مواد آلی
ساختمان سلول های زنده از چهار گروه اصلی مولکول های آلی تشکیل شده است. پروتئین ها، ئیدراتهای کربن، چربیها واسیدهای نوکلئیک (هسته ای).
پروتئین ها: موادی هستند که سلول ها برای رشد ونگهداری از خود به آنها نیاز دارند این مواد از اتمهای کربن، هیدروژن، اکسیزن، نیتروزن وگوگرد تشکیل شده اند. پروتئینها مولکول های بزرگی هستند که از واحدهای کوچکتری که اسید آمینه نامیده می شوند ساخته شده اند.
گیاهان از محصولات فتوسنتز ومواد معدنی که از خاک می گیرند استفاده می کنند ومولکول های پروتئینی مورد نیاز خود را می سازند. جانوران ، گیاهان را می خورند وپروتئین های بدن آنها را به واحدهای سازنده شان یعنی اسیدهای آمینه می شکنند وسپس از این اسیدهای آمینه پروتئین های حیوانی را می سازند.
آنزیمها : مولکول های پروتئینی هستند که نقش کاتالیزور حیاتی را در بدن موجودات زنده ایفا می کنند آنزیمها سرعت انجام واکنش های شیمیایی را در بدن جانوران افزایش می دهند آنها به مولکول های اولیه می چسبند وباعث ترکیب شدن آنها با یکدیگر ویا تجزیه آنها به مولکول های ساده تری می شوند. در طی انجام واکنش چطور آنزیمها فعالیت می کنند. ساختمان آنزیم دست نخورده باقی می ماند بنابراین می تواند بارها وبارها در واکنش شرکت کنند البته عمل آنزیمها اختصاصی است وتنها در یک نوع واکنش شرکت می کنند آنزیمها به علت ساختمان خاصی که دارند در دما معینی قادر به فعالیت هستند.
ئیدراتهای کربن : مهمترین منبع انرزی هستند. آنها از اتمهای کربن، هیدروزن واکسیژن ساخته شده اند.
یکی از ساده ترین نیدراتهای کربن گلوکز است که در طی آن فرآیند فتوسنتز در گیاهان ساخته می شود. جانوران گلوکز را از گیاهان می گیرند وبوسیله تنفس سلولی از انرژی نهفته در آن استفاده می کنند جانوران وگیاهان گلوکزی را که مورد نیاز فوری آنها نیست در بدن خود ذخیره می کنند. گیاهان مولکولهای کوچک گلوکز را به هم متصل کرده، مولکول های نشاسته را می سازند.
در جانوران مولکول های گلوکز با هم ترکیب شده وگلیکوژن را تشکیل می دهند هم نشاسته وهم گلیکوژن در هنگام نیاز به انرژی می شکنند وبه مولکول های گلوکز تبدیل می شوند.
سلولز نیدرات کربن دیواره سلول های گیاهی است. پستانداران نمی توانند این ماده را در بدن خود هضم کنند، اما وجود آن برای حرکت مواد غذایی در طول لوله گوارش آنها بسیار مهم وضروری است.
چربیها : منابع غنی از انرژی هستند که پس از مصرف شدن نیدراتهای کربن سلول از آنها برای به دست آوردن انرژی استفاده می کند. پستانداران برای گرم نگه داشتن خود مقداری چربی را در زیر پوست خود ذخیره می کنند . هر مولکول چربی از اتصال سه مولکول اسید چرب به یک مولکول گلیسرول به وجو.د می آید. مولکول های اسید چرب رشته های طویلی از اتمهای کربن هستند که به مولکول های هیدروژن اتصال دارند.
اسیدهای نوکلئیک :مولکول هایی هستند که اولین بار در هسته سلول ها یافت شدند آنها شامل دو دسته اند:
اسید دزوکسی ریبونوکلیک :مولکولی است که از دو رشته طویل بهم پیچ خورده تشکیل شده است واطلاعات ژنتیکی موجودات به صورت کدهایی روی آن ذخیره شده است.
اسید ریبونوکلئیک : مولکول تک رشته ای است که از اطلاعات دزوکسی ریبونوکلئیک نسخه برداری شده واز هسته به سیتوپلاسم که محل ساخته شدن پروتئین ها از اسیدهای آمینه هستند آورده می شود.
ویتامین ها :ترکیبات آلی هستند که به مقدار بسیار کم مورد نیاز موجودات زنده هستند. ویتامینها دو دسته اند: محلول در آب ومحلول در چربی.
تنفس بی هوازی :بسیاری از سلول ها وموجودات کوچک بدون وجود اکسیژن هم قادر به تنفس وتولید انرژی هستند. به این موجودات بیهوازی وبه عمل آنها تنفس بی هوازی می گویند. تنفس بی هوازی بازده کمتری از نظر تولید انرژی دارد زیرا در این فرآیند گلوکز به طور کامل شکسته نمی شود.با توجه به اینکه تنفس بی هوازی به روش های متفاوتی انجام می شود. محصولات آن بسیار متنوع است. جانداران بیهوازی بوسیله تنفس انرژی وماده ای به نام اسید لاکتیک تولید می کنند.
در بدن انسان هنگام انجام فعالیتهای سخت بدنی ونیاز شدید ماهیچه ها به انرژی وعدم دسترسی کافی به اکسیژن این فرآیند رخ می دهد. اسید لاکتیک تا حدودی سمی است وباعث گرفتگی عضلات می شود بلافاصله بعد از فعالیت اسید لاکتیک با اکسیزن ترکیب شده ودی اکسید کربن وآب تولید می کند به این عمل باز پرداخت بدهی اکسیژن اطلاق می شود. مخمر آبجو با تنفس بیهوازی دی اکسید کربن والکل تولید می کند به این فرآیند تخمیر الکلی می گویند.
چگونه بدن با بیماریها مبارزه می کند؟
بیماری ایجاد اختلال در اعمال طبیعی بدن است. بیماریها بسیار گوناگون هستند تعدادی از آنها بوسیله موجوداتی به نام انگل که در روی موجود زنده دیگری زندگی می کنند ایجاد می شوند وتعدادی نیز بوسیله باکتری های بیماریزا تولید می شوند.
عده ای از بیماریها نیز بواسطه کمبودهای تغذیه ای نقصهای ژنتیکی، گازهای سمی وکهولت سن گریبانگیر انسانها می شوند.
موجودات بیماریزا
موجودات بیماریزا چهار گروه هستند: ویروسها، باکتریها، پروتوزه آ وقارچها.
ویروسها : رشتهای دزوکسی ریبو نوکلئوتید هستند که به وسیله پوشش پروتئینی احاطه شده اند. آنها به تنهایی نمی توانند زندگی کنند بلکه بداخل سلول ها می روند واز مواد درون آنها تغذیه کرده وتولید مثل می کنند بدین ترتیب این سلول ها بوسیله ویروسها کشته می شوند. بیماریهای سرماخوردگی وآنفلونزا بوسیله ویروسها ایجاد می شوند.
باکتریهای بیماریزا: بعضی باکتریها با تولید فرآورده های سمی باعث ایجاد بیماری می شوند. بدبختانه بدن انسان به علت داشتن مواد غذایی فراوان محیط مناسبی برای رشد وتکثیر باکتریهاست. باکتریهای مختلف بیماریهای گوناگونی ایجاد می کنند که تعدادی از آنها در زیر نشان داده شده اند.
باسیل ها : باکتریهای میله ای شکل که باعث بیماریهای مثل حصبه وسل می شوند.
کوکسی ها : باکتریهای کروی شکل که بیماریهای نظیر گلودرد وسوزناک وذات الریه را ایجاد می کند.
اسپیریل ها : باکتریهای مارپیچی که باعث بیماری سیفلیس می شوند.
ویبریو : باکتریهایی به شکل میله های خمیده که بیماری وبا بوسیله این دسته تولید می شوند.
پروتوزه آ : موجودات تک سلولی هستند که در بدن سایر موجودات زندگی می کنند. بیماری مالاریا بوسیله یکی از این تک سلولی ها ایجاد می شوند.
قارچهای بیماریزا : بیشتر قسمت های خارجی بدن را گرفتار می کنند تا قسمتهای درونی بدن آنها باعث بیماریهای پوستی مثل کچلی وبیماریهای پای دوندگان می شود.
چطور بیماریها منتشر می شوند؟
عوامل بیماریزا هنگامیکه از روی موجودی به روی موجود دیگری می روند، بیماری را نیز با خود انتقال می دهند.
ناقلین : موجوداتی هستند که بدون اینکه خود بیمار شوند بیماری را از موجودی به موجود دیگر انتقال می دهند.
تماس : بعضی از بیماریها از طریق تماس از فرد آلوده به سایر افراد منتقل می شود. بیماریهای قارچی جزء این دسته هستند. بیماریهای مهلکی مثل سیفلیس، هپاتیت از طریق تماس خونی یا جنسی انتقال می یابد.
قطرات ریز معلق در هوا : هنگامی که شخص بیمار سرفه یا عطسه می کند میکروبهای بیماریزا را به همراه ذرات ریز آب وارد محیط می کند. این ذرات ریز که حامل میکروبها هستند علاوه بر آلودگی هوا می توانند آب ومواد غذایی را نیز آلوده کرده موجب انتقال بیماریها شوند. سرماخوردگی وآنفلونزا بدین طریق منتشر می شوند.
آب وغذای آلوده : آب ومواد غذایی می توانند به وسیله تماس با ذرات حاوی میکروبها ویا مدفوع آلوده شوند. هنگامیکه آب آشامیدنی منطقه ای آلوده شود به سرعت بیماریهایی مثل وبا وحصبه در آنجا همه گیر می شود.
عوامل دفاعی بدن : پوست سد موثر در برابر عوامل بیماریزا محسوب می شود. هنگامی که پوست بریده می شود، قبل از آنکه لخته خون تشکیل شود میکروبها از محل بریدگی وارد بدن می شوند.
توجه به این مطلب اهمیت فراوان پوست را خاطرنشان می سازد. راه های تنفسی که بوسیله پوست محافظت نمی شوند از ماده لزج وچسبناکی با نام موکوس پوشیده شده اند که میکروب ها بلافاصله پس از ورود به آنها می چسبند وبا حرکات مژه ها به بیرون رانده می شوند. اسید معده میکروبهایی را که به همراه مواد غذایی یا آب وارد دستگاه گوارش شده اند از بین می رود.
اگر میکروب ها بتوانند از این سدها گذشته ووارد بدن شوند گلبول های سفید به عنوان دومین خط دفاعی بدن وارد عمل می شوند وبا میکروبها مبارزه می کنند. گلبول های سفید دو گونه هستند: پ
فاگوسیتها ولنفوسیتها .
لنفوسیتها پادتن یا آنتی بادی ترشح می کنند. پادتنها علاوه بر یاری دادن فاگوسیتها در بلع میکروبها سم باکتریها را نیز خنثی می کنند. آنتی ژن یا پادگن ذراتی از عامل بیماری زاست که باعث تحریک، ترشح پادتن می شود. لنفوسیتها در برابر هر پادگن پس از مدتی پادتن مخصوصی ترشح می کنند که تا مدتی بعد از بیماری در بدن باقی می ماند. هنگامیکه دوباره بدن با این پادگن مواجه می شود آن را بلافاصله شناسایی کرده مجددا آنتی بادی یا پادتن مخصوص آن را می سازد واز بروز دوباره بیماری جلوگیری می کند. به این پدیده ایمنی فعال می گویند.
فاگوسیتها : باکتریهایی را بلعیده آنها را به صورت واکوئل غذایی در آورده وهضم می کنند. آمیبها نیز اینگونه تغذیه می کنند.
ایمنی سازی ( ناگیرایی )
با تزریق شکل ضعیف یا کشته شده پادگن در بدن که توانایی ایجاد بیماری ندارند اما قادر به القاء ساختن پادتن بوسیله لنفوسیتها می شود می توان به طور مصنوعی ایمنی فعال ایجاد کرد. بدین ترتیب وقتی بدن دوباره با آن آنتی ژن مواجه شود بلافاصله آنتی بادی مخصوص آن را می سازد وآن را از بین می برد. به این عمل واکسیناسیون می گویند.
به کمک واکسیناسیون از بروز بیماریهایی نظیر فلج اطفال وسرخک پیشگیری می کنند . ایمنی غیر فعال تزریق پادتن به شخص بیمار است این آنتی بادی را از سرم حیواناتی مثل اسب به دست می آورند. بدین ترتیب عامل بیماریزا از بین می رود اما فرد در برابر ابتلای دوباره به آن بیماری مصون نمی شود.
سیگار دشمن سلامتی
دود سیگار حاوی بیش از هزار ماده سمی مختلف است. سیگار کشیدن باعث بروز بیماریهای مختلف مثل برونشیت وآسم در دستگاه تنفسی می شود. دود سیگار سرطان زا است ورابطه مستقیمی بین سرطان ریه ودود سیگار وجود دارد.
ایدز
ایدز سندرم نقص ایمنی اکتسابی است. این بیماری باعث گرفتاری سیستم دفاعی بدن وخلع سلاح شدن آن در برابر میکروبها می شود. بیماری ایدز بوسیله ویروس( ویروس نقص ایمنی انسانی ) ایجادمی شود.
این ویروس لنفوسیتها را غیر فعال می سازد. بیماری ایدز از طریق تماس خونی وجنسی منتقل می شود. عدم استفاده از فرآورده های خونی آلوده ورعایت مسایل اخلاقی واجتماعی از گسترش این بیماری جلوگیری می کند.
تولید مثل
تولید مثل را به معنای اعم می توان گسترش ماده زنده در زمان ومکان دانست. اهمیت این فرآیند برای همانند سازی موجودات زنده آشکار است. زیرا ساخته شدن واحدهای زنده جدید جانشینی موجود زنده را امکان پذیر می سازد ومقدار توده زنده را در همه ترازهای ماده افزایش می دهد. جانشینی موجودات زنده تباهی سلول ها وجانداران کامل یا گونه ها را که حاصل فرسودگی طبیعی یا نتیجه سانحه وبیماری است جبران می کند. التیام ونوپدیدی دو خصوصیت جانشینی ماده زنده اند حاصل افزون شدن واحدهای زنده افزایش مقدار ماده زنده است.
تولید مثل در جانوران
جانوران ممکن است به شیوه های مختلفی تولیدمثل کنند ولی تولیدمثل جنسی در همه جانوران انجام می شود. در بیشتر جانوران جنسهای نروماده از هم جدا هستند ولی در برخی از آنها به خصوص آنهایی که تحرک کمتری دارند دستگاه های تولیدمثلی نروماده هر دو در یک جاندار دیده می شود. به این حالت هرمافرودیسم می گویند.
سلول های زاینده
سلول های جنسی نروماده یا گامتها در اعضایی به نام گناد ساخته می شوند. گناد نر را بیضه وگناد ماده را تخمدان می گویند. بیضه ها گامت نر یا اسپرم وتخمدان ها گامت ماده یا تخمک تولید می کنند. تعداد کروموزوم های گامتهای هر جانور نصف تعداد کروموزوم های بقیه سلول های آن جاندار است.
