این روش تولید برق بر اساس نور خورشید، در کتاب های درسی با نام – فوتون ها نامگذاری شده است. برای ما جالبه چون جریان نور هم مثل جریان هوای متحرک انرژی داره! در فاصله یک واحد نجومی (149597870.66 کیلومتر) از خورشید، جایی که زمین ما قرار دارد، چگالی شار تابش خورشیدی 1360 W/m2 است. و با عبور از جو زمین، جریان در اثر بازتاب و جذب شدت خود را از دست می دهد و در سطح زمین در حال حاضر ~ 1000 وات بر متر مربع است. اینجاست که کار ما شروع می شود: استفاده از انرژی شار نور و تبدیل آن به انرژی مورد نیاز در زندگی روزمره - انرژی الکتریکی.

رمز و راز این دگرگونی بر روی یک شبه مربع کوچک با گوشه های اریب که از یک استوانه سیلیکونی بریده شده است (شکل 2) به قطر 125 میلی متر رخ می دهد و نام آن . چگونه؟

پاسخ این سوال توسط فیزیکدانانی دریافت شد که پدیده ای مانند اثر فوتوالکتریک را کشف کردند. اثر فوتوالکتریک پدیده ای است که الکترون ها از اتم های یک ماده تحت تأثیر نور پرتاب می شوند.

در سال 1900 فیزیکدان آلمانی ماکس پلانک فرضیه ای را ارائه کرد: نور در بخش های جداگانه ساطع و جذب می شود. کوانت(یا فوتون ها). انرژی هر فوتون با فرمول تعیین می شود: E =ساعت∙ ν (خاکستر برهنه) که در آن ساعت- ثابت پلانک برابر با 6.626 × 10 -34 J∙s، ν - فرکانس فوتون فرضیه پلانک پدیده اثر فوتوالکتریک را که در سال 1887 توسط دانشمند آلمانی هاینریش هرتز کشف شد و توسط دانشمند روسی الکساندر گریگوریویچ استولتوف به صورت تجربی مورد مطالعه قرار گرفت، توضیح داد. سه قانون اثر فوتوالکتریک:

1. با ترکیب طیفی ثابت نور، قدرت جریان اشباع مستقیماً با شار نوری که روی کاتد وارد می‌شود، متناسب است.
2. انرژی جنبشی اولیه الکترونهای پرتاب شده توسط نور به صورت خطی با افزایش فرکانس نور افزایش می یابد و به شدت آن بستگی ندارد.
3. اگر فرکانس نور کمتر از مقدار مشخصی از هر ماده باشد که حد قرمز نامیده می شود، اثر فوتوالکتریک رخ نمی دهد.

تئوری اثر فوتوالکتریک، که راز حاکم بر FEP را روشن می کند، توسط دانشمند آلمانی آلبرت انیشتین در سال 1905 توسعه یافت و قوانین را توضیح داد. اثر فوتوالکتریک با استفاده از نظریه کوانتومی نور بر اساس قانون بقا و تبدیل انرژی، انیشتین معادله تعادل انرژی را در طول اثر فوتوالکتریک نوشت:

کجا: ساعت∙ ν - انرژی فوتون، الف– تابع کار – حداقل کاری که برای خروج الکترون از اتم یک ماده باید انجام شود. بنابراین، معلوم می شود که یک ذره نور - یک فوتون - توسط یک الکترون جذب می شود که انرژی جنبشی اضافی به دست می آورد. ½ متر∙v 2 و کار ترک اتم را انجام می دهد که به آن فرصت حرکت آزادانه می دهد. و حرکت جهت دار بارهای الکتریکی جریان الکتریکی است، یا به عبارت صحیح تر، نیروی الکتریکی - E.M.F - در ماده ایجاد می شود.

اینشتین برای معادله اثر فوتوالکتریک در سال 1921 جایزه نوبل را دریافت کرد.

با بازگشت از گذشته به امروز، می بینیم که "قلب" باتری خورشیدی یک FEP (فوتوسل نیمه هادی) است که در آن معجزه شگفت انگیز طبیعت - Valve PhotoEffect (VPE) تحقق می یابد. این شامل ظهور یک نیروی الکتروموتور در یک اتصال p-n تحت تأثیر نور است. VFE یا اثر فوتوالکتریک در لایه مانع، - پدیده ای است که در آن الکترون ها از بدن خارج می شوند و از رابط به جسم جامد دیگری (نیمه هادی) عبور می کنند.

نیمه هادی ها- اینها موادی هستند که از نظر رسانایی خاص خود موقعیت متوسطی را بین هادی ها و دی الکتریک ها اشغال می کنند و از نظر وابستگی شدید رسانایی خاص به غلظت ناخالصی ها ، دما و انواع مختلف تابش با هادی ها متفاوت هستند. نیمه رساناها موادی هستند که فاصله باند آنها به ترتیب چندین الکترون ولت [eV] است. شکاف نواری تفاوت در انرژی های الکترون در یک کریستال نیمه هادی بین سطح پایین نوار رسانایی و سطح بالایی باند ظرفیت نیمه هادی است.

نیمه هادی ها شامل عناصر شیمیایی بسیاری هستند: ژرمانیوم، سیلیکون، سلنیوم، تلوریم، آرسنیک و غیره، تعداد زیادی آلیاژ و ترکیبات شیمیایی (آرسنید گالیم و غیره) رایج ترین نیمه هادی در طبیعت است. سیلیکون, حدود 30 درصد از پوسته زمین را تشکیل می دهد.

سیلیکون به دلیل وجود گسترده در طبیعت، سبک بودن و فاصله باند مناسب 1.12 eV برای جذب انرژی از نور خورشید، قرار بود به ماده ای تبدیل شود. امروزه سیلیکون کریستالی (حدود 90 درصد بازار جهانی) و سلول های خورشیدی لایه نازک (حدود 10 درصد بازار) برجسته ترین در بازار سیستم های تجاری زمینی هستند.

عنصر کلیدی در طراحی مبدل های فتوولتائیک سیلیکونی کریستالی (PVCs) اتصال p-n است. در یک شکل ساده، یک سلول خورشیدی را می توان به عنوان یک "ساندویچ" نشان داد: این سلول از لایه های سیلیکونی دوپ شده برای تشکیل یک اتصال p-n تشکیل شده است.

یکی از ویژگی‌های اصلی اتصال pn توانایی آن به عنوان یک مانع انرژی برای حامل‌های جریان است، یعنی اجازه می‌دهد آنها فقط در یک جهت عبور کنند. بر این اثر است که تولید جریان الکتریکی در سلول های خورشیدی است. تابش تابشی بر روی سطح عنصر حامل های بار با علائم مختلف در حجم نیمه هادی - الکترون ها (n) و سوراخ ها (p) تولید می کند. با تشکر از شما خصوصیات p-nانتقال آنها را "جدا می کند" و به هر نوع اجازه می دهد فقط از نیمه "خود" خود عبور کند و حامل های بار که به طور آشفته در حجم عنصر حرکت می کنند به طرف مقابل سد ختم می شوند و پس از آن می توان آنها را به یک خارجی منتقل کرد. مدار برای ایجاد ولتاژ در سراسر بار و جریان الکتریکی در یک مدار بسته، متصل به یک سلول خورشیدی.

این یک واقعیت کاملاً شناخته شده است که خورشید یک جرم آسمانی (ستاره) است و انرژی خورشیدی اساساً نتیجه فعالیت حیاتی آن است. فرآیندهایی که روی آن اتفاق می افتد مقدار زیادی انرژی آزاد می کند و آن را با سرعت باورنکردنی به سمت سیاره ما پرتاب می کند. بهره برداری از انرژی خورشیدیبرای مردم هم آگاهانه و هم ناخودآگاه اتفاق می افتد. با حمام کردن در پرتوهای خورشید، ما به این واقعیت فکر نمی کنیم که انرژی این ستاره تعدادی از فرآیندهای مهم را در بدن ما آغاز می کند (به عنوان مثال، ویتامین D در پوست ما تولید می شود). به لطف آن فتوسنتز در گیاهان رخ می دهد. چرخه آب در طبیعت نیز «کار او» است. ما آن را بدیهی می دانیم. اما این تنها بخشی از نقش انرژی خورشیدی در زندگی ماست.

استفاده عملی از انرژی خورشیدی

ساده ترین و آشناترین برای همه انواع استفاده از انرژی خورشیدی- استفاده از آن در ماشین حساب های مدرن (روی پنل های خورشیدی بسیار فشرده) و برای نیازهای خانگی (میوه خشک، گرم کردن آب در مخزن دوش در فضای باز در کشور). حرکت هوای گرم شده توسط گرمای خورشید عملکرد سیستم تهویه و دودکش ها را تضمین می کند. پرتوهای خورشید به عنوان یک تبخیر کننده برای نمک زدایی آب دریا استفاده می شود. خورشید یکی از منابع اصلی انرژی برای عملکرد طولانی مدت ماهواره ها و همچنین دستگاه هایی است که برای مطالعه فضای بیرونی استفاده می شود. ماشین ها در حال اجرا انرژی الکتریکی، به طور فزاینده ای وارد زندگی ما می شوند.

دریافت و تبدیل انرژی خورشیدی

انرژی خورشیدی به شکل سه نوع امواج تابشی به سیاره ما برخورد می کند: فرابنفش، نور و مادون قرمز.

استفاده از انرژی خورشیدیهدف اصلی آن تولید گرما یا برق است. این امواج مادون قرمز هستند که بر روی سطح خاصی می افتند که توسط دانشمندان توسعه یافته و به آنچه ما نیاز داریم تبدیل می شوند.

بنابراین، برای استخراج گرما، از یک کلکتور که امواج مادون قرمز را جذب می کند، یک وسیله ذخیره سازی که آن را انباشته می کند و یک مبدل حرارتی که در آن گرما رخ می دهد استفاده می شود.

هنگام تولید انرژی الکتریکی، از فتوسل های مخصوص استفاده می شود. آنها پرتوهای نور را جذب می کنند و تاسیسات مربوطه این پرتوها را به الکتریسیته تبدیل می کنند.

راه های استفاده از انرژی خورشیدیمی توان بسته به نوع نیروگاه برای پردازش آن تقسیم کرد. در مجموع شش مورد از آنها وجود دارد.

سه اول:برج (طراحی به شکل یک برج سیاه با آب در داخل و آینه ها در اطراف)، سهمی (شبیه ظروف ماهواره ای با آینه در داخل)، بشقاب (شبیه یک درخت فلزی با برگ های ساخته شده از آینه). آنها را می توان ترکیب کرد، زیرا آنها همان اصل کار را دارند: مقدار مشخصی نور را جذب می کنند، آن را به یک مخزن مایع هدایت می کنند، که گرم می شود و بخار آزاد می کند، که به نوبه خود برای تولید برق استفاده می شود.

چهارم- تجهیزات با فتوسل معروف ترین نوع، زیرا ابعاد آن بسته به نیاز می تواند متفاوت باشد. پنل های خورشیدی کوچک برای نیازهای خانوارهای خصوصی و پنل های بزرگتر برای نیازهای صنعتی استفاده می شود. اصل کار تولید الکتریسیته از پرتوهای خورشید جذب شده توسط فتوسل به دلیل اختلاف پتانسیل درون آن است.

پنجم- خلاء از نظر ساختاری، زمینی است که با سقف شیشه ای گرد پوشیده شده است که در داخل آن برجی با توربین هایی در پایه قرار دارد. اصل کار به این صورت است که زمین زیر این سقف را گرم می کند و به دلیل اختلاف دما هوا را ایجاد می کند. پره های توربین می چرخند و انرژی تولید می کنند.

کتاب درسی برای پایه های 10-11

فصل سوم. تامین انرژی سلول ها

هر موجود زنده، مانند یک سلول منفرد، یک سیستم باز است، یعنی در حال تبادل با محیط زیستماده و انرژی کل مجموعه ای از واکنش های متابولیک آنزیمی که در بدن رخ می دهد متابولیسم نامیده می شود (از یونانی "متابول" - تبدیل). متابولیسم شامل واکنش های به هم پیوسته جذب - سنتز ترکیبات مولکولی بالا (پروتئین ها، اسیدهای نوکلئیک، پلی ساکاریدها، لیپیدها) و تجزیه - تجزیه و اکسیداسیون مواد آلی است که با تبدیل انرژی رخ می دهد. جذب، که تبادل پلاستیک نیز نامیده می شود، بدون انرژی آزاد شده در نتیجه تجزیه (تبادل انرژی) غیرممکن است. تجزیه، به نوبه خود، بدون آنزیم های تشکیل شده در نتیجه متابولیسم پلاستیک رخ نمی دهد.

هرگونه تجلی فعالیت حیاتی (جذب آب و ترکیبات معدنی محلول در آن، سنتز مواد آلی، تقسیم پلیمرها به مونومر، تولید گرما، حرکت و غیره) مستلزم صرف انرژی است.

منبع اصلی انرژی برای همه موجودات زنده ای که در سیاره ما زندگی می کنند، انرژی نور خورشید است. با این حال، به طور مستقیم فقط توسط سلول های گیاهان سبز، جلبک های تک سلولی، باکتری های سبز و بنفش استفاده می شود. این سلول ها با استفاده از انرژی نور خورشید قادر به سنتز مواد آلی - کربوهیدرات ها، چربی ها، پروتئین ها، اسیدهای نوکلئیک هستند. بیوسنتز که با استفاده از انرژی نور اتفاق می افتد، فتوسنتز نامیده می شود. ارگانیسم هایی که قادر به فتوسنتز هستند، فوتواتوتروفیک نامیده می شوند.

مواد اولیه برای فتوسنتز عبارتند از آب، دی اکسید کربن از جو زمین و همچنین نمک های معدنی نیتروژن، فسفر و گوگرد موجود در آب و خاک. منبع نیتروژن نیز مولکول های نیتروژن اتمسفر (N 2) است که توسط باکتری های ساکن در خاک و در گره های ریشه، عمدتاً حبوبات، جذب می شوند. در این حالت ، گاز نیتروژن بخشی از مولکول آمونیاک - NH 3 می شود که متعاقباً برای سنتز اسیدهای آمینه ، پروتئین ها ، اسیدهای نوکلئیک و سایر ترکیبات حاوی نیتروژن استفاده می شود. باکتری های ندول و گیاهان حبوبات به یکدیگر نیاز دارند. وجود مشترک سودمند متقابل انواع مختلفبه ارگانیسم ها همزیستی می گویند.

