فصل از ماده به انرژی؛ گفتار زیستن مستقل از اکسیژن؛ تخمیر؛ زیستشناسی دوازدهم

دعای مطالعه [ نمایش ]
بِسْمِ الله الرَّحْمنِ الرَّحیمِ
اَللّهُمَّ اَخْرِجْنى مِنْ ظُلُماتِ الْوَهْمِ
خدايا مرا بيرون آور از تاريكىهاى وهم،
وَ اَكْرِمْنى بِنُورِ الْفَهْمِ
و به نور فهم گرامى ام بدار،
اَللّهُمَّ افْتَحْ عَلَيْنا اَبْوابَ رَحْمَتِكَ
خدايا درهاى رحمتت را به روى ما بگشا،
وَانْشُرْ عَلَيْنا خَزائِنَ عُلُومِكَ بِرَحْمَتِكَ يا اَرْحَمَ الرّاحِمينَ
و خزانههاى علومت را بر ما باز كن به امید رحمتت اى مهربانترين مهربانان.
عدالت آموزشی، بستر رشد و پیشرفت حقیقی
عدالت آموزشی نه صرفاً یک شعار اجتماعی، بلکه شالودهای است که بر آن، بنای رشد فردی و پیشرفت جمعی استوار میشود. هنگامی که فرصتهای یادگیری بهطور برابر در اختیار همگان قرار گیرد، استعدادهای نهفته در هر گوشهای از جامعه مجال شکوفایی مییابند. عدالت آموزشی یعنی شکستن دیوارهای تبعیض و فراهم آوردن دسترسی برابر به منابع دانایی، تا هیچ کودکی در حاشیه نماند و هیچ استعدادی در خاموشی فراموش نشود.
رشد حقیقی جامعه، زمانی معنا مییابد که آموزش، امتیاز گروهی خاص نباشد؛ بلکه میراث مشترکی باشد برای تمام فرزندان این سرزمین. عدالت آموزشی پلی است که فاصلهی میان فقر و توانگری، مرکز و حاشیه، و امروز و فردا را کوتاه میکند. جامعهای که به این اصل پایبند باشد، در واقع سرمایهگذاری بر بزرگترین ثروت خویش ــ یعنی سرمایه انسانی ــ کرده است.
پیشرفت پایدار، ثمرهی عدالت در آموزش است. در غیاب عدالت آموزشی، شکافهای اجتماعی عمیقتر شده و چرخهی نابرابری بازتولید میشود. اما هنگامی که هر فرد، فارغ از طبقه، جنسیت، قومیت یا موقعیت جغرافیایی، امکان دستیابی به آموزش باکیفیت را داشته باشد، مسیر تعالی فردی و شکوفایی ملی هموار میشود.
عدالت آموزشی چراغی است که راه آینده را روشن میسازد؛ چراغی که نهتنها به رشد علمی و اقتصادی میانجامد، بلکه روح جامعه را به ارزشهایی چون همبستگی، برابری و کرامت انسانی پیوند میزند. در سایهی چنین عدالتی است که «رشد» به معنای بالندگی فردی و «پیشرفت» به معنای تعالی جمعی، همزمان و هماهنگ تحقق مییابند.
در جهانی که رشد و پیشرفت بدون عدالت آموزشی معنایی ندارد، آیندهنگاران مغز با مدیریت داریوش طاهری بر این باور استوار است که برابری در آموزش، سنگبنای شکوفایی فردا است. این نهاد با تکیه بر اندیشهی «پرورش مغزها، پرواز جامعه» میکوشد تا فرصت برابر برای همه فراهم شود، زیرا تنها در سایهی عدالت آموزشی است که استعدادها بیدار میشوند و جامعه به سوی تعالی گام برمیدارد. آیندهنگاران مغز با رسالت «عدالت در آموزش، بیداری در اندیشه، شکوفایی در فردا» در مسیر ساختن فردایی روشن و انسانی قدم برمیدارد؛ فردایی که در آن هیچ ذهنی در حاشیه نمیماند و هر استعداد، فرصت درخشیدن مییابد.
امروز بیش از هر زمان دیگر نیازمند نهادهایی هستیم که این آرمان را به عمل بدل کنند. آیندهنگاران مغز گامی استوار در این مسیر نهاده است؛ مسیری که در آن عدالت آموزشی نه یک رؤیا، بلکه یک واقعیت تحققیافته خواهد بود.
