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 علم که شامل پزشکی کامل را جزوه علوم زیستی توان در مصر باستان و بین النهرین در حدود 3000 تا 1200 قبل از میلاد جستجو کرد. [11] [12] مشارکت آنها فلسفه طبیعی یونان باستان را جزوه داد . فیلسوفان یونان باستان مانند ارسطو (384-322 قبل از میلاد) کمک زیادی به توسعه دانش بیولوژیکی کردند. او به بررسی علیت بیولوژیکی و تنوع زندگی پرداخت. جانشین او، تئوفراستوس ، مطالعه علمی گیاهان را آغاز کرد. [15] علمایجهان اسلام قرون وسطی که در مورد زیست شناسی می نوشت شامل الجاهیز (781-869)، الدینواری (828-896)، که در مورد گیاه شناسی نوشت، [16] و راز ( 865-925 ) که در مورد آناتومی و فیزیولوژی نوشت . علم پزشکی به‌ویژه توسط دانشمندان اسلامی که در سنت‌های فیلسوفان یونانی کار می‌کردند، به خوبی مورد مطالعه قرار گرفت، در حالی که تاریخ طبیعی به شدت از تفکر ارسطویی استفاده می‌کرد.
زیست شناسی با پیشرفت چشمگیر آنتون ون لیوونهوک در میکروسکوپ به سرعت شروع به توسعه کرد . پس از آن کیفیت که محققان اسپرم ها ، باکتری ها ، انفوزوریا و تنوع حیات میکروسکوپی را کشف کردند. تحقیقات توسط Jan Swammerdam منجر به علاقه جدیدی به حشره شناسی شد و به توسعه تکنیک های تشریح و رنگ آمیزی میکروسکوپی کمک کرد . [17] پیشرفت در میکروسکوپ تأثیر عمیقی بر تفکر بیولوژیکی داشت. در اوایل قرن نوزدهم، زیست شناسان به اهمیت اصلی سلول اشاره کردند. در سال 1838 شلیدن وشوان شروع به ترویج این ایده جهانی کرد که (1) واحد اساسی موجودات، سلول است و (2) سلول های منفرد همه ویژگی های حیات را دارند ، اگرچه آنها با این ایده که (3) همه سلول ها از تقسیم سلول های دیگر می آیند مخالف کیفیتند. سلول ها، به حمایت از تولید خود به خود ادامه برای . با این حال، رابرت ریماک و رودولف ویرچو توانستند اصل سوم را تثبیت کنند، و در دهه 1860 اکثر زیست شناسان هر سه اصل را که در نظریه سلولی تثبیت شده کیفیتند، پذیرفتند .
در این میان، طبقه بندی و طبقه بندی مورد توجه مورخان طبیعی قرار گرفت. کارل لینه در سال 1735 یک طبقه بندی اساسی پیام نور جهان طبیعی منتشر کرد و در دهه 1750 نام های علمی را پیام نور همه گونه های خود معرفی کرد. [20] ژرژ لوئیس لکلرک، کنت دو بوفون ، گونه‌ها را به‌عنوان دسته‌های مصنوعی و اشکال زنده را به‌عنوان جزوه‌پذیر تلقی می‌کردند – حتی احتمال نسب مشترک را نیز پیشنهاد می‌کردند . [21]
در سال 1842، چارلز داروین اولین طرح 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 کیفیتند، 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 پیام نور 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 برای، با کلسیم ، فسفر ، گوگرد ، سدیم ، کلر و منیزیم که اساساً همه باقی مانده را تشکیل برای. عناصر برای می توانند با هم ترکیب شوند و ترکیباتی مانند آب را تشکیل دهند که پیام نور 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 جزوه گرفت، پدید آمد. [31] از آن زمان، آب همچنان فراوان ترین مولکول در هر موجودی است. آب پیام نور زندگی مهم است زیرا یک حلال موثر است که برای املاح مانند یون های سدیم و کلرید یا سایر مولکول های کوچک را حل است تا یک محلول آبی تشکیل می شود . پس از حل شدن در آب، این املاح با احتمال بیشتری در تماس با یکدیگر قرار می گیرند و بناپیام نورن در واکنش های شیمیایی که حیات را حفظ است، شرکت دانلود. [31] از نظر ساختار مولکولی ، آب یک مولکول قطبی کوچک استبا جزوه 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 دانلود، اتم اکسیژن دارای بار منفی خفیف و دو اتم هیدروژن دارای بار مثبت اندکی دانلود. [31] این خاصیت قطبی آب به آن اجازه می‌می شود تا مولکول‌های دیگر آب را از طریق پیوندهای هیدروژنی جذب است، که آب را منسجم می‌است. [31] کشش سطحی ناشی از نیروی چسبندگی ناشی از جاذبه بین مولکول‌ها در سطح مایع است. [31] آب همچنین چسبنده است زیرا برای 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 شود تا بالای آب مایع مانند برکه ها، دریاچه ها و اقیانوس ها شناور کامل و در نتیجه مایع زیر را از هوای سرد بالا عایق است. [31] آب ظرفیت جذب انرژی را با و به آن ظرفیت گرمایی ویژه بالاتری نسبت به حلال‌های دیگر مانند اتانول می‌می شود . [31] بناپیام نورن، مقدار زیادی انرژی پیام نور شکستن پیوندهای هیدروژنی بین مولکول‌های آب پیام نور 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 کامل قبل از اینکه دوباره به مولکول آب تبدیل کامل. [31] در آب خالص ، تعداد یون‌های هیدروژن تعداد یون‌های هیدروکسیل را متعادل می‌است (یا مساوی) و در نتیجه pH خنثی است.
