انتقال اطلاعات در نسل‌ها زیست 12

آذر 16, 1404

توسط amir abbas Emadi زیست 12

زیست دوازدهم – فصل ۳: انتقال اطلاعات در نسل‌ها

انتقال اطلاعات در نسل‌ها

فصل سوم زیست‌شناسی دوازدهم (ژنتیک)

نمای کلی فصل

ژنتیک
- روابط اللی
  - بارز و نهفته
  - هم‌توانی
  - بارزیت ناقص
- گروه خونی
  - سیستم ABO
  - سیستم Rh
- صفات
  - تک‌جایگاهی
  - چندجایگاهی
  - اثر محیط

🩸

گروه‌های خونی (ABO و Rh)

در انسان دو نوع سیستم گروه خونی اصلی وجود دارد که هر کدام جایگاه ژنی متفاوتی دارند.

۱. گروه خونی ABO

                    مبنا: وجود یا عدم وجود کربوهیدرات‌های A و B روی غشای گلبول قرمز.
جایگاه ژنی: روی فام‌تن (کروموزوم) شماره ۹.
الل‌ها: سه الل (A, B, O) دارد. A و B نسبت به O بارز هستند، اما نسبت به هم هم‌توانند.

                

۲. گروه خونی Rh

مبنای تشخیص

بر اساس وجود پروتئینی به نام پروتئین D در غشای گلبول قرمز.

Rh مثبت: پروتئین D دارد.
Rh منفی: پروتئین D ندارد.

ژنتیک Rh

جایگاه ژنی: روی فام‌تن (کروموزوم) شماره ۱.
الل‌ها: دو الل D (بارز) و d (نهفته).
ژنوتیپ DD یا Dd ⬅ مثبت.
ژنوتیپ dd ⬅ منفی.

🔗

انواع روابط بین الل‌ها

سه نوع رابطه اصلی بین الل‌های یک صفت وجود دارد:

۱. بارز و نهفتگی

یکی از الل‌ها قوی‌تر است و اثر دیگری را می‌پوشاند.

مثال: گروه خونی Rh (الل D بر d بارز است) یا رنگ زرد نخود فرنگی.

۲. هم‌توانی (Codominance)

هر دو الل قدرت برابری دارند و اثر هر دو به طور کامل ظاهر می‌شود (بدون مخلوط شدن).

مثال: گروه خونی AB (هم کربوهیدرات A و هم B روی گلبول وجود دارد).

۳. بارزیت ناقص (Incomplete Dominance)

صفت در حالت ناخالص (هتروزیگوس)، حد واسط دو حالت خالص است.

مثال: رنگ گل میمونی.

ژنوتیپ RR (قرمز) + WW (سفید) ⬅ RW (صورتی).
قدیمی‌ها فکر می‌کردند همه صفات آمیخته هستند، اما مندل نشان داد ذرات وراثتی (ژن‌ها) مخلوط نمی‌شوند.

🌽

انواع صفات (تک‌جایگاهی و چندجایگاهی)

ویژگی	تک‌جایگاهی (Single-locus)	چندجایگاهی (Polygenic)
تعداد ژن	یک جایگاه ژنی	بیش از یک جایگاه ژنی
رخ‌نمود (فنوتیپ)	گسسته (دو یا چند حالت مشخص)	پیوسته (طیفی از حالات)
نمودار	ستونی (ستون‌های جدا)	زنگوله‌ای (توزیع نرمال)
مثال	گروه خونی، Rh	رنگ دانه ذرت، قد، وزن، رنگ پوست

مثال رنگ دانه ذرت (چندجایگاهی):

رنگ ذرت طیفی از سفید تا قرمز تیره است. سه ژن (A, B, C) در آن نقش دارند.

سفید: aabbcc (همه نهفته).
قرمز تیره: AABBCC (همه بارز).
هر چه تعداد الل‌های بارز بیشتر باشد، رنگ تیره‌تر می‌شود.

⚠️

بیماری‌ها و اثر محیط

بیماری فنیل‌کتونوری (PKU)

یک بیماری وراثتی نهفته است.

علت: فقدان آنزیمی که آمینواسید «فنیل‌آلانین» را تجزیه می‌کند.
اثر: تجمع فنیل‌آلانین در بدن و ایجاد ترکیبات سمی که به مغز آسیب می‌زند (عقب‌ماندگی ذهنی).
تشخیص: آزمایش خون در بدو تولد (نوزاد در ابتدا سالم به نظر می‌رسد).
درمان/پیشگیری: تغذیه با رژیم فاقد فنیل‌آلانین.
نکته مهم: این بیماری مثال بارز اثر محیط (تغذیه) بر بروز صفت ژنتیکی است.

اثر محیط بر ژن

گاهی برای بروز یک صفت، تنها داشتن ژن کافی نیست و شرایط محیطی هم لازم است.

گیاهان

ساخته شدن سبزینه (کلروفیل) علاوه بر ژن، به نور هم نیاز دارد.

انسان

قد انسان علاوه بر ژنتیک، به تغذیه و ورزش (محیط) بستگی دارد.

تغییر در اطلاعات وراثتی زیست 12

آذر 16, 1404

توسط amir abbas Emadi زیست 12

زیست دوازدهم – فصل ۴: تغییر در اطلاعات وراثتی

تغییر در اطلاعات وراثتی

فصل چهارم زیست‌شناسی دوازدهم (جهش و گونه‌زایی)

نمای کلی فصل

تغییر ژنتیکی
- جهش
  - کوچک (نقطه‌ای)
  - بزرگ (کروموزومی)
- اثرات
  - خاموش/دگرمعنا
  - بی‌معنا
- گونه‌زایی
  - دگرمیهنی
  - هم‌میهنی

🧬

انواع جهش (Mutation)

تغییر در ماده وراثتی را جهش می‌گویند. جهش‌ها به دو دسته کلی تقسیم می‌شوند:

۱. جهش کوچک (نقطه‌ای)

تغییر در یک یا چند جفت نوکلئوتید.

جانشینی: جایگزینی یک نوکلئوتید با دیگری.
اضافه/حذف: تغییر تعداد نوکلئوتیدها (باعث تغییر چارچوب خواندن می‌شود).

۲. جهش بزرگ (کروموزومی)

تغییر در ساختار یا تعداد کروموزوم‌ها (با کاریوتیپ قابل تشخیص است).

حذف: از دست رفتن بخشی از کروموزوم (غالباً کشنده).
مضاعف‌شدگی: تکرار یک بخش.
واژگونی: جدا شدن و اتصال معکوس یک قطعه.
جابه‌جایی: انتقال قطعه به کروموزوم غیرهمتا.

عوامل جهش‌زا: فیزیکی (پرتو فرابنفش باعث دیمر تیمین می‌شود) و شیمیایی (بنزوپیرن در دود سیگار).