آیندهنگاران مغز:
«عدالت آموزشی، بیداری اندیشهها، شکوفایی فردا»
کتاب الکترونیکی پرسشهای دو گزینهای
پرسشهای دو گزینهای و خط به خط گفتارهای زیستشناسی چیست و گسترهٔ حیات؛ برای دانلود اینجا کلیک کنید.
برای مشاهده «کتاب الکترونیکی» کلیک کنید.
کتاب الکترونیکی تعمیق و تثبیت یادگیری زیستشناسی
پرسشهای جاهای خالی و خط به خط گفتار نوکلئیک اسیدها؛ برای دانلود اینجا کلیک کنید.
برای مشاهده «کتاب الکترونیکی» کلیک کنید.
ویرایش بر اساس کتاب چاپ ۱۴۰۲
گفتار ۳. زیستن مستقل از اکسیژن
تخمیر
دیدیم که در تنفس یاختهای، اکسیژن گیرنده نهایی الکترون است. آیا تجزیه گلوکز و تأمین انرژی، همیشه وابسته به حضور اکسیژن است؟ آیا در محیطهایی که اکسیژن ندارند یا اکسیژن اندکی دارند، حیات وجود ندارد؟ در این صورت ATP مورد نیاز چگونه تأمین میشود؟
تخمیر از روشهای تأمین انرژی در شرایط کمبود یا نبود اکسیژن است که در انواعی از جانداران رخ میدهد. در فرایند تخمیر، راکیزه و در نتیجه زنجیره انتقال الکترون نقشی ندارند. تخمیر الکلی و تخمیر لاکتیکی انواعی از تخمیرند که در صنایع متفاوت از آنها بهره میبریم.
تخمير الكلى و لاکتیکی مانند تنفس هوازی با قندكافت آغاز میشوند و پیرووات ایجاد میکنند؛ در قندکافت دیدیم که تشکیل پیرووات از قند فسفاته همراه با ایجاد NADH از NAD+ است؛ بنابراین برای تداوم قند كافت، +NAD ضروری است و اگر نباشد قندكافت متوقف میشود و در نتیجه تخمیر انجام نمیشود. در تخمیر، مولکولهایی ایجاد میشوند که در فرایند تشکیل آنها +NAD به وجود میآید. در ادامه با این دو نوع تخمیر بیشتر آشنا میشویم.
تخمير الكلي: ورآمدن خمیر نان به علت انجام تخمير الكلی است. شکل ۱۰ طرح سادهای از مراحل این نوع تخمیر را نشان میدهد. در این فرایند، پیرووات حاصل از قندكافت با از دست دادن CO2، به اتانال تبدیل میشود. اتانال با گرفتن الکترونهای NADH اتانول ایجاد میکند.
شکل ۱۰- تخمير الكلى
بیشتر بدانید
تخمیر الکلی در پخت نان
Saccharomyces cervisiae قارچی تک یاختهای است که نشاسته را تجزیه میکند. در فرایند تولید نان، این قارچ به خمیر اضافه و خمیر در شرایط مناسب نگهداری میشود. CO2 حاصل از تخمیر الکلی در خمیر حبابهایی ایجاد میکند که سبب ورآمدن یا رسیدن خمیر و در نتیجه تردی نان میشود. اتانول تولید شده در خمیر بر اثر حرارت، تبخیر میشود. قارچ، راکیزه دارد، اما میتواند به روش تخمیر انرژی مورد نیاز خود را تأمین کند. 
تخمیر لاکتیکی: در سال گذشته خواندید، ماهیچههای اسکلتی برای تجزیه کامل گلوکز به اکسیژن نیاز دارند و اگر اکسیژن کافی نباشد، لاکتات در ماهیچهها تجمع مییابد. اما لاكتات با چه سازوکاری ایجاد میشود؟
فعالیت شدید ماهیچهها به اکسیژن فراوان نیاز دارد. اگر اکسیژن کافی نباشد، پیرووات حاصل از قندکافت وارد راکیزهها نمیشود، بلکه با گرفتن الکترونهای NADH به لاکتات تبدیل میشود (شکل 11).
