زیست دهم PDF

‫ــــم‬ ‫لــــی ُم َح َّمــــ ٍد َو آلِ ُم َح َّمــــ ٍد َو َع ِّج ْ‬ ‫ــــل َف َر َج ُه ْ‬ ‫ـــــل َع ٰ‬ ‫اَللّٰ ُه َّ‬ ‫ــــم َص ِّ‬ ‫زیستشناسی (‪)1‬‬...

‫ــــم‬ ‫لــــی ُم َح َّمــــ ٍد َو آلِ ُم َح َّمــــ ٍد َو َع ِّج ْ‬ ‫ــــل َف َر َج ُه ْ‬ ‫ـــــل َع ٰ‬ ‫اَللّٰ ُه َّ‬ ‫ــــم َص ِّ‬ ‫زیستشناسی (‪)1‬‬ ‫رشتۀ علوم تجربی‬ ‫پایۀ دهم‬ ‫دورة دوم متوسطه‬  ‫وزارت آموزش و پرورش‬ ‫سازمان پژوهش و برنامه ریزی آموزشی‬ ‫زیستشناسی (‪  )1‬ـ پایۀ دهم دورۀ دوم متوسطه ـ ‪110216‬‬ ‫نام کتاب‪:‬‬ ‫سازمان پژوهش و برنامهریزی آموزشی‬ ‫پدیدآورنده‪:‬‬ ‫دفتر تألیف کتابهای درسی عمومیو متوسطه نظری‬ ‫مدیریت برنامهریزی درسی و تألیف‪:‬‬ ‫سیدعلی آل محمد‪ ،‬محمد ابراهیمی‪ ،‬مـریم انصاری‪ ،‬علیرضا ساری‪ ،‬الهه علـوی‪ ،‬بهمن فـخریان و‬ ‫شناسه افزوده برنامهریزی و تألیف‪:‬‬ ‫محمد كرامالدینی (اعضای شورای برنامهریزی و تألیف)‬ ‫بهمن فخریان (ویراستار علمی) ـ محمد دانشگر و علیرضا کاهه (ویراستار ادبی)‬ ‫اداره ّ‬ ‫کل نظارت بر نشر و توزیع مواد آموزشی‬ ‫مدیریت آمادهسازی هنری‪:‬‬ ‫احمدرضا امینی (مدیر امور فنی و چاپ) ـ جواد صفری (مدیر هنری) ـ احسان رضوانی (طراح گرافیک‬ ‫شناسه افزوده آمادهسازی‪:‬‬ ‫و طراح جلد) ـ مریم وثوقی انباردان (صفحه آرا) ـ الهه بهین (تصویرگر) ـ عزیز عذار (عکاس تشریح‬ ‫اندام ها) ـ مرضیه اخالقی‪ ،‬سیده فاطمه طباطبایی‪ ،‬رعنا فرج زاده دروئی‪ ،‬شاداب ارشادی‪ ،‬فریبا سیر‪،‬‬ ‫مریم دهقان زاده و فاطمه رئیسیان فیروزآباد (امور آماده سازی)‬ ‫تهران‪ :‬خیابان ایرانشهر شمالی ـ ساختمان شمارۀ ‪ ٤‬آموزش و پرورش (شهید موسوی)‬ ‫نشانی سازمان‪:‬‬ ‫تلفن‪٩ :‬ـ‪ ،٨٨٨٣١١٦١‬دورنگار‪ ،٨٨٣٠٩٢٦٦ :‬کد پستی‪١٥٨٤٧٤٧٣٥٩ :‬‬ ‫وبگاه‪ www.chap.sch.ir :‬و ‪www.irtextbook.ir‬‬ ‫شرکت چاپ ونشر کتابهای درسی ایران تهرانـ کیلومتر ‪ ١٧‬جادۀ مخصوص کرج ـ خیابان ‪( ٦١‬داروپخش)‬ ‫ناشر‪:‬‬ ‫تلفن‪  ٥ :‬ـ‪ ،٤٤٩٨٥١٦١‬دورنگار‪ ،44985160 :‬صندوق پستی‪١٣٩ :‬ـ  ‪٣٧٥١٥‬‬ ‫شرکت چاپ و نشر کتابهای درسی ایران « سهامیخاص»‬ ‫چاپخانه‪:‬‬ ‫چاپ هشتم ‪1402‬‬ ‫سال انتشار و نوبت چاپ‪:‬‬ ‫شابك ‪9‬ـ ‪2515‬ـ ‪05‬ـ ‪964‬ـ ‪978‬‬ ‫‪   9‬ـ ‪  2515‬ـ  ‪ 05‬ـ ‪ 964‬ـ ‪ISBN: 978‬‬ ‫جوانها قدر جوانیشان‬ ‫را بدانند و آن را در علم و‬ ‫تقوی و سازندگی خودشان‬ ‫ٰ‬ ‫صرف كنند كه اشخاصی‬ ‫امین و صالح بشوند‪.‬‬ ‫مملكت ما با اشخاص امین‬ ‫میتواند مستقل باشد‪.‬‬ ‫امامخمینی « ُق ِّد َ‬ ‫سسِ ُّر ُه»‬ ‫کلیه حقوق مادی و معنوی این کتاب متعلق به سازمان پژوهش و برنامه ریزی آموزشی‬ ‫وزارت آموزش و پرورش است و هرگونه استفاده از کتاب و اجزای آن به صورت چاپی‬ ‫و الکترونیکی و ارائه در پایگاه های مجازی‪ ،‬نمایش‪ ،‬اقتباس‪ ،‬تلخیص‪ ،‬تبدیل‪ ،‬ترجمه‪،‬‬ ‫عکس برداری‪ ،‬نقاشی‪ ،‬تهیه فیلم و تکثیر به هر شکل و نوع‪ ،‬بدون کسب مجوز از این‬ ‫سازمان ممنوع است و متخلفان تحت پیگرد قانونی قرار می گیرند‪.‬‬ ‫توانمندسازی زبان فارسی در همۀ زمینه ها از جمله علم و فناوری‪ ،‬آرمان تمام ایرانیان‬ ‫است‪.‬از این رو در این کتاب از واژگان مص ّوب فرهنگستان زبان و ادب فارسی به جای‬ ‫واژگان بیگانه استفاده شده است‪.‬‬ ‫دبیران ارجمند و دانش آموزان عزیز می توانند برای پی بردن به ریشۀ این واژگان به‬ ‫توضیحاتی که در وبگاه گروه زیست شناسی دفتر تألیف کتاب های درسی آمده است‪،‬‬ ‫مراجعه کنند‪.‬‬  ‫فهرست‬ ‫‪1‬‬ ‫فصل ‪ 1‬ـ دنیای زند ه‬ ‫‪2‬‬ ‫گفتار ‪. 1‬زیست شناسی چیست ؟‬ ‫ٔ‬ ‫گستره حیات ‪7‬‬ ‫گفتار ‪.2‬‬ ‫گفتـار ‪.3‬یاختـه و بافـت در بـدن انسـان ‪11‬‬ ‫‪17‬‬ ‫فصل ‪2‬ـ گوارش و جذب مواد‬ ‫گفتار ‪.1‬ساختار و عملکرد لولۀ گوارش ‪18‬‬ ‫گفتار ‪.2‬جذب مواد و تنظیم ّفعالیت دستگاه گوارش ‪25‬‬ ‫گفتار ‪.3‬تنوع گوارش در جانداران ‪30‬‬ ‫‪33‬‬ ‫فصل ‪3‬ـ تبادالت گازی‬ ‫گفتار ‪.1‬ساز و کار دستگاه تنفس در انسان ‪34‬‬ ‫گفتار ‪.2‬تهویۀ ششی ‪40‬‬ ‫گفتار‪.3‬تنوع تبادالت گازی ‪45‬‬ ‫‪47‬‬ ‫فصل ‪4‬ـ گردش مواد در بدن‬ ‫گفتار ‪.1‬قلب ‪48‬‬ ‫گفتار ‪.2‬رگ ها ‪55‬‬ ‫گفتار ‪.3‬خون ‪61‬‬ ‫گفتار ‪.4‬تنوع گردش مواد در جانداران ‪65‬‬ ‫‪69‬‬ ‫فصل ‪  5‬ـ تنظیم اسمزی و دفع مواد زائد‬ ‫گفتار ‪.1‬هم ایسـتایی و کلیه ها ‪70‬‬ ‫گفتـار ‪.2‬تشـکیل ادرار و تخلیـۀ آن ‪73‬‬ ‫گفتار ‪.3‬تنوع دفع و تنظیم اسمزی در جانداران ‪76‬‬ ‫‪79‬‬ ‫فصل ‪  6‬ـ از یاخته تا گیاه‬ ‫گفتـار ‪.1‬ویژگی هـای یاختـۀ گیاهـی ‪80‬‬ ‫گفتار ‪.2‬سامانۀ بافتی ‪86‬‬ ‫گفتار ‪.3‬ساختار گیاهان ‪90‬‬ ‫‪97‬‬ ‫فصـل ‪7‬ـ جـذب و انتقـال مـواد در گیاهـان‬ ‫گفتـار ‪.1‬تغذیـۀ گیاهـی ‪98‬‬ ‫گفتار ‪.2‬جانداران مؤثر در تغذیۀ گیاهی ‪102‬‬ ‫گفتـار ‪.3‬انتقـال مـواد در گیاهـان ‪105‬‬ ‫‬  ‫مقدمه‬ ‫کتـاب زیست شناسـی ‪ ١‬اولیـن کتـاب زیست شناسـی از دورۀ دوم متوسـطه اسـت کـه بـرای پایـۀ دهم و رشـتۀ تجربـی تألیف و چاپ شـده‬ ‫اسـت‪.‬ایـن کتـاب ادامـه اجـرای برنامـۀ ‪ ١٢‬سـاله حـوزه تربیتـی و یادگیـری علـوم تجربـی اسـت کـه از دورۀ ابتدایـی آغـاز و در سـه سـال ّاول‬ ‫متوسـطه در قالـب کتاب هـای علـوم تجربـی ادامـه یافتـه و بـه دوره دوم متوسـطه رسـیده اسـت‪.