علاوه بر فوتو اتوتروف ها، برخی از باکتری ها (باکتری های هیدروژنی، باکتری های نیتریف کننده، باکتری های گوگردی و غیره) نیز قادر به سنتز مواد آلی از مواد معدنی هستند. آنها این سنتز را به دلیل انرژی آزاد شده در طی اکسیداسیون مواد معدنی انجام می دهند. به آنها chemoautotrophs می گویند. فرآیند شیمی سنتز در سال 1887 توسط میکروبیولوژیست روسی S.N. Vinogradsky کشف شد.

تمام موجودات زنده در سیاره ما که قادر به سنتز مواد آلی از ترکیبات معدنی نیستند، هتروتروف نامیده می شوند. همه حیوانات و انسان ها از انرژی خورشید ذخیره شده توسط گیاهان زندگی می کنند و به انرژی پیوندهای شیمیایی ترکیبات آلی تازه سنتز شده تبدیل می شوند.

لازم به ذکر است که هر دو موجودات فتوسنتزی و کموسنتزی نیز قادر به کسب انرژی از طریق اکسیداسیون مواد آلی هستند. با این حال، هتروتروف ها این مواد را به صورت آماده از خارج دریافت می کنند، در حالی که اتوتروف ها آنها را از ترکیبات معدنی سنتز می کنند.

سلول های فتوسنتزی دی اکسید کربن را از جو جذب می کنند و اکسیژن را در آن آزاد می کنند. قبل از اینکه سلول های فتوسنتزی در سیاره ما ظاهر شوند، جو زمین از اکسیژن محروم بود. با ظهور موجودات فتوسنتزی، پر شدن تدریجی جو با اکسیژن منجر به ظهور سلول هایی با نوع جدیدی از دستگاه انرژی شد. اینها سلول هایی بودند که از طریق اکسیداسیون ترکیبات آلی آماده، عمدتاً کربوهیدرات ها و چربی ها، با مشارکت اکسیژن اتمسفر به عنوان یک عامل اکسید کننده، انرژی تولید می کردند. هنگامی که ترکیبات آلی اکسید می شوند، انرژی آزاد می شود.

در نتیجه اشباع اتمسفر با اکسیژن، سلول های هوازی پدید آمدند که قادر به استفاده از اکسیژن برای تولید انرژی بودند.

§ 11. فتوسنتز. تبدیل انرژی نور به انرژی پیوند شیمیایی

اولین سلول هایی که قادر به استفاده از انرژی نور خورشید بودند تقریباً 4 میلیارد سال پیش در دوران آرکئن روی زمین ظاهر شدند. اینها سیانوباکترها بودند (از یونانی "سیانوس" - آبی). بقایای فسیل شده آنها در لایه های شیل پیدا شده است که قدمت آن به این دوره از تاریخ زمین بازمی گردد. 1.5 میلیارد سال دیگر طول کشید تا جو زمین از اکسیژن اشباع شود و سلول های هوازی ظاهر شوند.

بدیهی است که نقش گیاهان و سایر موجودات فتوسنتزی در توسعه و حفظ حیات در سیاره ما بسیار زیاد است: آنها انرژی نور خورشید را به انرژی پیوندهای شیمیایی ترکیبات آلی تبدیل می کنند که سپس توسط همه موجودات دیگر استفاده می شود. موجودات؛ آنها اتمسفر زمین را با اکسیژن اشباع می کنند، که در خدمت اکسید کردن مواد آلی و در نتیجه استخراج انرژی شیمیایی ذخیره شده در آنها توسط سلول های هوازی است. در نهایت، انواع خاصی از گیاهان در همزیستی با باکتری های تثبیت کننده نیتروژن، گاز نیتروژن اتمسفر را به ترکیب مولکول های آمونیاک، نمک های آن و ترکیبات آلی حاوی نیتروژن وارد می کنند.

نقش گیاهان سبز در حیات سیاره ای به سختی قابل برآورد است. حفظ و گسترش پوشش سبز زمین برای همه موجودات زنده ای که در سیاره ما ساکن هستند حیاتی است.

ذخیره انرژی نور در "انباشته کننده های" بیولوژیکی.جریان نور خورشید امواج نور را حمل می کند طول های مختلف. گیاهان از آنتن های نوری (عمدتاً مولکول های کلروفیل) برای جذب امواج نور در قسمت های قرمز و آبی طیف استفاده می کنند. کلروفیل اجازه می دهد امواج نور در قسمت سبز طیف بدون مسدود کردن آنها عبور کنند و به همین دلیل است که گیاهان رنگ سبز دارند.

با کمک انرژی نور، یک الکترون در مولکول کلروفیل به یک مکان بالاتر منتقل می شود. سطح انرژی. در مرحله بعد، این الکترون پرانرژی، مانند پله ها، در امتداد زنجیره حامل های الکترون می پرد و انرژی خود را از دست می دهد. انرژی الکترون ها صرف "شارژ کردن" نوعی "انباشته کننده" بیولوژیکی می شود. بدون پرداختن به ویژگی های شیمیایی ساختار آنها، بیایید بگوییم که یکی از آنها اسید آدنوزین تری فسفریک است که به آن آدنوزین تری فسفات (به اختصار ATP) نیز می گویند. همانطور که قبلاً در § 6 ذکر شد، ATP حاوی سه باقی مانده اسید فسفریک به هم پیوسته است که به آدنوزین متصل هستند. به طور شماتیک، ATP را می توان با فرمول توصیف کرد: آدنوزین-P-P~P، که در آن P یک باقیمانده اسید فسفریک است. پیوند شیمیایی بین فسفات های انتهایی دوم و سوم، انرژی ای را که الکترون می دهد ذخیره می کند (این پیوند شیمیایی خاص با یک خط موجی نشان داده می شود). این در نتیجه این واقعیت است که وقتی یک الکترون انرژی خود را به آدنوزین دی فسفات (آدنوزین-P-P، ADP) منتقل می کند، فسفات دیگری اضافه می شود: ADP+P+E → ATP، که در آن E انرژی الکترون است که ذخیره شده در ATP هنگامی که ATP توسط آنزیم آدنوزین تری فسفاتاز (ATPase) تجزیه می شود، فسفات انتهایی جدا شده و انرژی آزاد می شود:

در یک سلول گیاهی، انرژی ATP برای انتقال آب و نمک، تقسیم سلولی، رشد و حرکت استفاده می شود (به یاد داشته باشید که چگونه سر گل آفتابگردان بعد از خورشید می چرخد).

انرژی ATP برای سنتز مولکول های گلوکز، نشاسته، سلولز و سایر ترکیبات آلی در گیاهان ضروری است. با این حال، برای سنتز مواد آلی در گیاهان، "باتری" بیولوژیکی دیگری مورد نیاز است که انرژی نور را ذخیره کند. این باتری یک نام طولانی غیرقابل تلفظ دارد: نیکوتین آمید آدنین دی نوکلئوتید فسفات (که به اختصار NADP، تلفظ می شود "nad-eff"). این ترکیب به شکل کاهش یافته و با انرژی بالا وجود دارد: NADP-H (تلفظ nad-eh-ash).

شکل اکسید شده این ترکیب که انرژی خود را از دست داده است NADP+ (تلفظ nad-ef-plus) است. با از دست دادن یک اتم هیدروژن و یک الکترون، NADP-H به NADP + تبدیل می شود و دی اکسید کربن (با مشارکت مولکول های آب) را به گلوکز C 6 H 12 0 6 کاهش می دهد. پروتون های از دست رفته (H+) از محیط آبی گرفته می شوند. به شکل ساده شده، این فرآیند را می توان به صورت یک معادله شیمیایی نوشت:

با این حال، هنگامی که دی اکسید کربن و آب مخلوط می شوند، گلوکز تشکیل نمی شود. این نه تنها به قدرت کاهنده NADP-H نیاز دارد، بلکه به انرژی ATP و ترکیبی که CO 2 را متصل می کند، که در مراحل میانی سنتز گلوکز استفاده می شود، و همچنین به تعدادی آنزیم - کاتالیزور بیولوژیکی برای این فرآیند نیاز دارد. .

فتولیز آب.چگونه اکسیژن در طول فتوسنتز تولید می شود؟ واقعیت این است که انرژی نور برای تقسیم مولکول های آب - فتولیز - نیز صرف می شود. در این حالت پروتون ها (H +)، الکترون ها (O و اکسیژن آزاد) تشکیل می شوند:

الکترون های تولید شده در طول فتولیز، تلفات خود را توسط کلروفیل پر می کنند (همانطور که می گویند، آنها "حفره" ایجاد شده در کلروفیل را پر می کنند). برخی از الکترون ها با مشارکت پروتون ها NADP + را به NADP-H کاهش می دهند. اکسیژن محصول جانبی این واکنش است (شکل 19). همانطور که از معادله کلی برای سنتز گلوکز مشاهده می شود، اکسیژن آزاد می شود.

وقتی گیاهان از انرژی نور خورشید استفاده می کنند، نیازی به اکسیژن ندارند. با این حال، در غیاب نور خورشید، گیاهان هوازی می شوند. در تاریکی شب، آنها اکسیژن مصرف می کنند و گلوکز، فروکتوز، نشاسته و سایر ترکیبات ذخیره شده در روز را مانند حیوانات اکسید می کنند.

مراحل روشن و تاریک فتوسنتزدر طول فرآیند فتوسنتز، فازهای روشن و تاریک وجود دارد. هنگامی که گیاهان روشن می شوند، انرژی نور از پیوندهای شیمیایی ATP و NADP-H به انرژی تبدیل می شود. انرژی این ترکیبات به راحتی آزاد می شود و در داخل سلول گیاهی برای اهداف مختلف، عمدتاً برای سنتز گلوکز و سایر ترکیبات آلی استفاده می شود. بنابراین، این مرحله اولیه فتوسنتز، فاز نور نامیده می شود. بدون نور خورشید یا نور مصنوعی که طیف آن شامل پرتوهای قرمز و آبی است، سنتز ATP و NADP-H در سلول گیاهی اتفاق نمی افتد. با این حال، زمانی که مولکول‌های ATP و NADP-H قبلاً در سلول گیاهی انباشته شده‌اند، سنتز گلوکز می‌تواند در تاریکی و بدون مشارکت نور رخ دهد. این واکنش های بیوشیمیایی نیازی به روشنایی ندارند، زیرا از قبل با انرژی نوری ذخیره شده در "انباشته کننده های" بیولوژیکی تامین می شوند. این مرحله از فتوسنتز فاز تمپو نامیده می شود.

برنج. 19. طرح فتوسنتز

تمام واکنش‌های فتوسنتزی در کلروپلاست‌ها رخ می‌دهند - تشکیلات بیضی یا گرد ضخیم‌شده واقع در سیتوپلاسم سلول گیاهی (کلروپلاست‌ها قبلاً به طور خلاصه در § 9 مورد بحث قرار گرفتند). هر سلول حاوی 40-50 کلروپلاست است. کلروپلاست ها از خارج توسط یک غشای دوگانه محدود می شوند و در داخل آنها کیسه های مسطح نازک - تیلاکوئیدها، همچنین توسط غشاها محدود شده اند. تیلاکوئیدها حاوی کلروفیل، حامل های الکترون و تمام آنزیم های دخیل در فاز نوری فتوسنتز، و همچنین ADP، ATP، NADP + و NADP-H هستند. ده ها تیلاکوئید به صورت متراکم در پشته هایی به نام گرانا بسته بندی می شوند. در فضای داخلی بین گرانا - در استرومای کلروپلاست - آنزیم هایی وجود دارد که با استفاده از انرژی محصولات فاز نور فتوسنتز - ATP و NADP-H در کاهش CO 2 به گلوکز نقش دارند. در نتیجه، واکنش‌های فاز تاریک فتوسنتز در استروما رخ می‌دهد که نزدیک به فاز نوری است که در تیلاکوئیدها آشکار می‌شود. فازهای روشن و تاریک فتوسنتز به صورت شماتیک در شکل 19 نشان داده شده است.

کلروپلاست ها دستگاه ژنتیکی خود را دارند - مولکول های DNA و به طور مستقل در داخل سلول ها تولید مثل می کنند. اعتقاد بر این است که بیش از 1.5 میلیارد سال پیش آنها میکروارگانیسم های آزاد بودند که همزیست سلول های گیاهی شدند.

1. توضیح دهید که چرا می گوییم انرژی حیات روی زمین در ابتدا توسط خورشید تامین می شود.
2. توضیح دهید که چرا فتوسنتز از دی اکسید کربن و آب استفاده می کند و منشأ محصول جانبی فتوسنتز یعنی اکسیژن چیست؟
3. مشکلات مربوط به فتوسنتز و تامین غذا برای جمعیت جهان چگونه است؟
4. چرا در طول فتوسنتز، انرژی نور خورشید که بر روی برگ می افتد به انرژی ذخیره شده در ترکیبات آلی با بازدهی تنها حدود 1٪ تبدیل می شود؟ سرنوشت بقیه انرژی چیست؟
5. جدول را پر کنید.

وظایف قطعات C1-C4 سوال:کدام مجموعه کروموزومی برای سلول های پالپ سوزنی کاج و سلول های اسپرم مشخص می شود؟ توضیح دهید که این سلول ها از چه سلول های اولیه و در نتیجه چه تقسیم بندی به وجود می آیند.

پاسخ:در سلول های سوزن کاج، مجموعه کروموزوم ها 2n است. در نطفه کاج – n. یک گیاه کاج بالغ از یک زیگوت (2n) رشد می کند. اسپرم کاج از هاگ هاپلوئید (n) توسط
میتوز

سوال:مسیر هیدروژن را در مراحل روشن و تاریک فتوسنتز از لحظه تشکیل تا سنتز گلوکز دنبال کنید.

پاسخ: بدر مرحله نور فتوسنتز، تحت تأثیر نور خورشید، فتولیز آب رخ می دهد و یون های هیدروژن تشکیل می شود. در فاز سبک، هیدروژن با حامل NADP + ترکیب می شود و NADP 2H را تولید می کند. در فاز تاریک، هیدروژن NADP 2H در واکنش احیایی ترکیبات میانی که گلوکز از آنها سنتز می شود، استفاده می شود.

