گفتار 2 فصل 5 زیست دوازدهم [آموزش و تدریس ویدیویی]

گفتار 2 فصل 5 زیست دوازدهم را با آموزش و تدریس ویدیویی و توضیح به بهترین شکل یاد بگیرید. تدریس به‌روز این گفتار همراه با آموزش ویدیویی «دکتر الهه بنام» را در سایت بایوبنام، رایگان ببینید.

غذایی که جانداران می‌خورند باید به نحوی تبدیل به انرژی قابل استفاده برای یاخته‌ها شود. یکی از فرایندهای تبدیل غذا به انرژی، تنفس یاخته‌ای بود. روش دیگری که وجود دارد، اکسایش بیشتر است. حال نوبت آن است که به آموزش دومین گفتار از پنجمین فصل زیست 12 بپردازیم.

در ابتدا، ویدیوی آموزشی این بخش را مشاهده می‌کنیم.

فیلم تدریس گفتار 2 فصل 5 زیست دوازدهم

آموزش ویدیویی بخشی از «گفتار دوم فصل پنجم زیست دوازدهم» را در پایین قرار داده‌ایم. مدرس این قسمت، خانم دکتر الهه بنام، رتبه 37 کنکور تجربی هستند.

در ابتدا با چرخه کربس و تشکیل ATP بیشتر آشنا می‌شویم. پس از آن به بررسی زنجیره انتقال الکترون می‌پردازیم. در ادامه لازم است که مروری بر تنفس یاخته‌ای داشته باشیم. انتهای گفتار نیز به تنظیم تنفس یاخته‌ای اختصاص دارد.

بیشتر بدانید: آموزش فصل پنجم زیست دوازدهم

اکسایش بیشتر؛ گفتار دوم فصل پنجم زیست دوازدهم

مولکول گلوکز در تنفس هوازی باید تا حد تشکیل مولکول‌های CO₂ تجزیه شود. بخشی از تجزیه گلوکز در قندکافت و اکسایش پیرووات و بخش دیگر آن در چرخه کربس انجام می‌شود.

چرخه کربس

شکل پایین، ترسیم ساده‌ای از وقایع کلی چرخه کربس را نشان می‌دهد.

در این چرخه، ضمن ترکیب استیل کوآنزیم A با مولکولی چهارکربنی، کوآنزیم A جدا و مولکولی شش کربنی، ایجاد می‌شود. پس از آن در طی واکنش‌های متفاوتی که در چرخه کربس رخ می‌دهد، دو اتم کربن به‌صورت CO₂ آزاد و مولکول چهار کربنی برای گرفتن استیل کوآنزیم دیگر، بازسازی می‌شود.

از اکسایش هر مولکول شش کربنی در واکنش‌های چرخه کربس، مولکول‌های NADH، FADH₂ و ATP در محل‌های متفاوتی از چرخه تشکیل می‌شوند.

FADH₂ ترکیبی نوکلئوتیددار و همانند NADH حامل الکترون است. FADH₂ از FAD ساخته می‌شود.

به این ترتیب با انجام قندکافت، اکسایش پیرووات و چرخه کربس، مولکول گلوکز تا تشکیل مولکول‌های CO₂ تجزیه می‌شود. انرژی حاصل از تجزیه گلوکز صرف ساخته شدنِ ATP و مولکول‌های حامل الکترون (NADH و FADH₂) می‌شود.

تشکیل ATP بیشتر

دیدیم که در تنفس یاخته‌ای ATP به وجود می‌آید. جالب است بدانیم که مولکول‌های NADH و FADH₂ نیز برای تولید ATP مصرف می‌شوند. چگونه انرژی مولکول‌های حامل الکترون برای تولید ATP به کار می‌رود؟

براساس رابطه کلی تنفس یاخته‌ای می‌دانیم که در این فرایند آب نیز تشکیل می‌شود. آب چگونه در این فرایند تولید می‌شود؟ پاسخ این پرسش‌ها در زنجیزه انتقال الکترون در غشای درونی راکیزه نهفته است.

بیشتر بدانید: تدریس گفتار یک فصل پنج زیست دوازدهم

زنجیره انتقال الکترون

این زنجیره از مولکول‌هایی تشکیل شده است که در غشای درونی راکیزه قرار دارند و می‌توانند الکترون بگیرند یا از دست دهند.

