سوالات جای خالی گفتار دوم فصل پنجم زیست دوازدهم | یادگیری فعال برای کنکور و امتحان نهایی
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.
آیندهنگاران مغز به مدیریت داریوش طاهری، مجموعهای نوآورانه با نامهای زیستیار، زیستیاد و زیستبان تعاملی ارائه کرده است که تجربهای کاملاً هوشمند، تعاملی و هدفمند در یادگیری زیستشناسی دهم، یازدهم و دوازدهم فراهم میآورد. این مجموعه فراتر از ابزار آموزشی ساده است و به عنوان یک همراه هوشمند یادگیری، دانشآموز را در مسیر تسلط علمی، درک عمیق و آمادگی کامل برای آزمونها هدایت میکند.
این تجربه تعاملی دقیقاً همان اصل قدیمی «تکرار، مادر مهارتهاست» را عملی میکند و دانشآموز را به یادگیری فعال، تفکر تحلیلی و خودسنجی مستمر سوق میدهد. ما در آیندهنگاران مغز خود را معماران تکرار هدفمند میدانیم که با طراحی علمی مسیر یادگیری، دانشآموزان را به بالاترین سطح توانمندی هدایت میکنند.
با تمرکز بر آموزش مفهومی، تکرار هدفمند و بازیابی فعال، این مجموعه با جایخالیهای هوشمند یادگیری را از حالت منفعل خارج کرده و آن را به یک تجربه تعاملی و عمیق تبدیل میکند. طراحی هوشمندانه این ابزارها امکان یادگیری پیوسته و یکپارچه در طول سه سال تحصیلی را فراهم میآورد و دانشآموزان را به مهارتآموز حرفهای در زیستشناسی تبدیل میکند، آماده برای مواجهه با چالشهای علمی و تحصیلی و تبدیل تجربه یادگیری به فرآیندی فراموشنشدنی.
»» فصل از ماده به انرژی
بِسْمِ اللَّهِ الرَّحْمَنِ الرَّحِيمِ
گفتار اکسایش بیشتر
گفتار ۲. اکسایش بیشتر
مولکول گلوکز در تنفس [نمایش پاسخ] باید تا حد تشکیل مولکولهای [نمایش پاسخ] تجزیه شود. بخشی از تجزیه گلوکز در [نمایش پاسخ] و اکسایش [نمایش پاسخ] و بخش دیگر آن در چرخه [نمایش پاسخ] انجام میشود.
چرخه کربس
شكل ۷ ترسیم سادهای از وقایع کلی چرخه [نمایش پاسخ] را نشان میدهد.
شكل ۷- طرح سادهای از چرخه [نمایش پاسخ]
در این چرخه، ضمن ترکیب [نمایش پاسخ] با مولکولی [نمایش پاسخ] کربنی، [نمایش پاسخ] جدا و مولکولی [نمایش پاسخ] کربنی، ایجاد میشود. پس از آن در طی واکنشهای متفاوتی که در چرخه [نمایش پاسخ] رخ میدهد، [نمایش پاسخ] اتم کربن به صورت [نمایش پاسخ] آزاد و مولکول [نمایش پاسخ] کربنی برای گرفتن [نمایش پاسخ] دیگر، بازسازی میشود.
از اکسایش هر مولکول شش کربنی در واکنشهای چرخه کربس، مولکولهای FADH2 ،NADH و ATP در محلهای متفاوتی از چرخه تشکیل میشوند.
FADH2 ترکیبی نوکلئوتیددار و همانند NADH حامل الکترون است. FADH2 از FAD ساخته میشود. (واکنش 3).
واکنش ۳)
FAD + 2H+ +2e– ⇆ FADH2
به این ترتیب با انجام قندكافت، اکسایش پیرووات و چرخه کربس، مولکول گلوکز تا تشکیل مولکولهای CO2 تجزیه میشود. انرژی حاصل از تجزیه گلوکز صرف ساخته شدن ATP و مولکولهای حامل الكترون (NADH و FADH2) میشود.
تشکیل ATP بیشتر
دیدیم که در تنفس یاختهای ATP به وجود میآید. جالب است بدانیم که مولکولهای NADH و FADH2 نیز برای تولید ATP مصرف میشوند، چگونه انرژی مولکولهای حامل الكترون برای تولید ATP به کار میرود؟
همچنین براساس رابطة کلی تنفس یاختهای می دانیم که در این فرایند آب نیز تشکیل میشود. آب چگونه در این فرایند تولید میشود ؟ پاسخ این پرسشها در زنجیره انتقال الکترون در غشای درونی راکیزه نهفته است.