شکل ۱۱- تخمير لاکتیکی. علت ترش شدن شير، لاکتیک اسید است.
انواعی از باکتریها تخمير لاکتیکی را انجام میدهند. بعضی از این باکتریها، مانند آنچه در ترش شدن شیر رخ میدهد، سبب فساد غذا میشوند؛ اما انواعی از آنها در تولید فراوردههای غذایی به کار میروند. تخمیر لاکتیکی در تولید فراوردههای شیری و خوراکیهایی مانند خیارشور نقش دارد.
تخمیر در گیاهان: گیاهانی که به طور طبیعی در شرایط غرقابی رشد میکنند، سازوکارهایی برای تأمین اکسیژن مورد نیاز دارند. تشکیل بافت پارانشیمی (نرم آکنهای) هوادار در گیاهان آبزی و شُشریشه در درخت حرا از سازوکارهایی است که قبلاً با آن آشنا شدهاید.
به هر حال، اگر اکسیژن به هر علتی در محیط نباشد یا کم باشد، تخمیر انجام میشود. هر دو نوع تخمير الكلى و لاکتیکی در گیاهان وجود دارد. توجه داشته باشید که تجمع الكل یا لاکتیک اسید در یاخته گیاهی به مرگ آن میانجامد، بنابراین باید از یاختهها دور شوند.
سلامت بدن: پاداکسندهها
در درس شیمی آموختید رادیکالهای آزاد به علت داشتن الکترونهای جفت نشده در ساختار خود، واکنشپذیری بالایی دارند و میتوانند در واکنش با مولکولهای تشکیل دهنده بافتهای بدن، به آنها آسیب برسانند. امکان تشکیل رادیکال آزاد از اکسیژن در فرایند تنفس هوازی، وجود دارد. اما چگونه؟
دیدیم اکسیژن با پذیرش الكترون در پایان زنجیره انتقال الكترون، به یون اکسید (۲-O) تبدیل میشود. یونهای اکسید با یونهای هیدروژن (+H) ترکیب میشوند و در نتیجه مولکول آب بهوجود میآید اما گاه پیش میآید که درصدی از اکسیژنها وارد واکنش تشکیل آب نمیشوند، بلکه به صورت رادیکال آزاد در میآیند. رادیکالهای آزاد از عوامل ایجاد سرطاناند.
راکیزهها برای مقابله با اثر سمی رادیکالهای آزاد، به ترکیبات پاداکسنده وابستهاند. بارها شنیدهاید که خوردن میوهها و سبزیجات در حفظ سلامت بدن نقش دارند. این موادغذایی دارای پاداکسندههایی مانند کاروتنوئیدها هستند، پاداکسندهها در واکنش با رادیکالهای آزاد مانع از اثر تخریبی آنها بر مولکولهای زیستی و درنتیجه تخریب بافتهای بدن میشوند.
تجمع رادیکالهای آزاد: آیا مبارزه با رادیکالهای آزاد در راکیزهها همیشه با موفقیت انجام میشود؟ اگر به هر علت سرعت تشکیل رادیکالهای آزاد از سرعت مبارزه با آنها بیشتر باشد، چه اتفاقی را پیشبینی میکنید؟
مشخص است که در چنین شرایطی، رادیکالهای آزاد در راکيزه تجمع مییابند و آن را تخریب میکنند؛ در نتیجه، یاخته هم تخریب میشود. رادیکالهای آزاد برای جبران کمبود الكترونی خود به مولکولهای سازنده یاخته و اجزای آن، حمله میکنند و باعث تخریب آنها میشوند.
عوامل فراوانی میتوانند، راكیزه را در مبارزه با رادیکالهای آزاد با مشکل روبهرو کنند؛ مثلاً الکل و انواعی از نقصهای ژنی در عملکرد راکیزه در خنثیسازی رادیکالهای آزاد مشکل ایجاد میکنند.
اثر الكل: مطالعات نشان میدهد که الكل سرعت تشکیل رادیکالهای آزاد از اکسیژن را افزایش میدهد و مانع از عملکرد راکيزه در جهت کاهش آنها میشود. رادیکالهای آزاد با حمله به DNA راكيزه سیب تخریب راكیزه و در نتیجه مرگ یاختههای کبدی و بافت مردگی (نکروز) کبد میشوند. به همین علت اختلال در کار کبد و از کار افتادن آن از شایعترین عوارض نوشیدن مشروبات الکلی است.
