कोशिका के आंतरिक वातावरण का क्या नाम है: साइटोप्लाज्म, हाइलोप्लाज्म, साइटोसोल की अवधारणा। कोशिका की जीवन प्रक्रियाएँ

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§ 7. शरीर की कोशिकीय संरचना

1. जंतु कोशिका की संरचना क्या है?
2. गुणसूत्रों का क्या कार्य है?
3. कोशिका विभाजन कैसे होता है?

शरीर का बाहरी और आंतरिक वातावरण।

बाह्य वातावरण वह है जिसमें जीव स्थित है। एक व्यक्ति गैसीय वातावरण में रहता है, लेकिन अस्थायी रूप से पानी में रह सकता है, उदाहरण के लिए, तैरते समय।

माइटोकॉन्ड्रिया पदार्थों के जैविक ऑक्सीकरण में शामिल होते हैं, जिससे कोशिकाओं के जीवन के लिए आवश्यक ऊर्जा निकलती है। ये फिलामेंटस संरचनाएँ, बमुश्किल दिखाई देती हैं ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप, कोशिका के ऊर्जा स्टेशन कहलाते हैं।

जैविक ऑक्सीकरण के कारण, जटिल कार्बनिक पदार्थ विघटित हो जाते हैं और इस मामले में जारी ऊर्जा का उपयोग कोशिकाओं द्वारा मांसपेशियों के संकुचन, गर्मी उत्पादन और कोशिका संरचनाओं के निर्माण के लिए आवश्यक पदार्थों के संश्लेषण के लिए किया जाता है। कोशिकाओं में अक्सर सूक्ष्म पुटिकाएं, लाइसोसोम होते हैं, जिनमें जटिल कार्बनिक पदार्थ विघटित होकर संसाधित या नष्ट हो जाते हैं।

आयतन और कोशिका सतह के बीच संबंध.

कोशिका का आकार सीमित है, क्योंकि कोशिका के आयतन और द्रव्यमान में वृद्धि के साथ, इसकी सापेक्ष सतह कम हो जाती है, और कोशिका अब प्राप्त नहीं कर सकती है सही मात्रा पोषक तत्वऔर संपूर्ण अपघटन उत्पादों को अलग करें। इसलिए, एक निश्चित आकार तक पहुंचने पर, इसकी मात्रा में वृद्धि बंद हो जाती है।

कोशिका विभाजन एक जटिल प्रक्रिया है (चित्र 12)। यह इस तथ्य से शुरू होता है कि प्रत्येक डीएनए अणु के चारों ओर उसका समकक्ष संश्लेषित होता है - वही अणु। समान डीएनए अणुओं की एक जोड़ी एक गुणसूत्र में पास-पास निकलती है, जो फिर बेटी कोशिकाओं के स्वतंत्र गुणसूत्र बन जाती है।

विभाजन से पहले केन्द्रक सूज जाता है और आकार में बढ़ जाता है। क्रोमोसोम एक सर्पिल में मुड़ जाते हैं और ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप में दिखाई देने लगते हैं। परमाणु आवरण गायब हो जाता है। कोशिका केंद्र के अंगक कोशिका के विपरीत ध्रुवों की ओर विचरण करते हैं, और उनके बीच विभाजन का एक "स्पिंडल" बनता है।

विभाजन के अगले चरण में, गुणसूत्र कोशिका के भूमध्य रेखा के साथ पंक्तिबद्ध हो जाते हैं। प्रत्येक गुणसूत्र के युग्मित डीएनए अणु संबंधित सेंट्रीओल से जुड़ते हैं: एक अणु एक सेंट्रीओल के साथ, और उसका जुड़वां दूसरे के साथ। जल्द ही डीएनए अणु अलग-अलग होने लगते हैं, प्रत्येक अपने-अपने ध्रुव की ओर। दो नए सेट बनते हैं, जिनमें समान गुणसूत्र और समान जीन होते हैं। पुत्री कोशिकाओं के गुणसूत्र गेंदें बनाते हैं। उनके चारों ओर परमाणु आवरण संश्लेषित होता है। हेलिक्स में मुड़े हुए क्रोमोसोम पूरी तरह से मुड़ जाते हैं और दिखाई देना बंद हो जाते हैं। नाभिक के गठन के बाद, ऑर्गेनेल का विभाजन होता है, साइटोप्लाज्म दो हिस्सों में "लेस" होता है, और दो पूरी तरह से अलग बेटी कोशिकाएं बनती हैं।

कोशिका की जीवन प्रक्रियाएँ।

बिना किसी अपवाद के सभी कोशिकाओं में चयापचय प्रक्रियाएँ होती हैं। कोशिका में प्रवेश करने वाले पोषक तत्वों से, जटिल पदार्थ बनते हैं (प्रत्येक प्रकार की कोशिका के लिए विशिष्ट), सेलुलर संरचनाएँ बनती हैं। नए पदार्थों के निर्माण के समानांतर, जैविक ऑक्सीकरण प्रक्रियाएँ होती हैं। कार्बनिक पदार्थ- प्रोटीन, वसा, कार्बोहाइड्रेट। इस मामले में, कोशिका के जीवन के लिए आवश्यक ऊर्जा मुक्त हो जाती है। क्षय उत्पादों को इसके बाहर हटा दिया जाता है।

एंजाइम।

पदार्थों का संश्लेषण और टूटना एंजाइमों की क्रिया के कारण होता है। ये प्रोटीन प्रकृति के जैविक उत्प्रेरक हैं, जो प्रवाह को कई गुना तेज कर देते हैं। रासायनिक प्रक्रियाएँ. प्रत्येक एंजाइम केवल कुछ यौगिकों पर कार्य करता है। उन्हें इस एंजाइम का सब्सट्रेट कहा जाता है।

एंजाइमों का उत्पादन पौधे और पशु कोशिकाओं दोनों में होता है। कई बार उनकी हरकतें एक जैसी होती हैं. तो, एंजाइम कैटालेज़, कोशिका भित्ति में स्थित होता है मुंह, मांसपेशियों, यकृत, हाइड्रोजन पेरोक्साइड को तोड़ने में सक्षम है। यह शरीर में उत्पन्न होने वाला एक हानिकारक यौगिक है।

चलिए एक प्रयोग करते हैं.

एक बीकर में हाइड्रोजन पेरोक्साइड डालें और उसमें बारीक कटे आलू के टुकड़े डालें। ऑक्सीजन के बुलबुले बनने के कारण तरल में झाग बनता है: 2H202 उत्प्रेरक 2H2O + O2; जहरीला हाइड्रोजन पेरोक्साइड हानिरहित ऑक्सीजन और पानी में विघटित हो जाता है।

एंजाइम कोशिकाओं के अंदर और बाहर दोनों जगह कार्य करते हैं। उबालने पर प्रोटीन जम जाता है और एंजाइम अपनी गतिविधि खो देते हैं। उन्हें और कुछ को अक्षम करें रासायनिक पदार्थ, जैसे नमक हैवी मेटल्स. (यदि आप आलू उबालते हैं, तो हाइड्रोजन पेरोक्साइड की कोई अपघटन प्रतिक्रिया नहीं होगी।)

कोशिका की वृद्धि एवं विकास.

जीवन की प्रक्रिया में कोशिकाओं की वृद्धि और विकास होता है। वृद्धि एक कोशिका के आकार और द्रव्यमान में वृद्धि है, और एक कोशिका का विकास है उम्र से संबंधित परिवर्तन, जिसमें अपने कार्यों को पूरी तरह से करने की क्षमता की उपलब्धि भी शामिल है। उदाहरण के लिए, एक हड्डी कोशिका को एक कठोर और टिकाऊ हड्डी पदार्थ बनाने के लिए, इसे परिपक्व होना चाहिए।

कोशिकाओं का आराम और उत्तेजना.