📉

پیامدهای جهش بر پروتئین

جهش جانشینی ممکن است اثرات مختلفی بر پروتئین ساخته شده داشته باشد:

جهش خاموش

تغییر رمز، اما آمینواسید تغییر نمی‌کند (چون رمزهای متعددی برای یک آمینواسید وجود دارد).

نتیجه: پروتئین طبیعی.

جهش دگرمعنا

تغییر رمز باعث تغییر آمینواسید می‌شود.

نتیجه: تغییر ساختار و عملکرد پروتئین (مثال: کم‌خونی داسی‌شکل).

جهش بی‌معنا

رمز آمینواسید به رمز پایان تبدیل می‌شود.

نتیجه: پایان زودرس ترجمه و تولید پروتئین کوتاه و ناقص.

اثر بر تنظیم بیان ژن

جهش در راه‌انداز یا افزاینده: بر توالی پروتئین اثر ندارد، بلکه بر مقدار تولید آن اثر می‌گذارد (کم یا زیاد می‌شود).
جهش در جایگاه فعال آنزیم: اثر شدید بر عملکرد.
جهش در توالی بین ژنی: معمولاً اثری ندارد.

🩸

بیماری‌های ناشی از جهش

۱. کم‌خونی داسی‌شکل (Sickle Cell Anemia)

                    نوع جهش: دگرمعنا (جانشینی).
تغییر: در زنجیره بتای هموگلوبین، آمینواسید گلوتامیک اسید جای خود را به والین می‌دهد.
اثر: تغییر شکل هموگلوبین و گلبول قرمز ⬅ اختلال در گردش خون.
نکته: افراد ناخالص (ناقل) نسبت به مالاریا مقاوم هستند.

                

۲. فنیل‌کتونوری (PKU)

                    نوع: بیماری وراثتی نهفته (متابولیک).
علت: نقص آنزیمی که فنیل‌آلانین را تجزیه می‌کند.
اثر: تجمع فنیل‌آلانین و آسیب مغزی.
درمان: رژیم غذایی فاقد فنیل‌آلانین (اثر محیط بر ژن).

                

🌍

گونه‌زایی (Speciation)

تعریف گونه (ارنست مایر): افرادی که می‌توانند با هم آمیزش کنند و زاده‌های زیستا و زایا پدید آورند.

۱. گونه‌زایی دگرمیهنی

ایجاد سد جغرافیایی (کوه، دریا) باعث جدایی جمعیت می‌شود.

توقف شارش ژن ⬅ جهش و انتخاب طبیعی متفاوت در دو محیط ⬅ ایجاد گونه جدید.

۲. گونه‌زایی هم‌میهنی

بدون سد جغرافیایی و در یک زیستگاه رخ می‌دهد.

مثال: گیاهان چندلادی (پلی‌لوئیدی). خطای میوزی باعث ایجاد گامت‌های 2n می‌شود. گیاه حاصل (4n) با والد (2n) نمی‌تواند آمیزش موفق داشته باشد (تولید زاده نازا)، پس گونه‌ای جدید است.

نکته مهم: در هر دو نوع گونه‌زایی، جدایی تولیدمثلی رخ می‌دهد (ناتوانی در آمیزش موفق).

از ماده به انرژی زیست 12

آذر 16, 1404

توسط amir abbas Emadi زیست 12

زیست دوازدهم – فصل ۵: از ماده به انرژی

از ماده به انرژی

فصل پنجم زیست‌شناسی دوازدهم (تأمین انرژی و تنفس یاخته‌ای)

نمای کلی فصل

تأمین انرژی
- تنفسی (هوازی)
  - قندکافت
  - چرخه کربس
  - زنجیره انتقال
- بی‌هوازی
  - تخمیر الکلی
  - تخمیر لاکتیکی
- عوامل
  - پاداکسنده‌ها
  - سموم

🍞

قندکافت (Glycolysis)

تجزیه گلوکز در سیتوپلاسم سلول برای تولید انرژی اولیه. این مرحله نیازی به اکسیژن ندارد و در تمام سلول‌ها (هوازی و بی‌هوازی) مشترک است.

                    خلاصه مراحل:
                    مصرف انرژی: گلوکز با مصرف 2 مولکول ATP فعال می‌شود (تشکیل فروکتوز فسفاته).
تجزیه: قند ۶ کربنه به دو قند ۳ کربنه تقسیم می‌شود.
تولید انرژی: قندهای ۳ کربنه اکسایش یافته و به پیرووات (بنیان پیروویک اسید) تبدیل می‌شوند.

                

محصولات نهایی قندکافت (به ازای یک گلوکز):

۲ مولکول ATP (خالص).
۲ مولکول NADH (حامل الکترون).
۲ مولکول پیرووات (۳ کربنه).

🔄

اکسایش پیرووات و چرخه کربس

اگر اکسیژن موجود باشد، پیرووات وارد راکیزه (میتوکندری) می‌شود.

۱. اکسایش پیرووات (مرحله واسطه)

پیرووات وارد راکیزه می‌شود. یک $CO_2$ از دست می‌دهد، اکسایش می‌یابد (NADH تولید می‌شود) و با اتصال به کوآنزیم A، به استیل-کوآنزیم A تبدیل می‌شود.

۲. چرخه کربس (Krebs Cycle)

در بخش داخلی (ماتریکس) راکیزه رخ می‌دهد.

استیل-کوآنزیم A وارد چرخه می‌شود.
تولید دی‌اکسید کربن ($CO_2$).
تولید مولکول‌های حامل الکترون پرانرژی: NADH و FADH2.
تولید مقدار کمی ATP.

🔋

زنجیره انتقال الکترون (ETC)

بیشترین مقدار ATP در این مرحله و در غشای درونی راکیزه ساخته می‌شود.

مکانیسم عمل

الکترون‌های پرانرژی از NADH و FADH2 به پروتئین‌های زنجیره منتقل می‌شوند. انرژی الکترون‌ها صرف پمپ کردن پروتون ($H^+$) به فضای بین دو غشا می‌شود.

نقش اکسیژن

اکسیژن آخرین پذیرنده الکترون است. با گرفتن الکترون و پروتون، تبدیل به آب ($H_2O$) می‌شود. اگر اکسیژن نباشد، زنجیره متوقف می‌شود.

ساخته شدن ATP (اسمز شیمیایی):

تراکم پروتون‌ها در فضای بین دو غشا بالا می‌رود. پروتون‌ها تمایل دارند برگردند، اما تنها راه برگشت آنزیم ATPساز است. عبور پروتون از این آنزیم انرژی لازم برای تولید ATP انبوه را فراهم می‌کند.

🧪

تخمیر (Fermentation)

در نبود اکسیژن، زنجیره انتقال الکترون کار نمی‌کند. برای اینکه قندکافت ادامه یابد، باید NAD+ بازسازی شود. این کار با تخمیر انجام می‌شود.

تخمیر الکلی

محصول: اتانول + $CO_2$.
کاربرد: ورآمدن خمیر نان (توسط مخمر).
پیرووات ابتدا $CO_2$ از دست می‌دهد و به اتانال تبدیل می‌شود، سپس اتانول تولید می‌شود.