‬در ایـن دوره‪ ،‬علـوم تجربـی بـه صـورت ‪٤‬‬ ‫کتـاب مجـزا تعریـف شـده اسـت‪.‬درس زیست شناسـی بـرای رشـتۀ علـوم تجربی در سـه پایه دهـم‪ ،‬یازدهـم و دوازدهـم ارائه می شـود‪.‬برنامه‬ ‫ّ‬ ‫زیست شناسـی براسـاس راهنمـای برنامـه حـوزه تربیـت و یادگیـری علـوم تجربـی و منطبـق با برنامۀ درسـی ملی تدوین شـده اسـت‪  .‬‬ ‫ّ‬ ‫اهـداف ایـن برنامـه مطابـق بـا برنامـۀ درسـی ملی در سـه عرصـۀ ارتباطی یعنـی ارتباط انسـان با خـود‪ ،‬خلق و خلقـت که مبتنی بـر ارتباط‬ ‫او بـا خداونـد متعـال اسـت‪ ،‬تعریـف شـده و در جهـت تقویـت پنـج عنصر (تفکـر و تعقل‪ ،‬ایمـان‪ ،‬علم‪ ،‬عمـل و اخلاق) پیش خواهد رفت‪.‬‬ ‫بـر ایـن اسـاس مهمتریـن شایسـتگیهای مدنظـر حـوزه علـوم تجربـی کـه درس زیستشناسـی تلاش میکنـد در دانشآموز تحقـق یابد‪،‬‬ ‫عبارتانـد از‪:‬‬ ‫‪١‬ـ نظام منـدی طبیعـت را براسـاس درک و تحلیـل مفاهیـم‪ ،‬الگوهـا و روابـط بین پدیده های طبیعـی به عنوان آیات الهی کشـف و گزارش‬ ‫می کنـد و نتایـج آن را بـرای حـل مسـائل حـال و آینـده در ابعاد فـردی و اجتماعی در قالـب ایده یا ابـزار ارائه می دهد ‪ /‬بـه کار می گیرد‪.‬‬ ‫‪٢‬ـ بـا ارزیابـی رفتارهـای متفـاوت در ارتباط باخود و دیگـران در موقعیت های گوناگون زندگی‪ ،‬رفتارهای سـالم را انتخاب می کند‪  /‬گزارش‬ ‫می کند ‪ /‬بـه کار می گیرد‪.‬‬ ‫‪٣‬ـ بـا درک ماهیـت‪ ،‬روش و فراینـد علـم تجربـی‪ ،‬امـکان به کارگیـری ایـن علـم را در حـل مسـائل واقعـی زندگی (حـال و آینـده)‪ ،‬تحلیل و‬ ‫محدودیت هـا و توانمندی هـای علـوم تجربـی را در حـل ایـن مسـائل گـزارش می کنـد‪.‬‬ ‫‪٤‬ـ بـا اسـتفاده از منابـع علمی معتبـر و بهره گیـری از علـم تجربـی‪ ،‬می توانـد ایده هایـی مبتنـی بـر تجـارب شـخصی‪ ،‬بـرای مشـارکت در‬ ‫فعالیت هـای علمی ارائـه دهـد و در ایـن فعالیت هـا بـا حفـظ ارزش هـا و اخلاق علمی مشـارکت کنـد‪.‬‬ ‫ّ‬ ‫بـا توجـه بـه زمینـۀ انتخـاب شـده برای این کتاب یعنی کسـب مـاده و انرژی و نیـز تأکید برنامۀ درسـی ملی بـر آموزش زمینه محـور و لزوم‬ ‫ارائـۀ محتوایـی کـه بـا زندگـی حال و آینـدۀ دانش آموزان ارتباط داشـته باشـد‪ ،‬موضوع های زیـر در این کتاب گنجانده شـده اند‪:‬‬ ‫معرفی زیست شناسی‪ ،‬محدودۀ علوم تجربی‪ ،‬مرزهای حیات؛‬ ‫زیست شناسی در خدمت جامعه انسانی از جمله تهیۀ غذای سالم و کافی‪ ،‬حفظ محیط زیست و تأمین سالمت انسان؛‬ ‫آشنایی با دستگاه های مختلف بدن انسان‪ ،‬بعضی از بیماری های مرتبط با آنها و مقایسۀ دستگاه های بدن انسان با جانوران دیگر؛‬ ‫آشنایی با ساختار گیاهان و چگونگی جذب و دفع در آنها‪.‬‬ ‫در تألیف این کتاب چند نکته مدنظر مؤلفان و شورای تألیف بوده است‪:‬‬ ‫سعی شده حجم کتاب با ساعت اختصاص یافته به آن متناسب باشد‪.‬‬ ‫مباحـث مطـرح شـده در دورۀ اول متوسـطه در ایـن کتـاب کامل تـر شـده و به صـورت تخصصی تـر به آن پرداخته شـده اسـت البته سـعی‬ ‫شـده از تکـرار مطالـب دورۀ ّاول خودداری شـود‪.‬‬ ‫بـه بعضـی از مباحـث زیست شناسـی فصـل جداگانـه ای اختصـاص داده نشـده و در هـر قسـمت بسـته بـه نیـاز دربـارۀ موضـوع توضیـح‬ ‫مشـخصی داده شـده اسـت‪.‬‬ ‫در ابتـدای هـر فصـل‪ ،‬نشـانۀ رمزینـه سـریع پاسـخ آمـده اسـت که بـا اسـتفاده از تلفن همـراه یا رایانـک (تبلـت) و اتصال بـه اینترنت‬ ‫می تـوان بـه محتـوای آموزشـی آن دسـت یافت‪.‬‬ ‫گـروه زیست شناسـی الزم می دانـد از دبیـران منتخـب و سـرگروه های آموزشـی محتـرم اسـتان های اصفهـان و گیالن که در اعتبارسـنجی‬ ‫ایـن کتـاب با مـا همکاری داشـته اند تشـکر و قدردانـی نماید‪.‬‬ ‫گروه زیست شناسی‬ ‫دفتر تألیف کتاب های درسی عمومی و متوسطه نظری‬ ‫ً‬ ‫مطالب «بیشـتر بدانید» و «واژهشناسـی» در این کتاب‪ ،‬صرفا جنبه آگاهیبخشـی‬ ‫دارد و نبایـد در ارزشـیابی‪ ،‬آزمونهـا و آزمون سراسـری ورود به دانشـگاه (کنکور)‬ ‫مورد پرسـش قرار گیرد‪.‬‬  ‫فصل ‪1‬‬ ‫دنیای زنده‬ ‫پروانه های مونارک یکی از شگفت انگیزترین مهاجرت ها را به نمایش می گذارند‪.‬جمعیت این‬ ‫پروانه ها هر سال هزاران کیلومتر را از مکزیک تا جنوب کانادا و بالعکس می پیماید‪.‬‬ ‫چگونه پروانه های مونارک مسیر خود را پیدا می کنند و راه را به اشتباه نمی روند؟ زیست شناسان‬ ‫پس از سال ها پژوهش‪ ،‬به تازگی این معما را حل کرده اند‪.‬آنان در بدن پروانه مونارک‪ ،‬یاخته های‬ ‫عصبی (نورون هایی) یافته اند که پروانه ها با استفاده از آنها‪ ،‬جایگاه خورشید در آسمان و جهت مقصد‬ ‫را تشخیص می دهند و به سوی آن پرواز می کنند‪.‬‬ ‫آیا علم زیستشناسی قادر است همۀ رازهای حیات را بیابد؟ زیست شناسان عالوه بر تالش برای‬ ‫پی بردن به رازهای آفرینش‪ ،‬سعی می کنند یافته های خود را در بهبود زندگی انسان به کار برند‪.‬‬ ‫موجودات زنده چه ویژگیهایی دارند که آنها را از موجودات غیر زنده متمایز میکند‪.‬در این فصل به پاسخ‬ ‫چنینپرسشهاییمیپردازیم‪.‬‬ ‫‪1‬‬  ‫زیست شناسی چیست؟‬ ‫گفتار ‪1‬‬ ‫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 تالش می کنند‬ ‫پاسخ های آنها را بیابند تا عالوه بر پی بردن به رازهای آفرینش‪ ،‬به حل مسائل و مشکالت 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.‬‬ ‫ّ‬ ‫یک روزنامۀ خبری معمولی تهیه کنید‪.