कोशिकाएं आराम की स्थिति में या उत्तेजना की स्थिति में हो सकती हैं।
उत्तेजित होने पर कोशिका चालू हो जाती है कामऔर अपना कार्य करता है. आमतौर पर उत्तेजना की ओर संक्रमण जलन से जुड़ा होता है। तो, जलन के जवाब में चेता कोषभेजता है तंत्रिका आवेग; मांसपेशी कोशिकाकम हो जाता है, और ग्रंथि - एक रहस्य को गुप्त करता है।

अत: जलन कोशिका को प्रभावित करने की प्रक्रिया है। यह यांत्रिक, विद्युत, थर्मल, रासायनिक आदि हो सकता है। जलन के जवाब में, कोशिका आराम की स्थिति से उत्तेजना की स्थिति में चली जाती है, यानी सक्रिय कार्य।

एक विशिष्ट प्रतिक्रिया के साथ उत्तेजना पर प्रतिक्रिया करने की कोशिका की क्षमता को उत्तेजना कहा जाता है। मांसपेशियाँ और तंत्रिका कोशिकाएँ सबसे अधिक उत्तेजित होती हैं।

कोशिका झिल्ली, केंद्रक, साइटोप्लाज्म, गुणसूत्र, जीन, डीएनए, आरएनए, न्यूक्लियोलस, ऑर्गेनेल, एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम, राइबोसोम, माइटोकॉन्ड्रिया, लाइसोसोम, सेंट्रीओल्स, चयापचय, वृद्धि, विकास, एंजाइम।

1. मानव शरीर की कोशिकाएँ किस वातावरण में हैं?
2. कोशिका झिल्ली का क्या महत्व है?
3. केन्द्रक और केन्द्रक के क्या कार्य हैं?
4. सेक्स कोशिकाओं में कितने गुणसूत्र होते हैं - शुक्राणु और अंडाणु?
5. कोशिका के अंगों के नाम लिखिए।

कोलोसोव डी. वी. मैश आर. डी., बेलीएव आई. एन. जीवविज्ञान ग्रेड 8
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जीव विज्ञान में स्कूल ओलंपियाड के कार्य

6 ठी श्रेणी

अभ्यास 1 । कार्य में 20 प्रश्न शामिल हैं, जिनमें से प्रत्येक के 4 संभावित उत्तर हैं। प्रत्येक प्रश्न के लिए, केवल एक ही उत्तर चुनें जो आपको पूर्ण और सही लगे।

चयनित उत्तर की अनुक्रमणिका रिकॉर्ड करें.

1. "पौधा" शब्द और नीचे दिए गए चार शब्दों में से एक के बीच क्या संबंध है? इस शब्द को परिभाषित करें.

ए) रिक्तिका

बी) जड़

बी) प्रकाश संश्लेषण

जी) खनिज पोषण

2. सौर ऊर्जा का उपयोग करके अकार्बनिक पदार्थों से कार्बनिक पदार्थों का निर्माण पौधों में इस प्रक्रिया में होता है:

ए) प्रकाश संश्लेषण

बी) साँस लेना

बी) वाष्पीकरण

डी) पदार्थों का परिवहन

3. कोशिका के आंतरिक वातावरण का नाम बताइए, जिसमें केन्द्रक और अनेक अंगक स्थित होते हैं:

नरक के जैसा

बी) प्लाज्मा झिल्ली

बी) साइटोप्लाज्म

डी) कोर

4. कोशिकाओं का एक समूह जो संरचना, आकार और कार्यों में समान होता है, बनता है:

ए) एक अंग

बी) कपड़ा

बी) एक वायरस

5. क्या हैं जड़ प्रणाली:

ए) साइड और रॉड

बी) रेशेदार और रॉड

बी) मुख्य और रेशेदार

डी) सहायक उपकरण और रॉड

6. शरीर के उस अंग का क्या नाम है जो कुछ कार्य करता है:

ए) एक अंग

बी) कपड़ा

बी) एक वायरस

7. पानी जिसमें कार्बनिक और अकार्बनिक पदार्थ घुले हुए हैं (रिधानिका सामग्री) है:
ए) साइटोप्लाज्म;
बी) सेल सैप;
ग) क्लोरोफिल;
घ) अंतरकोशिकीय पदार्थ।

8. शिक्षा विभिन्न आकारऔर रंग जो रंग दे सकते हैं विभिन्न निकायपौधे हैं:
ए) रिक्तिकाएँ;
बी) अंतरकोशिकीय स्थान;
ग) गुणसूत्र;
घ) प्लास्टिड्स।

