جزوات رنگی و تایپ شده مهندسی محیط زیست
الهام اسراری دانشگاه پیام نور دانشگاه صنعتی قم علمی کاربردی دکتر عباسپور دانشگاه آزاد دکتر کی نژاد کاردانی مهدی رفت
( –) ( -) : ( -). ( -) ، (-) ، کنند.
با این وجود آرایه گیج کننده اشکال بیولوژیکی ظاهری بر یکنواختی قدرتمندی غلبه دارد: به لطف نسب مشترک ما، همه سیستم های بیولوژیکی از سلول هایی تشکیل شده اند که دارای همان انواع مولکول های شیمیایی هستند و از اصول سازمانی مشابهی در سطح سلول استفاده می کنند. اگر چه انواع اساسی مولکول های بیولوژیکی در طی میلیارد ها سال از تکامل حفظ شده است، اما الگوهایی که در آن ها برای تشکیل سلول ها و ارگانیسم های عملکردی مونتاژ می شوند، تغییرات قابل توجهی داشته اند.
فرض شده که آخرین جد مشترک یوکاریوتها و باکتری ها است.
آخرین جد مشترک موجودات موجود فرض شده است.
خلاصه کتاب کامل جزوه مهندسی محیط زیست رایگان پی دی اف pdf
شکل 1-1 همه موجودات زنده از یک سلول اجدادی مشترک تبار می آیند. همه ارگانیسم ها، از باکتری های ساده گرفته تا پستانداران پیچیده، احتمالا از یک جد مشترک تک سلولی تکامل یافته اند. این شجره نامه روابط تکاملی بین سه اصل اصلی ارگانیسم ها را به تصویر می کشد. ساختار درخت در ابتدا از روی ملاک های ریخت شناسی مشخص شد: موجوداتی که شبیه هم هستند، در کنار هم قرار می گیرند. اخیرا ، توالی DNA و پروتئین های موجود در ارگانیسم ها معیار های غنی از اطلاعات بیشتری را برای تعیین روابط فراهم کرده اند. هر چه شباهت ها در این توالی های ماکرومولکولی بیشتر باشد، موجودات ارگانیک با هم ارتباط بیشتری دارند. درختان بر اساس مقایسه های مورفولوژیکی و پرونده های فسیلی به طور کلی با درختان مبتنی بر داده های مولکولی مطابقت دارند. [ داده ها از 2005 J.R. Brown “درخت جهانی زندگی ، ویلی انترساینس” جمع آوری شده اند( آنلاین )].
اکنون می دانیم که ژن هایی که از نظر شیمیایی از اسید دئوکسی ریبوکلئیک ( DNA ) تشکیل شده اند، در نهایت ساختار بیولوژیکی را تعریف می کنند و ادغام عملکرد سلول را حفظ می کنند. بسیاری از ژن ها پروتئین ها، مولکول های اصلی سازنده ساختار های سلولی و انجام فعالیت های سلولی را رمزگذاری می کنند. تغییرات در ساختار و سازمان ژن ها یا جهش ها، یک تغییر تصادفی را ایجاد می کند که می تواند ساختار و عملکرد بیولوژیکی را تغییر دهد. در حالی که اکثریت قریب به اتفاق جهش های تصادفی هیچ تاثیری قابل مشاهده بر عملکرد ژن ها یا پروتئین ها ندارند، بسیاری از آن ها مضر هستند و تنها تعداد کمی از آن ها یک مزیت تکاملی به ارگانیسم می دهند. در همه ارگانیسم ها ، جهش در DNA به طور مداوم در حال وقوع است و به مرور زمان تغییرات اندکی در ساختار های سلولی و عملکرد ها امکان پذیر است که ممکن است سودمند باشند. ساختار های کاملا جدید سلولی به ندرت ایجاد می شوند. اغلب، ساختار های سلولی موجود دستخوش تغییراتی می شوند که ارگانیسم را بهتر با شرایط جدید سازگار می کند. تغییرات جزئی در یک پروتئین می تواند باعث تغییرات مهمی در عملکرد آن شود یا عملکرد آن را به طور کامل از بین ببرد.