تخمیر لاکتیکی

محصول: لاکتات (اسید لاکتیک).
محل وقوع: ماهیچه‌ها (در فعالیت شدید) و برخی باکتری‌ها (تولید خیارشور/ماست).
تجمع لاکتات در ماهیچه باعث درد و خستگی می‌شود.

⚠️

[span_0](start_span)

سلامت، سموم و پاداکسنده‌ها [cite: 298-304]

رادیکال‌های آزاد و پاداکسنده‌ها

رادیکال آزاد: گاهی در تنفس هوازی، اکسیژن به طور کامل احیا نمی‌شود و رادیکال آزاد تولید می‌شود (دارای الکترون جفت نشده). بسیار واکنش‌پذیر و مخرب برای بافت‌ها و DNA راکیزه است.

پاداکسنده (آنتی‌اکسیدان): موادی در میوه و سبزیجات (مثل کاروتنوئیدها) که رادیکال‌های آزاد را خنثی می‌کنند.

الکل: باعث افزایش تولید رادیکال‌های آزاد و تخریب کبد (نکروز) می‌شود.

[cite_start]

سموم مهارکننده[span_0](end_span)

سیانید: واکنش نهایی انتقال الکترون به اکسیژن را مهار و باعث توقف تولید ATP و مرگ می‌شود.
مونوکسید کربن: مانع انتقال الکترون به اکسیژن می‌شود.

از انرژی به ماده زیست 12

آذر 16, 1404

توسط amir abbas Emadi زیست 12

زیست دوازدهم – فصل ۶: از انرژی به ماده

از انرژی به ماده

فصل ششم زیست‌شناسی دوازدهم (فتوسنتز و سازگاری‌ها)

نمای کلی فصل

فتوسنتز
- مراحل
  - وابسته به نور (تیلاکوئید)
  - چرخه کالوین (بستره)
- انواع گیاهان
  - C3 (معمولی)
  - C4 (ذرت)
  - CAM (آناناس)
- سایرین
  - باکتری گوگردی
  - شیمیوسنتز

⚡

واکنش‌های وابسته به نور (تیلاکوئیدی)

این واکنش‌ها در غشای تیلاکوئید انجام می‌شوند و هدف آن‌ها تولید ATP و NADPH برای چرخه کالوین است.

فتوسیستم‌ها (سامانه‌های نوری)

                    آنتن گیرنده نور: شامل رنگیزه‌ها (کلروفیل و کاروتنوئید) و پروتئین. انرژی نور را گرفته و به مرکز واکنش می‌دهند.
مرکز واکنش: شامل کلروفیل a در بستر پروتئینی.
فتوسیستم ۲ (PSII): دارای کلروفیل P680.
فتوسیستم ۱ (PSI): دارای کلروفیل P700.

                

زنجیره انتقال الکترون

نور به PSII می‌تابد و الکترون برانگیخته می‌شود.
تجزیه نوری آب: آب تجزیه شده و الکترون (جبران کمبود PSII)، پروتون ($H^+$) و اکسیژن تولید می‌کند.
الکترون در زنجیره انتقال جابه‌جا شده و انرژی آن صرف پمپ کردن پروتون از بستره به داخل تیلاکوئید می‌شود.
الکترون به PSI می‌رسد و دوباره با نور برانگیخته می‌شود تا در نهایت NADPH تولید شود.

ساخته شدن نوری ATP:

تراکم پروتون ($H^+$) در فضای درون تیلاکوئید زیاد می‌شود (ناشی از تجزیه آب و پمپ کردن). پروتون‌ها فقط از طریق آنزیم ATPساز می‌توانند به بستره برگردند. عبور آن‌ها باعث ساخت ATP می‌شود.

🔄

چرخه کالوین (مستقل از نور)

در بستره (استروما) کلروپلاست انجام می‌شود و هدف آن تثبیت کربن و ساخت قند است.

۱. تثبیت کربن

مولکول $CO_2$ توسط آنزیم روبیسکو به قند ۵ کربنی (ریبولوز بیس‌فسفات) متصل می‌شود. مولکول ۶ کربنی ناپایدار ایجاد شده و سریعاً به دو مولکول ۳ کربنی (اسید) تجزیه می‌شود.

۲. احیا و ساخت قند

با مصرف ATP و NADPH (حاصل از مرحله نوری)، اسیدها به قندهای ۳ کربنی تبدیل می‌شوند. بخشی از این قندها برای ساخت گلوکز خارج می‌شوند.

۳. بازسازی

باقی‌مانده قندهای ۳ کربنی با مصرف انرژی، دوباره ریبولوز بیس‌فسفات را می‌سازند تا چرخه ادامه یابد.

تنفس نوری (Photorespiration):

در گرما و نور زیاد، روزنه‌ها بسته می‌شوند ⬅ $CO_2$ کم و $O_2$ زیاد می‌شود. آنزیم روبیسکو به جای دی‌اکسید کربن، با اکسیژن واکنش می‌دهد. این فرآیند ATP مصرف می‌کند اما قند نمی‌سازد (مضر است).

🌵

سازگاری با محیط (گیاهان C4 و CAM)

برای غلبه بر تنفس نوری در محیط‌های گرم و خشک، گیاهان مکانیسم‌های ویژه‌ای دارند:

ویژگی	گیاهان C3 (معمولی)	گیاهان C4 (ذرت/نیشکر)	گیاهان CAM (آناناس)
تثبیت کربن	یک مرحله (کالوین)	دو مرحله (مقدماتی + کالوین)	دو مرحله (شب + روز)
مکان	سلول میانبرگ	جدایی مکانی: میانبرگ + غلاف آوندی	هر دو در سلول میانبرگ
زمان	روز	روز	جدایی زمانی: شب (تثبیت اولیه) + روز (کالوین)
تنفس نوری	دارند	به ندرت (غلبه کرده‌اند)	دارند (اما کمتر)
وضعیت روزنه	روز باز	روز نیمه‌باز	شب باز (برای حفظ آب)

🦠

سایر جانداران فتوسنتزکننده و شیمیوسنتز

سیانوباکتری‌ها

باکتری‌های فتوسنتزکننده اکسیژن‌زا. دارای کلروفیل a هستند (مثل گیاهان).

باکتری‌های گوگردی

فتوسنتز می‌کنند اما اکسیژن تولید نمی‌کنند! منبع الکترون آن‌ها به جای آب، H2S است (تولید گوگرد). دارای باکتریوکلروفیل هستند.

شیمیوسنتز (Chemosynthesis)

برخی باکتری‌ها در اعماق اقیانوس (جایی که نور نیست) زندگی می‌کنند. آن‌ها انرژی لازم برای ساخت ماده آلی از $CO_2$ را از اکسایش مواد معدنی (مانند آمونیوم یا هیدروژن سولفید) به دست می‌آورند.

مثال: باکتری‌های نیترات‌ساز (آمونیوم ⬅ نیترات).

رفتارهای جانوران زیست 12

آذر 16, 1404

توسط amir abbas Emadi زیست 12

زیست دوازدهم – فصل ۸: رفتارهای جانوری

رفتارهای جانوری

فصل هشتم زیست‌شناسی دوازدهم (یادگیری و بقا)

نمای کلی فصل

رفتارشناسی
- یادگیری
  - عادی شدن
  - شرطی شدن
  - حل مسئله
- اجتماعی
  - زندگی گروهی
  - دگرخواهی
- بقا
  - غذایابی بهینه
  - مهاجرت/خواب

🧠

رفتارهای یادگیری

یادگیری تغییر نسبتاً پایدار در رفتار است که در اثر تجربه ایجاد می‌شود.

۱. عادی شدن (Habituation)

کاهش پاسخ به یک محرک تکراری که سود یا زیانی ندارد.

هدف: جلوگیری از هدر رفتن انرژی.
مثال: بی اعتنایی پرندگان به مترسک، عدم پاسخ شقایق دریایی به امواج.

۲. شرطی شدن کلاسیک

همراهی یک محرک بی‌اثر با یک محرک طبیعی.

آزمایش پاولوف: صدای زنگ (بی‌اثر) + غذا (طبیعی) ⬅ ترشح بزاق با صدای زنگ (پاسخ شرطی).

۳. شرطی شدن فعال (آزمون و خطا)

ارتباط بین رفتار جانور با پاداش یا تنبیه (نتیجه عمل).

آزمایش اسکینر: موش با فشار اهرم غذا دریافت می‌کند.
مثال: پرنده‌ای که پروانه سمی (مونارک) را نمی‌خورد.

۴. حل مسئله

پیچیده‌ترین نوع یادگیری. استفاده از تجربیات گذشته برای حل موقعیت جدید.

مثال: شمپانزه با روی هم گذاشتن جعبه‌ها به موزهای سقف می‌رسد.
کلاغ با کشیدن نخ، گوشت را بالا می‌کشد.

۵. نقش‌پذیری (Imprinting)

یادگیری محدود به یک دوره زمانی مشخص (دوره حساس). معمولاً پیوند مادر و نوزاد.

مثال: جوجه غازها دنبال اولین جسم متحرک (لورنز) راه می‌افتند.
کاربرد: حفظ گونه‌های در خطر انقراض (نگهداری جوجه‌ها با لباس شبیه پرنده مادر).

🤝

رفتارهای اجتماعی و دگرخواهی

زندگی گروهی

مزایا: احتمال شکار شدن کمتر (نگهبانی)، دسترسی بهتر به منابع غذایی، شکار موفق‌تر.

دگرخواهی (Altruism)

رفتاری که هزینه آن برای فرد انجام دهنده است، اما سود آن به فرد گیرنده می‌رسد.

نوع رفتار	مثال	علت تکاملی
پرورش زاده‌های ملکه	زنبورهای کارگر	انتخاب خویشاوندی (اشتراک ژنی)
نگهبانی دادن	دم‌عصایی (Meerkat)	حفظ بقای خویشاوندان (فریاد زدن با دیدن شکارچی)
یاریگری در لانه	پرندگان جوان	کسب تجربه برای آینده یا تصاحب قلمرو والدین
اشتراک غذا	خفاش خون‌آشام	جبران کمک در آینده (دگرخواهی متقابل)

🐝

ارتباط و تولیدمثل

ارتباط در زنبور عسل

زنبور یابنده با انجام رقص (حرکات ویژه) اطلاعات غذا را منتقل می‌کند:

طول مدت حرکات ⬅ فاصله غذا.
زاویه رقص ⬅ جهت غذا نسبت به خورشید.
بویایی ⬅ محل دقیق غذا.

فرومون‌ها

مواد شیمیایی برای ارتباط با افراد هم‌گونه.

مارها (جفت‌یابی).
مورچه‌ها (مسیر غذا).
گربه‌ها (تعیین قلمرو).

رفتارهای تولیدمثلی

                    انتخاب جفت: معمولاً ماده‌ها انتخاب می‌کنند (چون هزینه تولیدمثل آن‌ها بیشتر است).
جیرجیرک: نر کیسه اسپرم و مواد مغذی به ماده می‌دهد. ماده، نری را انتخاب می‌کند که بزرگتر باشد (نشانه مواد مغذی بیشتر).
نظام جفت‌گیری:
                            تک‌همسری: مشارکت نر و ماده در پرورش (پرندگان).
چندهمسری: نر فقط در تولیدمثل نقش دارد (پستانداران).

🌡️

بقا و انرژی

غذایابی بهینه (Optimal Foraging)

انتخاب طبیعی رفتاری را برمی‌گزیند که بیشترین انرژی خالص را داشته باشد (سود – هزینه = بیشترین).

مثال خرچنگ ساحلی: صدف‌های اندازه متوسط را ترجیح می‌دهد.
چرا؟ صدف بزرگ انرژی زیادی برای شکستن می‌خواهد (هزینه بالا). صدف کوچک انرژی کمی دارد. متوسط بهترین بازدهی را دارد.

پاسخ به تغییرات محیط

خواب زمستانی

کاهش فعالیت و دمای بدن در زمستان.

تکیه بر چربی ذخیره شده.

رکود تابستانی

کاهش فعالیت در گرمای شدید و خشکی.

برای حفظ آب و انرژی.

قلمروخواهی: دفاع از محدوده‌ای خاص برای استفاده اختصاصی از منابع (غذا، جفت، پناهگاه).

زیست فناوری زیست 12

آذر 16, 1404

توسط amir abbas Emadi زیست 12

زیست دوازدهم – فصل ۷: زیست‌فناوری

زیست‌فناوری

فصل هفتم زیست‌شناسی دوازدهم (مهندسی ژنتیک و پروتئین)

نمای کلی فصل

زیست‌فناوری
- مهندسی ژنتیک
  - آنزیم برش‌دهنده
  - ناقل (دیسک)
  - کلون شدن
- پروتئین
  - آمیلاز (صنعت)
  - اینترفرون (دارو)
- کاربردها
  - انسولین
  - واکسن
  - ژن‌درمانی

🧬

مهندسی ژنتیک

فرایند دستکاری در ژن‌های یک جاندار با هدف تولید ژن یا پروتئین خاص به مقدار انبوه.

ابزارها و مواد اصلی

۱. آنزیم برش‌دهنده (EcoR1)

این آنزیم DNA را در توالی خاصی (جایگاه تشخیص) برش می‌دهد.

جایگاه تشخیص: ۶ جفت نوکلئوتید دارد.
عملکرد: شکستن پیوند فسفودی‌استر و هیدروژنی.
نتیجه: ایجاد انتهای چسبنده برای اتصال.

۲. ناقل (Vector/دیسک)

وسیله‌ای برای انتقال ژن مورد نظر به باکتری.

معمولاً از پلازمید (دیسک) استفاده می‌شود.
مستقل از کروموزوم اصلی باکتری تکثیر می‌شود.
باید یک جایگاه برش برای آنزیم داشته باشد.

۳. آنزیم لیگاز

دو قطعه DNA (ژن خارجی و ناقل) را به هم متصل می‌کند (تشکیل پیوند فسفودی‌استر).

                    مراحل کلیدی مهندسی ژنتیک:
                    برش: برش دادن ژن خارجی و پلازمید با یک نوع آنزیم (EcoR1) برای ایجاد انتهای مکمل.
اتصال: اتصال ژن به پلازمید با آنزیم لیگاز ⬅ تشکیل دنای نوترکیب.
انتقال: ورود دنای نوترکیب به باکتری (با شوک الکتریکی یا حرارتی).
غربالگری: جدا کردن باکتری‌های تراژنی (دارای ژن) با استفاده از پادزیست (آنتی‌بیوتیک).

                

مقایسه عملکرد آنزیم‌ها

نام آنزیم	پیوند فسفودی‌استر	پیوند هیدروژنی
هلیکاز	نمی‌شکند	می‌شکند
EcoR1	می‌شکند	می‌شکند
لیگاز	می‌سازد	نمی‌سازد (مستقیم)
دنابسپاراز	می‌سازد	می‌سازد

🧱

مهندسی پروتئین

تغییر در توالی آمینواسیدها برای بهبود عملکرد و پایداری پروتئین‌ها.

۱. آمیلاز (صنعت)

کاربرد: تجزیه نشاسته در صنایع غذایی و نساجی.

مشکل: آنزیم طبیعی در دمای بالای صنعت تخریب می‌شود.
اصلاح: تولید آمیلاز مقاوم به گرما.
فایده: کاهش زمان واکنش و کاهش هزینه (عدم نیاز به خنک‌سازی).

۲. اینترفرون (دارو)

کاربرد: درمان بیماری‌های ویروسی و سرطان.

مشکل: اینترفرون ساخته شده در باکتری فعالیت کمی دارد.
اصلاح: تغییر یک آمینواسید برای افزایش پایداری.
نتیجه: افزایش عمر قفسه‌ای (ماندگاری) دارو.

۳. پلاسمین (درمان)

کاربرد: حل کردن لخته خون.

مشکل: مدت اثر کوتاه در پلاسما.
اصلاح: جانشینی آمینواسید برای افزایش مدت اثر دارو.

💉

کاربرد در پزشکی (ساخت انسولین)

در گذشته از انسولین گاو استفاده می‌شد که مشکلاتی داشت، اما اکنون با مهندسی ژنتیک تولید می‌شود.

                    ساختار انسولین:
                    انسولین فعال: شامل دو زنجیره کوتاه (A و B) است که با پیوند دی‌سولفیدی به هم متصل‌اند.
پیش‌انسولین (در بدن): یک زنجیره بلند است که شامل A، B و یک زنجیره رابط (C) است. با حذف زنجیره C فعال می‌شود.

                

روش ساخت در باکتری:

چون باکتری نمی‌تواند پیش‌هورمون را پردازش کند (نمی‌تواند زنجیره C را حذف کند)، دانشمندان روش زیر را ابداع کردند:

ژن زنجیره A و ژن زنجیره B را به صورت جداگانه وارد دو باکتری می‌کنند.
باکتری‌ها زنجیره‌های A و B را می‌سازند.
زنجیره‌ها استخراج شده و در آزمایشگاه با ایجاد پیوند به هم متصل می‌شوند تا انسولین فعال ساخته شود.

واکسن‌های نوترکیب

ژن مربوط به آنتی‌ژن سطحی عامل بیماری (نه خود میکروب) به یک باکتری یا ویروس بی‌خطر منتقل می‌شود. مثال بارز: واکسن هپاتیت B.

💊

ژن‌درمانی

قرار دادن نسخه سالم یک ژن در سلول‌های فردی که نسخه ناقص دارد.

اولین ژن‌درمانی موفق (۱۹۹۰)

برای دختربچه‌ای با نقص ایمنی شدید (SCID) که توانایی ساخت یک آنزیم مهم را نداشت.

مرحله ۱: استخراج گلبول‌های سفید (لنفوسیت‌ها) از بدن بیمار.
مرحله ۲: کشت سلول‌ها و انتقال ژن سالم به آن‌ها در محیط خارج از بدن.
مرحله ۳: بازگرداندن سلول‌های مهندسی شده به بدن بیمار.

نکته: چون لنفوسیت‌ها عمر محدودی دارند و می‌میرند، این درمان دائمی نیست و باید متناوب تکرار شود.

📜

تاریخچه زیست‌فناوری

دوره	ویژگی‌ها	محصولات
سنتی	استفاده از تخمیر بدون شناخت دقیق موجودات زنده.	نان، سرکه، محصولات لبنی، شراب.
کلاسیک	استفاده از میکروارگانیسم‌ها و آنزیم‌های آن‌ها در صنعت.	آنتی‌بیوتیک‌ها، آنزیم‌های صنعتی.
نوین	انتقال ژن و دستکاری ژنتیکی (مهندسی ژنتیک).	انسولین نوترکیب، حیوانات تراژنی، ژن‌درمانی.

                    حیوانات تراژنی: حیواناتی که ژن‌های خارجی دریافت کرده‌اند. از آن‌ها به عنوان مدل برای مطالعه بیماری‌های انسانی مثل آلزایمر و ام‌اس استفاده می‌شود.
                

سوالات تشریحی زیست 3

آذر 16, 1404

توسط amir abbas Emadi زیست 12

بانک سوالات زیست دوازدهم (جامع)

🧬

زیست شناسی دوازدهم

مرور کامل خط به خط جزوه (۸۵ سوال تشریحی)

✅ شامل تمام آزمایش‌ها (گریفیت، ایوری، مزلسون)
✅ تمامی چرخه‌ها (کربس، کالوین، لیتیک)
✅ نکات ریز مهندسی ژنتیک و رفتارشناسی

دنیای زنده زیست 10

آذر 16, 1404

توسط amir abbas Emadi زیست 10

زیست دهم – فصل ۱: دنیای زنده

دنیای زنده

فصل اول زیست‌شناسی دهم (مبانی حیات و زیست‌شناسی نوین)

نمای کلی فصل

دنیای زنده
- زیست‌شناسی
  - نوین
  - کاربردها
- حیات
  - ویژگی‌ها
  - سازمان‌یا
- سلولی
  - مولکول‌ها
  - اندامک‌ها
  - بافت‌ها

📚

زیست‌شناسی چیست؟

شاخه‌ای از علوم تجربی که به بررسی علمی جانداران و فرایندهای زیستی می‌پردازد. فقط پدیده‌های طبیعی و قابل مشاهده را بررسی می‌کند.

[span_0](start_span)

ویژگی‌های زیست‌شناسی نوین [cite: 902-908]

۱. کل‌نگری

پیکر جانداران یک سامانه بزرگ است که اجزای آن با هم در ارتباط‌اند. کل سامانه چیزی بیشتر از مجموع اجزای آن است.

۲. نگرش بین‌رشته‌ای

استفاده از اطلاعات رشته‌های دیگر (شیمی، فیزیک، ریاضی، مهندسی) برای شناخت بهتر.

۳. فناوری‌های نوین

فناوری اطلاعات (محاسبات سریع) و مهندسی ژنتیک (انتقال ژن و صفت بین جانداران).

۴. اخلاق زیستی

رعایت محرمانگی اطلاعات ژنی/پزشکی و حقوق جانوران. (سوءاستفاده: سلاح بیولوژیک).

                    کاربردهای زیست‌شناسی در خدمت انسان:
                    تأمین غذای سالم: شناخت گیاهان و افزایش محصول.
حفاظت از بوم‌سازگان: ترمیم جنگل‌ها و خدمات پایدار.
انرژی تجدیدپذیر: تولید سوخت زیستی (مثل گازوئیل زیستی از دانه‌های روغنی).
سلامت و پزشکی شخصی: طراحی دارو و درمان خاص هر فرد بر اساس DNA.

                

🌱

گستره حیات

[cite_start]

ویژگی‌های مشترک جانداران [cite: 931-933]

نظم و ترتیب: سازمان‌یافتگی دارند.
هم‌ایستایی (هومئوستازی): حفظ وضعیت درونی در محدوده ثابت.
رشد و نمو: بزرگ شدن (رشد) و عبور از مراحل (نمو).
فرایند جذب انرژی: دریافت انرژی و استفاده از آن (متابولیسم).
پاسخ به محیط: واکنش به محرک‌ها.
تولید مثل: بقای نسل.
سازش با محیط: ماندگاری در محیط (تکامل).

[cite_start]

سطوح سازمان‌یابی حیات [cite: 922-930]

از کوچک به بزرگ:

یاخته ⬅ بافت ⬅ اندام ⬅ دستگاه ⬅ جاندار ⬅ جمعیت ⬅ اجتماع ⬅ بوم‌سازگان ⬅ زیست‌بوم ⬅ زیست‌کره

نکته: باکتری‌ها فقط سطح یاخته را دارند (فاقد بافت و اندام).

🧪

مولکول‌های زیستی

مولکول‌هایی که فقط در دنیای زنده ساخته می‌شوند.

۱. کربوهیدرات‌ها

مونوساکارید: گلوکز، فروکتوز (6 کربنه)، ریبوز (5 کربنه).
دی‌ساکارید: ساکارز (گلوکز+فروکتوز)، لاکتوز (قند شیر).
پلی‌ساکارید: نشاسته (ذخیره گیاهی)، گلیکوژن (ذخیره جانوری)، سلولز (دیواره گیاه).

۲. لیپیدها

تری‌گلیسیرید: 1 گلیسرول + 3 اسید چرب (ذخیره انرژی).
فسفولیپید: 1 گلیسرول + 2 اسید چرب + 1 فسفات (غشای سلول).
کلسترول: در غشای جانوری و هورمون‌ها.

۳. پروتئین‌ها

پلیمرهایی از آمینواسیدها. اعمال: انقباض (ماهیچه)، انتقال (هموگلوبین)، آنزیمی (کاتالیزگر)، ایمنی (پادتن).

۴. نوکلئیک اسیدها

ذخیره و انتقال اطلاعات وراثتی. شامل DNA و RNA.

🔬

یاخته و اندامک‌ها

یاخته واحد ساختار و عملکرد است. اجزای اصلی: غشا، سیتوپلاسم، هسته.

ورود و خروج مواد

انتشار ساده: در جهت شیب غلظت، بدون انرژی (O2, CO2).
انتشار تسهیل‌شده: در جهت شیب، با کانال پروتئینی، بدون انرژی.
اسمز: انتشار آب از غشا (از فشار اسمزی کم به زیاد).
انتقال فعال: خلاف شیب غلظت، با پمپ پروتئینی، با مصرف انرژی (ATP).
درون‌بری/برون‌رانی: برای ذرات درشت، با تشکیل وزیکول، با مصرف انرژی.

[cite_start]

اندامک‌های جانوری[span_0](end_span)

اندامک	وظیفه
ریبوزوم	پروتئین‌سازی (بدون غشا)
شبکه آندوپلاسمی زبر	ساخت پروتئین و غشا
شبکه آندوپلاسمی صاف	ساخت لیپید و سم‌زدایی
دستگاه گلژی	بسته‌بندی و ترشح مواد
میتوکندری (راکیزه)	تأمین انرژی (تنفس سلولی)
لیزوزوم (کافنده‌تن)	گوارش و تجزیه مواد
سانتریول (میانک)	تقسیم سلولی

🧱

بافت‌های بدن انسان

۱. بافت پوششی

پوشاندن سطح و حفرات بدن. فضای بین‌یاخته‌ای اندک. زیر آن غشای پایه است.

انواع: سنگفرشی (مویرگ/کیسه هوایی)، مکعبی (کلیه)، استوانه‌ای (روده).

۲. بافت پیوندی

اتصال و پشتیبانی. شامل سلول‌ها، رشته‌ها (کلاژن/کشسان) و ماده زمینه‌ای.

سست: پشتیبان پوششی.
متراکم: مقاومت زیاد (زردپی/رباط).
چربی: عایق و ضربه‌گیر.
خون، استخوان، غضروف.

۳. بافت ماهیچه‌ای

اسکلتی: مخطط، ارادی، چند هسته‌ای.
قلبی: مخطط، غیرارادی، منشعب (صفحه بینابینی).
صاف: غیرمخطط، غیرارادی، تک هسته‌ای (لوله گوارش).

۴. بافت عصبی

نورون‌ها (انتقال پیام) و سلول‌های پشتیبان (تغذیه و حفاظت).

گوارش و جذب مواد زیست 10

آذر 16, 1404

توسط amir abbas Emadi زیست 10

زیست دهم – فصل ۲: گوارش و جذب مواد

گوارش و جذب مواد

فصل دوم زیست‌شناسی دهم (ساختار لوله گوارش و تنوع گوارش)

نمای کلی فصل

دستگاه گوارش
- ساختار
  - لوله‌گوارش
  - اندام‌های مرتبط
- فرآیند
  - گوارش
  - جذب
  - دفع
- تنوع
  - حفره گوارشی
  - لوله گوارشی

🧱

[cite_start]

ساختار و حرکات لوله گوارش [cite: 452-469]

لوله گوارش از دهان تا مخرج ادامه دارد و شامل دهان، حلق، مری، معده، روده باریک، روده بزرگ و راست‌روده است. بنداره‌ها (اسفنکتر) در تنظیم عبور مواد نقش دارند.

لایه‌های دیواره لوله (از خارج به داخل)

۱. لایه بیرونی

بخشی از صفاق (پرده حفره شکمی). بافت پیوندی سست دارد.

۲. لایه ماهیچه‌ای

شامل ماهیچه‌های صاف حلقوی (داخل) و طولی (خارج). در معده لایه مورب هم دارد.

استثنا: دهان، حلق، ابتدای مری و بنداره خارجی مخرج، ماهیچه مخطط دارند.

۳. زیرمخاط

بافت پیوندی سست با رگ‌های خونی و لنفی و شبکه عصبی. باعث لغزش مخاط روی ماهیچه می‌شود.

۴. مخاط

بافت پوششی با بافت پیوندی زیرین. وظیفه جذب و ترشح.

                    حرکات لوله گوارش:
                    حرکات کرمی: حلقه انقباضی که غذا را به جلو می‌راند. اگر به بنداره برخورد کند، نقش مخلوط‌کنندگی دارد.
حرکات قطعه‌قطعه‌کننده: انقباض‌های یک در میان برای خرد کردن و مخلوط کردن غذا با شیره‌ها.

                

🥣

[cite_start]

گوارش غذا [cite: 470-516]

۱. دهان (گوارش مکانیکی و شیمیایی)

بزاق: شامل آب، یون‌ها، آمیلاز (گوارش نشاسته)، لیزوزیم (ضد باکتری) و موسین (ماده مخاطی) است.
بلع: با فشار زبان توده غذا به حلق می‌رود. زبان کوچک راه بینی و اپی‌گلوت راه نای را می‌بندد.

۲. معده (کیموس)

معده کیسه‌ای چین‌خورد است. غذا با شیره معده مخلوط شده و کیموس ایجاد می‌شود.

یاخته‌های غده معده

یاخته اصلی: ترشح آنزیم‌های پپسینوژن (پیش‌ساز پروتئاز) و لیپاز.
یاخته کناری: ترشح اسید کلریدریک (HCl) و فاکتور داخلی (جذب ویتامین B12).
یاخته پوششی: ترشح ماده مخاطی و بی‌کربنات (حفاظت از دیواره در برابر اسید).

پپسین

پپسینوژن با اثر HCl به پپسین فعال تبدیل می‌شود. پپسین پروتئین‌ها را به قطعات کوچک‌تر تجزیه می‌کند.

برگشت اسید (رفلاکس): اگر بنداره انتهای مری شل باشد، اسید به مری برمی‌گردد و آسیب می‌زند.

۳. روده باریک (گوارش نهایی)

کیموس وارد دوازدهه می‌شود. سه شیره به آن اضافه می‌شود:

شیره	منشا	محتویات و نقش
صفرا	کبد (ذخیره در کیسه صفرا)	بدون آنزیم. دارای نمک صفراوی (ریز کردن چربی) و بی‌کربنات.
شیره پانکراس	لوزالمعده	قوی‌ترین آنزیم‌ها (پروتئاز، لیپاز، آمیلاز) و مقدار زیادی بی‌کربنات (خنثی کردن اسید معده).
شیره روده	روده باریک	آب، یون، موسین و آنزیم (ساکاراز، مالتاز و…).

🧽

[cite_start]

جذب مواد [cite: 517-536]

جذب اصلی در روده باریک انجام می‌شود. سطح جذب با چین‌خوردگی، پرز و ریزپرز بسیار افزایش یافته است.

جذب مویرگی (خونی)

مولکول‌های محلول در آب (قندها، آمینواسیدها، ویتامین‌های B و C) وارد مویرگ خونی پرز می‌شوند.

مسیر: مویرگ ⬅ سیاهرگ باب ⬅ کبد (ذخیره آهن/ویتامین) ⬅ قلب.

جذب لنفی

مولکول‌های چربی (اسید چرب، گلیسرول، ویتامین‌های A,D,E,K) وارد مویرگ لنفی می‌شوند.

مسیر: لنف ⬅ سیاهرگ‌های زیرترقوه‌ای ⬅ قلب (کبد را دور می‌زنند).

روده بزرگ و دفع:

روده بزرگ پرز ندارد. وظیفه آن جذب آب و یون‌ها و تشکیل مدفوع است. باکتری‌های همزیست (مثل E.coli) در آنجا ویتامین B و K می‌سازند. گاز متان هم تولید می‌کنند.

⚙️

[cite_start]

تنظیم دستگاه گوارش [cite: 537-550]

۱. تنظیم عصبی (خودمختار)

پاراسمپاتیک: فعالیت گوارش را افزایش می‌دهد (ترشح و حرکات زیاد می‌شود).
سمپاتیک: فعالیت گوارش را کاهش می‌دهد (در استرس).
شبکه عصبی روده‌ای: در دیواره لوله گوارش است و می‌تواند مستقل عمل کند (مغز دوم).

۲. تنظیم هورمونی

هورمون	منشا	اثر
گاسترین	معده	افزایش ترشح اسید (HCl) و پپسینوژن.
سکرتین	دوازدهه	اثر بر پانکراس ⬅ افزایش ترشح بی‌کربنات (برای خنثی کردن اسید).

وزن مناسب (BMI):

شاخص توده بدنی = جرم (kg) تقسیم بر مجذور قد (m). عدد ۱۹ تا ۲۵ نرمال است. بیشتر از ۳۰ چاقی محسوب می‌شود.

🐾

[cite_start]

تنوع گوارش در جانوران [cite: 558-589]

واکوئول گوارشی

در تک‌یاخته‌ای‌ها (مثل پارامسی). گوارش درون‌یاخته‌ای است. کافنده‌تن به واکوئول غذایی متصل می‌شود.

حفره گوارشی

در کیسه‌تنان (هیدر). فقط یک سوراخ (دهان/مخرج) دارد. گوارش ابتدا برون‌یاخته‌ای (توسط آنزیم) و سپس درون‌یاخته‌ای است.

لوله گوارش

جهت حرکت یک‌طرفه (دهان به مخرج). گوارش کاملاً برون‌یاخته‌ای است.

گوارش در جانوران خاص

ملخ: دهان ⬅ مری ⬅ چینه‌دان (ذخیره و نرم کردن) ⬅ پیش‌معده (خرد کردن) ⬅ معده (جذب) ⬅ روده.
پرنده دانه‌خوار: چینه‌دان ⬅ معده ⬅ سنگ‌دان (آسیاب کردن با سنگ‌ریزه) ⬅ روده.
نشخوارکنندگان (گاو): معده ۴ قسمتی.
۱. سیرابی: گوارش میکروبی سلولز (بزرگترین بخش).
۲. نگاری.
۳. هزارلا (جذب آب).
۴. شیردان: معده واقعی (گوارش آنزیمی).