9. एक पदार्थ जो पौधे को देता है हरा रंगऔर पौधे के वायु पोषण में निर्णायक भूमिका निभा रहा है:
ए) सेल सैप
बी) अंतरकोशिकीय पदार्थ;
ग) क्लोरोफिल;
घ) साइटोप्लाज्म।

10. सेम के बीज के रोगाणु से बने होते हैं निम्नलिखित भाग:
क) जड़, डंठल, कली;
बी) रोगाणु जड़, डंठल, गुर्दे, भ्रूणपोष;
ग) बीजपत्र, भ्रूणपोष, वृक्क;
घ) बीजपत्र, जनन जड़, डंठल, कली।

11. गेहूं के बीज में पोषक तत्व पाए जाते हैं:
क) रीढ़;
बी) बीजपत्र;
ग) बीज के पूर्णांक;
घ) भ्रूणपोष।

12. भ्रूण की जड़ से विकसित होने वाली जड़ कहलाती है:
ए) मुख्य;
बी) पक्ष;
ग) अधीनस्थ;
घ) रेशेदार।

13. रूट कैप फ़ंक्शन:
क) कोशिका विभाजन के कारण जड़ का लगातार बढ़ना;
बी) पानी और खनिज ले जाना;
ग) जड़ की नोक को क्षति से बचाना;
घ) पानी और खनिजों का अवशोषण।

14. जड़ दबाव है:
क) जड़ टोपी पर मिट्टी का दबाव;
बी) वह बल जिसके साथ जड़ पानी को तने में ले जाती है;
ग) मिट्टी पर पौधे का दबाव;
घ) जड़ के बालों पर मिट्टी का दबाव।

15. जड़ कंद निम्न से बनते हैं:
ए) मुख्य जड़
बी) पार्श्व जड़ें;
ग) मुख्य जड़ और तने के निचले हिस्से से;
घ) पार्श्व और अपस्थानिक जड़ों से।

16. गुर्दे जो कार्य करते हैं बैकअप फ़ंक्शनऔर उसके बाद विकास हो रहा है विभिन्न क्षतिपौधे कहलाते हैं:
ए) एक्सिलरी;
बी) सोना;
ग) शीर्षस्थ;
घ) जनरेटिव।

17. एक पलायन जिसमें इंटरनोड्स खराब दिखाई देते हैं:
ए) लम्बी शूटिंग;
बी) रेंगते हुए पलायन;
ग) छोटा शूट;
घ) क्लिंगिंग शूट

18. पादप अंग जो प्रजनन करते हैं, कहलाते हैं:

एक बीज;

बी) जनरेटिव;

ग) विवादास्पद.

19. वनस्पति विज्ञान का अध्ययन:

ए) सभी जीवित जीव

बी) पौधे;

बी) मशरूम.

20. पौधों में निम्नलिखित जीवन रूप होते हैं:

ए) पेड़, झाड़ियाँ, जड़ी-बूटियाँ;

बी) पेड़, झाड़ियाँ, जड़ी-बूटियाँ;

सी) झाड़ियाँ, जड़ी-बूटियाँ, झाड़ियाँ;

डी) झाड़ियाँ, झाड़ियाँ, जड़ी-बूटियाँ, पेड़

कार्य 2. निर्णयों की सत्यता निर्धारित करने का कार्य (17 निर्णय)। सही निर्णयों की संख्या लिखिए।

1. पत्ती वायु पोषण का एक विशेष अंग है, क्योंकि क्लोरोफिल अनाज में सूर्य के प्रकाश की ऊर्जा की भागीदारी से कार्बन डाइऑक्साइड और पानी से कार्बनिक पदार्थ बनते हैं।

2. कठिन प्रक्रियाक्लोरोप्लास्ट में दिन के दौरान बिना रुके प्रकाश संश्लेषण चलता रहता है।

3. जड़ पोषण पौधे को खनिज लवण और पानी प्रदान करता है, जबकि वायु (पत्ती) पोषण कार्बनिक पदार्थ का मुख्य आपूर्तिकर्ता है।

4. हरे पौधे स्वपोषी होते हैं, अर्थात् वे स्वतंत्र रूप से अकार्बनिक से कार्बनिक पदार्थ बनाने में सक्षम होते हैं।

