آموزش گفتار 3 فصل 5 زیست دوازدهم + تدریس ویدیویی

آموزش گفتار 3 فصل 5 زیست دوازدهم به‌صورت تست‌بیس، همراه با تدریس ویدیویی «دکتر الهه بنام» را، در این پست از رپیتیچ ببینید.

در دو گفتار قبلی آموختیم که اکثر انرژی مورد نیاز جانداران، از طریق تنفس یاخته‌ای به دست می‌آید. تنفس یاخته‌ای تنها در حضور اکسیژن می‌تواند انجام بشود. با این حال، در مواقعی بدن بدون نیاز به اکسیژن هم مولکول‌ها را تجزیه و انرژی خود را تامین می‌کند. موضوع آخرین گفتار فصل پنج، درباره زیستن مستقل از اکسیژن است.

خب، اول از همه بریم که ویدیوی آموزشی این بخش رو ببینیم.

آموزش ویدیویی گفتار 3 فصل 5 زیست دوازدهم

در این قسمت، بخشی از «آموزش گفتار سوم فصل پنجم زیست دوازدهم» را به‌صورت ویدیویی می‌توانید ببینید. مدرس این قسمت، خانم دکتر الهه بنام، رتبه 37 کنکور تجربی هستند.

 

 

ابتدا به بررسی تخمیر و انواع آن می‌پردازیم. موضوع بعدی به نقش پاداکسنده‌ها در سلامت بدن اختصاص دارد.

زیستن مستقل از اکسیژن؛ گفتار سوم فصل پنجم زیست دوازدهم

گاهی در اثر فعالیت بدنی شدید، اکسیژن کافی به تمام اندام‌ها نمی‌رسد. این اعضا برای تامین انرژی خود باید چه‌کار کنند؟ آنها به طریقی سازگار شده‌اند که بدون حضور اکسیژن نیز انرژی خود را فراهم می‌کنند.

تخمیر

می‌دانیم که در تنفس یاخته‌ای، اکسیژن گیرنده نهایی الکترون است.

آیا تجزیه گلوکز و تامین انرژی، همیشه وابسته‌ به حضور اکسیژن است؟ آیا در محیط‌های دارای اکسیژن کم یا فاقد آن، حیات وجود ندارد؟ با این حساب، ATP چگونه در این موارد تامین می‌شود؟

تخمیر از روش‌های تامین 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 اتواعی از تخمیرند که در صنعت از آنها بهره می‌بریم.

تخمیر الکلی و لاکتیکی مانند تنفس هوازی با قندکافت آغاز می‌شوند و پیرووات ایجاد می‌کنند. در قندکافت تشکیل پیرووات از قند فسفاته همراه با ایجاد NADH از ⁺NAD است. با این حساب برای تداوم قندکافت، ⁺NAD ضروری است و اگر نباشد قندکافت متوقف و تخمیر انجام می‌شود. در تخمیر، مولکول‌هایی ایجاد می‌شوند که در فرایند تشکیل آنها، ⁺NAD تشکیل می‌شود.

تخمیر الکلی

ورآمدن خمیر نان به علت انجام تخمیر الکلی است. در این فرایند پیرووات حاصل از قندکافت با از دست‌دادن CO₂، به اتانال تبدیل می‌شود. اتانال با گرفتن‌ الکترون‌های NADH، اتانول ایجاد می‌کند.

تخمیر لاکتیکی

ماهیچه‌های اسکلتی برای تجزیه کامل گلوکز به اکسیژن نیاز دارند. اگر اکسیژن کافی نباشد، لاکتات در ماهیچه‌ها تجمع می‌یابد. آیا می‌دانید سازوکار ایجاد لاکتات چگونه است؟

فعالیت شدید ماهیچه‌ها به اکسیژن فراوان نیاز دارد. اگر اکسیژن کافی نباشد، پیرووات حاصل از قندکافت وارد راکیزه‌ها نمی‌شود. در عوض با گرفتن‌ الکترون‌های NADH، به لاکتات تبدیل می‌شود.

انواعی از باکتری‌ها، تخمیر لاکتیکی را انجام می‌دهند. بعضی از آنها، مانند آنچه در ترش‌شدن شیر اتفاق می‌افتد، سبب فساد مواد غذایی می‌شوند. با این وجود، انواعی از باکتری‌ها 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 تامین اکسیژن مورد نیاز دارند. تشکیل بافت پارانشیمی (نرم‌آکنه‌ای) هوادار در گیاهان آبزی و شُش‌ریه در درخت حرّا، نمونه‌هایی از این سازگاری است.

با این وجود اگر اکسیژن به هر دلیلی در محیط نباشد یا کم باشد، تخمیر انجام می‌شود. هر دو نوع تخمیر الکلی و لاکتیکی در گیاهان وجود دارد. تجمع الکل یا لاکتیک اسید در یاخته گیاهی به مرگ آن می‌انجامد؛ بنابراین باید از یاخته‌ها دور شوند.