در این زنجیره می‌بینید که الکترون‌ها در نهایت به اکسیژن مولکولی می‌رسند. اکسیژن با گرفتن الکترون به یون اکسید (اتم اکسیژن با دو بار منفی) تبدیل می‌شود.

یون‌های اکسید در ترکیب با پروتون‌هایی که در بخش داخلی قرار دارند، مولکول‌های آب را تشکیل می‌دهند.

به شکل 8 نگاه کنید. می‌بینید که پروتون‌ها (یون‌های ⁺H) در سه محل از زنجیره انتقال الکترون از بخش داخلی به فضای بین دو غشا پمپ می‌شوند. انرژی لازم برای انتقال پروتون‌ها از الکترون‌های پرانرژی NADH و FADH₂ فراهم می‌شود.

انتظار دارید ادامه ورود پروتون‌ها به فضای بین دو غشا چه نتیجه‌ای در پی داشته باشد؟

با ورود پروتون‌ها از بخش داخلی به فضای بین دو غشا، تراکم آنها در این فضا، نسبت به بخش داخلی افزایش می‌یابد. پروتون‌ها براساس شیب غلظت، تمایل دارند که به سمت بخش داخلی برگردند. تنها راه پیشِ‌روی پروتون‌ها برای برگشتن به این بخش، مجموعه‌ای پروتئینی به نام آنزیم ATP ساز است.

پروتون‌ها از کانالی که در این مجموعه قرار دارد، می‌گذرند و انرژی مورد نیاز برای تشکیل ATP از ADP و گروه فسفات فراهم می‌شود.

فعالیت 2 صفحه 70 زیست دوازدهم

الف) توضیح دهید چرا ساخته شدن ATP در زنجیره انتقال الکترون، از نوع ساخته شدن اکسایشی ATP است؟

ب) با توجه به نقش غشای درونی راکیزه در تنفس یاخته‌ای، چین خورده بودن آن چه ارزشی برای یاخته دارد؟

جواب فعالیت 2 صفحه 70 زیست دوازدهم

الف) هر مجموعه موجود در زنجیره با گرفتن الکترون کاهش و با از دست دادن الکترون اکسایش می‌یابد. عبور الکترون در زنجیره انتقال الکترون، انرژی لازم برای انتقال پروتون‌ها از بستره به فضای بین دو غشا را فراهم می‌کند. در نتیجه تراکم پروتئین‌ها در فضای بین دو غشا، نسبت به بستره افزایش می‌یابد.

پروتئین‌ها براساس شیب غلظت، تمایل دارند که به سمت بستره برگردند؛ اما تنها راه پیشروی آنها برای برگشتن به بستره، آنزیمی به نام آنزیم ATP ساز است. این آنزیم در واقع یک موتور مولکولی است که پروتون‌ها هنگام عبور از کانال آن انرژی مورد نیاز برای تشکیل ATP از ADP و گروه فسفات را فراهم می‌کنند.

ب) غشاء محل اجزای زنجیره انتقال الکترون است. گسترش غشا به شکل چین خوردگی امکان حضور عوامل زنجیره انتقال الکترون را بیشتر می‌کند. بنابراین، ارزش چین خوردگی غشا راکیزه برای سلول، افزایش ظرفیت برای حضور عوامل ساختاری و عملکردی زنجیره انتقال الکترون است.

مروری بر تنفس یاخته‌ای

خلاصه‌ای از تنفس یاخته‌ای را در شکل پایین از گفتار 2 فصل 5 زیست دوازدهم آورده‌ایم.

مشاهده می‌کنید که در فرایند قندکافت از گلوکز پیرووات ایجاد می‌شود. پیرووات به راکیزه می‌رود و در آنجا به استیل کوآنزیم A اکسایش می‌یابد. استیل کوآنزیم A وارد چرخه کربس می‌شود. در تنفس یاخته‌ای مولکول‌های کربن دی‌اکسید، ATP، NADH، FADH₂ و آب تولید می‌شوند.

فعالیت 3 صفحه 71 زیست دوازدهم

ارائه دهید

با استفاده از شکل 9، به‌طور گروهی طرحی تصویری و نوشتاری از تنفس یاخته‌ای تولید و سعی کنید حداقل واژه‌ها را به کار برید. هر گروه طرح خود را در کلاس ارائه دهد. این طرح را می‌توانید با استفاده از نرم‌افزارهای رایانه‌ای، نقاشی و به‌صورت‌های متفاوت تولید کنید.

جواب فعالیت 3 صفحه 71 زیست دوازدهم

فعالیت 3 گفتار 2 فصل 5 زیست دوازدهم را می‌توان با شکل زیر پاسخ داد:

تنظیم تنفس یاخته‌ای: تولیدی اقتصادی

اندازه‌گیری‌های واقعی در شرایط بهینه آزمایشگاهی نشان می‌دهند که مقدار ATP تولید شده در ازای تجزیه کامل گلوکز در بهترین شرایط در یاخته یوکاریوت، حداکثر 30 ای تی پی است.باید توجه داشت که تولید ATP در یاخته‌های متفاوت و متناسب با نیاز بدن فرق می‌کند.

به نظر شما اگر مقدار ATP در یاخته زیاد باشد، واکنش‌های قندکافت و چرخه کربس، به همان میزانی انجام می‌شوند که در شرایط کمبود ATP است؟ مشخص شده که تولید ATP تحت کنترل میزان ATP و ADP است. اگر ATP زیاد باشد، آنزیم‌های درگیر در قندکافت و چرخه کربس مهار می‌شوند تا تولید ATP کم شود.

در صورتی که مقدار ATP کم و ADP زیاد باشد، این آنزیم‌ها فعال و تولید ATP افزایش می‌یابد. این تنظیم مانع از هدر رفتن منابع می‌شود.

یاخته‌های بدن ما به‌طور معمول از گلوکز و ذخیره قندی کبد برای تامین انرژی استفاده می‌کنند. در صورتی که این منابع کافی نباشند، آنها برای تولید ATP به سراغ تجزیه چربی‌ها و پروتئین‌ها می‌روند. به همین علت تحلیل و ضعیف شدن ماهیچه‌های اسکلتی و سیستم ایمنی از عوارض سوء تغذیه و فقر غذایی شدید و طولانی‌مدت است. این امر در افرادی دیده می‌شود که رژیم غذایی نامناسب دارند یا اینکه به دلایل متفاوت غذای کافی در اختیار ندارند.

بیشتر بدانید: تدریس گفتار سه فصل پنج زیست دوازدهم

فعالیت 4 صفحه 72 زیست دوازدهم

گفت‌وگو کنید

شاید دیده باشید که در دانه‌های خشک و بدون آب مانند نخود و لوبیا، حشرات و لارو آنها رشد و نمو می‌کنند. با توجه به اینکه این دانه‌ها خشک‌اند و تقریبا آبی ندارند، آب مورد نیاز این جانوران چگونه تامین می‌شود؟

جواب فعالیت 4 صفحه 72 زیست دوازدهم

آب مورد نیاز برای این حشرات یا لاروها، می‌تواند در تنفس یاخته‌ای حشره و با انتقال الکترون در زنجیره انتقال الکترون غشا راکیزه‌ها تشکیل شود و جانور بتواند زنده بماند و رشد و نمو کند.

جمع بندی گفتار 2 فصل 5 زیست دوازدهم

در ابتدای این مقاله از سایت بایوبنام، آموزش ویدیویی گفتار دو فصل پنج زیست 12 را ارائه دادیم. مدرس این ویدیوی آموزشی، سرکار خانم دکتر الهه بنام، رتبه 37 کنکور تجربی هستند. پس از آن سعی کردیم با دسته‌بندی درست و بیانی شیوا، تمام مطالب و نکات زیست دوازدهم فصل پنجم گفتار دوم را پوشش دهیم.

لازم به ذکر است که جواب فعالیت‌های کتاب درسی را نیز در این مقاله آورده‌ایم. چنانچه نظر و پیشنهادی دارید، از طریق بخش نظرات با ما در میان بگذارید.

سعید نوراللهی

من سعید نوراللهی هستم، متخصص تولید محتوا و سئو با بیش از یک دهه تجربه در حوزه آموزش و کنکور. سال‌ها در زمینه بهینه‌سازی و مدیریت محتوای سایت‌های آموزشی فعالیت کرده‌ام و تمرکزم روی ارائه محتوای علمی و کاربردی برای دانش‌آموزان و داوطلبان کنکور است.