5. सभी पौधों के अंग कोशिकाओं और ऊतकों से बने होते हैं।

6. केवल पौधे ही सौर विकिरण की ऊर्जा को अवशोषित कर सकते हैं।

7. अकार्बनिक पदार्थों का सेवन: कार्बन डाइऑक्साइड, पानी और खनिज लवण, - पौधे को खिलाया जाता है।

8. खेतों में कटाई के बाद पौधों द्वारा अवशोषित खनिज मिट्टी में वापस नहीं आते हैं।

9. जंगल में, पौधों द्वारा अवशोषित खनिज लवण गिरी हुई पत्तियों और सुइयों के साथ मिट्टी में लौट आते हैं।

10. वायु द्वारा पौधों का पोषण वायु पोषण कहलाता है।

11. क्लोरोफिल की मदद से पत्ती में कार्बन डाइऑक्साइड और पानी से कार्बनिक पदार्थ (शर्करा) बनते हैं।

12. स्वपोषी - अकार्बनिक पदार्थों से कार्बनिक पदार्थों को स्वतंत्र रूप से संश्लेषित करने में सक्षम जीव।

13. हरे पौधों की भूमिका को ब्रह्मांडीय कहा जाता है क्योंकि वे अंतरिक्ष से सूर्य के प्रकाश की ऊर्जा प्राप्त करते हैं।

14. अंतरिक्ष से प्राप्त सूर्य के प्रकाश की ऊर्जा हरे पौधों द्वारा कार्बोहाइड्रेट, वसा और प्रोटीन के रूप में संग्रहीत की जाती है।

15. पृथ्वी पर हरे पौधों के आगमन से वायुमंडलीय ऑक्सीजन का निर्माण हुआ।

16. ऑक्सीजन पौधों के प्रकाश संश्लेषण एवं श्वसन के लिए आवश्यक पदार्थ है।

17. चयापचय पौधों का पोषण और श्वसन है।

कार्य 3. एक जैविक समस्या का समाधान करें.

गर्म कमरे में रखने पर आलू सिकुड़ जाते हैं और जमा देने पर मीठे हो जाते हैं। इस परिघटना को समझाइये।

जीव विज्ञान में स्कूल ओलंपियाड के उत्तर

अभ्यास 1।

1सी, 2ए, 3सी, 4बी, 5बी, 6ए, 7बी, 8डी, 9सी, 10डी, 11डी, 12ए, 13सी, 14बी, 15डी, 16बी, 17सी, 18बी, 19बी, 20 ग्राम.

कार्य 2.

1, 3, 4,5,6, 9,11,12, 14.

कार्य 3.

जब गर्म कमरे में रखा जाता है, तो आलू पानी के वाष्पीकरण के कारण सिकुड़ जाते हैं।

जमने पर आलू मीठे हो जाते हैं, जैसे तापमान गिरने पर स्टार्च चीनी में बदल जाता है।

आंतरिक पर्यावरणकोशिकाओं

कोशिका के अंदर साइटोप्लाज्म होता है। इसमें एक तरल भाग होता है - हाइलोप्लाज्म (मैट्रिक्स), ऑर्गेनेल और साइटोप्लाज्मिक समावेशन।

हाइलोप्लाज्म

हाइलोप्लाज्म - साइटोप्लाज्म का मुख्य पदार्थ, प्लाज्मा झिल्ली, नाभिक के खोल और अन्य इंट्रासेल्युलर संरचनाओं के बीच की पूरी जगह को भरता है। हाइलोप्लाज्म को एक जटिल माना जा सकता है कोलाइड प्रणाली, दो अवस्थाओं में विद्यमान रहने में सक्षम: सोल-जैसा (तरल) और जेल-जैसा, जो परस्पर एक दूसरे में गुजरता है। इन संक्रमणों की प्रक्रिया में, कुछ कार्य किए जाते हैं, ऊर्जा व्यय की जाती है। हाइलोप्लाज्म किसी विशिष्ट संगठन से रहित है। रासायनिक संरचनाहाइलोप्लाज्म: पानी (90%), खनिज आयन, प्रोटीन (ग्लाइकोलाइसिस के एंजाइम, चीनी चयापचय, नाइट्रोजनस आधार, प्रोटीन और लिपिड)। कुछ साइटोप्लाज्मिक प्रोटीन सबयूनिट बनाते हैं जो सेंट्रीओल्स, माइक्रोफिलामेंट्स जैसे ऑर्गेनेल को जन्म देते हैं।