لقاح
به ترکیب گامتهای نروماده لقاح می گویند. اسپرم باید در محیط مایع با تخمک ترکیب شود. در برخی از جانوران تخمک واسپرم در محیط خارج با هم ترکیب می شوند. در ماهیها وبسیاری از جانوران آبزی لقاح به طریقه خارجی است.
در جانوران ساکن خشکی جانور نر اسپرمهای خود را مستقیما به دستگاه تولید مثلی جانور ماده وارد می کند ولقاح در داخل بدن جانور ماده صورت می گیرد. به این نوع لقاح ، لقاح داخلی می گویند.
رشد
از ترکیب گامت نر با گامت ماده سلول تخم به وجود می آید.
سلول تخم رشد می کند. وبا تقسیم های متوالی بالاخره موجودی شبیه بهجانور اولیه را به وجود می آورد. در جانورانی که لقاح خارجی دارند، ایجاد رشد وتقسیم سلول تخم در محیط خارج انجام می شود. در جانورانی که لقاح داخلی دارند، سلول تخم ممکن است پس از تشکیل از بدن جانور ماده خارج می شود ودر محیط بیرون رشد می کند ( که به این جانوران تخمگذار می گویند.) ویا در داخل بدن جانور ماده رشد کند ومنجر به تولید نوزاد شود. ( به این جانوران بچه زا می گویند.) تولید نوزاد فقط در پستانداران دیده می شود.
تولید مثل در انسان
الگوی تولیدمثل در آدمی به طور اعم با آنچه که در جانوران خشکی مشاهده می شود وبه طور اخص به تولیدمثل در پستانداران بچه زا شباهت دارد.
لازم به یادآوری است که تولید مثل جنسی الحاق سلول های جنسی نروماده است که سلول تخم را تشکیل می دهند واز رشد سلول تخم نوزاد به وجود می آید.
در انسان به سلول جنسی ماده تخمک وبه سلول جنسی نر اسپرم می گویند. سلول های جنسی یا گامتهای نروماده در اعضایی به نام گناد ساخته می شوند.
لقاح در انسان داخلی است وسلول تخم پس از تشکیل درون پیکر ماده می ماند ونوزاد به صورت فرد رشد یافته متولد می شود. پیکر ماده علاوه برمحافظت غذای جنین را نیز فراهم می آورد ودر متابولیسم آن اثرات مهم دیگری دارد. در این حال انسان ماده را اصطلاحا باردار می گویند.
موادغذایی از طریق درهم شدگیهای انگشت مانند بافتهای جنینی ودیواره رحم که جفت نام دارد به جنین در حال رشد می رسد، و رحم وپرده های جنینی در دوران بارداری آدمی همان عملکردی را دارند که تمام پستانداران جفت دار دیگر از خود ظاهر می سازند.
لقاح
اسپرم ها پس از ورود به داخل رحم به طرف لوله های رحمی ( لوله های فالوپ) می روند واگر تخمکی در آنجا وجود داشته باشد، یکی از اسپرم ها دیواره تخمک را سوراخ کرده ووارد آن می شود. سپس هسته دو سلول با هم ترکیب شده وسلول تخم را می سازد. این سلول اولین سلول یک موجود جدید است.
سلول تخم به طرف رحم حرکت می کند ودر دیواره رحم جایگزین می شود. تخم سپس به جنین تبدیل می شود. دیواره رحم به علت داشتن رگهای خونی فراوان محیط مساعدی برای رشد وتکامل جنین فراهم می آورد.
حاملگی
مدت زمان بین لقاح تا تولد نوزاد را دوره حاملگی می گویند که در انسان حدود 38 هفته به طول می انجامد.
جنین در داخل رحم درون کیسه آمنیون که محتوای مایع آمنیوتیک است قرار دارد. این مایع جنین را از صدمات محافظت می کند.
جنین برای رشد نیاز به غذا واکسیژن کافی دارد. در ابتدا جنین نیازهای خود را به طور مستقیم از رگهای خونی دیواره رحم می گیرد. سپس عضو مسطحی به نام جفت تغذیه جنین را به عهده می گیرد. مویرگهای مادر وجنین وارد جفت شده در آن پخش می شوند ومواد بین آنها مبادله می شود. جنین غذا واکسیژن را از خون مادر می گیرد ودی اکسیدکربن وسایر مواد زائد خود را به داخل خون مادر رها می کند. جنین به وسیله طناب نافی با جفت در ارتباط است. در طی روزهای آخر حاملگی سر جنین در دهانه رحم قرار می گیرد. بالاخره با انقباضات قوی دیواره رحم جنین از کانال زایمانی عبور کرده ومتولد می شود. به این عمل زایمان می گویند.