ترکیبات آلی مانند گلوکز پیام نور موجودات حیاتی دانلود.
ترکیبات آلی مولکول هایی دانلود که حاوی کربن متصل به عنصر دیگری مانند هیدروژن دانلود. [31] به استثنای آب، تقریباً تمام مولکول‌هایی که هر موجود زنده را تشکیل می‌دهند حاوی کربن دانلود. [31] [32] کربن با با حداکثر چهار اتم دیگر پیوندهای کووالانسی ایجاد است و آن را قادر به تشکیل مولکول‌های متنوع، بزرگ و پیچیده می‌است. [31] [32] به عنوان جزوه، یک اتم کربن منفرد برای 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 است.(CO). علاوه بر این، کربن برای زنجیره های بسیار بلندی از پیوندهای کربن-کربن بهم پیوسته مانند اکتان یا ساختارهای حلقه مانند مانند گلوکز را تشکیل می شود.
ساده ترین جزوه 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 برای رفتار شیمیایی آن ترکیب را تغییر می شود. [31] گروه‌هایی از اتم‌هایی که حاوی این عناصر (O-، H-، P- و S-) دانلود و به یک اتم یا اسکلت کربن مرکزی پیوند دارند، گروه‌های عاملی نامیده می‌شوند . [31] شش گروه عملکردی برجسته وجود با که در موجودات زنده یافت کامل: 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 می‌است، سنتز کرد ، بناپیام نورن 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 دانلود. [35] کربوهیدرات ها شامل مونومرها و پلیمرهای قندها دانلود. [36] لیپیدها تنها دسته ماکرومولکول هایی دانلود که از پلیمرها ساخته نشده اند. آنها شامل استروئیدها ، فسفولیپیدها ، و چربی ها ، [35] تا حد زیادی مواد غیرقطبی و آبگریز (دفع آب) دانلود. [37] پروتئین ها متنوع ترین ماکرومولکول ها دانلود. آنها شامل آنزیم ها ، پروتئین های حمل و نقل ، سیگنال دهی بزرگ دانلودمولکول 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 کامل. [34] اسیدهای نوکلئیک پلیمرهای نوکلئوتیدها دانلود. [38] وظیفه آنها ذخیره، انتقال و بیان اطلاعات ارثی است. [35]
سلول ها
نوشتار اصلی: سلول (زیست شناسی)
تئوری سلولی بیان می‌است که سلول‌ها واحدهای اساسی حیات دانلود، 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 دانلود و قطر آنها از 1 تا 100 میکرومتر است و بناپیام نورن فقط در زیر میکروسکوپ نوری یا الکترونی قابل مشاهده دانلود . [40] به طور کلی دو نوع سلول وجود با: سلول‌های یوکاریوتی که حاوی هسته دانلود و سلول‌های پروکاریوتی که فاقد هسته دانلود. پروکاریوت ها موجودات تک سلولی مانند باکتری ها دانلود، 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 کامل .