سوال:چگونه انرژی نور خورشید در فازهای روشن و تاریک فتوسنتز به انرژی پیوندهای شیمیایی گلوکز تبدیل می شود؟ پاسخ خود را توضیح دهید.

پاسخ:در فاز نوری فتوسنتز، انرژی نور خورشید به انرژی الکترون های برانگیخته و سپس انرژی الکترون های برانگیخته به انرژی ATP و NADP-H تبدیل می شود. در فاز تاریک فتوسنتز، انرژی ATP و NADP-H از پیوندهای شیمیایی گلوکز به انرژی تبدیل می شود.

سوال:الکترون های مولکول های کلروفیل چه نقشی در فتوسنتز دارند؟

پاسخ:الکترون‌های کلروفیل که توسط نور خورشید برانگیخته می‌شوند، از زنجیره‌های انتقال الکترون عبور می‌کنند و انرژی خود را برای تشکیل ATP و NADP-H صرف می‌کنند.

سوال:سرعت فتوسنتز به عوامل محدود کننده از جمله نور، غلظت دی اکسید کربن و دما بستگی دارد. چرا این عوامل برای واکنش های فتوسنتز محدود کننده هستند؟

پاسخ:نور برای برانگیختن کلروفیل ضروری است، انرژی را برای فرآیند فتوسنتز تامین می کند. دی اکسید کربن در فاز تاریک فتوسنتز ضروری است. تغییرات دما منجر به دناتوره شدن آنزیم ها و کاهش سرعت واکنش های فتوسنتزی می شود.

سوال:بخشی از یکی از دو زنجیره مولکول DNA شامل 300 نوکلئوتید با آدنین (A)، 100 نوکلئوتید با تیمین (T)، 150 نوکلئوتید با گوانین (G) و 200 نوکلئوتید با سیتوزین (C) است. چند نوکلئوتید با A، T، G و C در یک مولکول DNA دو رشته ای وجود دارد؟ پروتئین کدگذاری شده توسط این بخش از مولکول DNA باید حاوی چند اسید آمینه باشد؟ پاسخ خود را توضیح دهید.

پاسخ:اگر یک رشته DNA دارای 300 A، 100 T، 150 G و 200 C باشد، زنجیره مکمل به ترتیب دارای 300 T، 100 A، 150 C و 200 G است. بنابراین، DNA دو رشته ای دارای 400 A، 400 T است. 350 G و 350 C. اگر در یک زنجیره DNA 300 + 100 + 150 + 200 = 750 نوکلئوتید وجود داشته باشد، آنگاه 750 / 3 = 250 سه قلو وجود دارد. بنابراین، این بخش از DNA 250 اسید آمینه را رمزگذاری می کند.

سوال:در یک مولکول DNA، نوکلئودیدها با تیمین (T) 24 درصد را تشکیل می دهند تعداد کلنوکلئوتیدها تعداد (در درصد) نوکلئوتیدهای دارای گوانین (G)، آدنین (A)، سیتوزین (C) در مولکول DNA را تعیین کنید و نتایج به دست آمده را توضیح دهید.

پاسخ:اگر 24٪ T، پس، طبق اصل مکمل، 24٪ A. در کل، A و T برای 48٪، بنابراین، G و C در کل 100٪ -48٪ = 52٪ است. مقدار G برابر است با مقدار C، 52% / 2 = 26%.

1. چه عوامل محیطی در تنظیم تعداد گرگ ها در اکوسیستم نقش دارند؟

پاسخ:
1) انسان زایی: کاهش مساحت جنگل، شکار بیش از حد.
2) زیستی: کمبود غذا، رقابت، شیوع بیماری ها.

2. نوع و فاز تقسیم سلولی که در شکل نشان داده شده است را تعیین کنید. چه فرآیندهایی در این مرحله رخ می دهد؟

پاسخ:
1) شکل متافاز میتوز را نشان می دهد.
2) نخ های دوک به سانترومر کروموزوم ها متصل می شوند.
3) در این مرحله، کروموزوم های دو کروماتید در صفحه استوایی قرار می گیرند.

3. چرا شخم زدن خاک باعث بهبود شرایط زندگی گیاهان زراعی می شود؟

پاسخ:
1) از بین بردن علف های هرز را ترویج می کند و رقابت با گیاهان زراعی را کاهش می دهد.
2) تامین آب و مواد معدنی گیاهان را ترویج می کند.
3) اکسیژن رسانی به ریشه ها را افزایش می دهد.

4. یک اکوسیستم طبیعی با یک اکوسیستم کشاورزی چه تفاوتی دارد؟

پاسخ:
1) تنوع زیستی و تنوع زیاد اتصالات غذایی و زنجیره های غذایی؛
2) گردش متعادل مواد؛
3) دوره های طولانی وجود.

5. مکانیسم هایی را که ثبات تعداد و شکل کروموزوم ها را در تمام سلول های موجودات از نسلی به نسل دیگر تضمین می کند، آشکار کنید؟

پاسخ:
1) به لطف میوز، گامت ها با مجموعه ای از کروموزوم هاپلوئید تشکیل می شوند.
2) در طی لقاح، مجموعه دیپلوئید کروموزوم ها در زیگوت بازسازی می شود که ثبات مجموعه کروموزوم را تضمین می کند.
3) رشد ارگانیسم به دلیل میتوز رخ می دهد که ثبات تعداد کروموزوم ها را در سلول های سوماتیک تضمین می کند.

6. نقش باکتری ها در چرخه مواد چیست؟

پاسخ:
1) باکتری های هتروتروف - تجزیه کننده ها مواد آلی را به مواد معدنی تجزیه می کنند که توسط گیاهان جذب می شوند.
2) باکتری های اتوتروف (عکس، کموتروف ها) - تولید کنندگان مواد آلی را از غیر آلی سنتز می کنند و از گردش اکسیژن، کربن، نیتروژن و غیره اطمینان حاصل می کنند.

7. ویژگی های گیاهان خزه دار چیست؟

پاسخ:
2) خزه ها هم به صورت جنسی و هم غیرجنسی با نسل های متناوب تولید مثل می کنند: جنسی (گامتوفیت) و غیرجنسی (اسپوروفیت).
3) یک گیاه خزه بالغ از نسل جنسی (گامتوفیت) و کپسول دارای هاگ غیرجنسی (اسپوروفیت) است.
4) لقاح در حضور آب اتفاق می افتد.

8. سنجاب ها، به عنوان یک قاعده، در جنگل های مخروطی زندگی می کنند و عمدتا از دانه های صنوبر تغذیه می کنند. چه عوامل زیستی می تواند منجر به کاهش جمعیت سنجاب شود؟

9. شناخته شده است که دستگاه گلژی به ویژه در سلول های غده ای پانکراس به خوبی توسعه یافته است. توضیح دهید چرا.

پاسخ:
1) سلول های پانکراس آنزیم هایی را سنتز می کنند که در حفره های دستگاه گلژی انباشته می شوند.
2) در دستگاه گلژی، آنزیم ها به شکل وزیکول بسته بندی می شوند.
3) از دستگاه گلژی، آنزیم ها به مجرای پانکراس منتقل می شوند.

10. ریبوزوم های سلول های مختلف، کل مجموعه اسیدهای آمینه و مولکول های یکسان mRNA و tRNA در یک لوله آزمایش قرار گرفتند و همه شرایط برای سنتز پروتئین ایجاد شد. چرا یک نوع پروتئین روی ریبوزوم های مختلف در یک لوله آزمایش سنتز می شود؟

پاسخ:
1) ساختار اولیه پروتئین توسط توالی اسیدهای آمینه تعیین می شود.
2) الگوهای سنتز پروتئین مولکول های mRNA یکسانی هستند که در آنها همان ساختار پروتئین اولیه رمزگذاری شده است.

11. چه ویژگی های ساختاری برای نمایندگان نوع Chordata مشخص است؟

پاسخ:
1) اسکلت محوری داخلی؛
2) سیستم عصبی به شکل یک لوله در سمت پشتی بدن.
3) ترک در لوله گوارش.

12. شبدر در یک علفزار رشد می کند و توسط زنبورها گرده افشانی می شود. چه عوامل زیستی می تواند منجر به کاهش جمعیت شبدر شود؟

پاسخ:
1) کاهش تعداد زنبورها؛
2) افزایش تعداد حیوانات گیاهخوار.
3) تکثیر گیاهان رقیب (غلات و غیره).

13. جرم کل میتوکندری در رابطه با جرم سلول های اندام های مختلف موش است: در پانکراس - 7.9٪، در کبد - 18.4٪، در قلب - 35.8٪. چرا سلول های این اندام ها محتوای میتوکندری متفاوتی دارند؟

پاسخ:
1) میتوکندری ها ایستگاه های انرژی سلول هستند.
2) کار فشرده عضله قلب به انرژی زیادی نیاز دارد، بنابراین محتوای میتوکندری در سلول های آن بالاترین است.
3) در کبد تعداد میتوکندری ها در مقایسه با پانکراس بیشتر است، زیرا متابولیسم شدیدتری دارد.

14. توضیح دهید که چرا گوشت گاو که کنترل بهداشتی را رد نکرده است برای خوردن نیم پز یا کمی سرخ شده خطرناک است.

پاسخ:
1) گوشت گاو ممکن است حاوی کرم گاو باشد.
2) یک کرم بالغ از finna در کانال گوارش ایجاد می شود و فرد میزبان نهایی می شود.

15. اندامک سلول گیاهی که در شکل نشان داده شده است، ساختار آن با اعداد 1-3 نشان داده شده است و عملکرد آنها را نام ببرید.

پاسخ:
1) اندامک به تصویر کشیده شده یک کلروپلاست است.
2) 1 - تیلاکوئیدهای دانه ای که در فتوسنتز نقش دارند.
3) 2 - DNA، 3 - ریبوزوم ها، در سنتز پروتئین های خود کلروپلاست شرکت می کنند.

16. چرا باکتری ها را نمی توان به عنوان یوکاریوت طبقه بندی کرد؟

پاسخ:
1) در سلول های آنها، ماده هسته ای با یک مولکول DNA دایره ای نشان داده می شود و از سیتوپلاسم جدا نمی شود.
2) میتوکندری، کمپلکس گلژی یا ER ندارند.
3) سلول های زایای تخصصی ندارند، میوز و لقاح وجود ندارد.

17. چه تغییراتی در عوامل زیستی می تواند منجر به افزایش جمعیت راب های برهنه ای شود که در جنگل زندگی می کنند و عمدتاً از گیاهان تغذیه می کنند؟

18. فرآیند فتوسنتز به شدت در برگ گیاهان اتفاق می افتد. آیا در میوه های رسیده و نارس وجود دارد؟ پاسخ خود را توضیح دهید.

پاسخ:
1) فتوسنتز در میوه های نارس (در حالی که سبز هستند) رخ می دهد، زیرا آنها حاوی کلروپلاست هستند.
2) با بالغ شدن، کلروپلاست ها به کروموپلاست تبدیل می شوند که در آنها فتوسنتز انجام نمی شود.

19. چه مراحلی از گامتوژنز در شکل با حروف A، B و C نشان داده شده است؟ سلول ها در هر یک از این مراحل چه مجموعه ای از کروموزوم ها دارند؟ این فرآیند منجر به توسعه چه سلول های تخصصی می شود؟

پاسخ:
1) A - مرحله (منطقه) تولید مثل (تقسیم)، سلول های دیپلوئید.
2) B - مرحله (منطقه) رشد، سلول دیپلوئید.
3) ب - مرحله (منطقه) بلوغ، سلول ها هاپلوئید هستند، اسپرم رشد می کند.

20. سلول های باکتریایی از نظر ساختار با سلول های موجودات در سایر قلمروهای طبیعت زنده چه تفاوتی دارند؟ حداقل سه تفاوت را فهرست کنید.

پاسخ:
1) هسته تشکیل شده، پوشش هسته ای وجود ندارد.
2) تعدادی اندامک از دست رفته است: میتوکندری، EPS، مجتمع گلژی و غیره.
3) دارای یک کروموزوم حلقه ای.

21. چرا گیاهان (تولیدکنندگان) حلقه اولیه چرخه مواد و تبدیل انرژی در اکوسیستم محسوب می شوند؟

پاسخ:
1) ایجاد مواد آلی از مواد معدنی.
2) انباشته شدن انرژی خورشیدی؛
3) تأمین مواد آلی و انرژی برای موجودات موجود در سایر بخش های اکوسیستم.

22. چه فرآیندهایی حرکت آب و مواد معدنی را در سرتاسر گیاه تضمین می کند؟

پاسخ:
1) از ریشه تا برگ، آب و مواد معدنی به دلیل تعرق از طریق آوندها حرکت می کنند که در نتیجه نیروی مکش ایجاد می شود.
2) جریان رو به بالا در گیاه با فشار ریشه تسهیل می شود که در نتیجه جریان مداوم آب به ریشه به دلیل اختلاف غلظت مواد در سلول ها و محیط ایجاد می شود.

23. به سلول های نشان داده شده در شکل نگاه کنید. تعیین کنید کدام حروف نشان دهنده سلول های پروکاریوتی و یوکاریوتی هستند. برای دیدگاه خود مدرک ارائه کنید.

پاسخ:
1) A - سلول پروکاریوتی، B - سلول یوکاریوتی.
2) سلول در شکل A هسته تشکیل شده ندارد، ماده ارثی آن توسط یک کروموزوم حلقه نشان داده شده است.
3) سلول در شکل B دارای یک هسته و اندامک تشکیل شده است.

24-پیچیدگی سیستم گردش خون دوزیستان در مقایسه با ماهی چقدر است؟

پاسخ:
1) قلب سه حفره ای می شود.
2) دایره دوم گردش خون ظاهر می شود.
3) قلب حاوی خون وریدی و مختلط است.

25. چرا اکوسیستم جنگلی مختلط پایدارتر از اکوسیستم جنگل صنوبر در نظر گرفته می شود؟

پاسخ:
1) در جنگل های مختلط گونه های بیشتری نسبت به جنگل صنوبر وجود دارد.
2) در یک جنگل مختلط زنجیره های غذایی طولانی تر و منشعب تر از جنگل صنوبر هستند.
3) در جنگل های مختلط طبقات بیشتری نسبت به جنگل صنوبر وجود دارد.