‬خبرهای مربوط به زیست شناسی را انتخاب کنید (برای تعیین‬ ‫فعالیت ‪1‬‬ ‫خبرهای مربوط به زیست شناسی از معلم خود کمک بخواهید)‪.‬‬ ‫در روزنامه ای که انتخاب کرده اید‪ ،‬چند درصد از خبرها به زیست شناسی مربوط است؟ از این‬ ‫خبرها‪ ،‬چند خبر خوب و چند خبر بد هستند؟‬ ‫می توانید به جای روزنامه از وبگاه های خبری در بازۀ زمانی خاصی استفاده و درصد خبرهای‬ ‫زیستی آن را پیدا کنید‪.‬‬ ‫محدودۀ علم زیست شناسی‬ ‫امروزه بسیاری از بیماری ها مانند بیماری قند و افزایش فشارخون که حدود صد سال پیش به مرگ‬ ‫منجر می شدند‪ ،‬مهارشده اند و به علت روش های درمانی و داروهای جدید‪ ،‬دیگر مرگ آور نیستند‪.‬‬ ‫ممکن است با مشاهدۀ پیشرفت ها و آثار علم زیست شناسی‪ ،‬این تصور در ذهن ما شکل بگیرد که‬ ‫این علم به اندازه ای توانا و گسترده است که می تواند به همۀ پرسش های انسان پاسخ دهد و همۀ‬ ‫مشکالت زندگی ما را حل کند؛ درحالی که این طور نیست‪.‬به طورکلی علم تجربی‪ ،‬محدودیت هایی‬ ‫ّ‬ ‫دارد و نمی تواند به همۀ پرسش های ما پاسخ دهد و از حل برخی مسائل بشری ناتوان است‪.‬‬ ‫دانشمندان و پژوهشگران علوم تجربی فقط در جست وجوی علت های پدیده های طبیعی و‬ ‫اساس علوم تجربی است؛ بنابراین‪ ،‬در زیست شناسی‪ ،‬فقط ساختارها و یا‬ ‫قابل مشاهده اند‪.‬مشاهده‪ِ ،‬‬ ‫‪2‬‬  ‫فرایندهایی را بررسی می کنیم که برای ما به طور مستقیم یا غیر مستقیم قابل مشاهده و اندازه گیری اند‪.‬‬ ‫پژوهشگران علوم تجربی نمی توانند دربارۀ زشتی و زیبایی‪ ،‬خوبی و بدی‪ ،‬ارزش های هنری و ادبی‬ ‫نظر بدهند‪.‬‬ ‫ّ‬ ‫مجری یک برنامۀ تلویزیونی گفته است «زیست شناسان ثابت کرده اند که شیر‪ ،‬مایعی خوشمزه است»‪.‬‬ ‫فعالیت ‪2‬‬ ‫این گفته درست است یا نادرست؟‬ ‫زیست شناسی نوین‬ ‫امروزه زیست شناسی ویژگی هایی دارد که آن را به رشته ای مترقی‪ ،‬توانا‪ ،‬پویا و امیدبخش تبدیل‬ ‫کرده است‪.‬در ادامه به این ویژگی ها می پردازیم‪.‬‬ ‫کل نگری‪ :‬جورچینی (پازلی) را در نظر بگیرید که از قطعات بسیار زیادی تشکیل شده است‪.‬‬ ‫ممکن است هر یک از قطعات آن به تنهایی بی معنی به نظر آید؛ اما اگر قطعه های آن را یکی یکی در‬ ‫جای درست در کنار همدیگر قرار دهیم‪ ،‬مشاهده می کنیم که اجزای جورچین‪ ،‬به تدریج نمایی بزرگ‪،‬‬ ‫ّ ِ‬ ‫ُ‬ ‫کلی و معنی دار پیدا می کنند و تصویری از شیئی آشنا به ما نشان می دهند‪.‬‬ ‫پیکر هر یک از جانداران نیز از اجزای بسیاری تشکیل شده  است‪.‬هر یک از این اجزا‪ ،‬بخشی از‬ ‫ّ‬ ‫بیشتر بدانید‬ ‫یک سامانۀ بزرگ را تشکیل می دهد که در نمای کلی برای ما معنی پیدا می کند‪.‬بنابراین‪ ،‬جانداران را‬ ‫زیست شناسی مصنوعی‬ ‫نوعی سامانه می دانند که اجزای آن باهم ارتباط دارند؛ به همین علت ویژگی های سامانه را نمی توان‬ ‫زیستشناسی مصنوعی موضوعهای‬ ‫فقط از طریق مطالعۀ اجزای سازندۀ آن توضیح داد و ارتباط بین اجزا نیز مانند خود اجزا در تشکیل‬ ‫مخـتلــفی‪ ،‬مـاننـد زیستفـنـاوری‪،‬‬ ‫ُ‬ ‫جاندار‪ ،‬مؤثر و ک ِل سامانه‪ ،‬چیزی بیشتر از مجموع اجزای آن است‪.‬‬ ‫زیستشناسیمولکولی‪،‬زیستشناسی‬ ‫سامانهها‪ ،‬مهندسی رایانه و مهندسی‬ ‫نگرش بین رشته ای‪:‬زیست شناسان امروزی برای شناخت هر چه بیشتر سامانه های زنده‬ ‫ژنتیک را بـه هـم مـرتبط مـیکند‪.‬‬ ‫ً‬ ‫از اطالعات رشته های دیگر نیز کمک می گیرند؛ مثال برای بررسی ژن های جانداران‪ ،‬عالوه  بر‬ ‫متخصصان ایـن عـلم مـیکـوشند‬ ‫اطالعات زیست شناختی‪ ،‬از فنون و مفاهیم مهندسی‪ ،‬علوم رایانه ‪ ،‬آمار و بسیاری رشته های دیگر‬ ‫سامانههـایی طراحی و اجـرا کنند که‬ ‫بهطورطبیعی یافت نمیشوند‪.‬طراحی‬ ‫هم استفاده می کنند‪.‬‬ ‫وتولیدآنزیمهاییباکاراییبهینهوکاربرد‬ ‫فناوری های نوین‪ :‬این فناوری ها نقش مهمی در پیشرفت علم زیست شناسی داشته و دارند‪.‬‬ ‫ً‬ ‫آنها مثال برای تولید مواد پاککننده‪،‬‬ ‫در ادامه به نمونه هایی از این فناوری ها می پردازیم‪.‬‬ ‫یکنمونهازکاربردهایاینرشتهاست‪.‬‬ ‫رعایتاخالقزیستیدرزیستشناسی‬ ‫فناوری های اطالعاتی و ارتباطی‪ :‬امروزه بیشتر از هر زمان دیگر به جمع آوری‪ ،‬بایگانی و تحلیل‬ ‫مصنوعی‪،‬اهمیتفراواندارد‪.‬‬ ‫اطالعات حاصل از پژوهش های زیست شناختی نیاز داریم؛ دستاوردها و تحوالت بیست سالۀ اخیر‬ ‫فناوری اطالعات و ارتباطات در پیشرفت زیست شناسی‪ ،‬تأثیر بسیاری داشته است‪.‬این فناوری ها‬ ‫امکان انجام محاسبات را در کوتاه ترین زمان ممکن فراهم کرده اند (شکل‪.)1‬‬ ‫‪3‬‬  ‫شکل‪1‬ــ راست‪ :‬انتقال حافظۀ ‪۵‬‬ ‫مگابایتیشرکتآیبیام‪،‬پیشرفتهترین‬ ‫سختافزار روز جهان در سال ‪۱۹۵۶‬؛‬ ‫‪2 TB‬‬ ‫این حافظه را ازنظر اندازه‪ ،‬ظرفیت و‬ ‫قیمت با حافظههای امروزی مقایسه‬ ‫کنید‪.‬چپ‪ :‬یک حافظۀ ‪ ۲‬ترابایتی‬ ‫امروزی‬ ‫مهندسی ژنتیک‪ :‬مدت هاست که زیست شناسان می توانند با استفاده از مهندسی ژنتیک‬ ‫درجانداران تغییر ایجاد کنند‪.‬مهندسی ژنتیک مجموعه ای از روش ها و فنون آزمایشگاهی است که‬ ‫به منظور تغییر در محتوای دنای جانداران و ایجاد صفت جدید به کار می رود‪.‬انتظار نداریم که جانوری‬ ‫مانند بز بتواند پروتئین تار عنکبوت بسازد‪ ،‬اما این کار با استفاده از مهندسی ژنتیک رخ داده است‪.