برای دریافت محتوای دوره، باید دوره را خریداری کنید.
چگونه می توان گیاهانی پرورش داد که در مدتی کوتاه تر، مواد غذایی بیشتری تولید کنند؟
چرا باید تنوع زیستی حفظ شود؟ چرا باید حیات وحش حفظ شود؟
چرا بعضی از یاخته های بدن انسان سرطانی می شوند؟ چگونه می توان یاخته های سرطانی را
در مراحل اولیۀ سرطانی شدن شناسایی و نابود کرد؟
چگونه می توان سوخت های زیستی مانند الکل را جانشین سوخت های فسیلی، مانند مواد
نفتی کرد؟
چگونه می توان از بیماری های ارثی، پیشگیری، و یا آنها را درمان کرد؟
اینها فقط چند پرسش از میان انبوه پرسش هایی است که زیست شناسان تلاش می کنند
پاسخ های آنها را بیابند تا علاوه بر پی بردن به رازهای آفرینش، به حل مسائل و مشکلات زندگی
انسان امروزی نیز کمک کنند و در این راه به موفقیت هایی هم رسیده اند. زیست شناسی، شاخه ای از
علوم تجربی است که به بررسی علمی جانداران و فرایندهای زیستی می پردازد.
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، ویژگی های آن و یا ویژگی های
جانداران را بررسی می کنیم. گسترۀ حیات، از یاخته شروع می شود و با زیست کره پایان می یابد.
جانداران همۀ این هفت ویژگی زیر را باهم دارند:
نظم و ترتیب: یکی از ویژگی های جالب حیات، سطوح سازمان یابی آن است )شکل 3(. همۀ
جانداران، سطحی از سازمان یابی دارند و منظم اند.
هم ایستایی ) هومئوستازی(: محیط جانداران همواره در تغییر است؛ اما جاندار می تواند وضع
درونی پیکر خود را درمحدودۀ ثابتی نگه دارد؛ مثلاً وقتی سدیمِ خون افزایش می یابد، دفع آن از طریق
ادرار زیاد می شود.مجموعه اعمالی را که برای پایدار نگه داشتن وضعیت درونی جاندار انجام می شود
هم ایستایی )هومئوستازی( می نامند.
رشد و نمو: جانداران رشد و نمو می کنند. رشد به معنی بزرگ شدن و شامل افزایش برگشت نا پذیر
ابعاد یا تعداد یاخته هاست. نمو به معنی عبور از مرحله ای به مرحلۀ دیگری از زندگی است؛ مثلاً
تشکیل گل در گیاه، نمونه ای از نمو است.
فرایند جذب و استفاده از انرژی: جانداران انرژی می گیرند؛ از آن برای انجام فعّالیت های
زیستی خود استفاده می کنند و بخشی از آن را به صورت گرما از دست می دهند؛ مثلاً گنجشک غذا
می خورد و از انرژی آن برای گرم کردن بدن و نیز برای پرواز و جست وجوی غذا استفاده می کند.
پاسخ به محیط: همۀ جانداران به محرک های محیطی پاسخ می دهند؛ مثلاً ساقۀ گیاهان
به سمت نور خم می شود.
تولیدمثل: جانداران موجوداتی کم و بیش شبیه خود را به وجود می آورند. یوزپلنگ همیشه از
یوزپلنگ زاده می شود.
سازش با محیط: جانداران ویژگی هایی دارند که برای سازش و ماندگاری در محیط، به آنها
کمک می کنند؛ مانند موهای سفید خرس قطبی.
یاخته، واحد ساختار و عملکرد در جانداران است.
می توان به سادگی گفت که این یاخته از سه بخش هسته، سیتوپلاسم و غشا تشکیل شده است:
هسته
هسته شکل، اندازه و کار یاخته را مشخص و فعالیت های آن را کنترل می کند. در هسته، دنا قرار دارد.
دنا دارای اطلاعات لازم برای تعیین صفات است. هسته پوششی دو لایه )غشای داخلی، غشای بیرونی(
دارد. در این پوشش منافذی وجود دارند که از طریق آنها ارتباط بین هسته و سیتوپلاسم برقرار می شود.