26. بخشی از یک مولکول DNA دارای ترکیب زیر است: GATGAATAGTGCTTC. حداقل سه پیامد که می تواند از جایگزینی تصادفی نوکلئوتید هفتم تیمین با سیتوزین (C) باشد را فهرست کنید.

پاسخ:
1) یک جهش ژنی رخ خواهد داد - کدون سومین اسید آمینه تغییر خواهد کرد.
2) در یک پروتئین، یک اسید آمینه ممکن است با دیگری جایگزین شود، در نتیجه ساختار اولیه پروتئین تغییر می کند.
3) تمام ساختارهای پروتئینی دیگر ممکن است تغییر کنند که منجر به ظهور یک ویژگی جدید در بدن می شود.

27. جلبک های قرمز (جلبک بنفش) در اعماق زیاد زندگی می کنند. با وجود این، فتوسنتز در سلول های آنها اتفاق می افتد. توضیح دهید که چرا اگر ستون آب پرتوهای قسمت قرمز-نارنجی طیف را جذب کند، فتوسنتز رخ می دهد.

پاسخ:
1) فتوسنتز نه تنها به پرتوهای قرمز، بلکه از قسمت آبی طیف نیز نیاز دارد.
2) سلول های قارچ قرمز حاوی رنگدانه قرمز است که پرتوهای قسمت آبی طیف را جذب می کند، انرژی آنها در فرآیند فتوسنتز استفاده می شود.

28. خطاهای متن داده شده را بیابید. تعداد جملاتی که در آنها اشتباه شده است را مشخص کنید و آنها را اصلاح کنید.
1. کوئلنترات ها جانوران چند سلولی سه لایه هستند. 2. حفره معده یا روده دارند. 3. حفره روده شامل سلول های گزنده است. 4. کوئلنترات ها دارای سیستم عصبی شبکه ای (پراکنده) هستند. 5. همه کوئلنترات ها موجودات شنای آزاد هستند.

1) 1 - coelenteates - حیوانات دو لایه.
2) 3 - سلول های گزنده در اکتودرم قرار دارند و نه در حفره روده.
3) 5 - در بین همنوردها اشکال پیوست وجود دارد.

29- تبادل گاز در ریه ها و بافت های پستانداران چگونه انجام می شود؟ چه چیزی باعث این روند می شود؟

پاسخ:
1) تبادل گاز بر اساس انتشار است که ناشی از تفاوت در غلظت گاز (فشار جزئی) در هوای آلوئول ها و خون است.
2) اکسیژن از منطقه فشار بالادر آلوئول هوا وارد خون می شود و دی اکسید کربن از ناحیه فشار بالا در خون وارد آلوئول می شود.
3) در بافت ها، اکسیژن از ناحیه فشار بالا در مویرگ ها وارد ماده بین سلولی و سپس به سلول های اندام ها می شود. دی اکسید کربن از ناحیه فشار بالا در ماده بین سلولی وارد خون می شود.

30. مشارکت گروه های عاملی موجودات در چرخه مواد موجود در بیوسفر چیست؟ نقش هر یک از آنها را در چرخه مواد موجود در بیوسفر در نظر بگیرید.

پاسخ:
1) تولید کنندگان مواد آلی را از مواد معدنی (دی اکسید کربن، آب، نیتروژن، فسفر و سایر مواد معدنی) سنتز می کنند، اکسیژن آزاد می کنند (به جز شیمی تروف ها).
2) مصرف کنندگان (و سایر گروه های عملکردی) ارگانیسم ها از مواد آلی استفاده می کنند و آنها را تبدیل می کنند، آنها را در طی تنفس اکسید می کنند، اکسیژن را جذب می کنند و دی اکسید کربن و آب را آزاد می کنند.
3) تجزیه کننده ها مواد آلی را به ترکیبات معدنی نیتروژن، فسفر و غیره تجزیه می کنند و آنها را به محیط باز می گرداند.

31. بخشی از مولکول DNA که توالی اسیدهای آمینه را در یک پروتئین کد می کند دارای ترکیب زیر است: G-A-T-G-A-A-T-A-G-TT-C-T-T-C. عواقب افزودن تصادفی نوکلئوتید گوانین (G) بین نوکلئوتیدهای هفتم و هشتم را توضیح دهید.

پاسخ:
1) یک جهش ژنی رخ خواهد داد - ممکن است کدهای اسیدهای آمینه سوم و بعدی تغییر کنند.
2) ساختار اولیه پروتئین ممکن است تغییر کند.
3) یک جهش می تواند منجر به ظهور یک صفت جدید در یک ارگانیسم شود.

32. چه اندام های گیاهی در مراحل مختلف رشد فردی توسط خروس ها آسیب می بینند؟

پاسخ:
1) ریشه های گیاه توسط لارو آسیب دیده است.
2) برگ درختان توسط سوسک های بالغ آسیب می بیند.

33. خطاهای متن داده شده را بیابید. تعداد جملاتی که در آنها اشتباه شده است را مشخص کنید و آنها را اصلاح کنید.
1. کرم های پهن حیواناتی سه لایه هستند. 2. شاخه کرم های مسطح شامل پلاناریای سفید، کرم گرد انسانی و فلوک کبدی است. 3. کرم های پهن بدنی کشیده و پهن دارند. 4. سیستم عصبی خوبی دارند. 5. کرم های مسطح حیواناتی دوپایه ای هستند که تخم می گذارند.

اشتباهاتی در جملات وجود داشت:
1) 2 - کرم گرد انسان به عنوان کرم گرد طبقه بندی نمی شود.
2) 4 - در کرم های مسطح سیستم عصبی ضعیف توسعه یافته است.
3)5 - کرم های مسطح هرمافرودیت هستند.

34. میوه چیست؟ اهمیت آن در زندگی گیاهان و جانوران چیست؟

پاسخ:
1) میوه - اندام مولد آنژیوسپرم ها.
2) حاوی دانه هایی است که با کمک آنها گیاهان تکثیر و پراکنده می شوند.
3) میوه های گیاهی غذای حیوانات هستند.

35. بیشتر گونه های پرندگان با وجود طبیعت خون گرمشان برای زمستان از مناطق شمالی پرواز می کنند. حداقل سه عاملی که باعث پرواز این حیوانات می شود را مشخص کنید.

پاسخ:
1) مواد غذایی پرندگان حشره خوار برای تهیه در دسترس نیست.
2) پوشش یخی بر روی مخازن و پوشش برف روی زمین، پرندگان گیاهخوار را از غذا محروم می کند.
3) تغییر در ساعات روز.

36. کدام شیر استریل شده یا تازه دوشیده شده در شرایط مشابه سریع تر ترش می کند؟ پاسخ خود را توضیح دهید.

پاسخ:
1) شیر تازه دوشیده شده سریعتر ترش می شود، زیرا حاوی باکتری هایی است که باعث تخمیر محصول می شود.
2) هنگامی که شیر استریل می شود، سلول ها و هاگ های باکتری های اسید لاکتیک می میرند و شیر ماندگاری بیشتری دارد.

37. خطاهای متن داده شده را بیابید. تعداد جملاتی را که در آنها خطا وجود دارد را مشخص کنید و آنها را توضیح دهید.
1. طبقات اصلی شاخه بندپایان سخت پوستان، عنکبوتیان و حشرات هستند. 2. بدن سخت پوستان و عنکبوتیان به سر، سینه و شکم تقسیم می شود. 3. بدن حشرات از سفالوتوراکس و شکم تشکیل شده است. 4. عنکبوتیان آنتن ندارند. 5. حشرات دارای دو جفت آنتن و سخت پوستان دارای یک جفت هستند.

اشتباهاتی در جملات وجود داشت:
1) 2 - بدن سخت پوستان و عنکبوتیان از سفالوتوراکس و شکم تشکیل شده است.
2)3- بدن حشرات از سر، سینه و شکم تشکیل شده است.
3) 5 - حشرات دارای یک جفت آنتن و سخت پوستان دارای دو جفت هستند.

38. ثابت کنید که ریزوم گیاه یک شاخه اصلاح شده است.

پاسخ:
1) ریزوم دارای گره هایی است که برگ ها و جوانه های ابتدایی در آنها قرار دارند.
2) در بالای ریزوم یک جوانه آپیکال وجود دارد که رشد ساقه را تعیین می کند.
3) ریشه های ناخواسته از ریزوم بیرون می آیند.
4) ساختار تشریحی داخلی ریزوم شبیه ساقه است.

39. برای مبارزه با آفات حشرات، مردم استفاده می کنند مواد شیمیایی. در صورت وجود حداقل سه تغییر در زندگی جنگل بلوط را نشان دهید شیمیاییتمام حشرات گیاهخوار از بین خواهند رفت. توضیح دهید که چرا آنها اتفاق خواهند افتاد.

پاسخ:
1) تعداد گیاهان گرده افشانی شده با حشرات به شدت کاهش می یابد، زیرا حشرات گیاهخوار گرده افشان گیاهان هستند.
2) تعداد موجودات حشره خوار (مصرف کنندگان مرتبه 2) به شدت کاهش می یابد یا به دلیل اختلال در زنجیره غذایی ناپدید می شوند.
3) برخی از مواد شیمیایی مورد استفاده برای کشتن حشرات وارد خاک می شود که منجر به اختلال در زندگی گیاهی، مرگ گیاهان و جانوران خاک می شود، همه تخلفات می تواند منجر به مرگ جنگل بلوط شود.

40. چرا درمان با آنتی بیوتیک می تواند منجر به اختلال عملکرد روده شود؟ حداقل دو دلیل بیاورید.

پاسخ:
1) آنتی بیوتیک ها باکتری های مفید ساکن در روده انسان را از بین می برند.
2) تجزیه فیبر، جذب آب و سایر فرآیندها مختل می شود.

41. کدام قسمت از ورق در شکل با حرف A مشخص شده است و از چه ساختارهایی تشکیل شده است؟ این سازه ها چه وظایفی را انجام می دهند؟

1) حرف A نشان دهنده یک بسته فیبری عروقی (ورید) است، بسته شامل عروق، لوله های غربال و بافت مکانیکی است.
2) کشتی ها انتقال آب به برگ ها را فراهم می کنند.
3) لوله های غربال حمل و نقل مواد آلی را از برگ ها به سایر اندام ها فراهم می کند.
4) سلول های بافت مکانیکی استحکام را فراهم می کنند و به عنوان چارچوب برگ عمل می کنند.

42. چه هستند ویژگی های مشخصهپادشاهی قارچ؟

پاسخ:
1) بدن قارچ ها از رشته هایی تشکیل شده است - هیف ها که یک میسلیوم را تشکیل می دهند.
2) تولید مثل جنسی و غیرجنسی (اسپور، میسلیوم، جوانه زدن).
3) در طول زندگی رشد کنید.
4) در سلول: غشاء حاوی یک ماده کیتین مانند، یک ماده مغذی ذخیره - گلیکوژن است.

43. در یک مخزن کوچک که پس از طغیان رودخانه تشکیل شده بود، پیدا کردند موجودات زیر: مژک دار دمپایی، دافنی، پلاناریای سفید، حلزون برکه ای بزرگ، سیکلوپ، هیدرا. توضیح دهید که آیا این حجم از آب را می توان یک اکوسیستم در نظر گرفت؟ حداقل سه مدرک ارائه کنید.

پاسخ:
مخزن موقت نامگذاری شده را نمی توان اکوسیستم نامید، زیرا شامل موارد زیر است:
1) هیچ تولید کننده ای وجود ندارد.
2) تجزیه کننده وجود ندارد.
3) گردش بسته مواد وجود ندارد و زنجیره غذایی مختل می شود.

44.چرا یادداشتی زیر تورنیکه قرار می گیرد که برای جلوگیری از خونریزی از رگ های خونی بزرگ استفاده می شود و زمان استفاده از آن را نشان می دهد؟

پاسخ:
1) پس از خواندن یادداشت، می توانید تعیین کنید که چقدر از زمان استفاده از تورنیکت گذشته است.
2) اگر بعد از 1 تا 2 ساعت امکان تحویل بیمار به پزشک وجود نداشت، تورنیکه باید برای مدتی شل شود. این از مرگ بافت جلوگیری می کند.

45. ساختارهای نخاع را که در شکل با اعداد 1 و 2 مشخص شده است نام ببرید و ویژگی های ساختار و عملکرد آنها را شرح دهید.

پاسخ:
1) 1 - ماده خاکستری که توسط بدن نورون ها تشکیل می شود.
2) 2 - ماده سفید که توسط فرآیندهای طولانی نورون ها تشکیل شده است.
3) ماده خاکستری یک عملکرد بازتابی را انجام می دهد، ماده سفید یک عملکرد رسانا است.

46. ​​غدد بزاقی چه نقشی در هضم غذا در پستانداران دارند؟ حداقل سه تابع را فهرست کنید.

پاسخ:
1) ترشح غدد بزاقی غذا را مرطوب و ضد عفونی می کند.
2) بزاق در تشکیل بولوس غذا شرکت می کند.
3) آنزیم های بزاق باعث تجزیه نشاسته می شوند.

47. در نتیجه فعالیت های آتشفشانی، جزیره ای در اقیانوس شکل گرفت. توالی شکل گیری یک اکوسیستم در خشکی تازه تشکیل شده را شرح دهید. لطفا حداقل سه مورد را ارائه دهید.

پاسخ:
1) اولین کسانی که ساکن می شوند میکروارگانیسم ها و گلسنگ ها هستند که تشکیل خاک را تضمین می کنند.
2) گیاهانی روی خاک می نشینند که هاگ ها یا دانه های آنها توسط باد یا آب حمل می شود.
3) با توسعه پوشش گیاهی، حیوانات در اکوسیستم ظاهر می شوند، در درجه اول بندپایان و پرندگان.

48. باغبانان باتجربه به جای توزیع یکنواخت کودها را در شیارهای واقع در امتداد لبه های دایره تنه درختان میوه استفاده می کنند. توضیح دهید چرا.