‬‬ ‫پژوهشگران توانسته اند با انتقال ژن‪ ،‬بزهایی تولید کنند که در شیر آنها این پروتئین ساخته می شود‬ ‫که در صورت تجاری شدن تحولی در صنعت رخ خواهد داد‪.‬تار عنکبوت از مواد ارزشمند در طبیعت‬ ‫است و می تواند کاربردهای وسیعی در صنایع متفاوت داشته باشد‪.‬‬ ‫اخالق زیستی‪ :‬پیشرفت های سریع علم زیست شناسی‪ ،‬به ویژه در مهندسی ژنتیک‪ ،‬زمینه‬ ‫سوء استفاده هایی را در جامعه فراهم کرده است‪.‬محرمانه بودن اطالعات ژنی و نیز اطالعات پزشکی‬ ‫افراد و حقوق جانوران از موضوع های اخالق زیستی هستند‪.‬‬ ‫ً‬ ‫یکی از سوءاستفادهها از علم زیستشناسی‪ ،‬تولید سالحهای زیستی است‪.‬چنین سالحی مثال‬ ‫میتواند عامل بیماریزایی باشد که نسبت به داروهای رایج مقاوم است یا فراوردههای غذایی و دارویی با‬ ‫عواقب زیانبار برای افراد باشند‪.‬بنابراین وضع قوانین جهانی برای جلوگیری از چنین سوءاستفادههایی از‬ ‫علم زیستشناسی ضروری است‪.‬‬ ‫زیست شناسی در خدمت انسان‬ ‫امروزه با مسائل فراوانی در زمینه های متفاوت مواجه هستیم‪.‬زیست شناسی به حل این مسائل‬ ‫چه کمکی می تواند بکند؟ در ادامه مروری بر نقش زیست شناسی در حل این مسائل داریم‪.‬‬ ‫تأمین غذای سالم و کافی‪ :‬گفته می شود که هم  اکنون حدود یک میلیارد نفر در جهان از‬ ‫سوءتغذیه رنج می برند؛ چگونه غذای سالم و کافی برای جمعیت های رو به افزایش انسانی‬ ‫گرسنگی و ِ‬ ‫فراهم کنیم؟‬ ‫می دانیم غذای انسان به طور مستقیم یا غیرمستقیم از گیاهان به دست می آید؛ پس شناخت‬ ‫بیشتر گیاهان یکی از راه های تأمین غذای بیشتر و با مواد مغذی بیشتر است‪.‬‬ ‫کمیت و کیفیت غذای انسان‪ ،‬شناخت روابط گیاهان و محیط زیست است‪.‬‬ ‫از راه های افزایش ّ‬ ‫گیاهان مانند همۀ جانداران دیگر در محیطی پیچیده‪ ،‬شامل عوامل غیرزنده مانند دما‪ ،‬رطوبت‪ ،‬نور‬ ‫‪4‬‬  ‫و عوامل زنده شامل باکتری ها‪ ،‬قارچ ها‪ ،‬حشرات و مانند آنها رشد می کنند و محصول می دهند‪.‬‬ ‫بنابراین‪ ،‬شناخت بیشتر تعامل های سودمند یا زیانمند بین این عوامل و گیاهان‪ ،‬به افزایش محصول‬ ‫کمک می کند‪.‬‬ ‫حفاظت از بومسازگان  ها‪ ،‬ترمیم و بازسازی آنها‪ :‬انسان‪ ،‬جزئی از دنیای زنده است و لذا‬ ‫ّ‬ ‫نمیتواند بینیاز و جدا از موجودات زندۀ دیگر و در تنهایی به زندگی ادامه دهد‪.‬بهطورکلی منابع و‬ ‫سودهایی را که هر بومسازگان دربردارد‪ ،‬خدمات بومسازگان مینامند‪.‬میزان خدمات هر بومسازگان به‬ ‫میزان تولیدکنندگان آن بستگی دارد‪.‬پایدار کردن بومسازگان  ها بهطوریکه حتی در صورت تغییر اقلیم‪،‬‬ ‫تغییر چندانی در مقدار تولیدکنندگی آنها روی ندهد‪ ،‬موجب ارتقای کیفیت زندگی انسان میشود‪.‬‬ ‫شکـل‪2‬ــ یکی از بــومسازگـانهـای‬ ‫آسیبدیدۀ ایران‪ ،‬دریاچۀ ارومیه است‪.‬‬ ‫بیشتر بدانید‬ ‫دریاچه ارومیه‬ ‫دریاچه ارومیه بزرگترین دریاچۀ‬ ‫داخلی ایران است و در سال ‪ ۱۳۵۲‬در‬ ‫فهرست پارکهای ملی ایران بهثبت‬ ‫دریاچۀ ارومیه چندین سال است که در خطر خشک شدن قرار گرفته است‪.‬زیست شناسان‬ ‫رسیده است‪.‬پارک ملی دریاچۀ ارومیه‬ ‫از زیستگاههای طبیعی ایران است‪.‬‬ ‫کشورمان با استفاده از اصول علمی بازسازی بوم سازگان ها‪ ،‬راهکارهای الزم را برای احیای آن ارائه‬ ‫بررسی تصاویر ماهوارهای نشان‬ ‫کرده اند و امید دارند که در آینده از نابودی این میراث طبیعی جلوگیری کنند (شکل‪.)2‬‬ ‫میدهد که این دریاچه تا سال ‪۱۳۹۴‬‬ ‫قطع درختان جنگل ها برای استفاده از چوب یا زمین جنگل‪ ،‬مسئلۀ محیط زیستی امروز جهان‬ ‫مقدار زیادی از مساحت خود را از‬ ‫دست داده است‪.‬خشکسالی‪،‬حفر‬ ‫است‪.‬پژوهش ها نشان داده اند که در سال های اخیر‪ ،‬مساحت بسیار گسترده ای از جنگل های ایران‬ ‫بیحسابچاههایکشاورزیدراطراف‬ ‫و جهان تخریب و بی درخت شده اند‪.‬از بین رفتن جنگل ها پیامدهای بسیار بدی برای سیارۀ زمین‬ ‫آن‪ ،‬بیتوجهی به قوانین طبیعت‪،‬‬ ‫دارد‪.‬تغییر آب و هوا‪ ،‬سیل‪ ،‬کاهش تنوع زیستی و فرسایش خاک از آن جمله اند‪.‬‬ ‫احداث بزرگراه روی دریاچه‪ ،‬استفادۀ‬ ‫غیرعلمی از آبهای رودخانههایی که‬ ‫به این دریاچه میریزند و سدسازی در‬ ‫تأمین انرژیهای تجدیدپذیر‪ :‬نیاز مردم جهان به انرژی در حال افزایش است‪.‬بیشترین‬ ‫مسیر این رودها‪ ،‬از عوامل این خشکی‬ ‫نیاز کنونی جهان به انرژی از منابع فسیلی‪ ،‬مانند نفت‪ ،‬گاز و بنزین تأمین میشود؛ اما میدانیم که‬ ‫هستند‪.‬‬ ‫سوختهای فسیلی موجب افزایش کربندیاکسید ّ‬ ‫جو‪ ،‬آلودگی هوا و درنهایت باعث گرمایش زمین‬ ‫‪5‬‬ ‫میشوند‪.‬بدین لحاظ‪ ،‬انسان باید در پی منابع پایدار‪ ،‬مؤثرتر و پاکتر انرژی برای کاهش وابستگی به‬ ‫بیشتر بدانید‬ ‫سوختهای فسیلی باشد‪.‬زیستشناسان میتوانند به بهبود و افزایش تولید سوختهای زیستی مانند‬ ‫نانوفناوری در خدمت بینایی‬ ‫گازوئیل زیستی که از دانههای روغنی بهدست میآید‪ ،‬کمک کنند‪.‬‬ ‫انسان‬ ‫ّ‬ ‫بیماری تحلیل شبکیۀ چشم‪ ،‬یکی‬ ‫نابینایی کهنساالن‬‫ِ‬ ‫از علتهای‬ ‫ّ‬ ‫است‪.‬در این بیماری که ممکن است‬ ‫اگرچه سوخت های فسیلی نیز منشأ زیستی دارند و از تجزیۀ پیکر‬ ‫فعالیت ‪3‬‬ ‫از ‪ ۶۵‬سالگی به بعد در افراد ظاهر‬ ‫جانداران به وجود آمده اند؛ اما امروزه سوخت زیستی به سوخت هایی‬ ‫شود‪ ،‬یاختههای حساس به نور در‬ ‫شبکیه بهتدریج از بین میروند‪ ،‬یا‬ ‫می گویند که از جانداران امروزی به دست می آیند‪.‬مزایا و زیان های سوخت های فسیلی و‬ ‫نمیتوانند بهدرستی کار کنند‪.