نقص ژنی: گاه نقص در ژنهای مربوط به پروتئینهای زنجیره انتقال الكترون، به ساخته شدن پروتئینهای معیوب میانجامد. راکیزهای که این پروتئینهای معیوب را داشته باشد در مبارزه با رادیکالهای آزاد، عملکرد مناسبی ندارد.
بیشتر بدانید
تنفس یاختهای بیهوازی
انواعی از باکتریها وجود دارند که میتوانند در محیطهای بدون اکسیژن زندگی کنند. این جانداران انرژی مورد نیاز خود را از طریق تنفس یاختهای بیهوازی به دست میآورند. گیرنده نهایی الکترون در این باکتریها اکسیژن نیست، بلکه مادهای معدنی مانند سولفات است.
بیشتر بدانید
سلاح شیمیایی
دولت بعث عراق در جنگ هشت ساله علیه ایران بمبهای شیمیایی دارای هیدروژن سیانید را به کار برد هیدروژن سیانید با توقف زنجیرهٔ انتقال الكترون در راکيزه سبب مرگ افراد با حالتی شبیه خفگی میشود. دور کردن افراد از محل حادثه استفاده از ماسک اکسیژن و تنفس مصنوعی از اقدامات مؤثر در نجات جان این افراد است.
توقف انتقال الکترون: مواد سمی فراوانی وجود دارند که با مهار یک یا تعدادی از واکنشهای تنفس هوازی، سبب توقف تنفس یاخته و مرگ میشوند. سیانید یکی از این ترکیبهاست که واکنش نهایی مربوط به انتقال الكترونها به O2 را مهار و در نتیجه باعث توقف زنجیره انتقال الكترون میشود.
از زیستشناسی سال دهم نیز به یاد دارید که گاز کربن مونواکسید با اتصال به هموگلوبین، مانع از اتصال اکسیژن به آن میشود و چون به آسانی از هموگلوبین جدا نمیشود، ظرفیت حمل اکسیژن در خون را کاهش میدهد. این عملکرد مونواکسید کربن، در واقع در انجام تنفس یاختهای اختلال ایجاد میکند. مونواکسید کربن به شکل دیگری نیز بر تنفس یاختهای اثر میگذارد؛ این گاز سبب توقف واکنش مربوط به انتقال الکترونها به اکسیژن میشود. دود خارج شده از خودروها و سیگار، از منابع دیگر تولید مونواکسیدکربناند.
بیشتر بدانید
الكل و سرطان کبد
اثر منفی دیگر الكل بر کبد، به تجزیه چربیها در کبد مربوط میشود. سیروز کبدی از عوارض مصرف درازمدت الكل است. این وضعیت به علت اثر منفی الکل بر تجزیه چربیها ایجاد میشود. در این بیماری، چربی در یاختههای کبدی افراد الكلی تجمع مییابد. تجمع چربی مانع از عملکرد درست کبد میشود. سیروز کبدی احتمال ابتلا به سرطان کبد را افزایش میدهد.
کبد سالم
کبد سیروزی
📘 زیستشناسی را بازی کنید و موفقیت را تجربه کنید
با جایخالیهای تعاملی، متنها را خودتان کامل کنید، فکر کنید و یاد بگیرید. فوراً کلیک کنید و تجربه یادگیری تعاملی را آغاز کنید!
سلام و درود
«تکرار مادر مهارتهاست»
در راستای افزایش مهارت شما آزمونهای متنوع و زیادی برای شما آماده شده است. آزمونهای گفتار از خط به خط آن طراحی شدهاند و هر یک دارای ده پرسش دو گزینهای است؛ اما آزمونهای فصل، چهار گزینهای هستند و هر یک از آنها دارای بیست پرسش است.
برای تثبیت مطلب در حافظه و یادگیری هر چه بیشتر مطلب، در آزمونهای آنلاین «آیندهنگاران مغز» شرکت کنید.
برای شرکت در این آزمونها بر لینک مربوطه کلیک کنید:
در ادامه خود را بیازمایید:
