جزوه رنگی و تایپ شده علوم زیستی
نقاشی مگس از رو به بالا، با جزئیات بال
نمودار یک مگس از Micrographia ابتکاری رابرت هوک ، 1665.
اولین ریشه های [11] [12] (-) [15] (-)، (-)، [16] ( -) [17] () () ()
[20] - [21]
خود را در مورد منشاء گونه ها نوشت . [22]
تفکر تکاملی جدی از آثار ژان باپتیست لامارک سرچشمه جزوه علوم زیستی که نظریه منسجمی از تکامل ارائه کرد. [23] طبیعتشناس بریتانیایی چارلز داروین ، با ترکیب رویکرد جغرافیایی زیستی هومبولت ، زمینشناسی یکنواخت لایل ، نوشتههای مالتوس در مورد رشد جمعیت، و تخصص مورفولوژیکی و مشاهدات طبیعی گستردهاش، نظریه تکاملی موفقتری را بر اساس انتخاب طبیعی ایجاد کرد. استدلال و شواهد مشابه باعث شد که آلفرد راسل والاس مستقلاً به همین نتیجه برسد. [24] [25]
اساس ژنتیک مدرن با کار گرگور مندل در سال 1865 آغاز شد . [26] این اصول وراثت بیولوژیکی را مشخص کرد. [27] با این حال، اهمیت کار او تا اوایل قرن بیستم درک نشد، زیرا تکامل به یک نظریه واحد تبدیل شد زیرا سنتز مدرن تکامل داروینی را با ژنتیک کلاسیک آشتی داد. [28] در دهه 1940 و اوایل دهه 1950، مجموعه ای از آزمایشات توسط آلفرد هرشی و مارتا چیس به DNA به عنوان جزء کروموزوم هایی اشاره کردند که واحدهای حامل صفت را که به عنوان ژن شناخته شده بودند، نگه می داشتند.. تمرکز بر انواع جدید ارگانیسمهای مدل مانند ویروسها و باکتریها، همراه با کشف ساختار دو مارپیچ DNA توسط جیمز واتسون و فرانسیس کریک در سال 1953، انتقال به عصر ژنتیک مولکولی را نشان داد. از دهه 1950 به بعد، زیست شناسی به طور گسترده ای در حوزه مولکولی گسترش یافته است. کد ژنتیکی توسط هار گوبیند خورانا ، رابرت دبلیو. هالی و مارشال وارن نیرنبرگ پس از اینکه معلوم شد DNA حاوی کدون است، شکسته شد . پروژه ژنوم انسان در سال 1990 برای نقشه برداری از ژنوم انسان راه اندازی شد .
پایه شیمیایی
اتم ها و مولکول ها
اطلاعات بیشتر: شیمی
همه موجودات از عناصر شیمیایی تشکیل شده اند . [30] اکسیژن ، کربن ، هیدروژن و نیتروژن بیشتر (96٪) از جرم همه موجودات را تشکیل می دهند، با کلسیم ، فسفر ، گوگرد ، سدیم ، کلر و منیزیم که اساساً همه باقی مانده را تشکیل می دهند. عناصر مختلف می توانند با هم ترکیب شوند و ترکیباتی مانند آب را تشکیل دهند که برای حیات ضروری است. [30] بیوشیمی مطالعه فرآیندهای شیمیایی درون موجودات زنده و مرتبط با آنها است. زیست شناسی مولکولی شاخه ای از زیست شناسی است که به دنبال درک اساس مولکولی فعالیت بیولوژیکی در داخل و بین سلول ها، از جمله سنتز، اصلاح، مکانیسم ها و برهمکنش های مولکولی است.