پاسخ:
1) سیستم ریشه رشد می کند، ناحیه مکش در پشت راس ریشه حرکت می کند.
2) ریشه هایی با منطقه جذب توسعه یافته - موهای ریشه - در لبه های دایره های تنه قرار دارند.

49. چه ساقه اصلاح شده در شکل نشان داده شده است؟ عناصر سازه ای که در شکل با اعداد 1، 2، 3 نشان داده شده اند و عملکردهایی که انجام می دهند نام ببرید.

پاسخ:
1) پیاز؛
2) 1 - برگ فلس مانند آبدار که مواد مغذی و آب در آن ذخیره می شود.
3) 2 - ریشه های ناخواسته، حصول اطمینان از جذب آب و مواد معدنی.
4)3 - جوانه، رشد ساقه را تضمین می کند.

50. ویژگی های ساختاری و عملکردهای حیاتی خزه ها چیست؟ لطفا حداقل سه مورد را ارائه دهید.

پاسخ:
1) بیشتر خزه ها گیاهان برگی هستند، برخی از آنها دارای ریزوئید هستند.
2) خزه ها سیستم هدایت ضعیفی دارند.
3) خزه ها هم به صورت جنسی و هم غیرجنسی با نسل های متناوب تولید مثل می کنند: جنسی (گامتوفیت) و غیرجنسی (اسپوروفیت). گیاه خزه بالغ از نسل جنسی است و کپسول هاگ آن غیرجنسی است.

51. در اثر آتش سوزی جنگل، بخشی از جنگل صنوبر سوخت. توضیح دهید که چگونه خوددرمانی آن رخ می دهد. حداقل سه مرحله را فهرست کنید.

پاسخ:
1) ابتدا گیاهان علفی و نور دوست رشد می کنند.
2) سپس شاخه های توس، آسپن و کاج ظاهر می شوند که دانه های آن به کمک باد افتاد و جنگل کوچک برگ یا کاج تشکیل می شود.
3) در زیر تاج گونه های نور دوست، درختان صنوبر مقاوم در برابر سایه رشد می کنند که متعاقباً درختان دیگر را کاملاً جابجا می کنند.

52. برای تعیین علت بیماری ارثی، سلول های بیمار بررسی شد و تغییر در طول یکی از کروموزوم ها کشف شد. چه روش تحقیقی به ما اجازه داد تا علت این بیماری را مشخص کنیم؟ با چه نوع جهشی مرتبط است؟

پاسخ:
1) علت بیماری با استفاده از روش سیتوژنتیک مشخص شد.
2) بیماری ناشی از یک جهش کروموزومی است - از دست دادن یا اضافه شدن یک قطعه کروموزوم.

53. کدام حرف در شکل نشان دهنده بلاستولا در چرخه رشد نیزه است. ویژگی های تشکیل بلاستولا چیست؟

پاسخ:
1) بلاستولا با حرف G مشخص شده است.
2) بلاستولا در هنگام تکه تکه شدن زیگوت تشکیل می شود.
3) اندازه بلاستولا از اندازه زیگوت تجاوز نمی کند.

54. چرا قارچ ها به عنوان یک پادشاهی خاص از دنیای ارگانیک طبقه بندی می شوند؟

پاسخ:
1) بدن قارچ از رشته های نازک شاخه ای تشکیل شده است - هیف ها، تشکیل میسلیوم یا میسلیوم.
2) سلول های میسلیوم کربوهیدرات ها را به شکل گلیکوژن ذخیره می کنند.
3) قارچ ها را نمی توان به عنوان گیاهان طبقه بندی کرد، زیرا سلول های آنها کلروفیل و کلروپلاست ندارند. دیوار حاوی کیتین است.
4) قارچ ها را نمی توان جزو حیوانات طبقه بندی کرد، زیرا آنها مواد مغذی را در تمام سطح بدن جذب می کنند و آنها را به صورت توده های غذایی نمی بلعند.

55. در برخی از بیوسنوزهای جنگلی، برای حفاظت از پرندگان مرغ، تیراندازی دسته جمعی از پرندگان شکاری در روز انجام شد. توضیح دهید که این رویداد چگونه بر تعداد جوجه ها تأثیر گذاشته است.

پاسخ:
1) در ابتدا تعداد جوجه ها افزایش یافت زیرا دشمنان آنها از بین رفتند (طبیعتاً تعداد آنها تنظیم می شود).
2) سپس تعداد جوجه ها به دلیل کمبود غذا کاهش یافت.
3) تعداد افراد بیمار و ضعیف به دلیل شیوع بیماری ها و کمبود شکارچیان افزایش یافت که این امر نیز بر کاهش تعداد جوجه ها تأثیر گذاشت.

56. رنگ خز خرگوش سفید در طول سال تغییر می کند: در زمستان خرگوش سفید و در تابستان خاکستری است. توضیح دهید که چه نوع تنوعی در حیوان مشاهده می شود و چه چیزی تجلی این صفت را تعیین می کند.

پاسخ:
1) خرگوش تغییرات (فنوتیپی، غیر ارثی) را نشان می دهد.
2) تجلی این صفت با تغییر شرایط محیطی (دما، طول روز) تعیین می شود.

57. مراحل رشد جنینی نیزه را که در شکل با حروف A و B مشخص شده است نام ببرید. ویژگی های تشکیل هر یک از این مراحل را آشکار کنید.
A B

پاسخ:
1) الف - گاسترول - مرحله جنین دو لایه.
2) B - نورولا، دارای پایه های لارو آینده یا ارگانیسم بالغ است.
3) گاسترولا با هجوم دیواره بلاستولا تشکیل می شود و در نورولا ابتدا صفحه عصبی تشکیل می شود که به عنوان یک تنظیم کننده برای تشکیل سایر سیستم های اندام عمل می کند.

58- ویژگی های اصلی ساختمان و فعالیت باکتری ها را نام ببرید. حداقل چهار ویژگی را فهرست کنید.

پاسخ:
1) باکتری ها موجودات پیش هسته ای هستند که هسته تشکیل شده و اندامک های زیادی ندارند.
2) با توجه به روش تغذیه، باکتری ها هتروتروف و اتوتروف هستند.
3) نرخ بالای تولید مثل توسط تقسیم.
4) بی هوازی و هوازی؛
5) شرایط نامساعد در حالت اختلاف تجربه می شود.

59. محیط زمین-هوا چه تفاوتی با محیط آبی دارد؟

پاسخ:
1) محتوای اکسیژن؛
2) تفاوت در نوسانات دما (دامنه گسترده نوسانات در محیط زمین و هوا)؛
3) درجه روشنایی؛
4) تراکم

پاسخ:
1) جلبک دریایی دارای خاصیت تجمع عنصر شیمیایی ید است.
۲) ید برای عملکرد طبیعی تیروئید ضروری است.

61. چرا سلول دمپایی مژگانی یک موجود زنده محسوب می شود؟ کدام اندامک های دمپایی مژگانی در شکل با اعداد 1 و 2 نشان داده شده اند و چه وظایفی را انجام می دهند؟

پاسخ:
1) سلول مژک دار تمام عملکردهای یک ارگانیسم مستقل را انجام می دهد: متابولیسم، تولید مثل، تحریک پذیری، سازگاری.
2) 1 - هسته کوچک، در فرآیند جنسی شرکت می کند.
3) 2- هسته بزرگ، فرآیندهای حیاتی را تنظیم می کند.

61. ویژگی های ساختاری و عملکردهای حیاتی قارچ چیست؟ لطفا حداقل سه ویژگی را ذکر کنید.

62. توضیح دهید که باران اسیدی چگونه به گیاهان آسیب می رساند. حداقل سه دلیل بیاورید.

پاسخ:
1) به طور مستقیم به اندام ها و بافت های گیاه آسیب می رساند.
2) خاک را آلوده کنید، حاصلخیزی را کاهش دهید.
3) کاهش بهره وری گیاه

63. چرا به مسافران توصیه می شود هنگام برخاستن یا فرود هواپیما، آب نبات چوبی بمکند؟

پاسخ:
1) تغییر سریع فشار در هنگام برخاستن یا فرود هواپیما باعث می شود درد و ناراحتیدر گوش میانی، جایی که فشار اولیه روی پرده گوش بیشتر باقی می ماند.
2) حرکات بلع باعث بهبود دسترسی هوا به لوله شنوایی (استاش) می شود که از طریق آن فشار در حفره گوش میانی با فشار موجود در محیط برابر می شود.

64. سیستم گردش خون بندپایان چه تفاوتی با دستگاه گردش خون آنلیدها دارد؟ حداقل سه نشانه که این تفاوت ها را اثبات می کند را مشخص کنید.

پاسخ:
1) بندپایان دارای سیستم گردش خون باز هستند، در حالی که آنلیدها دارای سیستم گردش خون بسته هستند.
2) بندپایان در سمت پشتی قلب دارند.
3) آنلیدها قلب ندارند.

65. حیوان نشان داده شده در تصویر چه نوع حیوانی است؟ اعداد 1 و 2 چه چیزی را نشان می دهند؟ سایر نمایندگان این نوع را نام ببرید.

پاسخ:
1) به نوع Coelenterates;
2) 1 - اکتودرم، 2 - حفره روده.
3) پولیپ مرجانی، چتر دریایی.

66- سازگاری های مورفولوژیکی، فیزیولوژیکی و رفتاری با دمای محیط در حیوانات خونگرم چگونه آشکار می شود؟

پاسخ:
1) مورفولوژیکی: پوشش های عایق حرارت، لایه زیر جلدی چربی، تغییرات در سطح بدن.
2) فیزیولوژیکی: افزایش شدت تبخیر عرق و رطوبت در طول تنفس. باریک یا گشاد شدن رگ های خونی، تغییر در سطوح متابولیک؛
3) رفتاری: ساخت لانه، لانه، تغییر در فعالیت روزانه و فصلی بسته به دمای محیط.

67. اطلاعات ژنتیکی چگونه از هسته به ریبوزوم منتقل می شود؟

پاسخ:
1) سنتز mRNA در هسته مطابق با اصل مکمل بودن اتفاق می افتد.
2) mRNA - یک کپی از بخش DNA حاوی اطلاعاتی در مورد ساختار اولیه پروتئین، از هسته به ریبوزوم حرکت می کند.

68. پیچیدگی سرخس ها در مقایسه با خزه ها چگونه است؟ حداقل سه علامت بدهید.

پاسخ:
1) سرخس ها ریشه دارند.
2) سرخس ها، بر خلاف خزه ها، بافت رسانا ایجاد کرده اند.
3) در چرخه رشد سرخس ها، نسل غیرجنسی (اسپوروفیت) بر نسل جنسی (گامتوفیت) غالب است که توسط پروتالوس نشان داده می شود.

69. لایه جوانه یک حیوان مهره دار را که در شکل با شماره 3 مشخص شده است نام ببرید. چه نوع بافت و چه اندام هایی از آن تشکیل شده است.

پاسخ:
1) لایه جوانه - اندودرم؛
2 بافت اپیتلیال (اپیتلیوم روده ها و اندام های تنفسی)؛
3) اندام ها: روده ها، غدد گوارشی، اندام های تنفسی، برخی از غدد درون ریز.

70. پرندگان چه نقشی در بیوسنوز جنگل دارند؟ حداقل سه مثال بزنید.

پاسخ:
1) تنظیم تعداد گیاهان (توزیع میوه ها و دانه ها)؛
2) تعداد حشرات و جوندگان کوچک را تنظیم کنید.
3) به عنوان غذا برای شکارچیان خدمت می کند.
4) خاک را بارور کنید.

71. نقش محافظتی لکوسیت ها در بدن انسان چیست؟

پاسخ:
1) لکوسیت ها قادر به فاگوسیتوز هستند - پروتئین ها، میکروارگانیسم ها، سلول های مرده را بلعیده و هضم می کنند.
2) لکوسیت ها در تولید آنتی بادی هایی شرکت می کنند که آنتی ژن های خاصی را خنثی می کنند.

72. خطاهای متن داده شده را بیابید. تعداد جملاتی که در آنها ساخته شده اند را مشخص کنید، آنها را تصحیح کنید.
بر اساس نظریه کروموزومی وراثت:
1. ژن ها به ترتیب خطی بر روی کروموزوم ها قرار دارند. 2. هرکس مکان خاصی را اشغال می کند - یک آلل. 3. ژن های روی یک کروموزوم یک گروه پیوندی را تشکیل می دهند. 4. تعداد گروه های پیوندی با تعداد دیپلوئید کروموزوم ها تعیین می شود. 5. اختلال در انسجام ژن در طول فرآیند کونژوگاسیون کروموزوم در پروفاز میوز رخ می دهد.

اشتباهاتی در جملات وجود داشت:
1)2 - محل ژن - مکان.
2) 4 - تعداد گروه های پیوندی برابر با مجموعه هاپلوئید کروموزوم ها است.
3) 5- اختلال در پیوند ژنی در طول کراس اور رخ می دهد.

73. چرا برخی از دانشمندان اوگلنا سبز را به عنوان گیاه و برخی دیگر را در زمره حیوانات طبقه بندی می کنند؟ حداقل سه دلیل بیاورید.

پاسخ:
1) مانند همه حیوانات قادر به تغذیه هتروتروف است.
2) قادر به حرکت فعال در جستجوی غذا، مانند همه حیوانات.
3) حاوی کلروفیل در سلول است و مانند گیاهان قادر به تغذیه اتوتروف است.

74. چه فرآیندهایی در مراحل متابولیسم انرژی رخ می دهد؟

پاسخ:
1) در مرحله آماده سازی، مواد آلی پیچیده به مواد کمتر پیچیده تقسیم می شوند (بیوپلیمرها - به مونومرها)، انرژی به شکل گرما تلف می شود.
2) در فرآیند گلیکولیز، گلوکز به اسید پیروویک (یا اسید لاکتیک یا الکل) تجزیه می شود و 2 مولکول ATP سنتز می شود.
3) در مرحله اکسیژن، اسید پیروویک (پیرووات) به دی اکسید کربن و آب تجزیه می شود و 36 مولکول ATP سنتز می شود.

75. در زخمی که روی بدن انسان ایجاد می شود، به مرور زمان خونریزی قطع می شود، اما ممکن است چرکی رخ دهد. توضیح دهید که این به چه خواصی از خون مربوط می شود.