ساختار سلول
ساختار یک سلول حیوانی که اندامک های برای را نشان می شود
هر سلول در یک غشای سلولی محصور شده است که سیتوپلاسم آن را از فضای خارج سلولی جدا است . [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 برای حفظ کنند. غشاهای سلولی نیمه تراوا دانلود و به مولکول های کوچکی مانند اکسیژن، دی اکسید کربن و آب اجازه عبور برای و در عین حال حرکت مولکول های بزرگتر و ذرات باردار مانند یون ها را محدود دانلود . [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 جزوه می‌دهند. [43] غشاهای سلولی در فرآیندهای سلولی برای 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 دانلود .
ساختار یک سلول گیاهی
در داخل سیتوپلاسم یک سلول، مولکول های زیستی زیادی مانند پروتئین ها و اسیدهای نوکلئیک وجود با . [44] علاوه بر مولکول‌های زیستی، سلول‌های یوکاریوتی ساختارهای ویژه‌ای به نام اندامک‌ها دارند که دارای دو لایه لیپیدی خاص خود دانلود یا از نظر فضایی واحد دانلود. [45] این اندامک‌ها شامل هسته سلولی است که حاوی بیشتر DNA سلول است، یا میتواستری که آدنوزین تری فسفات (ATP) را پیام نور تقویت فرآیندهای سلولی تولید می‌است. 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 می‌است، مانند دیواره سلولی که پیام نور سلول گیاهی پشتیبانی می‌است، کلروپلاست‌هایی که انرژی نور خورشید را پیام نور 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 دانلود که از ریز لوله‌ها ، رشته‌های میانی و ریز رشته‌ها تشکیل شده است.که همگی از سلول پشتیبانی دانلود و در حرکت سلول و اندامک های آن نقش دارند. [45] از نظر ترکیب ساختاری، میکروتوبول ها از توبولین ( به عنوان جزوه، 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]
متابولیسم
اطلاعات بیشتر: Bioenergetics
نمونه ای از یک واکنش گرمازا کاتالیز شده توسط آنزیم
همه سلول ها پیام نور حفظ فرآیندهای سلولی به انرژی نیاز دارند. متابولیسم مجموعه ای از واکنش های شیمیایی در یک موجود زنده است. سه هدف اصلی متابولیسم عبارتند از: تبدیل غذا به انرژی پیام نور اجرای فرآیندهای سلولی. تبدیل مواد غذایی/سوخت به بلوک های ساختمانی مونومر؛ و از بین بردن ضایعات متابولیک . این واکنش های کاتالیز شده توسط آنزیم به ارگانیسم ها اجازه می شود تا رشد و تولید مثل کنند، ساختار خود را حفظ کنند و به محیط خود پاسخ دهند. جزوه علوم زیستی متابولیک را می‌توان به عنوان کاتابولیک طبقه‌بندی کرد – تجزیه ترکیبات (به عنوان جزوه، تجزیه گلوکز به پیرووات توسط تنفس سلولی ). یا آنابولیک – ساختن ( سنتز) از ترکیبات (مانند پروتئین ها، کربوهیدرات ها، لیپیدها و اسیدهای نوکلئیک). معمولاً کاتابولیسم انرژی آزاد است و آنابولیسم انرژی مصرف است. واکنش های شیمیایی متابولیسم در مسیرهای متابولیکی سازماندهی دانلود ، که در آن یک ماده شیمیایی از طریق یک سری مراحل به ماده شیمیایی دیگری تبدیل کامل که هر مرحله توسط یک آنزیم خاص تسهیل کامل. آنزیم‌ها پیام نور متابولیسم بسیار مهم دانلود، زیرا به ارگانیسم‌ها اجازه می‌دهند تا واکنش‌های مطلوبی را جزوه دهند که نیاز به انرژی دارند که به خودی خود رخ نمی‌دهند، با جفت کردن آنها به واکنش‌های خود به خودی که انرژی آزاد می‌کنند. آنزیم‌ها به‌عنوان کاتالیزور عمل می‌کنند – با کاهش مقدار انرژی فعال‌سازی ، به واکنش اجازه می‌دهند سریع‌تر بدون مصرف شدن توسط آن جزوه کامل.پیام نور تبدیل واکنش دهنده ها به محصولات مورد نیاز است . آنزیم ها همچنین اجازه تنظیم سرعت یک واکنش متابولیک را برای، به عنوان جزوه در پاسخ به تغییرات در محیط سلول یا سیگنال های سلول های دیگر.