اب
مدل پیوندهای هیدروژنی (1) بین مولکول های آب
همچنین ببینید: قابلیت سکونت سیاره ای ، منطقه قابل سکونت پیرامون ستاره ای ، و توزیع آب بر روی زمین
حیات از اولین اقیانوس زمین که حدود 3.8 میلیارد سال پیش شکل گرفت، پدید آمد. [31] از آن زمان، آب همچنان فراوان ترین مولکول در هر موجودی است. آب برای زندگی مهم است زیرا یک حلال موثر است که می تواند املاح مانند یون های سدیم و کلرید یا سایر مولکول های کوچک را حل کند تا یک محلول آبی تشکیل دهد . پس از حل شدن در آب، این املاح با احتمال بیشتری در تماس با یکدیگر قرار می گیرند و بنابراین در واکنش های شیمیایی که حیات را حفظ می کند، شرکت می کنند. [31] از نظر ساختار مولکولی ، آب یک مولکول قطبی کوچک استبا شکل خمیده ای که توسط پیوندهای کووالانسی قطبی دو اتم هیدروژن (H) به یک اتم اکسیژن (O) ( H2O ) تشکیل شده است. [31] از آنجا که پیوندهای O-H قطبی هستند، اتم اکسیژن دارای بار منفی خفیف و دو اتم هیدروژن دارای بار مثبت اندکی هستند. [31] این خاصیت قطبی آب به آن اجازه میدهد تا مولکولهای دیگر آب را از طریق پیوندهای هیدروژنی جذب کند، که آب را منسجم میکند. [31] کشش سطحی ناشی از نیروی چسبندگی ناشی از جاذبه بین مولکولها در سطح مایع است. [31] آب همچنین چسبنده است زیرا می تواند به سطح هر مولکول قطبی یا باردار غیر آب بچسبد. [31]آب به عنوان مایع چگال تر از جزوه علوم زیستی (یا یخ ) است. [31] این ویژگی منحصر به فرد آب به یخ اجازه می دهد تا بالای آب مایع مانند برکه ها، دریاچه ها و اقیانوس ها شناور شود و در نتیجه مایع زیر را از هوای سرد بالا عایق می کند. [31] آب ظرفیت جذب انرژی را دارد و به آن ظرفیت گرمایی ویژه بالاتری نسبت به حلالهای دیگر مانند اتانول میدهد . [31] بنابراین، مقدار زیادی انرژی برای شکستن پیوندهای هیدروژنی بین مولکولهای آب برای تبدیل آب مایع به بخار آب مورد نیاز است. [31]به عنوان یک مولکول، آب کاملاً پایدار نیست زیرا هر مولکول آب به طور مداوم به یون های هیدروژن و هیدروکسیل تجزیه می شود قبل از اینکه دوباره به مولکول آب تبدیل شود. [31] در آب خالص ، تعداد یونهای هیدروژن تعداد یونهای هیدروکسیل را متعادل میکند (یا مساوی) و در نتیجه pH خنثی است.

خلاصه علوم زیستی
ترکیبات آلی مانند گلوکز برای موجودات حیاتی هستند.
ترکیبات آلی مولکول هایی هستند که حاوی کربن متصل به عنصر دیگری مانند هیدروژن هستند. [31] به استثنای آب، تقریباً تمام مولکولهایی که هر موجود زنده را تشکیل میدهند حاوی کربن هستند. [31] [32] کربن میتواند با حداکثر چهار اتم دیگر پیوندهای کووالانسی ایجاد کند و آن را قادر به تشکیل مولکولهای متنوع، بزرگ و پیچیده میکند. [31] [32] به عنوان مثال، یک اتم کربن منفرد می تواند چهار پیوند کووالانسی منفرد مانند در متان ، دو پیوند کووالانسی دوگانه مانند در دی اکسید کربن (CO 2 ) یا یک پیوند کووالانسی سه گانه مانند در مونوکسید کربن ایجاد کند.(CO). علاوه بر این، کربن می تواند زنجیره های بسیار بلندی از پیوندهای کربن-کربن بهم پیوسته مانند اکتان یا ساختارهای حلقه مانند مانند گلوکز را تشکیل دهد.