تبادلات گازی زیست 10

آذر 16, 1404

توسط amir abbas Emadi زیست 10

زیست دهم – فصل ۳: تبادلات گازی

تبادلات گازی

فصل سوم زیست‌شناسی دهم (ساختار دستگاه تنفس و تهویه)

نمای کلی فصل

دستگاه تنفس
- ساختار
  - بخش هادی
  - بخش مبادله‌ای
- عملکرد
  - دم و بازدم
  - تبادل گاز
  - انتقال خون
- تنوع
  - نایدیسی
  - آبششی
  - ششی

🫁

ساختار دستگاه تنفس

دستگاه تنفس شامل دو بخش اصلی است: بخش هادی (هدایت هوا) و بخش مبادله‌ای (تبادل گاز).

۱. بخش هادی (از بینی تا نایژک انتهایی)

                    وظایف: هدایت هوا، پاک‌سازی (مو و مژک)، گرم کردن (رگ‌های خونی)، مرطوب کردن (مخاط).
                

بینی و حلق

بینی: پوست نازک و مو (ابتدای بینی)، مخاط مژک‌دار (ادامه).
حلق: گذرگاه مشترک هوا و غذا.

حنجره و نای

حنجره: در ابتدای نای. دارای تارهای صوتی. اپی‌گلوت روی آن را می‌پوشاند.
نای: دارای حلقه‌های غضروفی C شکل (دهانه باز به سمت مری) برای باز نگه داشتن مجرا.

نایژه و نایژک

نای به دو نایژه اصلی تقسیم می‌شود. با انشعاب بیشتر، غضروف کم می‌شود.

نایژک: فاقد غضروف است. می‌تواند تنگ و گشاد شود (تنظیم هوا). آخرین بخش هادی، نایژک انتهایی است.

۲. بخش مبادله‌ای (از نایژک مبادله‌ای تا حبابک)

شامل نایژک مبادله‌ای، کیسه‌های حبابکی و حبابک‌هاست. مخاط مژک‌دار در اینجا پایان می‌یابد.

ساختار حبابک (Alveoli)

سلول نوع اول: سنگفرشی، فراوان، محل تبادل گاز.
سلول نوع دوم: مکعبی، ترشح سورفاکتانت (عامل سطح فعال) برای کاهش کشش سطحی و باز شدن آسان حبابک.
ماکروفاژ (درشت‌خوار): بیگانه‌خواری گرد و غبار و میکروب‌ها.

🌬️

تهویه ششی (مکانیسم تنفس)

۱. شش‌ها و پرده جنب

شش‌ها خاصیت کشسانی دارند. پرده جنب دو لایه است (متصل به شش و قفسه سینه) و مایع جنب بین آن‌ها لغزندگی ایجاد می‌کند.

دم (Inhalation)

افزایش حجم قفسه سینه ⬅ کاهش فشار شش ⬅ ورود هوا.

انقباض دیافراگم (مسطح می‌شود).
انقباض بین‌دنده‌ای خارجی (دنده‌ها به بالا و جلو).

بازدم (Exhalation)

کاهش حجم قفسه سینه ⬅ افزایش فشار شش ⬅ خروج هوا.

استراحت ماهیچه‌ها + خاصیت کشسانی شش (در بازدم عادی).
انقباض بین‌دنده‌ای داخلی و شکمی (در بازدم عمیق).

حجم‌های تنفسی (اسپیروگرام)

حجم	تعریف	مقدار تقریبی
جاری	هوای دمی یا بازدمی در تنفس عادی	۵۰۰ میلی‌لیتر
ذخیره دمی	هوای اضافی که با دم عمیق وارد می‌شود	۳۰۰۰ میلی‌لیتر
ذخیره بازدمی	هوای اضافی که با بازدم عمیق خارج می‌شود	۱۳۰۰ میلی‌لیتر
باقی‌مانده	هوایی که هرگز از شش خارج نمی‌شود (باز بودن حبابک)	۱۲۰۰ میلی‌لیتر

                    ظرفیت حیاتی: مقدار هوایی که پس از یک دم عمیق، با یک بازدم عمیق خارج می‌شود (جاری + ذخیره دمی + ذخیره بازدمی).
                    
هوای مرده: هوایی که در بخش هادی می‌ماند (۱۵۰ میلی‌لیتر).

🩸

انتقال گازها در خون

تبادل گازها بین حبابک و مویرگ خونی بر اساس اختلاف غلظت (انتشار) صورت می‌گیرد.

۱. انتقال اکسیژن

۹۷٪ متصل به هموگلوبین در گلبول قرمز (اکسی‌هموگلوبین).
۳٪ محلول در پلاسما.
گاز گرفتگی: کربن مونوکسید (CO) با قدرت زیاد به هموگلوبین می‌چسبد و جدا نمی‌شود (جای اکسیژن را می‌گیرد).

۲. انتقال کربن دی‌اکسید ($CO_2$)

۷۰٪ به صورت یون بی‌کربنات ($HCO_3^-$) در پلاسما.
۲۳٪ متصل به هموگلوبین (کربآمینوهموگلوبین).
۷٪ محلول در پلاسما.

نقش آنزیم کربنیک انیدراز (در گلبول قرمز):

واکنش ترکیب $CO_2$ با آب را کاتالیز می‌کند:

$CO_2 + H_2O \leftrightarrow H_2CO_3 \leftrightarrow H^+ + HCO_3^-$

یون $H^+$ به هموگلوبین می‌چسبد و $HCO_3^-$ وارد پلاسما می‌شود.

تنظیم تنفس

بصل‌النخاع: مرکز اصلی تنظیم تنفس (آهنگ پایه).
پل مغزی: تنظیم مدت زمان دم.
عوامل شیمیایی: افزایش $CO_2$ (کاهش pH) مهم‌ترین محرک برای افزایش تنفس است. اکسیژن نقش کمتری دارد.

🐾

تنوع تبادلات گازی در جانوران

تک‌یاخته‌ای و هیدر

تبادل مستقیم از سطح بدن (انتشار). تمام سلول‌ها با محیط در تماس‌اند.

تنفس نایدیسی (تراشه‌ای)

در حشرات. لوله‌های منشعب (نایدیس) هوا را مستقیماً به کنار سلول‌ها می‌برند. سیستم گردش مواد نقشی در انتقال گاز ندارد.

تنفس پوستی

در کرم خاکی و دوزیستان. پوست باید مرطوب و نازک باشد و مویرگ زیرپوستی فراوان داشته باشد.

تنفس آبششی

در ماهی‌ها و نوزاد دوزیستان. جهت حرکت خون و آب در آبشش برعکس هم است (جریان پادسو) تا کارایی جذب اکسیژن حداکثر شود.

تنفس ششی (پرندگان)

کارآمدترین سیستم. علاوه بر شش، کیسه‌های هوادار دارند. جریان هوا در شش یک‌طرفه است (هوای تازه هم در دم و هم در بازدم از شش عبور می‌کند).

پمپ فشار مثبت

در دوزیستان (قورباغه). هوا را با فشار دهان به درون شش‌ها پمپ می‌کنند (برخلاف انسان که فشار منفی و مکش است).