سیتوپلاسم
سیتوپلاسم فاصلۀ بین غشای یاخته و هسته را پُر می کند. سیتوپلاسم از اندامک ها و مادۀ زمینه
تشکیل شده است. مادۀ زمینه شامل آب و مواد دیگر است. هر یک از اندامک ها در سیتوپلاسم کار
ویژ ه ای دارند )شکل 9(. در سال های بعد با بعضی از این اندامک ها بیشتر آشنا می شوید.
غشای یاخته ای
اطراف یاخته را غشای یاخته ای احاطه کرده است. این غشا مرز بین درون یاخته و بیرون آن است.
مواد گوناگون برای ورود به یاخته یا خروج از آن باید از این غشا عبور کنند. غشای یاخته، نفوذپذیری
انتخابی یا تراوایی نسبی دارد؛ یعنی فقط برخی ازمواد می توانند از آن عبور کنند. غشای یاخته از دو
لایه مولکول های فسفولیپید تشکیل شده است که در آن مولکول های پروتئین و کلسترول قرار دارند.
همچنین انواعی از کربوهیدرات ها به مولکول های فسفولیپیدی و پروتئینی متصل اند
ارسطو، معتقد بود که نفس کشیدن باعث خنک شدن قلب می شود. او نم یدانست که هوا
خود مخلوطی از چند نوع گاز است. بنابر این هوای دمی و بازدمی را از نظر ترکیب شیمیایی یکسان
می دانست. اما آیا واقعاً چنین است؟
مقایسۀ هوای دمی و بازدمی نشان م یدهد که این دو هوا با هم متفاو تاند. هوای دمی، اکسیژن
بیشتری دارد امّا در هوای بازدمی، کربن د یاکسید نسبت به هوای دمی بیشتر است. بنابراین،
اهمیت فرایند تنفس از آنچه که ارسطو می پنداشت فراتر است. درک این اهمیت، زمانی ممکن شد
که آدمی توانست ارتباط دستگاه تنفس و دستگاه گردش خون را بیابد.
دستگاه گردش خون، خون را از اندام های بدن جمع آوری م یکند و به سوی شش ها می آورد.
این خون که به خون تیره معروف است اکسیژنِ کمتر و کربن دی اکسیدِ بیشتری نسبت به خونی
دارد که از شش ها خارج می شود. خون تیره در شش ها، کربن دی اکسید را از دست می دهد و از هوا
اکسیژن م یگیرد و به خون روشن تبدیل می شود. خون روشن توسط دستگاه گردش خون به اندام ها
و یاخته ها فرستاده می شود
به این ترتیب، همواره به یاخته های بدن، اکسیژن م یرسد و
کربن د یاکسید از آنها دور می شود. اما این کار چه ضرورتی دارد؟
تهویۀ شُشی شامل دو فرایند دم و بازدم است.
شش ها درون قفسۀ سینه و روی پردۀ ماهیچ های میان بند )دیافراگم( قرار دارند. شش چپ به علت
مجاورت با قلب، از شش راست قدری کوچک تر است. بیشتر حجم شش ها را کیس ههای حبابکی به
خود اختصاص داد هاند و ساختاری اسفنج گونه را به شش م یدهند. قفسه سینه علاوه بر محافظت از
شش ها در تهویه ششی نیز نقش دارد. در بین دنده ها، ماهیچه هایی به نام ماهیچه های بین دنده ای
وجود دارند که به دو دسته خارجی و داخلی تقسیم می شوند
در تک یاخته ای ها و جانورانی مانند هیدر که همهٔ یاخته های بدن می توانند
با محیط تبادلات گازی داشته باشند، ساختار ویژه ای برای تنفس وجود ندارد؛ اما در سایر
جانوران، ساختارهای تنفسی ویژ های مشاهده می شود که ارتباط یاخته های بدن را با محیط
فراهم م یکنند. در این جانوران، چهار روش اصلی برای تنفس مشاهده م یشود که عبار تاند
از تنفس نایدیسی، تنفس پوستی، تنفس آبششی و تنفس ششی.
در دستگاه گردش خون، سه نوع رگ در شبک های مرتبط به هم وجود دارد. این شبکه، که از قلب
شروع می شود و پس از عبور از بافت ها به قلب باز می گردد، از سرخرگ ها، مویرگ ها و سیاهرگ ها
تشکیل شده است. ساختار هر یک از این رگ ها متناسب با کاری است که انجام م یدهد. دیوارۀ
همۀ سرخرگ ها و سیاهرگ ها از سه لایۀ اصلی تشکیل شده است . لایۀ داخلی آنها بافت
پوششی سنگ فرشی است که در زیر آن، غشای پایه قرار گرفته است. لایۀ میانی آن، ماهیچ های
صاف است که همراه این لایه رشته های کشسان )الاستیک( زیادی وجود دارد. آخرین لایه، بافت
پیوندی است که لایۀ خارجی آنها را می سازد.