بلوغ
دستگاه تناسلی در بدن نوزاد از بدو تولد وجود دارد، اما تکامل نیافته وغیرفعال است وتا دوران بلوغ نیز به همان صورت اولیه باقی می ماند. بلوغ مجموعه تغییرات بدنی است که به دنبال ترشح هورمون های غده هیپوفیز وغدد جنسی صورت می گیرد وفرد قدرت تولیدمثل پیدا می کند. ترشح هورمون های جنسی باعث به وجود آمدن خصوصیات ثانویه جنسی نیز می شود.
مرد زن
ترشح هورمون های غده هیپوفیز
تولید اسپرم وترشح هورمون جنسی در تخمدان ها هورمون
نر( تستوسترون) در بیضه ها جنسی( استروژن وپروژسترون)
صورت می گیرد. ترشح می شود.
ظهور صفات ثانویه جنسی
رشد وکنترل جمعیت
یکی از مهم ترین مسائلی که اذهان اندیشمندان ومتفکران معاصر را در سطح جهان به خود مشغول داشته مساله کنترل جمعیت می باشد.
منظور از کنترل جمعیت به کار بستن روش یا روش های مختلفی است که یا مانع از تشکیل سلول سلول اولیه تخم می شود یا در مراحل اولیه رشد توده سلولی مانع از ادامه رشد آن می شود.
هدف از کنترل جمعیت محدود کردن فرزندانی است که هر زوج می توانند داشته باشند. در جهان امروزی رقم مناسب را دو فرزند برای هر خانواده می دانند.
اهمیت زیاد این مساله از کجا ناشی می شود؟ باید گفت: در شرایط کنونی که سطح متوسط رفاهی ومیانگین طول عمر بشر نسبت به گذشته به طور قابل توجهی افزایش یافته است، منابع اولیه مورد نیاز برای تامین احتیاجات انسانها نسبت به تعداد افراد رو به کاهش گذاشته است. نتیجه این امر در درجه اول مشکلات اقتصادی جدی است که می تواند مانع از رشد یک جامعه وپرورش افراد کارآمد ومسئول در آن جامعه شود. همچنین متخصصان نشان داده اند که میزان عقب افتادگی جوامع مختلف از جهات مختلف اجتماعی، فرهنگی، وحتی علمی نسبتمعکوس با میزان رشد جمعیت آن جوامع دارد.
شعار فرزند کمتر زندگی بهتر به خوبی نتایج این پژوهشها را منعکس می کند. در واقع گفته می شود که اگر می خواهید از نظر سطح رفاهی
وفرهنگی ارتقا یابید وبحران های اجتماعی _ اقتصادی را در جامعه
خود تحت کنترل درآورید چاره ای جز محدود کردن تعداد فرزندان خانواده ندارید.
کروموزوم ها وژن ها
کروموزوم ها ساختمان های نخی شکل طویلی هستند که در هسته سلول ها وجود دارند. آنها به وسیله مولکول های پروتئینی به هم متصل شده اند.
ژنها به روی دزوکسی ریبونوکلئوتید اسید قرار دارند وهر ژن حاوی اطلاعات ژنتیکی مخصوصی است که منجر به بروز یک یا قسمتی از یک صفت ژنتیکی می شود. بعضی از صفات تنها با یک ژن کنترل می شوند، در حالیکه بیشتر صفات مانند رنگ مو، در انسان تحت کنترل چندین ژن هستند. تعداد کروموزوم ها در همه سلول ها ( به جز سلول های جنسی) به صورت عدد دیپلوئید نشان داده می شود، یعنی کروموزوم ها در هسته سلول به صورت جفت قرار دارند واصطلاحا همولوگ هستند.
سلول های بدن انسان هریک 46 کروموزوم ویا به عبارتی 23 جفت کروموزوم دارند. نقاطی از یک کروموزوم که ژن های کنترل کننده یک صفت در آن قرار دارند یک لوکوس نامیده می شود. مثلا لوکوس 8 در یک جفت مروموزوم همولوگ حاوی ژن های رنگ چشم هستند.
آللها
رنگ چشم انسان بسیار گوناگون است. این مطلب به واسطه تنوع ساختمانی ژن کنترل کننده رنگ چشم است که رنگهای گوناگونی مثل مشکی، قهوه ای، آبی، سبزو…. به وجود می آورد.
اشکال مختلف یک ژن را آلل می گویند. اگر آلل یک لوکوس با آلل لوکوس مشابه روی کروموزوم همولوگ یکسان باشد، صفت هموزیگوت واگر متفاوت باشد صفت هتروزیگوت است.
ژنوتیپ و فنوتیپ
اطلاعات ژنتیکی مربوط به هر صفت ژنوتیپ آن است. در حالیکه شکل ظاهری صفتی که بروز می نماید، فنوتیپ است. فنوتیپ وابسته به تداخل عمل بین آللهای یک ژن است.
هرآلل می تواند غالب یا مغلوب باشد. آلل غالب حتی هنگامیکه با آلل جفت خود هتروزیگوت باشد، منجر به بروز فنوتیپ خاص خود می شود. در حالیکه آلل مغلوب تنها وقتی می تواند فنوتیپ خود را نشان دهد که با آلل دیگر روی کروموزوم همولوگ، هموزیگوت باشد.
بین بعضی آلل ها رابطه غالب ومغلوب برقرار نیست وهر دو الل در بروز فنوتیپ موثر هستند.