ساده ترین شکل یک مولکول آلی، هیدروکربن است که خانواده بزرگی از ترکیبات آلی است که از اتم های هیدروژن متصل به زنجیره ای از اتم های کربن تشکیل شده است. ستون فقرات هیدروکربنی را می توان با عناصر دیگری مانند اکسیژن (O)، هیدروژن (H)، فسفر (P) و گوگرد (S) جایگزین کرد که می تواند رفتار شیمیایی آن ترکیب را تغییر دهد. [31] گروههایی از اتمهایی که حاوی این عناصر (O-، H-، P- و S-) هستند و به یک اتم یا اسکلت کربن مرکزی پیوند دارند، گروههای عاملی نامیده میشوند . [31] شش گروه عملکردی برجسته وجود دارد که در موجودات زنده یافت می شود: گروه آمینو ، گروه کربوکسیل ، گروه کربونیل ، گروه هیدروکسیل ., گروه فسفات و گروه سولفیدریل . [31]
دانلود رایگان خلاصه کتاب جزوه علوم زیستی pdf
در سال 1953، آزمایش میلر-اوری نشان داد که ترکیبات آلی را میتوان به صورت غیرزیستی در یک سیستم بسته که شرایط زمین اولیه را تقلید میکند، سنتز کرد ، بنابراین نشان داد که مولکولهای آلی پیچیده میتوانستند خود به خود در زمین اولیه پدید آمده باشند . [33] [31]
ماکرومولکول ها
نوشتار اصلی: ماکرومولکول
(الف) اولیه، (ب) ثانویه، (ج) سوم، و (د) ساختارهای چهارتایی پروتئین هموگلوبین
ماکرومولکول ها مولکول های بزرگی جزوه علوم زیستی که از زیر واحدها یا مونومرهای کوچکتر تشکیل شده اند. [34] مونومرها شامل قندها، اسیدهای آمینه و نوکلئوتیدها هستند. [35] کربوهیدرات ها شامل مونومرها و پلیمرهای قندها هستند. [36] لیپیدها تنها دسته ماکرومولکول هایی هستند که از پلیمرها ساخته نشده اند. آنها شامل استروئیدها ، فسفولیپیدها ، و چربی ها ، [35] تا حد زیادی مواد غیرقطبی و آبگریز (دفع آب) هستند. [37] پروتئین ها متنوع ترین ماکرومولکول ها هستند. آنها شامل آنزیم ها ، پروتئین های حمل و نقل ، سیگنال دهی بزرگ هستندمولکول ها، آنتی بادی ها و پروتئین های ساختاری . واحد اصلی (یا مونومر) پروتئین یک اسید آمینه است . [34] بیست اسید آمینه در پروتئین ها استفاده می شود. [34] اسیدهای نوکلئیک پلیمرهای نوکلئوتیدها هستند. [38] وظیفه آنها ذخیره، انتقال و بیان اطلاعات ارثی است. [35]
سلول ها
نوشتار اصلی: سلول (زیست شناسی)
تئوری سلولی بیان میکند که سلولها واحدهای اساسی حیات هستند، همه موجودات زنده از یک یا چند سلول تشکیل شدهاند، و همه سلولها از سلولهای موجود از طریق تقسیم سلولی به وجود میآیند . [39] بیشتر سلولها بسیار کوچک هستند و قطر آنها از 1 تا 100 میکرومتر است و بنابراین فقط در زیر میکروسکوپ نوری یا الکترونی قابل مشاهده هستند . [40] به طور کلی دو نوع سلول وجود دارد: سلولهای یوکاریوتی که حاوی هسته هستند و سلولهای پروکاریوتی که فاقد هسته هستند. پروکاریوت ها موجودات تک سلولی مانند باکتری ها هستند، در حالی که یوکاریوت ها می توانند تک سلولی یا چند سلولی باشند. در موجودات چند سلولی ، هر سلول در جزوه محیط زیست ارگانیسم در نهایت از یک سلول منفرد در یک تخمک بارور شده مشتق می شود .