در رگ های خونی جریان دارد و دارای دو بخش است: خوناب
که حالت مایع دارد و بخش یاخته ای که گویچه های قرمز،
گویچه های سفید و گِرده )پلاکت(ها را شامل می شود.
اگر مقداری از خون را گُریزانه )سانتریفیوژ( کنیم، دو بخش
خون از هم جدا می شود و م یتوان درصد هرکدام را مشخص کرد.
معمولاً در فرد سالم و بالغ 55 درصد حجم خون را خوناب )پلاسما(
و 45 درصد را بخش یاخته ای تشکیل م یدهند
از کارهای خون، انتقال مواد مغذی، اکسیژن، کربن د یاکسید، هورمون ها و مواد دیگر است.
خون ارتباط شیمیایی بین یاخته های بدن را امکا نپذیر می سازد و به تنظیم دمای بدن و یکسان کردن
دما در نواحی مختلف بدن کمک م یکند. همچنین در ایمنی و دفاع در برابر عوامل خارجی نقش
اساسی دارد و در هنگام خو نریزی، به کمک عواملی، از هدر رفتن خون جلوگیری م یکند.
بیش از 90 درصدِ خوناب، آب است و بقیه آن را موادی مانند پروتئین ها، مواد مغذی، یون ها و
مواد دفعی تشکیل می دهند. پروتئین های خوناب نقش های گوناگونی دارند. آلبومین، فیبرینوژن و
گلوبولین از پروتئین های خوناب اند. آلبومین، در حفظ فشار اسمزی خون و انتقال بعضی داروها مثل
پنی سیلین نقش دارد. فیبرینوژن، در انعقاد خون و گلوبولین ها در ایمنی و مبارزه با عوامل بیمار یزا
اهمیت دارند.
در تک یاخته ای ها تبادل گاز، تغذیه و دفع بین محیط و یاخته از سطح آن انجام می شود. در
جانداران پر یاخته ای به دلیل زیاد بودن تعداد یاخته ها، همۀ یاخته ها با محیط بیرون ارتباط ندارند و
لازم است در آنها دستگاه گردش موادی به وجود آید تا یاخته ها نیاز های غذایی و دفع مواد زائد خود
را با کمک آن برطرف کنند
کمبود آب، اکسیژن و مواد مغذی یا انباشته شدن مواد دفعی یاخته ها مثل کربن دی اکسید و مواد
دفعی نیتروژن دار از جمله مواردی اند که ادامۀ حیات را تهدید م یکنند. حفظ وضعیت درونی بدن در
محدوده ای ثابت )هم ایستایی(، برای تداوم حیات، ضرورت دارد.
اگر وضعیت درونی بدن از تعادل خارج شود، بعضی مواد، بیش از حدِ لازم یا کمتر از حدِ لازم به
یاخته ها م یرسند. بسیاری از بیماری ها درنتیجۀ برهم خوردن ه مایستایی پدید م یآیند.
کلیه ها در ه مایستایی نقش اساسی دارند. حفظ تعاد ل آب، اسید باز، یو نها و نیز دفع مواد سمی و
مواد زائد نیتروژ ندار، از جمله وظایف کلی هاند
اگر از شما بپرسند که یاخته در گیاهان چه تفاوتی با یاخته در جانوران دارد، احتمالاً علاوه بر
سبزدیسه )کلروپلاست(، دیواره را نیز نام می برید. یاخته، اولین بار در بافت چوب پنبه، مشاهده
شد . چوب پنبه از یاخته های مرده تشکیل شده است. یاخته های این بافت درمشاهده
با میکروسکوپ به صورت مجموعه حفره هایی دیده می شوند که دیواره هایی آنها را از یکدیگر جدا
کرده اند. این دیواره ها، دیوارۀ یاخته ای و تنها بخش باقی مانده از یاختۀ گیاهی در بافتی مرده اند.