میوز
گامتها تنها سلول های انسانی هستند که به جای داشتن 46 کروموزوم 23 کروموزوم دارند.
23 کروموزوم عدد هاپلوئید است. در طی عمل لقاح هسته سلول نر با هسته سلول ماده ترکیب شده وسلول دیپلوئیدی با 46 کروموزوم به وجود می آید.
کروموزوم های سلول پدری با کروموزوم های همولوگ خود از سلول مادر جفت می شوند.
سلول های هاپلوئیدی از راه تقسیم سلولی میوز در اندامهای تناسلی به وجود می آیند. در طی تقسیم میوز یک سلول دیپلوئید به چهار سلول هاپلوئید که هر یک 23 کروموزوم دارند، تبدیل می شود.
1- اعضای هرجفت کروموزوم همولوگ همدیگر را تشخیص داده وبا هم جفت میشوند.
2- هرکروموزوم نمونه مشابهی از خود می سازد. ( مضاعف شدن) دیواره هسته از بین می رود.
3- اعضای هرجفت کروموزوم همولوگ از هم جدا شده ونیمی به یک قطب مخالف سلول می روند وسلول به دو قسمت تقسیم می شود.
4- در هریک از سلول های جدید کروموزوم ها مضاعف شده به دو قسمت تقسیم می شوند.( تنها یکی از سلول های جدید نشان داده شده است.)
5- سلول جدید تقسیم شده وبه دو گامت تبدیل می شود ودوباره غشا وهسته تشکیل می شود. هرگامت حاصل حاوی نیمی از کروموزوم ها است. ا
لگوهای وراثتی ژنتیک مطالعه چگونگی وراثت صفات است. در تولیدمثل جنسی نوزاد نیمی از خصوصیات هریک از والدینش را به ارث می برد. اگر ژنوتیپ والدین را بدانیم می توانیم خصوصیات وراثتی فرزندان آنها را پیشگیری کنیم. این امر در مورد صفاتی که تنها با یک ژن کنترل می شود به راحتی مسیر است.
مثلا زن مربوط به توانایی افراد در لوله کردن زبانشان دارای دو آلل که یکی غالب ودیگری مغلوب است، می باشد. افرادی که هموزیگوت غالب ویا هتروزیگوت غالب هستند می توانند زبانشان را لوله کنند، در حالیکه افراد هموزیگوت مغلوب نمی توانند زبانشان را لوله کنند.
رشد و چرخه های حیاتی
رشد مجموعه فرآیندهایی است که منجر به افزایش اندازه یا پیچیدگی یک موجود می شود. در خلال رشد سلول های جدید ساخته می شوند یا به اصطلاح فرآیند سنتز رخ می دهد.
سنتز عناصر سلولی جدید نیازمند انرژی ومواد خامی نظیر اسیدهای آمینه است.
اغلب جانوران وگیاهان پرسلولی حیات خود را از یک سلول تخم آغاز کرده اند. این سلول رشد می کند انرژی ومواد خام اولیه را دریافت کرده سیتوپلاسم واندامک های جدید می سازد. اما به هر حال بزرگ شدن سلول محدود است وبرای ادامه رشد سلول مجبور است به دو سلول جدید تقسیم شود. سلول های جدید نیز رشد کرده وتقسیم می شوند این شکل از تقسیم سلولی یا میتوز اساس پایه رشد است. بدین ترتیب بعد از مدتی رشد وتکامل سلول تخم به جنین تبدیل می شود. با رشد جنین هرگروه از سلول های تمایز پیدا کرده بافت های مختلف با اعمال گوناگون را می سازد. وقتی سلولی تمایز یافته وتخصصی می شود، معمولا دیگر تقسیم نمی شود.
میتوز
1- درست قبل از میتوز رشته های پراکنده وطویل کروماتین فشرده شده وکروموزوم ها شکل می گیرند. 2- غشاء اطراف هسته از بین می رود کروموزوم ها مضاعف شده در استوای سلول قرار می گیرند. 3- کروماتیدهای کروموزوم های مضاعف شده از هم جدا شده به قطبهای مخالف سلول می روند، سیتوپلاسم شروع به تقسیم شدن می کند. 4- تقسیم سلول کامل می شود. سلول های جدید کروموزوم هایی مساوی سلول مادری دارند. غشاء هسته دوباره شکل می گیردوکروموزوم ها به رشته های کروماتین تبدیل می شوند.
اندازه گیری رشد
رشد را براساس سه معیار طول، جرم جدید، وجرم خشک اندازه گیری می کنند:
طول : اندازه گیری رشد براساس طول گرچه آسان است اما دقت بالایی ندارد. اندازه گیری طول تنها رشد را در یک جهت نشان می دهد، در حالیکه در رشد همه ابعاد افزایش می یابند.
جرم جدید : با مقایسه جرم کلی فعلی با جرم قبلی یک موجود می توان میزان رشد را محاسبه کرد. دقت این روش نیز پایین است، زیرا در این روش مواد ناپایداری مثل آب نیز اندازه گیری می شود.