سلامت بدن: پاداکسنده‌ها

رادیکال‌های آزاد به علت داشتن‌ الکترون‌های جفت‌نشده در ساختار خود، واکنش‌پذیری بالایی دارند. این رادیکال‌ها در واکنش با مولکول‌های تشکیل‌دهنده بافت‌های بدن، می‌توانند به آنها آسیب برسانند. امکان تشکیل رادیکال آزاد از اکسیژن، در فرایند تنفس هوازی وجود دارد.

اکسیژن با پذیرش الکترون در پایان زنجیره انتقال الکترون، به یون اکسید (^2-O) تبدیل می‌شود. یون‌های اکسید با یون‌های هیدروژن (⁺H) ترکیب می‌شوند و در نتیجه مولکول آب به‌وجود می‌آید. گاه پیش می‌آید که درصدی از اکسیژن‌ها وارد واکنش تشکیل آب نمی‌شوند؛ بلکه به صورت رادیکال آزاد درمی‌آیند. رادیکال‌های آزاد از عوامل ایجاد سرطان هستند.

راکیزه‌ها برای مقابله با اثر سمی رادیکال‌های آزاد، به ترکیبات پاداکسنده وابسته‌اند. می‌دانیم که خوردن‌ میوه و سبزیجات به حفظ سلامت بدن کمک می‌کند. این مواد غذایی دارای پاداکسنده‌هایی مانند کاروتنوئیدها هستند. پاداکسنده‌ها در واکنش با رادیکال‌های آزاد، مانع از اثر تخریبی آنها بر مولکول‌های زیستی و تخریب بافت‌های بدن می‌شوند.

تجمع رادیکال‌های آزاد؛ گفتار 3 فصل 5 زیست دوازدهم

مبارزه با رادیکال‌های آزاد در راکیزه‌ها، همیشه با موفقیت انجام نمی‌شود. ممکن است سرعت تشکیل رادیکال‌های آزاد، از سرعت مبارزه با آنها بیشتر باشد.

در چنین شرایطی، رادیکال‌های آزاد در راکیزه تجمع می‌یابند و آن را تخریب می‌کنند؛در نتیجه یاخته هم تخریب می‌شود. رادیکال‌های آزاد برای جبران کمبود الکترونی خود به مولکول‌های سازنده یاخته و اجزای آن حمله می‌کنند و باعث تخریب آنها می‌شوند.

عوامل فراوانی می‌توانند راکیزه را در مبارزه با رادیکال‌های آزاد، با مشکل روبرو کنند. الکل و انواعی از نقص‌های ژنی در عملکرد راکیزه در خنثی‌سازی رادیکال‌های آزاد، مشکل ایجاد می‌کنند.

اثر الکل

الکل، سرعت تشکیل رادیکال‌های آزاد از اکسیژن را افزایش می‌دهد و مانع از عملکرد راکیزه در جهت کاهش آنها می‌شود. رادیکال‌های آزاد با حمله به DNA راکیزه، سبب تخریب راکیزه و در نتیجه مرگ یاخته‌های کبدی و بافت‌مردگی (نکروز) کبد می‌شوند. از این رو اختلال در کار کبد و از کار‌افتادن آن، از شایع‌ترین عوارض نوشیدن‌ مشروبات الکلی است.

نقص ژنی

گاه نقص در ژن‌های مربوط به پروتیئن‌های زنجیره انتقال الکترون، به ساخته‌شدن پروتئین‌های معیوب می‌انجامد. راکیزه‌ای که این پروتئین‌های معیوب را داشته‌باشد، در مبارزه با رادیکال‌های آزاد عملکرد مناسبی ندارد.

توقف انتقال الکترون

مواد سمی فراوانی وجود دارند که با مهار یک تعدادی از واکنش‌های تنفس هوازی، سبب توقف تنفس یاخته و مرگ می‌شوند. سیانید یکی از این ترکیب‌هاست که واکنش نهایی مربوط انتقال الکترون‌ها به O₂ را مهار و در نتیجه باعث توقف زنجیره انتقال الکترون می‌شود.

گاز کربن مونواکسید با اتصال به هموگلوبین، مانع از اتصال اکسیژن به آن می‌شود. از آنجا که به آسانی هم جدا نمی‌شود، ظرفیت حمل اکسیژن در خون را کاهش می‌دهد. این عملکرد مونواکسید کربن، در واقع در انجام تنفس یاخته‌ای اختلال ایجاد می‌کند. مونوکسید کربن به شکل دیگری نیز بر تنفس یاخته‌ای اثر می‌گذارد. این گاز سبب توقف واکنش مربوط به انتقال الکترون‌ها به اکسیژن می‌شود. دود خارج‌شده از خودروها و سیگار، از منابع دیگر تولید مونوکسید کربن‌اند.