دیوارۀ یاخته ای در بافت های زندۀ گیاه، بخشی به نام پروتوپلاست را در بر می گیرد. پروتوپلاست شامل
غشا، سیتوپلاسم و هسته است
دیواره عملکردهای متفاوتی دارد. حفظ شکل و استحکام یاخته ها و در نتیجه استحکام پیکر گیاه،
کنترل تبادل مواد بین یاخته ها و جلوگیری از ورود عوامل بیماری زا؛ از کارهای دیوارۀ یاخته ای است. برای
پی بردن به نقش دیواره در هر یک از این کارها ابتدا باید ساختار دیواره را بشناسیم.
هیم، سه بخش در آنها قابل تشخیص است ؛ به هر
یک از این بخش ها سامانۀ بافتی می گویند؛ زیرا هر
سامانه از بافت ها و یاخته های گوناگونی تشکیل شده
است؛ بنابراین پیکر گیاهان نهان دانه )گل دار( از سه
سامانۀ بافتی به نام های پوششی، زمینه ای و آوندی
تشکیل می شود . هر سامانۀ بافتی، عملکرد
خاصی دارد؛ مثلاً سامانۀ بافت پوششی، اندام ها را در
برابر خطرهایی حفظ می کند که در محیط بیرون قرار
دارند. به نظر شما عملکرد دو سامانۀ دیگر چیست؟ در
ادامه، به توضیح هر یک از این سامانه ها می پردازیم.
چگونه از دانه ای کوچک، گیاهی چندین برابر بزرگ تر یا درختی با چندین متر طول ایجاد می شود؟
چه چیزی سبب می شود که گیاهان، شاخه و برگ جدید تولید کنند؟ یا چرا از شاخه یا ساقۀ جدا شده،
گیاه کاملی ایجاد می شود؟
تا به اینجا دانستید که پیکر گیاه آوندی از سه سامانۀ بافتی ساخته می شود. اما منشأ این سامانه های
بافتی چیست؟ برای پاسخ به این پرسش باید به نوک ساقه و ریشه توجه کنیم.
در نوک ساقه و ریشه، یاخته های مریستمی وجود دارند که دائماً تقسیم می شوند و یاخته های
موردنیاز برای ساختن سامانه های بافتی را تولید می کنند. این یاخته ها به طور فشرده قرار می گیرند و
هستۀ درشت آنها که در مرکز قرار دارد، بیشترِ حجمِ یاخته را به خود اختصاص می دهد. در ادامه، انواع
مریستم را بررسی می کنیم.
گیاهان، مواد مورد نیاز را از هوا، آب یا خاک اطراف خود جذب م یکنند. کربن د یاکسید یکی
از مهم ترین موادی است که گیاهان از هوا جذب م یکنند. کربن، اساس مادۀ آلی و بنابراین یکی از
عناصر مورد نیاز گیاهان است. کربن دی اکسید به همراه سایر گازها از طریق روزنه ها وارد فضاهای
بین یاخته ای گیاه می شود. مقداری از کربن دی اکسید هم با حل شدن در آب، به صورت بیکربنات
درمی آید که می تواند توسط گیاه جذب شود. سایر مواد مغذی هم بیشتر از طریق خاک جذب م یشوند.
آب و مواد مورد نیاز گیاهان، که از خاک اطراف ریشه ها جذب می شود و در مسیرهایی به ساقه و
برگ می رود. بخش زیادی از آب جذب شده از سطح برگ ها به هوا تبخیر م یشود. خروج آب به صورت
بخار از سطح اندام های هوایی گیاه تعرق نامید ه می شود. تعرق، سازوکار لازم را برای جابه جایی آب
و مواد معدنی به برگ فراهم م یکند. جابه جایی مواد در گیاهان را می توان در دو مسیر کوتاه و بلند
بررسی کرد؛ در مسیر کوتاه، جابه جایی آب و مواد در سطح یاخته یا چند یاخته بررسی می شود. در مسیر
بلند، جابه جایی مواد در مسیرهای طولانی تر بررسی می شود. این مسافت در بعضی درختان به بیش
از صدمتر می رسد. در هر دوی این مسیرها آب به عنوان انتقا لدهندۀ مواد، نقش اساسی دارد که این
نقش به علت ویژگی های آن است.
زیست دهم
| عنوان | تاریخ/زمان | مدت زمان | وضعیت |
|---|