پاسخ:
1) خونریزی به دلیل لخته شدن خون و تشکیل لخته خون متوقف می شود.
2) چروک ناشی از تجمع لکوسیت های مرده ای است که فاگوسیتوز را انجام داده اند.

76. خطاهای متن داده شده را بیابید و اصلاح کنید. تعداد جملاتی را که در آنها خطا وجود دارد را مشخص کنید و آنها را توضیح دهید.

اشتباهاتی در جملات وجود داشت:
1)2 - مونومرهای پروتئین ها اسیدهای آمینه هستند.
3) 6- ریبوزوم ها حاوی مولکول های rRNA هستند نه tRNA.

77. نزدیک بینی چیست؟ تصویر در یک فرد نزدیک بین در کدام قسمت از چشم متمرکز می شود؟ تفاوت بین اشکال مادرزادی و اکتسابی نزدیک بینی چیست؟

پاسخ:
1) نزدیک بینی بیماری اندام های بینایی است که در آن فرد در تشخیص اشیاء دور مشکل دارد.
2) در یک فرد نزدیک بینی، تصویر اشیا در جلوی شبکیه ظاهر می شود.
3) با نزدیک بینی مادرزادی، شکل کره چشم تغییر می کند (طول می شود).
4) نزدیک بینی اکتسابی با تغییر (افزایش) در انحنای عدسی همراه است.

78. اسکلت سر انسان با اسکلت سر میمون های بزرگ چه تفاوتی دارد؟ حداقل چهار تفاوت را فهرست کنید.

پاسخ:
1) غلبه قسمت مغزی جمجمه بر قسمت صورت.
2) کاهش دستگاه فک؛
3) وجود برآمدگی چانه در فک پایین.
4)کاهش برآمدگی ابروها

79. چرا حجم ادرار دفع شده از بدن انسان در روز با حجم مایع نوشیده شده در همان زمان برابر نیست؟

پاسخ:
1) بخشی از آب توسط بدن استفاده می شود یا در فرآیندهای متابولیکی تشکیل می شود.
2) بخشی از آب از طریق اندام های تنفسی و غدد عرق تبخیر می شود.

80. خطاهای متن داده شده را پیدا کنید، آنها را تصحیح کنید، اعداد جملاتی که در آنها ساخته شده اند را مشخص کنید، این جملات را بدون خطا بنویسید.
1. حیوانات موجوداتی هتروتروف هستند که از مواد آلی آماده تغذیه می کنند. 2. جانوران تک سلولی و چند سلولی وجود دارند. 3. همه جانوران چند سلولی دارای تقارن بدنی دو طرفه هستند. 4. اکثر آنها اندام های حرکتی مختلفی ایجاد کرده اند. 5. فقط بندپایان و آکوردها سیستم گردش خون دارند. 6. رشد پس از جنین در همه جانوران چند سلولی مستقیم است.

اشتباهاتی در جملات وجود داشت:
1) 3 - همه حیوانات چند سلولی دارای تقارن بدنی دو طرفه نیستند. به عنوان مثال، در coelenterates شعاعی (شعاعی) است.
2) 5 - دستگاه گردش خون در حلزون و نرم تنان نیز وجود دارد.
3) 6- رشد مستقیم پس از جنین در همه حیوانات چند سلولی ذاتی نیست.

81. اهمیت خون در زندگی انسان چیست؟

پاسخ:
1) عملکرد حمل و نقل را انجام می دهد: تحویل اکسیژن و مواد مغذی به بافت ها و سلول ها، حذف دی اکسید کربن و محصولات متابولیک.
2) به دلیل فعالیت لکوسیت ها و آنتی بادی ها عملکرد محافظتی را انجام می دهد.
3) در تنظیم هومورال عملکردهای حیاتی بدن شرکت می کند.

82. از اطلاعات مربوط به مراحل اولیه جنین زایی (زیگوت، بلاستولا، گاسترولا) برای تایید توالی رشد دنیای حیوانات استفاده کنید.

پاسخ:
1) مرحله زیگوت مربوط به یک ارگانیسم تک سلولی است.
2) مرحله بلاستولا، که در آن سلول ها تمایز ندارند، شبیه به اشکال استعماری است.
3) جنین در مرحله گاسترولا با ساختار coelenterat (هیدرا) مطابقت دارد.

83. معرفی به ورید دوزهای بزرگ داروهاهمراه با رقت آنها با محلول فیزیولوژیکی (محلول NaCl 0.9٪). توضیح دهید چرا.

پاسخ:
1) تجویز دوزهای زیاد دارو بدون رقیق شدن می تواند باعث شود تغییر ناگهانیترکیب خون و پدیده های برگشت ناپذیر؛
2) غلظت محلول نمکی (محلول نمک طعام 9/0 درصد) با غلظت نمک های پلاسمای خون مطابقت دارد و باعث مرگ سلول های خونی نمی شود.

84. خطاهای متن داده شده را پیدا کنید، آنها را تصحیح کنید، اعداد جملاتی که در آنها ساخته شده اند را مشخص کنید، این جملات را بدون خطا بنویسید.
1. جانوران از نوع بندپایان دارای پوشش کیتینی خارجی و اندام های مفصلی هستند. 2. بدن اکثر آنها از سه قسمت سر، سینه و شکم تشکیل شده است. 3. همه بندپایان یک جفت آنتن دارند. 4. چشمان آنها پیچیده (چهره) است. 5. دستگاه گردش خون حشرات بسته است.

اشتباهاتی در جملات وجود داشت:
1) 3 - همه بندپایان یک جفت آنتن ندارند (عنکبوتیان آنها را ندارند و سخت پوستان دارای دو جفت هستند).
2) 4 - همه بندپایان دارای چشم های پیچیده (ترکیب) نیستند: در عنکبوتیان ساده یا غایب هستند، در حشرات می توانند چشم های ساده همراه با چشم های پیچیده داشته باشند.
3)5- سیستم گردش خون بندپایان بسته نیست.

85. توابع چیست دستگاه گوارششخص؟

پاسخ:
1) پردازش مکانیکی مواد غذایی؛
2) پردازش شیمیایی مواد غذایی؛
3) جابجایی غذا و حذف بقایای هضم نشده.
4) جذب مواد مغذی، املاح معدنی و آب در خون و لنف.

86- پیشرفت بیولوژیکی در گیاهان گلدار چگونه مشخص می شود؟ حداقل سه علامت را مشخص کنید.

پاسخ:
1) تنوع گسترده ای از جمعیت ها و گونه ها؛
2) توزیع گسترده در کره زمین;
3) سازگاری با زندگی در شرایط مختلف محیطی.

87.چرا غذا باید به طور کامل جویده شود؟

پاسخ:
1) غذای خوب جویده شده به سرعت با بزاق در حفره دهان اشباع می شود و شروع به هضم می کند.
2) غذای خوب جویده شده به سرعت با شیره های گوارشی در معده و روده اشباع می شود و بنابراین هضم آن آسان تر است.

88. خطاهای متن داده شده را بیابید. تعداد جملاتی که در آنها ساخته شده اند را مشخص کنید، آنها را تصحیح کنید.
1. یک جمعیت مجموعه ای از افراد آزادانه از یک گونه است که برای مدت طولانی در یک قلمرو مشترک زندگی می کنند. 3. مخزن ژنی همه جمعیت های یک گونه یکسان است. 4. جمعیت واحد ابتدایی تکامل است. 5. گروهی از قورباغه های هم نوع که در یک استخر عمیق به مدت یک تابستان زندگی می کنند یک جمعیت را تشکیل می دهند.

اشتباهاتی در جملات وجود داشت:
1)2 - جمعیت های یک گونه تا حدی جدا شده اند، اما افراد از جمعیت های مختلف می توانند با هم ترکیب شوند.
2) 3 - مخازن ژنی جمعیت های مختلف از یک گونه متفاوت است.
3) 5 - گروهی از قورباغه ها جمعیت نیستند، زیرا گروهی از افراد یک گونه در صورتی جمعیت محسوب می شوند که برای تعداد زیادی از نسل ها فضای یکسانی را اشغال کنند.

پاسخ:
1) در تابستان فرد بیشتر عرق می کند.
2) نمک های معدنی از طریق عرق از بدن خارج می شوند.
3) آب شور تعادل طبیعی آب و نمک را بین بافت ها و محیط داخلی بدن باز می گرداند.

90. چگونه ثابت می شود که فردی از طبقه پستانداران است؟

پاسخ:
1) شباهت در ساختار سیستم های اندام؛
2) وجود مو؛
3) رشد جنین در رحم؛
4) تغذیه فرزندان با شیر، مراقبت از فرزندان.

91. چه فرآیندهایی ثبات ترکیب شیمیایی پلاسمای خون انسان را حفظ می کنند؟

پاسخ:
1) فرآیندها در سیستم های بافر واکنش محیط (pH) را در یک سطح ثابت حفظ می کنند.
2) تنظیم عصبی-هومورال ترکیب شیمیایی پلاسما انجام می شود.

92. خطاهای متن داده شده را بیابید. تعداد جملاتی که در آنها ساخته شده اند را مشخص کرده و توضیح دهید.
1. جمعیت مجموعه ای از افراد با هم آمیختگی آزادانه از گونه های مختلف است که برای مدت طولانی در یک قلمرو مشترک زندگی می کنند. 3. به مجموع تمام ژن های یک جمعیت، مخزن ژن می گویند. 4. جمعیت واحد ساختاری طبیعت زنده است. 5. تعداد جمعیت همیشه ثابت است.

اشتباهاتی در جملات وجود داشت:
1) 1 - جمعیت مجموعه ای از افراد هم نژاد آزادانه از همان گونه است که برای مدت طولانی در قلمرو عمومی جمعیت ساکن هستند.
2) 4 - جمعیت واحد ساختاری گونه است.
3) 5 - تعداد جمعیت می تواند در فصول و سال های مختلف تغییر کند.

93. چه ساختارهای پوشش بدن از بدن انسان در برابر تأثیر عوامل دمایی محیط محافظت می کند؟ نقش آنها را توضیح دهید.

پاسخ:
1) بافت چربی زیر جلدی بدن را از خنک شدن محافظت می کند.
2) غدد عرق عرق تولید می کنند که وقتی تبخیر می شود از گرمای بیش از حد محافظت می کند.
3) موهای روی سر بدن را از سرد شدن و گرمای بیش از حد محافظت می کند.
4) تغییرات در لومن مویرگ های پوست، انتقال حرارت را تنظیم می کند.

94. حداقل سه ویژگی بیولوژیکی پیشرونده یک فرد را که در فرآیند تکامل طولانی به دست آورده است، ذکر کنید.

پاسخ:
1) بزرگ شدن مغز و بخش مغزی جمجمه؛
2) وضعیت ایستاده و تغییرات مربوطه در اسکلت.
3) آزادسازی و توسعه دست، مخالفت شست.

95. کدام تقسیم میوز شبیه میتوز است؟ توضیح دهید که چگونه بیان می شود و به چه مجموعه ای از کروموزوم ها در سلول منتهی می شود.

پاسخ:
1) شباهت با میتوز در بخش دوم میوز مشاهده می شود.
2) همه فازها مشابه هستند، کروموزوم های خواهر (کروماتیدها) به قطب های سلول واگرا می شوند.
3) سلول های حاصل دارای یک مجموعه کروموزوم هاپلوئید هستند.

96. تفاوت بین خونریزی شریانی و خونریزی وریدی چیست؟

پاسخ:
1) با خونریزی شریانی، خون قرمز مایل به قرمز است.
2) با نهر قوی، فواره از زخم بیرون می زند.

97. در شکل چه فرآیندی در بدن انسان رخ می دهد؟ چه چیزی زیربنای این فرآیند است و چگونه ترکیب خون در نتیجه تغییر می کند؟ پاسخ خود را توضیح دهید.
مویرگی

پاسخ:
1) شکل نمودار تبادل گاز در ریه ها (بین وزیکول ریوی و مویرگ خون) را نشان می دهد.
2) مبادله گاز بر اساس انتشار است - نفوذ گازها از مکانی با فشار بالا به مکانی با فشار پایین تر.
3) در نتیجه تبادل گاز، خون با اکسیژن اشباع شده و از وریدی (A) به شریانی (B) تبدیل می شود.

98. عدم تحرک بدنی چه تأثیری دارد (کم فعالیت حرکتی) روی بدن انسان؟

پاسخ:
عدم تحرک بدنی منجر به موارد زیر می شود:
1) کاهش سطح متابولیسم، افزایش بافت چربی، وزن اضافی بدن؛
2) ضعیف شدن عضلات اسکلتی و قلبی، افزایش بار روی قلب و کاهش استقامت بدن.
3) رکود خون وریدی در اندام تحتانی، اتساع عروق، اختلالات گردش خون.

(سایر عبارت پاسخ بدون تحریف معنای آن مجاز است.)

99. گیاهانی که در شرایط خشک زندگی می کنند چه ویژگی هایی دارند؟

پاسخ:
1) سیستم ریشه گیاهان عمیقاً در خاک نفوذ می کند ، به آب های زیرزمینی می رسد یا در لایه سطحی خاک قرار دارد.
2) در برخی از گیاهان، آب در برگ ها، ساقه ها و سایر اندام ها در هنگام خشکسالی ذخیره می شود.
3) برگ ها با یک پوشش مومی، بلوغ یا تغییر یافته به خار یا سوزن پوشیده شده اند.

100. دلیل نیاز به ورود یون آهن به خون انسان چیست؟ پاسخ خود را توضیح دهید.

پاسخ:
2) گلبول های قرمز خون انتقال اکسیژن و دی اکسید کربن را فراهم می کنند.

101. حفره های قلب که در شکل با اعداد 3 و 5 نشان داده شده اند از طریق چه رگ ها و چه نوع خونی عبور می کنند؟ هر یک از این ساختارهای قلب به کدام سیستم گردش خون متصل است؟

پاسخ:
1) اتاق مشخص شده با شماره 3 خون وریدی را از ورید اجوف فوقانی و تحتانی دریافت می کند.
2) محفظه ای که با شماره 5 نشان داده شده است، خون شریانی را از وریدهای ریوی دریافت می کند.
3) اتاق قلب که با شماره 3 نشان داده شده است به گردش خون سیستمیک متصل است.
4) محفظه قلب که با عدد 5 مشخص شده است به گردش خون ریوی متصل است.