‬‬ ‫زیستی را از دید محیط زیستی با هم مقایسه کنید‪.‬دربارۀ امکان استفاده از پسماند مزارعی‬ ‫برای کمک به این بیماران‪ ،‬شبکیۀ‬ ‫مانند نیشکر در تهیۀ سوخت های زیستی اطالعاتی جمع آوری کنید و در کالس ارائه دهید‪.‬‬ ‫مصنوعی ساخته شده است‪.‬میتوان‬ ‫عصبهایی را که از یاختههای‬ ‫عصبی مسئول بینایی در شبکیه‬ ‫خارج میشوند و به مغز میروند به‬ ‫ریزتراشههایی شامل مجموعهای از‬ ‫سالمت و درمان بیماری ها‪ :‬به تازگی‪ ،‬روشی برای تشخیص و درمان بیماری ها در حال‬ ‫چشمهای الکتریکی میکروسکوپی‬ ‫گسترش است که پزشکی شخصی نام دارد‪.‬پزشکان در پزشکی شخصی برای تشخیص و درمان‬ ‫متصل کرد که میتوانند اثر نور را به‬ ‫بیماری ها عالوه بر بررسی وضعیت بیمار‪ ،‬با بررسی اطالعاتی که در دنای (‪ )DNA‬هر فرد وجود دارد‪،‬‬ ‫پیام عصبی تبدیل کنند‪ ،‬درنتیجه‪،‬‬ ‫روش های درمانی و دارویی ّ‬ ‫بیمارانی که نابینا هستند‪ ،‬میتوانند‬ ‫خاص هر فرد را طراحی می کنند ‪.‬‬‫ِ‬ ‫اشیا را ببینند و خطوط درشت‬ ‫روزنامهها را بخوانند‪.‬‬ ‫با مراجعه به منابع معتبر دربارۀ زمینه های ّفعالیت زیست شناسان در‬ ‫ّ‬ ‫فعالیت ‪4‬‬ ‫ایران و جهان اطالعاتی جمع آوری و در کالس ارائه دهید‪.‬‬ ‫واژهشناسی‬ ‫دنا (‪ / DNA‬دی‪ِ.‬ان‪ِ.‬ای)‬ ‫دئو اکسیریبونوکلئیک اسید با نام‬ ‫اختصاری ‪ DNA‬و تلفظ دی‪ِ.‬ان‪ِ.‬ای‬ ‫شناخته میشود‪.‬فرهنگستان زبان‬ ‫بیشتر بدانید‬ ‫و ادب فارسی بهجای حروف تکتک‬ ‫پرهیز از پیش داوری‬ ‫(د) و (ن) و (آ) کلمه «دنا» را معرفی‬ ‫استفاده از تجربه و آزمایش برای بررسی درستی نظریههای علمی‪ ،‬تاریخی دیرینه دارد‪.‬ابنهیثم دانشمند مسلمان‬ ‫میکند که در تلفظ و ترکیب سهلتر و‬ ‫قرن چهارم هجری‪ ،‬شواهد تجربی را الزمه استدالل برای پذیرش نظریههای علمی میدانست و آنها را با انجام‬ ‫خوش آواتر است‪.‬‬ ‫آزمایش و ساختن ابزار مورد بررسی قرار میداد‪.‬همچنین بر این باور بود که محقق در استخراج نتایج از شواهد تجربی‬ ‫و استدالل عقلی‪ ،‬باید با احتیاط عمل کند‪.‬او در مطالعه و انجام تحقیقات بر رعایت انصاف‪ ،‬پرهیز از پیشداوری و‬ ‫حقیقتجویی تأکید داشت‪.‬ابنهیثم براساس همین باور با انجام مشاهده و آزمایش‪ ،‬توصیفی مبتنی بر واقعیت از‬ ‫سازوکار بینایی ارائه داد‪.‬‬ ‫‪6‬‬  ‫گسترۀ حیات‬ ‫گفتار ‪2‬‬ ‫تعریف حیات بسیار دشوار است و شاید حتی غیرممکن باشد‪.‬در علم زیست شناسی به جای‬ ‫تعریف حیات‪ ،‬ویژگی های آن و یا ویژگی های جانداران را بررسی می کنیم‪.‬گسترۀ حیات زمینی 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.)3‬همۀ‬ ‫جانداران‪ ،‬سطحی از سازمان یابی دارند و منظم اند‪.‬‬ ‫هم ایستایی ( هومئوستازی)‪ :‬محیط جانداران همواره در تغییر است؛ اما جاندار می تواند وضع‬ ‫ً‬ ‫سدیم خون افزایش می یابد‪ ،‬دفع آن از طریق‬‫ِ‬ ‫وقتی‬ ‫مثال‬ ‫درونی پیکر خود را درمحدودۀ ثابتی نگه دارد؛‬ ‫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؛ مثال‬ ‫تشکیل گل در گیاه‪ ،‬نمونه ای از نمو است‪.‬‬ ‫فرایند جذب و استفاده از انرژی‪ :‬جانداران انرژی می گیرند؛ از آن برای انجام ّفعالیت های‬ ‫ً‬ ‫زیستی خود استفاده می کنند و بخشی از آن را به صورت گرما از دست می دهند؛ مثال گنجشک غذا‬ ‫می خورد و از انرژی آن برای گرم کردن بدن و نیز برای پرواز و جست وجوی غذا استفاده می کند‪.‬‬ ‫تولیدمثل‪ :‬جانداران موجوداتی کم و بیش شبیه خود را به وجود می آورند‪.‬یوزپلنگ همیشه از‬ ‫یوزپلنگ زاده می شود‪.‬‬ ‫ً‬ ‫پاسخ به محیط‪ :‬همۀ جانداران به محرک های محیطی پاسخ می دهند؛ مثال ساقۀ گیاهان‬ ‫به سمت نور خم می شود‪.‬‬ ‫سازش با محیط‪ :‬این ویژگی باعث می شود جمعیتی از جانداران با محیطی که در آن زندگی‬ ‫ً‬ ‫می کنند‪ ،‬متناسب و در آن ماندگار باشند؛ مثال گیاهانی که بومی مناطق خشک هستند‪ ،‬برای حفظ‬ ‫آب‪ ،‬برگ هایی با پوستک ضخیم دارند‪.‬مثال دیگر موهای سفید خرس قطبی است که به استتار این‬ ‫جانور در محیط برفی کمک می کند‪.‬‬ ‫‪7‬‬  ‫فرد‬ ‫جمعیت‬ ‫دستگاه‬ ‫اندام‬ ‫اجتماع‬ ‫بافت‬ ‫زیست کره‬ ‫یاخته‬ ‫بوم سازگان‬ ‫یادآوری تعریف گونه‬ ‫زیست بوم‬ ‫همانطور که میدانید گونه به گروهی‬ ‫از جانداران میگویند که به هم شبیهاند‬ ‫و میتوانند از طریق تولیدمثل زادههایی‬ ‫شکل‪3‬ــ سطوح سازمان یابی حیات‬ ‫شبیه خود با قابلیت زنده ماندن و تولید‬ ‫‪1‬ــ یاخته پایین ترین سطح سازمان یابی حیات است‪.‬همۀ جانداران از یاخته تشکیل شده اند‪.‬‬ ‫مثل بهوجود آورند‪.‬‬ ‫‪2‬ــ تعدادی یاخته یک بافت را به وجود می آورند‪.‬‬ ‫‪3‬ــ هر اندام از چند بافت مختلف تشکیل می شود؛ مانند استخوانی که در اینجا نشان داده شده است‪.‬‬ ‫ً‬ ‫‪ 4‬ــ هر دستگاه از چند اندام تشکیل شده است؛ مثال دستگاه حرکتی از ماهیچهها و استخوانها تشکیل شده است‪.‬‬ ‫‪  5‬ــ جانداری مانند این گوزن‪ ،‬فردی از جمعیت گوزن هاست‪.‬‬ ‫‪   6‬ــ افراد یک گونه که در زمان و مکانی خاص زندگی می کنند‪ ،‬یک جمعیت را به وجود می آورند‪.‬‬ ‫‪7‬ــ جمعیت های گوناگونی که با هم تعامل دارند‪ ،‬یک اجتماع را به وجود می آورند‪.‬‬ ‫‪  8‬ــ عوامل زنده (اجتماع) و غیرزنده محیط و تأثیرهایی که بر هم می گذارند‪ ،‬بوم سازگان را می سازند‪.