زنجیره انتقال الکترون
این زنجیره از مولکولهایی تشکیل شده است که در غشای درونی راکیزه قرار دارند و میتوانند الکترون بگیرند یا از دست دهند.
در این زنجیره میبینید که الکترونها در نهایت به اکسیژن مولکولی میرسند. اکسیژن با گرفتن الکترون به یون اکسید (اتم اکسیژن با دو بار منفی) تبدیل میشود.
شکل ۸- زنجیره انتقال الكترون در راکیزه و تشکیل ATP
یونهای اکسید در ترکیب با پروتونهایی که در بخش داخلی قرار دارند، مولکولهای آب را تشکیل میدهند (واکنش 4).
1/2O2 + 2e → O2- O2- + 2H+ → H2O
واکنش ۴- تشکیل آب
اگر به شکل ۸ توجه کنید، میبینید که پروتونها (یونهای H+) در سه محل از زنجیره انتقال الكترون از بخش داخلی به فضای بین دو غشا پمپ میشوند. انرژی لازم برای انتقال پروتون¬ها از الكترونهای پرانرژی NADH و FADH2 فراهم میشود.
انتظار دارید ادامه ورود پروتونها به فضای بین دو غشا چه نتیجهای در پی داشته باشد؟
با ورود پروتونها از بخش داخلی به فضای بین دو غشا، تراکم آنها در این فضا، نسبت به بخش داخلی افزایش مییابد. پروتونها براساس شیب غلظت، تمایل دارند که به سمت بخش داخلی برگردند، اما تنها راه پیشِ روی پروتونها برای برگشتن به این بخش، مجموعهای پروتئینی به نام آنزیم ATP ساز است. پروتونها از کانالی که در این مجموعه قرار دارد، میگذرند و انرژی مورد نیاز برای تشکیل ATP از ADP و گروه فسفات فراهم میشود.
فعالیت ۲
الف) توضیح دهید چرا ساخته شدن ATP در زنجیره انتقال الکترون، از نوع ساخته شدن اکسایشی ATP است؟
ب) با توجه به نقش غشای درونی راکیزه در تنفس یاختهای، چین خورده بودن آن چه ارزشی برای یاخته دارد؟
مروری بر تنفس یاختهای
خلاصهای از تنفس یاختهای را در شکل ۹ مشاهده میکنید. همانطور که میبینید در فرایند قندكافت از گلوکز پیرووات ایجاد میشود. پیرووات به راکیزه میرود و در آنجا به استیل کوآنزیم A اکسایش مییابد. استیل کوانزیم A وارد چرخه کربس میشود. در تنفس یاختهای مولکولهای کربن دی اکسید، ATP ،FADH2 , NADH و آب تولید میشوند.
شکل 9- خلاصهای از تنفس هوازی
فعالیت ۳
ارائه دهید
با استفاده از شکل ۹، به طور گروهی طرحی تصویری و نوشتاری از تنفس یاختهای تولید و سعی کنید حداقل واژهها را به کار برید. هر گروه طرح خود را در کلاس ارائه دهد. این طرح را میتوانید با استفاده از نرم افزارهای رایانهای، نقاشی و به صورتهای متفاوت تولید کنید.
بیشتر بدانید
موتور چرخنده
آنزیم ATPساز در واقع مجموعهای پروتئینی است که مانند یک موتورچرخنده عمل میکند. این موتور دارای پایه، قسمت چرخان و سر است. کانالی که پروتونها میتوانند از آن عبور کنند، در پایه قرار دارد و از دو نیمه تشکیل شده است. دونیمه کانال رو به روی هم قرار ندارند. پروتون وارد یک نیمه کانال میشود و سپس از یک زیر واحد به زیر واحدی دیگر از بخش چرخنده متصل و به نیمه دیگر کانال منتقل و باعث چرخش چرخنده میشود. این چرخش به سر، منتقل و سبب میشود که سر در وضعیت مناسب برای ساختن ATP قرار گیرد. 