102-ویتامین ها چه نقشی در زندگی بدن انسان دارند؟

پاسخ:
1) ویتامین ها - مواد آلی فعال بیولوژیکی که در مقادیر کم مورد نیاز است.
2) آنها بخشی از آنزیم ها هستند که در متابولیسم شرکت می کنند.
3) افزایش مقاومت بدن در برابر تأثیرات نامطلوب محیطی، تحریک رشد، رشد بدن، ترمیم بافت ها و سلول ها.

103. شکل بدن پروانه کالیما شبیه یک برگ است. پروانه چگونه چنین شکل بدنی پیدا کرد؟

پاسخ:
1) ظهور تغییرات ارثی مختلف در افراد؛
2) حفظ با انتخاب طبیعی افراد با شکل بدن تغییر یافته؛
3) تولید مثل و توزیع افراد با شکل بدنی شبیه به برگ.

104. ماهیت اکثر آنزیم ها چیست و چرا با افزایش سطح تابش فعالیت خود را از دست می دهند؟

پاسخ:
1) بیشتر آنزیم ها پروتئین هستند.
2) تحت تأثیر تابش، دناتوره شدن رخ می دهد، ساختار پروتئین-آنزیم تغییر می کند.

105. خطاهای متن داده شده را بیابید. تعداد پیشنهادهایی که در آنها ارائه شده است را مشخص کنید، آنها را اصلاح کنید.
1. گیاهان مانند همه موجودات زنده می خورند، نفس می کشند، رشد می کنند و تولید مثل می کنند. 2. با توجه به روش تغذیه، گیاهان به عنوان موجودات اتوتروف طبقه بندی می شوند. 3. هنگامی که گیاهان تنفس می کنند، دی اکسید کربن را جذب کرده و اکسیژن آزاد می کنند. 4. همه گیاهان با بذر تولید مثل می کنند. 5. گیاهان نیز مانند حیوانات تنها در سال های اول زندگی رشد می کنند.

اشتباهاتی در جملات وجود داشت:
1)3- گیاهان هنگام تنفس، اکسیژن را جذب کرده و دی اکسید کربن آزاد می کنند.
2) 4 - فقط گیاهان گلدار و ژیمنوسپرم ها از طریق دانه ها و جلبک ها، خزه ها و سرخس ها توسط هاگ ​​تولید مثل می کنند.
3)5- گیاهان در طول زندگی خود رشد می کنند، رشد نامحدودی دارند.

106. دلیل نیاز به ورود یون آهن به خون انسان چیست؟ پاسخ خود را توضیح دهید.

پاسخ:
1) یون های آهن بخشی از هموگلوبین گلبول های قرمز هستند.
2) هموگلوبین گلبول های قرمز حمل و نقل اکسیژن و دی اکسید کربن را تضمین می کند، زیرا قادر به اتصال با این گازها است.
3) تامین اکسیژن برای متابولیسم انرژی سلول ضروری است و دی اکسید کربن محصول نهایی آن است که باید حذف شود.

107. توضیح دهید که چرا افراد از نژادهای مختلف به عنوان یک گونه طبقه بندی می شوند. حداقل سه مدرک ارائه کنید.

پاسخ:
1) شباهت ساختار، فرآیندهای زندگی، رفتار.
2) وحدت ژنتیکی - همان مجموعه کروموزوم ها، ساختار آنها.
3) ازدواج های بین نژادی فرزندانی را تولید می کند که قادر به تولید مثل هستند.

108. در هند باستان، به فردی که مظنون به جنایت بود، پیشنهاد می کردند که یک مشت برنج خشک را ببلعد. اگر شکست می خورد، گناه اثبات شده تلقی می شد. یک مبنای فیزیولوژیکی برای این فرآیند ارائه دهید.

پاسخ:
1) بلع یک عمل رفلکس پیچیده است که با ترشح بزاق و تحریک ریشه زبان همراه است.
2) با هیجان شدید، ترشح بزاق به شدت مهار می شود، دهان خشک می شود و رفلکس بلع رخ نمی دهد.

109. خطاهای متن داده شده را بیابید. تعداد جملاتی که در آنها ساخته شده اند را مشخص کرده و توضیح دهید.
1. زنجیره غذایی بیوژئوسنوز شامل تولیدکنندگان، مصرف کنندگان و تجزیه کننده ها می شود. 2. اولین حلقه در زنجیره غذایی مصرف کنندگان هستند. 3. مصرف کنندگان در نور انرژی جذب شده در فرآیند فتوسنتز را انباشته می کنند. 4. در فاز تاریک فتوسنتز، اکسیژن آزاد می شود. 5. کاهنده ها به آزادسازی انرژی انباشته شده توسط مصرف کنندگان و تولیدکنندگان کمک می کنند.

اشتباهاتی در جملات وجود داشت:
1)2 - اولین لینک تولید کنندگان است.
2)3 - مصرف کنندگان قادر به فتوسنتز نیستند.
3)4- اکسیژن در فاز نوری فتوسنتز آزاد می شود.

110. علل کم خونی در انسان چیست؟ حداقل سه دلیل ممکن را ذکر کنید.

پاسخ:
1) از دست دادن خون زیاد؛
2) سوء تغذیه (کمبود آهن و ویتامین ها و غیره)؛
3) اختلال در تشکیل گلبول های قرمز خون در اندام های خونساز.

111. مگس زنبور از نظر رنگ و شکل بدن شبیه زنبور است. نوع وسیله حفاظتی آن را نام ببرید، اهمیت آن و ماهیت نسبی سازگاری را توضیح دهید.

پاسخ:
1) نوع انطباق - تقلید، تقلید از رنگ و شکل بدن یک حیوان محافظت نشده به یک حیوان محافظت شده.
2) شباهت به یک زنبور، شکارچی احتمالی را از خطر نیش زدن هشدار می دهد.
3) مگس طعمه پرندگان جوانی می شود که هنوز به زنبور واکنش نشان نداده اند.

112. با استفاده از تمام اشیایی که در زیر به آنها اشاره شده است، یک زنجیره غذایی بسازید: هوموس، عنکبوت متقاطع، شاهین، دختر بزرگ، مگس خانگی. مصرف کنندگان مرتبه سوم را در زنجیره ساخته شده شناسایی کنید.

پاسخ:
1) هوموس -> مگس خانگی -> عنکبوت متقاطع -> دختر بزرگ -> شاهین.
2) مصرف کننده مرتبه سوم - دختر بزرگ.

113. خطاهای متن داده شده را بیابید. تعداد جملاتی را که در آنها خطا وجود دارد را مشخص کنید، آنها را اصلاح کنید.
1. Annelids سازمان یافته ترین برش حیوانی از سایر انواع کرم ها هستند. 2. آنلیدها دارای سیستم گردش خون باز هستند. 3. بدن یک کرم حلقوی از بخشهای یکسان تشکیل شده است. 4. آنلیدها حفره بدن ندارند. 5. سیستم عصبیآنلیدها با حلقه اطراف حلق و طناب عصبی پشتی نشان داده می شوند.

اشتباهاتی در جملات وجود داشت:
1)2 - آنلیدها دارای سیستم گردش خون بسته هستند.
2)4 - آنلیدها دارای حفره بدن هستند.
3)5- زنجیره عصبی در سمت شکمی بدن قرار دارد.

114. حداقل سه آرومورفوس در گیاهان زمینی را نام ببرید که به آنها اجازه می دهد اولین کسانی باشند که زمین را توسعه می دهند. پاسخ خود را توجیه کنید.

پاسخ:
1) ظاهر بافت پوششی - اپیدرم با روزنه - محافظت در برابر تبخیر را تسهیل می کند.
2) ظهور یک سیستم هدایت کننده که حمل و نقل مواد را تضمین می کند.
3) توسعه بافت مکانیکی که عملکرد حمایتی را انجام می دهد.

115. توضیح دهید که چرا در استرالیا تنوع پستانداران کیسه دار وجود دارد و در سایر قاره ها وجود ندارد.

پاسخ:
1) استرالیا در دوران شکوفایی کیسه‌داران قبل از ظهور جانوران جفتی از سایر قاره‌ها جدا شد (انزوای جغرافیایی).
2) شرایط طبیعی استرالیا به واگرایی شخصیت های کیسه دار و گونه زایی فعال کمک کرده است.
3) در سایر قاره ها، جانوران کیسه دار با پستانداران جفت جایگزین شدند.

116- در چه مواردی تغییر در توالی نوکلئوتیدهای DNA بر ساختار و عملکرد پروتئین مربوطه تأثیر نمی گذارد؟

پاسخ:
1) اگر در نتیجه جایگزینی نوکلئوتید، کدون دیگری که همان اسید آمینه را رمزگذاری می کند ایجاد شود.
2) اگر کدون تشکیل شده در نتیجه جایگزینی نوکلئوتید اسید آمینه دیگری را رمزگذاری کند، اما با خواص شیمیایی مشابه که ساختار پروتئین را تغییر نمی دهد.
3) اگر تغییرات نوکلئوتیدی در نواحی DNA بین ژنی یا غیرعملکردی رخ دهد.

117. چرا رابطه بین ماهی پیک و سوف در اکوسیستم رودخانه رقابتی تلقی می شود؟

پاسخ:
1) شکارچی هستند، از مواد غذایی مشابه تغذیه می کنند.
2) در یک بدنه آب زندگی می کنند، به شرایط زندگی مشابه نیاز دارند، متقابلاً یکدیگر را سرکوب می کنند.

118. خطاهای متن داده شده را بیابید. تعداد جملاتی را که در آنها خطا وجود دارد را مشخص کنید، آنها را اصلاح کنید.
1. طبقات اصلی شاخه بندپایان سخت پوستان، عنکبوتیان و حشرات هستند. 2. حشرات دارای چهار جفت پا و عنکبوتیان سه جفت هستند. 3. خرچنگ دارد چشم های ساده، و عنکبوت متقاطع پیچیده است. 4. عنکبوتیان زگیل عنکبوتیه روی شکم خود دارند. 5. عنکبوت متقاطع و خروس با استفاده از کیسه های ریه و نای تنفس می کنند.

اشتباهاتی در جملات وجود داشت:
1) 2 - حشرات دارای سه جفت پا و عنکبوتیان دارای چهار جفت هستند.
2) 3 - خرچنگ دارای چشم های مرکب است و عنکبوت متقاطع دارای چشم های ساده است.
3) 5 - سوسک دارای کیسه های ریوی نیست، بلکه فقط نای دارد.

119. ویژگی های ساختاری و عملکردهای حیاتی قارچ کلاهک چیست؟ حداقل چهار ویژگی را نام ببرید.

پاسخ:
1) میسلیوم و بدن باردهی دارند.
2) تولید مثل توسط هاگ ​​و میسلیوم.
3) با توجه به روش تغذیه - هتروتروف ها.
4) بیشتر میکوریزا تشکیل می دهند.

120. چه آرومورفوس هایی به دوزیستان باستانی اجازه توسعه زمین را می داد.

پاسخ:
1) ظاهر تنفس ریوی؛
2) تشکیل اندام های تکه تکه شده؛
3) ظاهر یک قلب سه حفره ای و دو دایره گردش خون.

121. چرا با از بین رفتن ماهی های شکارچی در مخزن، تعداد ماهی های گیاهخوار تجاری به شدت کاهش می یابد؟

پاسخ:
1) نابودی شکارچیان منجر به افزایش شدید تعداد ماهیان گیاهخوار و افزایش رقابت بین آنها می شود.
2) تعداد زیادی ماهی گیاهخوار به کاهش عرضه غذا، شیوع بیماری های مختلف در بین آنها کمک می کند، این امر منجر به مرگ دسته جمعی ماهی می شود.

122. خطاهای متن داده شده را بیابید و اصلاح کنید. تعداد جملاتی را که در آنها خطا وجود دارد را مشخص کنید و آنها را توضیح دهید.
1. پروتئین ها در ساختار و عملکرد موجودات اهمیت زیادی دارند. 2. بیوپلیمرهایی هستند که مونومرهای آنها بازهای نیتروژنی هستند. 3. پروتئین ها بخشی از غشای پلاسمایی هستند. 4. بسیاری از پروتئین ها عملکردهای آنزیمی را در سلول انجام می دهند. 5. اطلاعات ارثی در مورد ویژگی های ارگانیسم در مولکول های پروتئین رمزگذاری شده است. 6. مولکول های پروتئین و tRNA بخشی از ریبوزوم ها هستند.

اشتباهاتی در جملات وجود داشت:
1) 2 - آمینو اسیدها مونومرهای پروتئین هستند.
2) 5 - اطلاعات ارثی در مورد ویژگی های یک موجود زنده در مولکول های DNA رمزگذاری شده است.
3)6 - ریبوزوم ها حاوی مولکول های rRNA هستند نه tRNA.

123. پادشاهی قارچ ها با پادشاهی گیاهان چه تفاوت هایی دارد؟ حداقل سه علامت را نام ببرید.

پاسخ:
1) قارچ ها هتروتروف هستند و قادر به فتوسنتز نیستند.
2) قارچ ها در ساختار و ترکیب شیمیایی سلول متفاوت هستند: آنها کلروپلاست ندارند، دیواره سلولی حاوی کیتین است و ماده مغذی ذخیره گلیکوژن است.
3) بدن قارچ ها توسط هیف ها تشکیل می شود.

124. در نواحی صنعتی انگلستان در طول قرن 19-20، تعداد پروانه های توس با بال های تیره رنگ نسبت به پروانه های رنگ روشن افزایش یافت. این پدیده را از منظر نظریه تکامل توضیح دهید و شکل انتخاب را مشخص کنید.

پاسخ:
1) هر دو شکل روشن و تیره در فرزندان جمعیت پروانه متولد می شوند.
2) در مناطق صنعتی آلوده به دوده، پرندگان افراد با رنگ روشن را از تنه های تیره حذف می کنند، بنابراین پس از چند نسل، پروانه های تیره رنگ به شکل غالب در جمعیت تبدیل شده اند.
3) تغییر رنگ در جمعیت پروانه ها تجلی شکل محرک انتخاب طبیعی است.

