسیریدها غیرقطبی و در نتیجه نامحلول در آب هستند.

2- با تغییر نوع اسیدهای چرب موجود در چربی نوع و فرم چربی تغییر می‌­کند.

3- برای سنتز یک تری­‌گلیسیرید سه مولکول آب تولید و برای هیدرولیز آن سه مولکول آب مصرف می­‌شود.

4- چربی موجود زیر پوست، خون، گیاهان و جانوران همگی تری­‌گلیسیرید یا چربی هستند و تعداد دم هیدروکربنی بیشتر از بقیه دارند.

فسفولیپیدها:

گروه دیگری از لیپیدها و بخش اصلی تشکیل­‌دهندۀ غشای یاخته­‌ای هستند. ساختار فسفولیپیدها شبیه
تری‌­گلیسریدها است، با این تفاوت که مولکول گلیسرول در فسفولیپیدها به دو اسید چرب و یک گروه فسفات متصل می­شود.

نکات فسفولیپید:

1- برای سنتز یک فسفولیپید سه مولکول آب تولید و برای هیدرولیز آن سه مولکول آب مصرف می­‌شود.

2- فسفولیپید یک سر قطبی و آبدوست (گروه فسفات و کربوکسیل) و دو دم آبگریز دارد.

کلسترول:

لیپید دیگری است که در ساخت غشای یاخته­‌های جانوری و نیز انواعی از هورمون­‌ها شرکت می‌­کند.

نکته: در ساختار غشاء سلول دو نوع چربی داریم؛ شامل فسفولیپید (بیشترین چربی به کاررفته در غشاء ) + کلسترول (استروئید).

پروتئین­‌ها:

این مولکول‌­ها علاوه بر کربن، هیدروژن و اکسیژن، نیتروژن نیز دارند. پروتئین­‌ها از به‌­هم­ پیوستن واحدهایی به نام آمینواسید، تشکیل می­‌شوند.

نکات پروتئین­ها:

1- در بدن جانوران 21 نوع اسید آمینه وجود دارد.

2- تمامی آمینواسیدها ساختار یکسانی دارند تفاوت فقط در گروه یا بنیان آن­ها R است.

3- ساده‌­ترین آمینواسیدها گلیسین است.

4- وجه تشابه پروتئین­‌ها و اسیدهای نوکلئیک وجود پلیمرهای بلند آن­هاست.

نکات شکل:

1- همیشه گروه کربوکسیل اسیدآمینۀ قبلی با گروه آمینی، اسیدآمینۀ بعدی پیوند برقرار می‌­کند.

2- همیشه در شروع یک زنجیره پروتئینی گروه آمینی آزاد و در پایان گروه کربوکسیلی آزاد است.

3- همیشه آمینواسید آغازگر هر پروتئین متیونین  UAA/UAG/UGA و پایانی AUG است.

اعمال پروتئین­ها:

پروتئین‌­ها کارهای متفاوتی انجام می‌­دهند؛ انقباض ماهیچه، انتقال مواد در خون، کمک به عبور مواد از غشای یاخته و عملکرد آنزیمی. آنزیم­ها مولکول­‌های پروتئینی‌­اند که سرعت واکنش­‌های شیمیایی را افزایش می­‌دهند.

 نکته: پروتئین­‌ها تنوع مونومری بیشتری دارند و تنوع ماده آلی پروتئین در سلول بیشتر از بقیه است. یک نوع نوکلئیک اسید است. اطلاعات وراثتی در دنا DNA ذخیره می­‌شود.

نوکلئیک اسیدها:

مولکول دنا (این مولکول­‌ها علاوه بر کربن، هیدروژن و اکسیژن)، نیتروژن و فسفر نیز دارند.

منابع

1- از سری مقاله‌­های موشکافی در زیست

2- جزوۀ تدریسی سهراب کلانتری

3- کتاب خیلی سبز

نویسنده: تیم مشاوره مقدم-سهراب کلانتری