بیشتر بدانید
ویتامینهای B و تنفس یاختهای
شاید شنیده باشید که ویتامینهای گروه B برای سلامت مغز و اعصاب ضروریاند. یکی از دلایل آن عملکرد انواعی از ویتامینهای B به عنوان کوآنزیم در واکنشهای مربوط به تنفس یاختهای است. مثلاً تشکیل استیل کوانزیم A وابسته به حضور ویتامین B1 (تیامین) است. جالب است که مغز حدود دو درصد از وزن بدن را تشکیل میدهد، اما بیش از ۲۰ درصد انرژی مصرفی در بدن را استفاده میکند. بنابراین تغذیه نامناسب میتواند بر کارکرد درست مغز از طریق تأثیر بر میزان ATP تولید شده، اثر منفی بگذارد. ویتامین B2 (ریبوفلاوین) ویتامین B3 (نیاسین) نیز در تنفس یاختهای نقش کوآنزیمی دارند.
تنظیم تنفس یاختهای: تولیدی اقتصادی
اندازهگیریهای واقعی در شرایط بهینه آزمایشگاهی نشان میدهند که مقدار ATP تولید شده در ازای تجزیه کامل گلوكز در بهترین شرایط در یاخته یوکاریوت، حداکثر ATP ۳۰ است. باید توجه داشت که تولید ATP در یاختههای متفاوت و متناسب با نیاز بدن فرق میکند. به نظر شما اگر مقدار ATP در یاخته زیاد باشد، واکنشهای قندکافت و چرخه کربس، به همان میزانی انجام میشوند که در شرایط کمبود ATP است؟ مشخص شده که تولید ATP تحت کنترل میزان ATP و ADP است. اگر ATP زیاد باشد، آنزیمهای درگیر در قند كافت و چرخه کربس مهار میشوند تا تولید ATP کم شود. در صورتی که مقدار ATP کم و ADP زیاد باشد، این آنزیمها فعال و تولید ATP افزایش مییابد. این تنظیم مانع از هدر رفتن منابع میشود.
یاختههای بدن ما به طور معمول از گلوكز و ذخیره قندی کبد برای تأمین انرژی استفاده میکنند. در صورتی که این منابع کافی نباشند، آنها برای تولید ATP به سراغ تجزیه چربیها و پروتئینها میروند. به همین علت تحلیل و ضعیف شدن ماهیچههای اسکلتی و سیستم ایمنی از عوارض سوء تغذيه و فقر غذایی شدید و طولانی مدت در افرادی است که رژیم غذایی نامناسب دارند یا اینکه به دلایل متفاوت غذای کافی در اختیار ندارند.
فعالیت ۴
گفت وگو کنید
شاید دیده باشید که در دانههای خشک و بدون آب مانند نخود و لوبيا، حشرات و لارو آنها رشد و نمو میکند. با توجه به اینکه این دانهها خشکاند و تقریباً آبی ندارند، آب مورد نیاز این جانوران چگونه تأمین میشود؟
بیشتر بدانید
انرژی در دسترس
مقدار انرژی آزاد شده از اکسایش گلوكز در آزمایشگاه در شرایط استاندارد Kcal/mol ۶۸۶ است اگر در تنفس یاختهای از یک مولکول گلوکز ATP ۳۰ تولید شود، با توجه به اینکه هر ATP حدود Kcal/mol ۷٫۳ انرژی دارد، بنابراین بازده فرایند تنفس حدود ۳۲ درصد خواهد بود که بسیار بیشتر از دستگاههای ساخت بشر است که در آنها تبدیل انرژی صورت میگیرد.
بیشتر بدانید
اگر گربوهیدرات ها کافی نباشند
پروتئینها و چربیها نیز برای تأمین انرژی به کار میروند. چربیها به اسیدهای چرب و گلیسرول تجزیه میشوند. پروتئینها نیز به آمینواسیدها تجزیه میشوند و در مراحل متفاوت تنفس هوازی به کار میروند.
بیشتر بدانید
ATP بیشتر
باکتریها راکیزه ندارند؛ در نتیجه قندکافت و چرخه کربس در سیتوپلاسم باکتریهای هوازی انجام میشوند. بنابراین به ازای اکسایش هر مولکول گلوکز در تنفس یاختهای در باکتریها تا ATP ۳۲ ممکن است تولید شود.
در ادامه بخوانید:
زیستیار تعاملی آیندهنگاران مغز | زیستبان یادگیری با جایخالی؛ زیستشناسی دهم
زیستیار تعاملی آیندهنگاران مغز | زیستبان یادگیری با جایخالی؛ زیستشناسی یازدهم
🚀 با ما همراه شوید!
تازهترین مطالب و آموزشهای مغز و اعصاب را از دست ندهید. با فالو کردن کانال تلگرام آیندهنگاران مغز، از ما حمایت کنید!
ورود/ ثبت نام با جیمیل