‬‬ ‫‪  9‬ــ زیست بوم از چند بوم سازگان تشکیل می شود که از نظر اقلیم (آب و هوا) و پراکندگی جانداران مشابه اند‪.‬‬ ‫‪10‬ــ زیست کره شامل همۀ زیست بوم های زمین است‪.‬‬ ‫مولکول های زیستی‬ ‫کربوهیدراتها‪،‬لیپیدها‪،‬پروتئینهاونوکلئیکاسیدهاچهارگروهاصلیمولکولهایتشکیلدهندۀ‬ ‫یاختهاند و در جانداران ساخته میشوند‪.‬این مولکولها را مولکولهای زیستی مینامند‪.‬در ادامه به‬ ‫بررسی آنها میپردازیم‪.‬‬ ‫‪8‬‬  ‫کربوهیدرات ها‬ ‫این مولکول ها از سه عنصر کربن ( ‪ ،)C‬هیدروژن (‪ )H‬و اکسیژن (‪ )O‬ساخته شده اند‪.‬‬ ‫مونوساکاریدها ساده ترین کربوهیدرات ها هستند‪.‬گلوکز و فروکتوز مونوساکاریدهایی با شش‬ ‫کربن اند‪.‬ریبوز مونو ساکاریدی با پنج کربن است (شکل‪.)4‬‬ ‫مالتوز‬ ‫ریبوز‬ ‫گلوکز‬ ‫شکل‪4‬ــ مونوساکارید واحد ساختاری‬ ‫شکل‪5‬ــ مالتوز نوعی دی ساکارید‬ ‫قندهاست‪.‬‬ ‫است‪.‬‬ ‫دی ساکاریدها از ترکیب دو مونوساکارید تشکیل می شوند‪.‬شکر و قندی که می خوریم‪،‬‬ ‫دی ساکاریدی به نام ساکارز هستند‪.‬ساکارز از پیوند بین گلوکز و فروکتوز تشکیل می شود‪.‬مالتوز‬ ‫دی ساکارید دیگری است که از دو گلوکز تشکیل می شود‪.‬این قند در جوانۀ گندم و جو وجود دارد‬ ‫(شکل‪.)5‬الکتوز دی ساکارید دیگری است که به قند شیر نیز معروف است‪.‬‬ ‫پلی ساکاریدها از ترکیب چندین مونوساکارید ساخته می شوند‪.‬نشاسته‪ ،‬سلولز و گلیکوژن‬ ‫ً‬ ‫پلی ساکاریدند‪.‬این پلی ساکاریدها از تعداد فراوانی مونوساکارید گلوکز تشکیل شده اند؛ مثال نشاسته‬ ‫در سیب زمینی و غالت وجود دارد‪.‬آیا روش تشخیص نشاسته را به یاد می آورید؟‬ ‫سلولز از پلی ساکاریدهای مهم در طبیعت است‪.‬سلولز ساخته شده در گیاهان در کاغذسازی و‬ ‫تولید انواعی از پارچه ها به کار می رود‪.‬‬ ‫بیشتر بدانید‬ ‫نشاسته‬ ‫دانه های گلیکوژن در‬ ‫بافت ماهیچه ای‬ ‫دانه های نشاسته در‬ ‫سیب زمینی‬ ‫گلیکوژن‬ ‫مولکول های سلولز‬ ‫دیواره یاخته ای در گیاه‬ ‫سه پلی ساکارید نشاسته‪ ،‬گلیکوژن و سلولز‬ ‫‪9‬‬ ‫‪O‬‬ ‫‪OH‬‬ ‫‪O‬‬ ‫‪O‬‬ ‫گلیکوژن در جانوران و قارچ ها ساخته می شود‪.‬این پلی ساکارید در کبد و ماهیچه وجود دارد و‬ ‫گلیسرول‬ ‫منبع ذخیرۀ گلوکز در جانوران است‪.‬‬ ‫الف)‬ ‫لیپیدها‬ ‫اسیدهای چرب‬ ‫تری گلیسرید‬ ‫این ترکیبات نیز از سه عنصر کربن‪ ،‬هیدروژن و اکسیژن ساخته شده اند؛ گرچه نسبت این عناصر‬ ‫در لیپیدها با نسبت آنها در کربوهیدرات ها فرق می کند‪.‬در ادامه با برخی لیپیدها آشنا می شویم‪.‬‬ ‫تری گلیسریدها از انواع لیپیدها هستند‪.‬هر تری گلیسرید از یک مولکول گلیسرول و سه اسید‬ ‫چرب تشکیل شده است (شکل‪ 6‬ــ الف)‪.‬روغن ها و چربی ها انواعی از تری گلیسریدها هستند‪.‬‬ ‫گلیسرول ‪ +‬فسفات‬ ‫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.‬‬ ‫ب)‬ ‫اسیدهای چرب‬ ‫فسفولیپیدها گروه دیگری از لیپیدها و بخش اصلی تشکیل دهندۀ غشای یاخته ای هستند‪.‬‬ ‫ساختار فسفولیپیدها شبیه تری گلیسریدها است‪ ،‬با این تفاوت که مولکول گلیسرول در فسفولیپیدها‬ ‫فسفولیپید‬ ‫به دو اسید چرب و یک گروه فسفات متصل می شود (شکل ‪ 6‬ــ ب)‪.‬‬ ‫کلسترول لیپید دیگری است که در ساخت غشای یاخته های جانوری و نیز انواعی از هورمون ها‬ ‫شرکت می کند‪.‬‬ ‫شکل‪ 6‬ـ الف)تری گلیسرید‬ ‫ب)فسفولیپید‬ ‫پروتئین ها‬ ‫این مولکول ها عالوه بر کربن‪ ،‬هیدروژن و اکسیژن‪ ،‬نیتروژن (‪ )N‬نیز دارند‪.‬پروتئین ها از به هم‬ ‫پیوستن واحدهایی به نام آمینواسید‪ ،‬تشکیل می شوند (شکل‪.)7‬‬ ‫آمینو اسید‬ ‫پروتئین‬ ‫شکل‪7‬ــ آمینو اسید واحد ساختاری‬ ‫پروتئین است‪.‬‬ ‫پروتئین ها کارهای متفاوتی انجام می دهند‪.‬انقباض ماهیچه‪ ،‬انتقال مواد در خون و کمک‬ ‫به عبور مواد از غشای یاخته و عملکرد آنزیمی از کارهای پروتئین هاست‪.‬آنزیم ها مولکول های‬ ‫پروتئینی اند که سرعت واکنش های شیمیایی را افزایش می دهند‪.‬‬ ‫نوکلئیک اسیدها‬ ‫این مولکول ها عالوه بر کربن‪ ،‬هیدروژن و اکسیژن‪ ،‬نیتروژن و فسفر نیز دارند‪.‬مولکول دنا‬ ‫(‪ )DNA‬که در سال های قبل با آن آشنا شده اید‪ ،‬یک نوع نوکلئیک اسید است‪.‬اطالعات وراثتی در‬ ‫دنا ذخیره می شود (شکل‪.)8‬‬ ‫شکل‪8‬ــ دنا‬ ‫‪10‬‬  ‫یاخته و بافت در بدن انسان‬ ‫گفتار ‪3‬‬ ‫واژه شناسی‬ ‫یاخته‪ ،‬واحد ساختار و عملکرد در جانداران است‪.‬در شکل ‪ 9‬بخشهای تشکیل دهندۀ یک یاختۀ‬ ‫یاخته (‪ / Cell‬سلول)‬ ‫جانوری را می بینید‪.‬هر یک از بخش های یاخته چه کاری انجام می دهند؟ می توان به سادگی گفت‬ ‫بـه واحـد سـاختاری و کار کـردی‬ ‫که این یاخته از سه بخش هسته‪ ،‬سیتوپالسم و غشا تشکیل شده است‪.‬‬ ‫جانـداران سـلول گفته می شـود‪.‬کلمه‬ ‫سـلول بـه معنـای خانـه اسـت‪.‬بـرای‬ ‫ایـن کلمـه‪ ،‬یاختـه انتخـاب شـده کـه‬ ‫رناتن‬ ‫یکـی از معانـی آن در لغت نامـۀ دهخدا‬ ‫همـان خانـه اسـت‪.‬‬ ‫کافنده تن‬ ‫راکیزه‬ ‫منفذ هسته‬ ‫پوشش هسته‬ ‫هستک‬ ‫شبکه آندوپالسمی‬ ‫زبر‬ ‫میانک‬ ‫کافنده تن‬ ‫شبکه آندوپالسمی‬ ‫صاف‬ ‫ریز کیسه‬ ‫دستگاه گلژی‬ ‫غشای یاخته‬ ‫شکل ‪9‬ــ یاختۀ جانوری و اندامک های آن‪:‬‬ ‫رناتن (ریبوزوم)‪ :‬کار آن ساختن پروتئین است‪.‬‬ ‫شبکه آندوپالسمی‪ :‬شبکه ای از لوله ها و کیسه ها که در سراسر سیتوپالسم گسترش دارند و بر دو نوع زبر (دارای‬ ‫رناتن) و صاف (بدون رناتن) است‪.‬شبکه آندوپالسمی زبر در ساختن پروتئین ها و شبکه آندوپالسمی صاف در‬ ‫ساختن لیپیدها نقش دارد‪.‬‬ ‫دستگاه گلژی‪ :‬از کیسه هایی تشکیل شده است که روی هم قرار می گیرند‪.‬در بسته بندی مواد و ترشح آنها به‬ ‫خارج از یاخته نقش دارد‪.‬‬ ‫راکیزه (میتوکندری)‪ :‬دو غشا دارد و کار آن تأمین انرژی برای یاخته است‪.‬‬ ‫کافنده تن (لیزوزوم)‪ :‬کیسه ای است که انواعی از آنزیم ها برای تجزیه مواد دارد‪.‬‬ ‫میانک (سانتریول)‪ :‬ساختار استوانه ای شکلی است که در سلول به تعداد دو عدد عمود برهم دیده می شود و نقش‬ ‫آنها در تقسیم سلولی است‪.‬‬ ‫ریزکیسه (وزیکول)‪ :‬کیسه ای است که در جابه جایی مواد در یاخته نقش دارد‪.‬‬ ‫‪11‬‬  ‫هسته‬ ‫هسته شکل‪ ،‬اندازه و کار یاخته را مشخص و فعالیتهای آن را کنترل میکند‪.‬در هسته‪ ،‬دنا قرار دارد‪.‬‬ ‫دنا دارای اطالعات الزم برای تعیین صفات است‪.‬هسته پوششی دو الیه (غشای داخلی‪ ،‬غشای بیرونی)‬ ‫دارد‪.‬در این پوشش منافذی وجود دارند که از طریق آنها ارتباط بین هسته و سیتوپالسم برقرار میشود‪.‬‬ ‫ساختار کروی شکلی در هسته دیده میشود که هستک نام دارد‪.‬هستک در ساختن رناتن نقش دارد‪.‬‬ ‫سیتوپالسم‬ ‫سیتوپالسم فاصلۀ بین غشای یاخته و هسته را ُپر میکند‪.‬سیتوپالسم از اندامکها و مادۀ زمینه‬ ‫تشکیل شده است‪.‬مادۀ زمینه شامل آب و مواد دیگر است‪.‬هر یک از اندامکها در سیتوپالسم کار‬ ‫ویژهای دارند (شکل ‪.)9‬در سالهای بعد با بعضی از این اندامکها بیشتر آشنا میشوید‪.‬‬ ‫غشای یاخته ای‬ ‫اطراف یاخته را غشای یاختهای 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 میتوانند از آن عبور کنند‪.‬غشای یاخته از دو‬ ‫الیه مولکولهای فسفولیپید تشکیل شده است که در آن مولکولهای پروتئین و کلسترول قرار دارند‪.‬‬ ‫همچنین انواعی از کربوهیدراتها به مولکولهای فسفولیپیدی و پروتئینی متصلاند (شکل ‪.)10‬این‬ ‫ترکیبات را بهترتیب گلیکولیپید و گلیکوپروتئین نامیدهاند‪.‬‬ ‫کربوهیدرات‬ ‫بیرون‬ ‫شکل‪10‬ــ غشای یاخته‬ ‫پروتئین‬ ‫پروتئین‬ ‫کلسترول‬ ‫فسفولیپید‬ ‫پروتئین‬ ‫درون‬ ‫بیرون یاخته‬ ‫ورود مواد به یاخته و خروج از آن‬ ‫انتشارساده‪:‬جریانمولکولهاازجایپرغلظتبهجایکمغلظت(درجهتشیب‬ ‫غلظت) انتشار نام دارد‪.‬نتیجۀ نهایی انتشار هر ماده‪ ،‬یکسانشدن غلظت آن در محیط‬ ‫است‪.‬مولکولهابهدلیلداشتنانرژیجنبشیمیتوانندمنتشرشوند‪.‬بنابرایندرصورتی‬ ‫غشای یاخته‬ ‫کهموادبهروشانتشارازغشاعبورکنند‪،‬یاختهانرژیمصرفنمیکند‪.‬مولکولهاییمانند‬ ‫درون یاخته‬ ‫زمان‬ ‫اکسیژن و کربن دیاکسید با این روش از غشا عبور میکنند (شکل ‪.)11‬‬ ‫شکل‪11‬ــ انتشار ساده‬ ‫‪12‬‬  ‫بیرون یاخته‬ ‫انتشار تسهیل شده‪ :‬در این روش پروتئین  های غشا‪،‬‬ ‫زیاد‬ ‫شیب غلظت‬ ‫انتشار مواد را تسهیل می کنند و مواد را در جهت ِ‬ ‫آنها‪ ،‬از غشا عبور می دهند (شکل ‪.)12‬‬ ‫شیب غلظت‬ ‫غشای یاخته‬ ‫مولکول پروتئینی‬ ‫کم‬ ‫درون یاخته‬ ‫شکل ‪12‬ــ انتشار تسهیل شده ‬ ‫ُ‬ ‫طرف‬ ‫ِ‬ ‫یک‬ ‫در‬ ‫ببینید‪.‬‬ ‫را‬ ‫  ‪13‬‬ ‫ل‬ ‫شک‬ ‫سمز)‪:‬‬ ‫(ا‬ ‫گذرندگی‬ ‫غشای نازکی که نفوذ پذیری انتخابی یا تراوایی نسبی دارد‪،‬‬ ‫آب خالص و در طرف دیگر آن‪ ،‬محلول شکر وجود دارد‪.‬‬ ‫حجم مواد در دو طرف غشا یکسان است‪.‬فقط مولکول های‬ ‫آب می توانند از غشا عبور کنند؛ در این حالت‪ ،‬تعداد‬ ‫غشا با نفوذپذیری انتخابی‬ ‫مولکول های آب در واحد حجم‪ ،‬در سمت راست بیشتر‬ ‫محلول شکر‬ ‫آب خالص‬ ‫است و این مولکول ها بیشتر به سمت چپ منتشر می شوند‪.‬‬ ‫الف)‬ ‫آب‬ ‫حرکت‬ ‫ب)‬ ‫ُ‬ ‫به انتشار آب از غشایی با تراوایی نسبی‪،‬اسمز می گویند‪.‬‬ ‫فشار الزم برای توقف کامل اسمز‪ ،‬فشار اسمزی محلول‬ ‫ُ‬ ‫نام دارد‪.‬هرچه تفاوت تعداد مولکولهای آب در واحد حجم‪،‬‬ ‫شکل ‪  13‬ــ اسمز ‬ ‫در دو سوی غشا بیشتر باشد‪،‬فشار اسمزی بیشتر است و آب‬ ‫سریعتر جابهجا میشود‪.‬جابهجایی خالص آب از محیطی با فشار اسمزی کمتر به محیطی با فشار‬ ‫اسمزی بیشتر است‪.‬‬ ‫همان طور که در شکل می بینید در اثر اسمز‪ ،‬حجم محلول سمت چپ افزایش می یابد ‪.‬آیا این‬ ‫پدیده برای یاخته ها در بدن ما هم رخ می دهد؟ آیا ممکن است ورود آب به درون یاخته در اثر اسمز‬ ‫ً‬ ‫موجب ترکیدن یاخته های بدن ما شود؟ خیر‪.‬فشار اسمزی مایع اطراف یاخته ها تقریبا مشابه درون‬ ‫آنهاست‪ ،‬در نتیجه آب بیش از حد وارد نمی شود و یاخته ها از خطر تورم و ترکیدن حفظ می شوند‪.‬‬ ‫ّ‬ ‫الف) در این ّفعالیت با چگونگی اسمز از پرده ای با تراوایی نسبی آشنا می شوید‪.‬‬ ‫فعالیت ‪5‬‬ ‫وسایل و مواد الزم‪ :‬ظرف شیشه ای(یا بشر) با دهانۀ کوچک‪ ،‬مقداری آب مقطر(یا آب جوشیدۀ‬ ‫سرد  شده)‪ ،‬نی نوشابه خوری شفاف‪ ،‬تخم مرغ خام‪ ،‬مقداری خمیر بازی‪ ،‬قاشق فلزی‬ ‫روش کار‪:‬‬ ‫‪3‬‬ ‫‪1‬ـ ظرف شیشه ای را آب بریزید‪.‬‬ ‫‪4‬‬ ‫‪2‬ـ با لبۀ قاشق‪ ،‬به انتهای مدور تخم مرغ آهسته ضربه بزنید و با ناخن تکۀ کوچکی به اندازۀ نوک انگشت از پوستۀ آهکی را‬ ‫جدا کنید‪.‬مراقب باشید که پردۀ نازک زیر پوسته آسیب نبیند‪.‬‬ ‫‪13‬‬  ‫‪3‬ـ تخم مرغ را روی ظرف شیشه ای طوری قرار دهید که پوستۀ نازک آن با آب در تماس باشد‪.‬‬ ‫قطر نی ایجاد کنید و نی را تا ‪ 2/5‬سانتیمتر درون سوراخ و غشای نازک زیر آن فرو‬ ‫‪4‬ـ در طرف مقابل تخم مرغ‪ ،‬سوراخی به اندازۀ ِ‬ ‫ببرید‪.‬‬ ‫‪   5‬ـ فضای بین نی و پوستۀ تخم مرغ را با خمیر بازی پر کنید‪.‬‬ ‫‪   6‬ـ ظرف را یک شب در جای مناسبی قرار دهید و پس از آن‪ ،‬تغییرات درون نی را مشاهده کنید‪.‬‬ ‫‪7‬ـ مشاهده های خود را یادداشت کنید‪ ،‬و در صورت امکان از آنها عکس تهیه کنید‪.‬‬ ‫توضیح دهید چرا مایع درون نی حرکت می کند؟‬ ‫ب) اگر پوستۀ آهکی یک تخم مرغ را با قرار دادن آن در سرکه از بین ببریم و تخم مرغ بدون پوسته را یک بار در آب مقطر و‬ ‫بار دیگر در محلول نمک غلیظ قرار دهیم‪ ،‬پیش بینی کنید چه تغییری در تخم مرغ ایجاد می شود؟ با توجه به آنچه آموختید برای‬ ‫پیش بینی خود دلیل بیاورید‪.‬‬ ‫ّ‬ ‫فعال‪ :‬فرایندی که در آن‪ ،‬یاخته‪ ،‬مواد را برخالف شیب غلظت منتقل‬ ‫انتقال‬ ‫بیشتر بدانید‬ ‫میکند‪ ،‬انتقال ّفعال نام دارد‪.‬در این فرایند‪ ،‬مولکولهای پروتئین با صرف انرژی‪،‬‬ ‫در پیوندهای شیمیایی مولکولهایی مانند نشاسته‪،‬گلیکوژن‬ ‫مادهای را برخالف شیب غلظت منتقل میکنند (شکل  ‪.)14‬این انرژی می تواند از‬ ‫و لیپیـد‪ ،‬انـرژی وجـود دارد‪.‬یاختـه از ایـن انرژی برای سـاخت‬ ‫مولکول ‪( ATP‬آدنوزین تریفسـفات) اسـتفاده میکند‪.‬‬ ‫مولکول «‪ »ATP‬به دست آید‪.‬مولکول ‪ ATP‬شکل رایج انرژی در یاخته است‪.‬‬ ‫همانطـور کـه در شـکل میبینیـد‪ ،‬مولکـول ‪ ATP‬از‬ ‫سـه بخـش تشـکیل شـده اسـت‪.‬یاختـه ‪ ATP‬را بـه ‪ADP‬‬ ‫کم‬ ‫(آدنوزیـن دیفسـفات) تبدیـل میکنـد و انـرژی ذخیره شـده‬ ‫در ایـن مولکـول آزاد میشـود تـا یاختـه از آن اسـتفاده کنـد‪.‬‬ ‫غشای یاخته‬ ‫آدنوزین تری فسفات (‪)ATP‬‬ ‫شیب غلظت‬ ‫سه گروه فسفات‬ ‫آدنوزین‬ ‫مولکول پروتئین‬ ‫انرژی‬ ‫انرژی برای انرژی‬ ‫زیاد‬ ‫ّفعالیت های‬ ‫یاخته‬ ‫انرژی مواد غذایی‬ ‫شکل ‪14‬ــ انتقال ّفعال‬ ‫آدنوزین‬ ‫درون بری (آندوسیتوز) و برون رانی (اگزوسیتوز)‪ :‬بعضی یاخته ها‬ ‫گروه فسفات ‪ + Pi‬آدنوزین دی فسفات (‪)ADP‬‬ ‫می توانند ذره های بزرگ را با فرایندی به نام درون بری جذب کنند‪.‬برون رانی‬ ‫مولکول ‪ ATP‬و تبدیل آن به ‪ADP‬‬ ‫فرایند خروج ذره های بزرگ از یاخته است‪.‬این فرایندها با تشکیل ریز کیسه ها‬ ‫همراه است و به انرژی ‪ ATP‬نیاز دارد (شکل ‪.)15‬‬ ‫‪14‬‬  ‫واژه شناسی‬ ‫خارج یاخته‬ ‫الف)‬ ‫واژۀ درون بری برای آندوسیتوز‬ ‫(‪ )endocytosis‬و واژۀ برون رانی‬ ‫برای اگزوسیتوز (‪)exocytosis‬‬ ‫سیتوپالسم‬ ‫انتخاب شده اند‪.‬در آندوسیتوز‪ ،‬آندو‬ ‫ریز کیسه‬ ‫به معنای درون و سیتوز به یاخته‬ ‫ب)‬ ‫اشاره می کند‪.‬اگزو نیز در اگزوسیتوز‬ ‫به معنای بیرون است‪.‬‬ ‫شکل ‪15‬ــ الف) برون رانی‪ ،‬ب) درون بری‬ ‫بافت های بدن انسان‬ ‫می دانید بافت های بدن انسان را می توان به چهار نوع پوششی‪ ،‬پیوندی‪ ،‬ماهیچه ای و عصبی‬ ‫دسته بندی کرد‪.‬در اندام ها و دستگاه های بدن انواع بافت ها به نسبت های متفاوت وجود دارند‪.‬‬ ‫بافت پوششی‪ :‬بافت پوششی‪ ،‬سطح بدن و سطح حفره ها و مجاری درون بدن (مانند‬ ‫مکعبی یک الیه ای گردیزه (نفرون)‬ ‫دهان‪ ،‬معده‪ ،‬روده ها و رگ ها) را می پوشاند‪.‬یاخته های این بافت‪ ،‬به یکدیگر بسیار نزدیک اند‬ ‫و بین آنها فضای بین یاخته ای اندکی وجود دارد‪.‬در زیر یاخته های این بافت‪ ،‬بخشی به نام‬ ‫غشای پایه وجود دارد که این یاخته ها را به یکدیگر و به بافت های زیر آن‪ ،‬متصل نگه می دارد‪.‬‬ ‫غشای پایه‬ ‫غشای پایه‪ ،‬شبکه ای از رشته های پروتئینی و گلیکوپروتئینی است‪.‬یاخته های بافت پوششی به‬ ‫سنگ فرشی یک الیه ای (دیوارۀ مویرگ)‬ ‫شکل های متفاوتی مانند سنگ فرشی‪ ،‬مکعبی و استوانه ای در یک یا چند الیه سازمان می یابند‬ ‫(شکل ‪.)16‬‬ ‫بافت پیوندی‪ :‬بافت پیوندی از انواع یاخته ها‪،‬رشته های پروتئینی‪ ،‬مانند رشته های کالژن‬ ‫و رشته های کشسان (ارتجاعی) و مادۀ زمینه ای تشکیل شده است‪.‬مادۀ زمینه ای بافت پیوندی‪،‬‬ ‫ممکن است مایع‪ ،‬جامد و یا نیمه جامد باشد‪.‬در ادامه به انواع بافت پیوندی می پردازیم‪.‬‬ ‫دربافتپیوندی ُسستمادۀزمینهایشفاف‪،‬بیرنگ‪،‬چسبندهومخلوطیازانواعمولکولهای‬ ‫سنگ فرشی چند الیه ای (مری)‬ ‫ً‬ ‫درشت‪ ،‬مانند گلیکـوپـروتئین است‪.‬ایـن بـافت معمـوال بـافت پوششی را پشتیبانی میکند‪.‬در بافت‬ ‫پیوندی متراکم میزان رشتههای کالژن از بافت پیوندی سست بیشتر‪ ،‬تعداد یاختههای آن کمتر‬ ‫ای آن نیز اندک است؛ بنابراین مقاومت این بافت از بافت پیوندی سست بیشتر است‪.‬‬ ‫و مادۀ زمینه ِ‬ ‫در زردپی و رباط بافت پیوندی متراکم وجود دارد‪.‬بافت چربی نیز نوعی بافت پیوندی است که در‬ ‫آن یاختههای سرشار از چربی فراوان است‪.‬این بافت بزرگترین ذخیرۀ انرژی دربدن است‪.‬بافت‬ ‫استوانه ای یک الیه ای (روده)‬ ‫چربی نقش ضربه گیری دارد و به عنوان عایق حرارتی نیز عمل میکند‪.‬خون‪ ،‬بافتهای استخوانی‬ ‫و غضروفی‪ ،‬انواع دیگر بافت پیوندی هستند که به تدریج با آنها آشنا میشوید‪.‬‬ ‫شکل‪16‬ــ انواع بافت پوششی‬ ‫‪15‬‬  ‫یاختۀ چربی‬ ‫مادۀ زمینه ای‬ ‫شکل ‪17‬ــ انواع بافت پیوندی‪:‬‬ ‫یاختۀ پیوندی‬ ‫رشته های کالژن‬ ‫الف) ُسست‬ ‫رشتۀ کالژن‬ ‫ب) متراکم‬ ‫پ) بافت چربی ‬ ‫رشتۀ کشسان‬ ‫یاخته های بافت پیوندی‬ ‫پ)‬ ‫ب)‬ ‫رگ خونی‬ ‫الف)‬ ‫ب) یاخته های ماهیچه ای قلبی‬ ‫بافت ماهیچهای‪ :‬در گذشته‪ ،‬با انواع بافتهای‬