125. چه ویژگی های کروموزوم ها انتقال اطلاعات ارثی را تضمین می کند؟

پاسخ:
1) حاوی DNA است که اطلاعات ارثی در آن رمزگذاری شده است.
2) به دلیل تکثیر DNA قادر به تکرار خود است.
3) می توانند در طول تقسیم به طور مساوی در سلول ها توزیع شوند و از تداوم ویژگی ها اطمینان حاصل کنند.

126. چرا انسان حشرات کوچکی از راسته Hymenoptera - ovitaers و ichneumonids - را در آزمایشگاه های مخصوص پرورش می دهد؟

پاسخ:
1) این حشرات شکارچی تخم های خود را در تخم ها و لارو آفات حشرات می گذارند.
2) با این کار تعداد حشرات - آفات کشاورزی را کاهش می دهند.

127. چرا انسان بدون عواقب خطرناک پروتئین ها را به صورت گوشت، ماهی، تخم مرغ مصرف می کند اما تحت هیچ شرایطی نباید برای تغذیه بیماران پروتئین مستقیماً وارد خون شود؟

پاسخ:
1) پروتئین ها در دستگاه گوارشدر معده، در یک محیط اسیدی، آنها توسط آنزیم های پپتیداز به اسیدهای آمینه تجزیه می شوند.
2) اسیدهای آمینه وارد جریان خون می شوند و به سلول های بافتی منتقل می شوند.
3) ورود پروتئین های خارجی به خون باعث واکنش ایمنی، پس زدن و حتی مرگ بیمار می شود.

امروز در مورد موجوداتی صحبت خواهیم کرد که از انرژی خورشیدی در زندگی خود استفاده می کنند. برای انجام این کار، باید به علمی مانند انرژی زیستی دست بزنیم. او روش های تبدیل انرژی توسط موجودات زنده و استفاده از آن در فرآیند زندگی را مطالعه می کند. بیوانرژی مبتنی بر ترمودینامیک است. این علم مکانیسم های تبدیل انواع مختلف انرژی به یکدیگر را شرح می دهد. از جمله استفاده و تبدیل انرژی خورشیدی توسط موجودات مختلف. با کمک ترمودینامیک، می توان مکانیسم انرژی فرآیندهایی که در اطراف ما اتفاق می افتد را به طور کامل توصیف کرد. اما با کمک ترمودینامیک نمی توان ماهیت یک فرآیند خاص را درک کرد. در این مقاله سعی می کنیم مکانیسم استفاده از انرژی خورشیدی توسط موجودات زنده را توضیح دهیم.

برای توصیف تبدیل انرژی در موجودات زنده یا دیگر اجرام روی سیاره ما، باید آنها را از نظر ترمودینامیک در نظر بگیریم. یعنی سیستمی که انرژی را با محیط و اشیا مبادله می کند. آنها را می توان به سیستم های زیر تقسیم کرد:

• بسته شده؛
• جدا شده؛
• باز کنید.

موجودات زنده مورد بحث در این مقاله سیستم های باز هستند. آنها تبادل مداوم انرژی را با سیستم عامل و اشیاء اطراف انجام می دهند.همراه با آب، هوا، غذا، انواع مواد شیمیایی وارد بدن می شود که با آن تفاوت دارد. ترکیب شیمیایی. پس از ورود به بدن، تحت پردازش عمیق قرار می گیرند. آنها یک سری تغییرات را پشت سر می گذارند و شبیه ترکیب شیمیایی بدن می شوند. پس از این، آنها به طور موقت بخشی از بدن می شوند.

پس از مدتی این مواد از بین می روند و انرژی بدن را تامین می کنند. محصولات تجزیه آنها از بدن خارج می شود. جای آنها در بدن توسط مولکول های دیگر پر می شود. در این مورد، یکپارچگی ساختار بدن نقض نمی شود. چنین جذب و پردازش انرژی در بدن، تجدید بدن را تضمین می کند. متابولیسم انرژی برای وجود همه موجودات زنده ضروری است. هنگامی که فرآیندهای تبدیل انرژی در بدن متوقف می شود، می میرد.

نور خورشید منبع انرژی بیولوژیکی روی زمین است. انرژی هسته ای از خورشید انرژی تابشی تولید می کند. اتم های هیدروژن در ستاره ما در نتیجه واکنش به اتم He تبدیل می شوند. انرژی آزاد شده در طی واکنش به شکل تابش گاما آزاد می شود. خود واکنش به این شکل است:

4 ساعت؟ He4 + 2e + hv، که در آن

v طول موج پرتوهای گاما است.

h ثابت پلانک است.

متعاقباً پس از برهمکنش پرتوهای گاما و الکترون ها، انرژی به شکل فوتون آزاد می شود. این انرژی نوری توسط جرم آسمانی ساطع می شود.

وقتی انرژی خورشیدی به سطح سیاره ما می رسد، توسط گیاهان گرفته و تبدیل می شود. در آنها انرژی خورشید به انرژی شیمیایی تبدیل می شود که به صورت پیوندهای شیمیایی ذخیره می شود.اینها پیوندهایی هستند که اتم ها را در مولکول ها به هم متصل می کنند. به عنوان مثال می توان به سنتز گلوکز در گیاهان اشاره کرد. اولین مرحله این تبدیل انرژی، فتوسنتز است. گیاهان آن را با کلروفیل تامین می کنند. این رنگدانه تبدیل انرژی تابشی به انرژی شیمیایی را تضمین می کند. کربوهیدرات ها از H 2 O و CO 2 سنتز می شوند. این امر رشد گیاه و انتقال انرژی به مرحله بعدی را تضمین می کند.

مرحله بعدی انتقال انرژی از گیاهان به حیوانات یا باکتری ها اتفاق می افتد. در این مرحله انرژی کربوهیدرات ها در گیاهان به انرژی بیولوژیکی تبدیل می شود. این در طول اکسیداسیون مولکول های گیاهی رخ می دهد. مقدار انرژی دریافتی مربوط به مقداری است که برای سنتز صرف شده است. بخشی از این انرژی به گرما تبدیل می شود. در نتیجه انرژی در پیوندهای پرانرژی آدنوزین تری فسفات ذخیره می شود. بنابراین انرژی خورشیدی که از طریق یک سری دگرگونی ها می گذرد، در موجودات زنده به شکل متفاوتی ظاهر می شود.

در اینجا ارزش پاسخ دادن به این سوال متداول را دارد: "کدام اندامک از انرژی نور خورشید استفاده می کند؟" اینها کلروپلاست هایی هستند که در فرآیند فتوسنتز نقش دارند. آنها از آن برای سنتز مواد آلی از مواد معدنی استفاده می کنند.

جریان مداوم انرژی جوهر همه موجودات زنده است. دائماً بین سلول ها و موجودات زنده حرکت می کند. در سطح سلولی، مکانیسم های کارآمدی برای تبدیل انرژی وجود دارد. 2 ساختار اصلی وجود دارد که در آن تبدیل انرژی رخ می دهد:

• کلروپلاست؛
• میتوکندری.

انسان ها مانند دیگر موجودات زنده روی کره زمین، ذخایر انرژی خود را از غذاها تکمیل می کنند. همچنین بخشی از محصولات مصرفی منشا گیاهی (سیب، سیب زمینی، خیار، گوجه فرنگی) و بخشی از حیوان (گوشت، ماهی و سایر غذاهای دریایی) است. حیواناتی که ما می خوریم نیز انرژی خود را از گیاهان می گیرند. بنابراین، تمام انرژی دریافتی بدن ما از گیاهان تبدیل می شود. و برای آنها در نتیجه تبدیل انرژی خورشیدی ظاهر می شود.

با توجه به نوع تولید انرژی، همه موجودات را می توان به دو گروه تقسیم کرد:

• فتوتروف ها از نور خورشید انرژی بگیرید.
• کموتروف ها آنها در طی یک واکنش ردوکس انرژی دریافت می کنند.

یعنی انرژی خورشید توسط گیاهان استفاده می شود و حیوانات با خوردن گیاهان انرژی دریافت می کنند که در مولکول های آلی است.

چگونه انرژی در موجودات زنده تبدیل می شود؟

3 نوع اصلی انرژی وجود دارد که توسط موجودات زنده تبدیل می شود:

• تبدیل انرژی تابشی این نوع انرژی نور خورشید را حمل می کند. در گیاهان، انرژی تابشی توسط رنگدانه کلروفیل جذب می شود. در نتیجه فتوسنتز به انرژی شیمیایی تبدیل می شود. که به نوبه خود در فرآیند سنتز اکسیژن و سایر واکنش ها استفاده می شود. نور خورشید حامل انرژی جنبشی است و در گیاهان به انرژی پتانسیل تبدیل می شود. ذخیره انرژی حاصل در مواد مغذی ذخیره می شود.به عنوان مثال، در کربوهیدرات ها؛
• تبدیل انرژی شیمیایی از کربوهیدرات ها و سایر مولکول ها به انرژی پیوندهای فسفات با انرژی بالا تبدیل می شود. این تغییرات در میتوکندری اتفاق می افتد.
• تبدیل انرژی پیوندهای فسفات پرانرژی. برای انجام انواع مختلف کار (مکانیکی، الکتریکی، اسمزی و غیره) توسط سلول های یک موجود زنده مصرف می شود.

در طی این دگرگونی ها بخشی از ذخیره انرژی از بین رفته و به صورت گرما از بین می رود.

استفاده ارگانیسم ها از انرژی ذخیره شده

در فرآیند متابولیسم، بدن ذخیره انرژی دریافت می کند که صرف انجام کار بیولوژیکی می شود. این می تواند کارهای سبک، مکانیکی، الکتریکی، شیمیایی باشد. و بدن بخش بسیار زیادی از انرژی خود را به صورت گرما صرف می کند.

انواع اصلی انرژی در بدن به اختصار در زیر توضیح داده شده است:

• مکانیکی. حرکت ماکروبدی ها و همچنین کار مکانیکی حرکت آنها را مشخص می کند. می توان آن را به جنبشی و پتانسیل تقسیم کرد. اولی با سرعت حرکت کلان اجسام تعیین می شود و دومی با مکان آنها نسبت به یکدیگر.
• شیمیایی. توسط برهمکنش اتم ها در یک مولکول تعیین می شود. انرژی الکترون هایی است که در مدار مولکول ها و اتم ها حرکت می کنند.
• برقی. این برهمکنش ذرات باردار است که باعث می شود آنها در یک میدان الکتریکی حرکت کنند.
• اسمزی. هنگام حرکت بر خلاف گرادیان غلظت مولکول های ماده مصرف می شود.
• انرژی تنظیمی
• حرارتی. با حرکت آشفته اتم ها و مولکول ها مشخص می شود. مشخصه اصلی این حرکت دما است. این نوع انرژی در بین تمام موارد ذکر شده در بالا بی ارزش ترین است.

رابطه بین دما و انرژی جنبشی یک اتم را می توان با فرمول زیر توصیف کرد:

E h = 3/2rT، که در آن

r ثابت بولتزمن (1.380*10 -16 erg/deg) است.

انرژی چگونه از مواد مغذی آزاد می شود؟

3 مرحله متعارف در فرآیند استخراج انرژی از مواد مغذی وجود دارد.

• مقدماتی. این مرحله برای تبدیل بیوپلیمرهای موجود در سلول های غذایی به مونومر لازم است. این فرم برای استخراج انرژی بهترین است. این فرآیند (هیدرولیز) در روده ها یا در داخل رخ می دهد. هیدرولیز با مشارکت لیزوزوم ها و آنزیم های سیتوپلاسمی رخ می دهد. ارزش انرژی این مرحله صفر است. در این مرحله 1 درصد از ارزش انرژی لایه ها آزاد می شود و تمام آن به صورت گرما از بین می رود.
• در مرحله دوم، مونومرها تا حدی تجزیه می شوند و محصولات میانی تشکیل می دهند. اسیدهای چرخه کربس و استیل کوآ تشکیل می شوند. تعداد زیرلایه های اولیه در این مرحله به سه کاهش یافته و تا 20 درصد از ذخیره انرژی زیرلایه ها آزاد می شود. این فرآیند به صورت بی هوازی، یعنی بدون دسترسی به اکسیژن اتفاق می افتد. انرژی تا حدی در پیوندهای فسفات ATP ذخیره می شود و باقیمانده به صورت گرما مصرف می شود. تجزیه مونومرها در هیالوپلاسم رخ می دهد و فرآیندهای باقی مانده در میتوکندری اتفاق می افتد.
• روشن مرحله نهاییمونومرها در یک واکنش شامل اکسیژن به H 2 O و CO 2 تجزیه می شوند. اکسیداسیون بیولوژیکی با آزادسازی کامل ذخایر انرژی رخ می دهد. از 3 سه متابولیتی که در مرحله قبل وجود داشتند، تنها H2 باقی مانده است. این یک سوخت جهانی در زنجیره تنفسی است. در این مرحله 80 درصد باقیمانده ذخیره انرژی آزاد می شود. مقداری از انرژی به صورت گرما خارج می شود و بقیه در پیوندهای فسفات ذخیره می شود. تمام واکنش ها در این مرحله در میتوکندری انجام می شود.

آزاد شدن انرژی در سلول های زنده به تدریج اتفاق می افتد.در تمام مراحل دفع، می تواند به شکل شیمیایی مناسب برای سلول های ماده تجمع یابد. ساختار انرژی یک سلول شامل 3 بلوک عملکردی مختلف است که در آنها فرآیندهای مختلفی انجام می شود:

• فرآیندهای I (تشکیل سوبستراهای اکسیداسیون، که مربوط به آنزیم اکسیداتیو در سلول ها است).
• بلوک S-H 2 (سوبسترای اکسیداسیون)؛
• فرآیندهای تولید هیدروژن خروجی KH 2 (هیدروژن با کوآنزیم) است.

این فرآیندهای پیچیده چند مرحله ای در طول تبدیل انرژی خورشیدی در گیاهان و موجودات زنده رخ می دهد.
اگر مقاله را مفید دیدید، لطفا لینک آن را در شبکه های اجتماعی به اشتراک بگذارید. این به توسعه سایت کمک می کند. در نظرسنجی زیر رای دهید و به مطالب امتیاز دهید! لطفا اصلاحات و اضافات مقاله را در نظرات بگذارید.

منتشر شده در