ساختار سلول
ساختار یک سلول حیوانی که اندامک های مختلف را نشان می دهد
هر سلول در یک غشای سلولی محصور شده است که سیتوپلاسم آن را از فضای خارج سلولی جدا می کند . [41] یک غشای سلولی از یک لایه لیپیدی تشکیل شده است، از جمله کلسترول هایی که بین فسفولیپیدها قرار می گیرند تا سیالیت خود را در دماهای مختلف حفظ کنند. غشاهای سلولی نیمه تراوا هستند و به مولکول های کوچکی مانند اکسیژن، دی اکسید کربن و آب اجازه عبور می دهند و در عین حال حرکت مولکول های بزرگتر و ذرات باردار مانند یون ها را محدود می کنند . [42] غشای سلولی همچنین حاوی پروتئین های غشایی از جملهپروتئینهای غشایی یکپارچه که در سراسر غشاء میروند و بهعنوان ناقل غشاء عمل میکنند و پروتئینهای محیطی که بهراحتی به قسمت بیرونی غشای سلولی متصل میشوند و به عنوان آنزیمهایی عمل میکنند که سلول را شکل میدهند. [43] غشاهای سلولی در فرآیندهای سلولی مختلف مانند چسبندگی سلولی ، ذخیره انرژی الکتریکی و سیگنال دهی سلولی نقش دارند و به عنوان سطح اتصال چندین ساختار خارج سلولی مانند دیواره سلولی ، گلیکوکالیکس و اسکلت سلولی عمل می کنند .
ساختار یک سلول گیاهی
در داخل سیتوپلاسم یک سلول، مولکول های زیستی زیادی مانند پروتئین ها و اسیدهای نوکلئیک وجود دارد . [44] علاوه بر مولکولهای زیستی، سلولهای یوکاریوتی ساختارهای ویژهای به نام اندامکها دارند که دارای دو لایه لیپیدی خاص خود هستند یا از نظر فضایی واحد هستند. [45] این اندامکها شامل هسته سلولی است که حاوی بیشتر DNA سلول است، یا میتوکندری که آدنوزین تری فسفات (ATP) را برای تقویت فرآیندهای سلولی تولید میکند. اندامک های دیگر مانند شبکه آندوپلاسمی و دستگاه جزوه علوم زیستی ترتیب در سنتز و بسته بندی پروتئین ها نقش دارند. مولکولهای زیستی مانند پروتئینها میتوانند توسط لیزوزومها ، اندامکهای تخصصی دیگر، جذب شوند. سلولهای گیاهی اندامکهای اضافی دارند که آنها را از سلولهای حیوانی متمایز میکند، مانند دیواره سلولی که برای سلول گیاهی پشتیبانی میکند، کلروپلاستهایی که انرژی نور خورشید را برای تولید قند جمعآوری میکنند، و واکوئلهایی که ذخیرهسازی و پشتیبانی ساختاری را فراهم میکنند و همچنین در تولید مثل و تجزیه نقش دارند. از دانه های گیاهی [45] سلولهای یوکاریوتی همچنین دارای اسکلت سلولی هستند که از ریز لولهها ، رشتههای میانی و ریز رشتهها تشکیل شده است.که همگی از سلول پشتیبانی می کنند و در حرکت سلول و اندامک های آن نقش دارند. [45] از نظر ترکیب ساختاری، میکروتوبول ها از توبولین ( به عنوان مثال، α-توبولین و β-توبولین ) ساخته شده اند، در حالی که رشته های میانی از پروتئین های فیبری تشکیل شده اند . رشته های دیگر پروتئین ها. [45]
: : /؛ - (). – ( ) (). ً -
فهرست مطالب