مهندسی محیط زیست
به عنوان مثال : در یک ارگانیسم خاص ، یک ژن ممکن است به طور تصادفی تکثیر شود ، پس از آن یک نسخه از ژن و پروتئین رمزگذاری شده ی آن، عملکرد اصلی خود را حفظ می کند در حالی که با گذشت زمان ، نسخه دوم ژن جهش می یابد به طوری که جزوه مهندسی محیط زیست آن عملکردی متفاوت یا حتی کاملاً جدید را کمی به خود می گیرد. در طی تکامل برخی ارگانیسم ها ، کل ژنوم کپی شد و به نسخه های دوم بسیاری از ژن ها اجازه جهش و عملکردهای جدید را داد. سازمان سلولی ارگانیسم ها نقشی اساسی در این فرآیند را بازی می کند ، زیرا اجازه می دهد این تغییرات با تغییرات جزئی در سلول های تکامل یافته قبلی ایجاد شود و به آنها توانایی های جدیدی دهد. نتیجه این است که ارگانیسم های بسیار نزدیک دارای ژن ها و پروتئین های بسیار مشابه و همچنین سازمان های سلولی و بافتی مشابه هستند. ارگانیسم های چند سلولی از جمله بدن انسان ، از عناصر بسیار نزدیک به هم تشکیل شده اند که هیچ یک از عناصر را نمی توان جدا از سایر عناصر به طور کامل ارزیابی کرد. ارگانیسم ها شامل اندام هستند ، اندام ها از بافت ها تشکیل شده اند ، بافت ها از سلول ها تشکیل شده و سلول ها از مولکول ها تشکیل می شوند (شکل 4-1). وحدت سیستم های زنده توسط بسیاری از سطوح ارتباط متقابل هماهنگ می شود: مولکول ها پیام هایی را از ارگانی به اندام دیگر و سلول به سلول منتقل می کنند و بافت ها توسط مولکول های ترشح شده توسط سلول ها با سایر بافت ها مشخص و جدا می شوند. به طور کلی تمام سطوحی که ما سیستم های بیولوژیکی را به هم متصل می کنیم با یکدیگر ارتباط برقرار می کنند.
جدول 11 جدول زمانی برای تکامل زندگی روی زمین ، همانطور که از سوابق فسیل مشخص شده است
4600 میلیون سال پیش سیاره زمین از ماده ای که به دور خورشید جوان می چرخد تشکیل می شود.
~2500-3900 میلیون سال پیش سلول هایی شبیه پروکاریوت ظاهر می شوند. این ارگانیسم ها اولین شیمی اتوتروف هستند: آنها از دی اکسید کربن به عنوان منبع کربن استفاده می کنند و مواد معدنی را برای استخراج انرژی اکسید می کنند.
3500 میلیون
سال پیش یک عمر آخرین جد جهانی ؛ شکاف بین Eubacteria و Archaea رخ می دهد.
3000 میلیون
سال پیش سیانوباکتری های فتوسنتز شده تکامل می یابند. آنها از آب به عنوان یک عامل کاهنده استفاده می کنند ، در نتیجه اکسیژن را به عنوان ماده زائد تولید می کنند.
1850 میلیون
سال پیش یوکاریوت های تک سلولی ظاهر می شوند.
1200 میلیون
سال پیش ارگانیسم های ساده چند سلولی تکامل می یابند که بیشتر متشکل از کلنی های سلولی با پیچیدگی محدود هستند.
500-580 میلیون سال پیش اکثر فیل های مدرن حیوانات در اثر انفجار کامبرین در پرونده های فسیلی ظاهر می شوند.
535 میلیون
سال پیش تنوع عمده موجودات زنده در جزوه علوم زیستی ها: جزوه مهندسی محیط زیست ، بندپایان (به عنوان مثال : تریلوبیت ها ، سخت پوستان) ، اکینودرم ها ، نرم تنان ، براکیوپدها ، سوراخ کننده ها ، رادیولارها و…
485 میلیون
سال پیش اولین مهره داران دارای استخوان واقعی (ماهی های بدون فک) تکامل می یابند.
434 میلیون
سال پیش اولین گیاهان اولیه در خشکی بوجود می آیند.
225 میلیون
سال پیش اولین دایناسورها ( پروساروپود ها ) و ماهی های teleost )) ظاهر می شوند.
220 میلیون
سال پیش جنگل های ژیمناپرم بر زمین تسلط دارند. گیاه خواران به اندازه های عظیمی رشد می کنند.
215 میلیون
سال پیش اولین پستانداران تکامل می یابند.
65.5 میلیون
سال پیش رویداد انقراض کرتاسه و سوم ، تقریبا نیمی از گونه های جانوری ، از جمله تمام دایناسورها را از بین می برد.
6.5 میلیون
سال پیش اولین انسان کشی ها تکامل می یابند.
2 میلیون

محیط زیست
سال پیش اولین اعضای تیره همو در آثار فسیلی ظاهر می شوند.
350 هزار
سال پیش نئاندرتال ها ظاهر می شوند.
200 هزار
سال پیش انسان های امروزی از نظر آناتومیکی در آفریقا ظاهر می شوند.
30 هزار
سال پیش انقراض نئاندرتال ها.
شکل 2-1 چارلز داروین (1809-1882). چهار سال پس از سفر حماسی خود با HMS Beagle ، داروین قبلاً فرم تنظیم مفهوم انتخاب طبیعی خود را در دفترهای خصوصی شروع کرده بود که در منشا گونه ها (1859) منتشر خواهد شد. [چارلز داروین در جزایر گالاپاگوس توسط هوات ، اندرو (قرن 20) / مجموعه خصوصی / نگاه کنید و بیاموزید / تصاویر بریگان.]
شکل 3-1 سلولها از نظر شکل و جزوه مهندسی محیط زیست در یک مجموعه حیرت انگیز قرار دارند. برخی از تنوع ریخت شناسی سلول ها در این عکس ها نشان داده شده است. علاوه بر مورفولوژی ، سلولها در توانایی حرکت ، سازمان داخلی (سلولهای پروکاریوتی در مقابل سلولهای یوکاریوتی) و فعالیتهای متابولیکی متفاوت هستند. (الف) اوباکتری ها: لاکتوکوکوس لاکتیس ، که برای تولید پنیرهایی مانند: رکفورت، بری و کامبرت استفاده می شود. (ب) توده ای از باستان گرایان (متانوسارسینا) که با تبدیل دی اکسید کربن و گاز هیدروژن به متان انرژی خود را تولید می کنند. برخی از گونه هایی که در شکمبه گاو زندگی می کنند ، هر روز 150< لیتر گاز متان تولید می کنند. (ج) سلولهای خونی انسان ، با رنگ کاذب نشان داده شده است. گلبول های قرمز حاوی اکسیژن ، سلول های سفید (لکوسیت ها) بخشی از سیستم ایمنی بدن هستند و با عفونت مقابله می کنند و سلول های سبز پلاکت هایی هستند که زخم ها را می بندند و حاوی موادی برای شروع لخته شدن خون هستند. (د) جلبک سبز استوانه ای تک سلولی Volvox aureus. کره های بزرگ از سلولهای منفرد زیادی تشکیل شده است که به صورت نقاط آبی یا سبز قابل مشاهده هستند. توده های زرد داخل کلنی های دختر هستند که هر کدام از سلول های زیادی تشکیل شده اند. (ه) یک سلول عصبی مخچه ای پورکنژ ، که می تواند از طریق شبکه شاخه ای دندریت خود بیش از صد هزار اتصال با سلول های دیگر ایجاد کند. سلول با معرفی یک پروتئین فلورسنت سبز قابل مشاهده شد. بدن سلول پیاز در بالا سمت راست است. (و) سلولهای گیاهی کاملاً در جای خود در گیاهان عروقی ثابت شده و توسط اسکلت سلولزی سفت و سخت پشتیبانی می شوند. فضاهای بین سلول ها برای انتقال آب و غذا به لوله ها متصل می شوند. [بخش (الف) گری گوگلر / منبع علم. قسمت (ب) قدرت و منبع علمی / منبع. قسمت (ج) منبع علم. قسمت (د) / iStockphoto میکرو عکس / گتی ایماژ. بخش (ه) با مجوز از دکتر هلن ام. بلاو (دانشکده پزشکی دانشگاه استنفورد) و دکتر کلاس بی جوهانسون (انستیتوی کارولینسکا). قسمت(و) Biophoto Associated / منبع علمی.]
\برای یادگیری در مورد سیستم های بیولوژیکی ، باید همزمان یک قسمت کوچک از یک سیستم زنده را بررسی کنیم. زیست شناسی سلول ها یک نقطه شروع منطقی است زیرا می توان یک ارگانیسم را متشکل از سلول های متقابل دانست که نزدیکترین چیز به واحدهای بیولوژیکی خودمختار هستند. آخرین جد مشترک تمام حیات روی زمین یک سلول منفرد بود (شکل 1-1 را ببینید) ، و در سطح سلولی همه زندگی به طرز چشمگیری شبیه است. همه سلولها از همان بلوکهای ساختمانی مولکولی ، روشهای مشابه برای ذخیره ، نگهداری و بیان اطلاعات ژنتیکی و فرآیندهای مشابه متابولیسم انرژی ، انتقال مولکولی ، سیگنالینگ ، توسعه و ساختار استفاده می کنند.
در این فصل ، ما ویژگی های مشترک سلول ها را معرفی می کنیم. ما با بحث مختصری در مورد مولکولهای اصلی کوچک و ماکرومولکولهای موجود در سیستمهای بیولوژیکی شروع می کنیم. در ادامه جنبه های اساسی ساختار و عملکرد سلول را که در ارگانیسم های امروزی جزوه مهندسی محیط زیست می شود بحث می کنیم و ابتدا بر ارگانیسم های پروکاریوتی موجودات تک سلول بدون هسته و استفاده از آنها در مطالعه مولکول های اساسی زندگی تمرکز می کنیم. سپس ما در مورد ساختار و عملکرد سلولهای سلول یوکاریوتی با یک هسته مشخص شده بر روی اندامکهای زیادی بحث می کنیم. به دنبال این بحث ، بخشی توصیف استفاده از موجودات یوکاریوتی تک سلولی در تحقیقات زیست شناسی سلولهای مولکولی ، با تمرکز بر مخمرها و انگلی که باعث مالاریا می شود ، است.
اکنون توالی کاملی از ژنوم های چند هزار متازوآنی (حیوانات چند سلولی) داریم و این توالی ها درک قابل توجهی از تکامل ژن ها و ارگانیسم ها فراهم کرده اند. بخش آخر در این فصل به ما نشان می دهد که چگونه می توان از این اطلاعات برای اصلاح روابط تکاملی موجودات و همچنین درک ما از رشد انسانی استفاده کرد. در حقیقت ، زیست شناسان از تکامل به عنوان یک ابزار تحقیقاتی استفاده می کنند: اگر یک ژن و پروتئین آن در تمام متازون ها حفظ شده باشد اما در ارگانیسم های تک سلولی یافت نشود ، پروتئین احتمالاً عملکرد مهمی -() () ) () () :
فهرست مطالب