جرم خشک : 0اندازه گیری افزایش جرم خشک یک موجود دقیق ترین روش محاسبه افزایش رشد است. برای محاسبه جرم خشک یک موجود آن را تا دمای بالای 100 درجه سانتی گراد حرارت می دهند، تا تمام آب آن تبخیر شود. مهمترین عیب این روش مرگ موجود در آن است. بنابراین برای مشاهده رشد هر گونه از موجودات شاخصهای خاص آن گونه مورد ارزیابی قرار می گیرد.
نمونه های مختلف رشد
فرآیندهای رشد در تمام موجودات رخ می دهد اما گونه های مختلف به روش های گوناگون رشد می کنند.
رشد پیوسته رشدی است که در یک موجود از ابتدای تشکیل بدون توقف صورت می گیرد، مثلا انسانها تا رسیدن به اندازه تکامل خود ( حوالی سنین 18 سالگی) رشدی پیوسته دارند. بعضی موجودات مانند حشرات رشد ناپیوسته دارند. حشرات دارای اسکلت خارجی هستند واین اسکلت محکم اجاره رشد به آنها نمی دهد. بنابراین آنها به صورت دوره ای این اسکلت خارجی را می شکنند واز آن خارج می شوند ( پوست اندازی می کنند) وقبل از شکل گیری مجدد اسکلت خارجی ومحکم شدن آن فرصت رشد محدودی دارند.
اکولوژی
اکولوژی مطالعه قسمتهای مختلف محیط است. دانشمندان علم اکولوژی علاقمند به مطالعه روابط میان جانداران ( محیط زنده) با هم ومحیط اطرافشان ( محیط غیرزنده ) هستند.
هر موجود در زیستگاه خاص خود زندگی می کند. مثلا زیستگاه ماهی قزل آلا رودخانه است.
جانداران مختلف که در یک زیستگاه خاص زندگی می کنند، تشکیل یک جمعیت را می دهند.
عناصر غیرزنده اکوسیستم مثل آب وهوا، دما، نور وخاک تعیین کننده جاندارانی هستند که در اکوسیستم زندگی می کنند. در طی میلیونها سال جانداران با زیستگاه های خود سازش پیدا کرده اند. برای مثال درخت یوشع دارای برگهای سوزنی وپوست ضخیم وپوشیده شده از موم به نام کوتین است که باعث کاهش هدر رفتن آب می شود. بنابراین این درخت می تواند در بیابانهای خشک زنده بماند.
توالی، تغییر اکوسیستم
مراحل تغییر تدریجی یک اکوسیستم وتبدیل آن به اکوسیتم دیگر را توالی می گویند.
مثلا اکوسیستم جنگل به دنبال آتش سوزی دچار تغییر شده به اکوسیستم دیگری مبدل می شود. بدین ترتیب موجوداتی که توانایی زندگی در محیط جدید را دارند جایگزین موجودات قبلی می شوند.
تغییر یک اکوسیستم می تواند به وسیله انسان ( مصنوعی) ویا به واسطه تغییرات شرایط محیطی ( طبیعی) رخ می دهد. گاهی تغییر مجدد شرایط محیطی به حالت اولیه موجب احیای اکوسیستم اولیه منطقه می شود.
زنجیره های غذایی
در هر اکوسیستم موجودات زنده به واسطه نیازهای غذایی شان به هم با یکدیگر در ارتباط هستند. هر موجود از موجود دیگری تغذیه می کند وسپس خود غذای موجود دیگری می شود. بدین ترتیب این موجودات تشکیل یک زنجیره غذایی را می دهند.
در ابتدای هر زنجیره غذایی گیاهان سبز با تولید کننده ها قرار دارند که قادر به تولید غذای مورد نیاز نیازشان هستند. تمام حیوانات مصرف کننده های زنجیره های غذایی هستند که انرژی مورد نیازشان را از غذایی که گیاهان می سازند تامین می کنند.
بدین ترتیب گیاهان انرژی مورد نیاز گیاه خواران یا مصرف کنندگان اولیه را تامین می کنند وآنها نیز به نوبه خود نیاز گوشتخوران یا مصرف کنندگان ثانویه را برطرف می کنند.
تمام زنجیره های غذایی در انتها به تجزیه کنندگان منتهی می شوند. گندروها موجوداتی هستند که بر روی لاشه گیاهان وحیوانت زندگی می کنند، از آنها تغذیه کرده ومواد آلی بدنشان را تجزیه می کنند ودر نتیجه باعث غنی شدن خاک از مواد شیمیایی مورد نیاز گیاهان برای ساختن پروتئین وسایر مواد آلی می شوند.
سطوح تغذیه ای
جایگاه یک جاندار در یک زنجیره غذایی را سطح تغذیه ای آن جاندار می نامند. تعداد جانوران موجود در هر سطح تغذیه ای را توده زیستی آن سطح می گویند. در هر سطح تغذیه ای جانداران قسمت اعظم انرژیی را که به دست آورده اند مصرف می کنند واز این رو انرژی کمتری را به سطوح تغذیه ای بالاتر منتقل می کنند. نتیجه این است که در یک سطح تغذیه ای بالاتر تعداد کمتری جاندار می تواند وجود داشته باشد. این موضوع را با یک هرم نشان می دهند که هر سطح آن نشان دهنده توده زیستی موجود در یکی از سطوح تغذیه ای است.
شبکه های غذایی
اغلب اکوسیستم ها شامل چندین زنجیره غذایی هستند که با یکدیگر ارتباط دارند وتشکیل شبکه های غذایی می دهند. علت ارتباط زنجیره های غذایی تغذیه یک جاندار از چندین نوع موجود دیگر است.
چرخه های مواد در طبیعت
حیات هر اکوسیستم متکی برگردش مواد مهم بین محیط زنده وغیرزنده است که تحت عنوان چرخه مواد آلی – کانی از آن نام برده می شود. بدون وجود این چرخه های طبیعی منابع وعناصر ضروری مصرف شده ودگرباره تجدید نظر نخواهد شد.
چرخه نیتروژن
گیاهان ترکیبات غیرآلی نیتروژن یعنی نیتراتها را از خاک می گیرند وبا استفاده از آنها مولوکولهای پیچیده پروتئین را می سازند. سپس این گیاهان غذای حیوانت می شوند وپروتئین های آنها به پروتئین های حیوانی تبدیل می شود. هنگامی که گیاهان وجانوران می میرند، مواد پروتئینی بدنشان به وسیله گندزداها تجزیه شده وبه ترکیبات آمونیاکی تبدیل می شوند. آمونیاک به همراه اوره نیز وارد خاک می شود. آمونیاک توسط دستجاتی از باکتریهای مخصوص به نام باکتریها شورهساز به نیتریت وسپس به نیترات مبدل می شود.
نیتراتها به وسیله ریشه گیاهان جذب شده چرخه مجددا تکرار می شود. گیاهان نمی توانند مستقیما از نیتروژن هوا استفاده کنند در حالی که بعضی از باکتریها می توانند به این باکتریها تثبیت کننده نیتروژن هوا می گویند که در داخل خاک در ریشه بعضی گیاهان زندگی می کنند. آنها از نیتروژن هوا نیترات می سازند. باکتریهای شوره زدا نیتراتها را به نیتریت وسپس نیتروژن تبدیل می کنند وباعث کم شدن ذخایر نیتروزنی خاک می شوند.
چرخه آب
گرمای خورشید آب دریاها، خشکیها وگیاهان را تبخیر می کند. سپس میعان صورت گرفته بخار آب به قطرات ریز آب تبدیل شده ابرها را می سازد.
قطرات ریز آب به هم پیوسته قطرات درشتی را می سازند که به صورت باران برسطح زمین فرود می آید.
به هم خوردن چرخه ها
با وجود چرخه های طبیعی مواد منابع طبیعی به طور پیوسته تجدید می شوند ومواد زائد در سطح زمین باقی نخواهد ماند. آلودگی هوا باعث رها سازی موادی در طبیعت می شود که چرخه ها را به هم زده وتهدیدی برای تعادل مواد در طبیعت است.
کودهای شیمیایی اقدام به کاشت جلبکها برسطح برکه ها می کنند. گاهی این جلبکها تمام سطح آب را می پوشانند ومانع رسیدن نور خورشید به گیاهان وجانوران عمق آب ونابودی آنها می شوند.
اثر گلخانه ای
دی اکسید کربن وبعضی از گازهای جو با نگه داشتن گرمای خورشید باعث گرم شدن سطح زمین می شوند که به این عمل اثر گلخانه ای می گویند.
صنعتی شدن مستلزم مصرف بیشتر سوختهای فسیلی است که منجر به تولید دی اکسیدکربن وسایر گازهای گل خانه ای می شوند. دانشمندان پیش بینی می کنند این عمل باعث تشدید اثر گلخانه ای وافزایش درجه حرارت سطح زمین می شود که ممکن است به نابودی زیستگاه های طبیعی جانداران بینجامد.
اثر کودها
برای تقویت خاک ورشد بهتر گیاهان در مزارعی که همه ساله کاشت وبرداشت محصول صورت می گیرد، لازم است مقداری کود به خاک اضافه شود.
کودها دو دسته اند: آلی وشیمیایی. کودهای آلی از بقایای جانوران وگیاهان تشکیل شده اند. در گذشته تنها از کودهای آلی استفاده می شد، اما امروزه با افزایش سطح کشت استفاده از کودهای شیمیایی رایج شده است. بعضی کشاورزان برای تولید دوستداران محیط زیست در تلاشند تا با روش های گوناگون طبیعت را در مقابل اثرات مخرب آلودگی محافظت نمایند. بعضی دولتها نیز قوانینی در جهت کنترل آلودگی وضع کرده اند . با این حال طرفداران محیط زیست خواهان وارد آمدن فشار بیشتر به سیاستمداران جهت در نظر گرفتن سلامت طبیعت به عنوان یکی از اصول مهم در سیاست گذاری های آینده هستند. به هر حال یکی از اقدامات اساسی در این راه آگاه کردن تمامی انسانها از خطرات آلودگی طبیعت است.