हाइलोप्लाज्म कार्य:

1) कोशिका के वास्तविक आंतरिक वातावरण का निर्माण, जो सभी अंगों को एकजुट करता है और उनकी परस्पर क्रिया सुनिश्चित करता है;

2) कोशिका की एक निश्चित संरचना और आकार को बनाए रखना, ऑर्गेनेल की आंतरिक व्यवस्था के लिए समर्थन बनाना;

3) पदार्थों और संरचनाओं के अंतःकोशिकीय संचलन को सुनिश्चित करना;

4) कोशिका के भीतर और बाहरी वातावरण दोनों में पर्याप्त चयापचय सुनिश्चित करना।

समावेशन

ये साइटोप्लाज्म के अपेक्षाकृत अस्थिर घटक हैं। उनमें से हैं:

1) आरक्षित पोषक तत्व जो कोशिका द्वारा बाहर से पोषक तत्वों के अपर्याप्त सेवन के दौरान (सेलुलर भुखमरी के दौरान) उपयोग किए जाते हैं - वसा, स्टार्च या ग्लाइकोजन कणिकाओं की बूंदें;

2) उत्पाद जो कोशिका से निकलने वाले हैं, उदाहरण के लिए, स्रावी कोशिकाओं में परिपक्व स्रावी कण (स्तन ग्रंथियों के लैक्टोसाइट्स में दूध);

3) गिट्टी पदार्थकुछ कोशिकाएँ जो कोई विशिष्ट कार्य नहीं करती हैं (कुछ रंगद्रव्य, जैसे सेन्सेंट सेल लिपोफसिन)।

उपापचय

जीवन का भौतिक सार, सबसे पहले, पदार्थ और ऊर्जा के निरंतर आदान-प्रदान में प्रकट होता है जो एक जीवित प्रणाली (कोशिका, जीव, बायोकेनोसिस) और उसके बाहरी वातावरण के बीच होता है। किस अर्थ में जैविक प्रणालीहैं खुला .

विविध जीवउपभोग करना अलग - अलग प्रकारऊर्जा, जिसके संबंध में उन्हें स्वपोषी और विषमपोषी में विभाजित किया गया है।

स्वपोषी जीव(स्वयं-आहार) ऊर्जा को अवशोषित करने में सक्षम निर्जीव प्रकृति. सबसे पहले, ये हरे पौधे हैं, साथ ही भूरे और लाल शैवाल भी हैं सूरज की रोशनीप्रक्रिया के लिए प्रकाश संश्लेषण - अकार्बनिक जल और कार्बन डाइऑक्साइड से कार्बनिक ग्लूकोज का निर्माण। स्वपोषी में नीले-हरे शैवाल (सायनाइड) और प्रतिक्रिया करने में सक्षम कुछ बैक्टीरिया भी शामिल हैं chemosynthesis - सरल ऊर्जा के कारण कार्बनिक पदार्थों का संश्लेषण रासायनिक प्रतिक्रिएं. जिसमें प्राथमिक ऊर्जा (सौर या रासायनिक) जटिल कार्बनिक अणुओं के रासायनिक बंधों की ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है, ताकि स्वपोषी, मानो, अपना भोजन स्वयं बनाएँ।

विषमपोषी जीव(दूसरों की कीमत पर भोजन करना) - मनुष्य, सभी जानवर, कवक, साथ ही कई बैक्टीरिया - स्वपोषी, मुख्य रूप से पौधों द्वारा उत्पादित तैयार कार्बनिक पदार्थों के रूप में भोजन प्राप्त करते हैं।इस भोजन के हिस्से के रूप में, उन्हें रासायनिक बंधों में निहित ऊर्जा भी प्राप्त होती है।

यदि भोजन के कार्बनिक पदार्थ को अधिक टुकड़ों में तोड़ दिया जाए सरल पदार्थ, ऊर्जा मुक्त होती है। मूलतः, हेटरोट्रॉफ़्स समान सौर ऊर्जा प्राप्त करते हैं, लेकिन हरे पौधों द्वारा रासायनिक ऊर्जा में परिवर्तित हो जाते हैं। यहां से यह स्पष्ट है कि बहुत बड़ा है भूमिका पौधों के जीवजानवरों और मनुष्यों की ऊर्जा आपूर्ति में मध्यस्थ के रूप में. मानव जाति ने अभी तक इस निर्भरता से छुटकारा पाना, निर्जीव प्रकृति से सीधे कोई ऊर्जा प्राप्त करना नहीं सीखा है। और यद्यपि शिक्षाविद् वी. आई. वर्नाडस्की ने ऐसी वैज्ञानिक समस्या सामने रखी, मामला शानदार कार्यों से आगे नहीं बढ़ पाया है और निकट भविष्य में इसके आगे बढ़ने की संभावना नहीं है। इसलिए, दुनिया भर के जीवविज्ञानियों के लिए, प्राथमिकता वाले कार्यों में से एक प्रकाश संश्लेषण के तंत्र को सभी विवरणों में समझना है ताकि इसे पौधों में जितना संभव हो उतना तीव्र किया जा सके और यदि संभव हो तो कृत्रिम परिस्थितियों में इसे पुन: पेश किया जा सके।

एटीपी की संरचना और चयापचय के दौरान इसका परिवर्तन

आर ऊर्जा चयापचय प्रतिक्रियाएं. ऊर्जा के प्रारंभिक स्रोत के बावजूद, सभी जीव, ऑटोट्रॉफ़ और हेटरोट्रॉफ़ दोनों, पहले ऊर्जा को आगे के उपयोग के लिए सुविधाजनक स्थिति में स्थानांतरित करते हैं। ये अणुओं में तथाकथित मैक्रोर्जिक (ऊर्जा-समृद्ध) बंधन हैं adenosintri फॉस्फोरिक एसिड- एटीपी . एटीपी अणु एडेनोसिन से बनते हैं डि फॉस्फेट (एडीपी) या एडेनोसिन मोनो फॉस्फोरिक (एएमपी) एसिड और फॉस्फोरिक एसिड के मुक्त अणु, लेकिन बाहरी ऊर्जा के अपरिहार्य अवशोषण के साथ - सौर या रासायनिक (एंडोथर्मिक प्रतिक्रिया)। मैक्रोर्जिक बॉन्ड में संग्रहीत ऊर्जा की मात्रा सामान्य बॉन्ड की तुलना में अधिक परिमाण का एक क्रम है, उदाहरण के लिए, ग्लूकोज अणु के भीतर, इसलिए, एटीपी के हिस्से के रूप में, ऊर्जा आसानी से कोशिका के भीतर संग्रहीत और परिवहन की जाती है।

उन स्थानों पर जहां इस ऊर्जा की खपत होती है, एटीपी एडीपी और फॉस्फेट (यदि आवश्यक हो, एएमपी और दो फॉस्फेट में भी) में टूट जाता है, और जारी ऊर्जा एक या दूसरे काम पर खर्च की जाती है - क्लोरोप्लास्ट में ग्लूकोज का संश्लेषण। संयंत्र कोशिकाओं, प्रोटीन और अन्य मैक्रोमोलेक्यूल्स का संश्लेषण, कोशिका के अंदर और बाहर पदार्थों का परिवहन, गति, आदि। एडीपी (एएमपी) और फॉस्फेट बाहरी ऊर्जा के दूसरे हिस्से को कैप्चर करके फिर से जुड़ सकते हैं, और फिर ढह जाते हैं और काम करने के लिए ऊर्जा देते हैं। एटीपी के चक्रीय परिवर्तन कई बार दोहराए जाते हैं।

इस प्रकार, एटीपी कोशिका के अंदर एक सार्वभौमिक ऊर्जा वाहक के रूप में कार्य करता है, इंट्रासेल्युलर प्रक्रियाओं के लिए ऊर्जा भुगतान में एक प्रकार की सौदेबाजी चिप।.

कोशिका में उपचय और अपचय के मार्ग

सेलुलर ऊर्जा की समस्या उबलती है समझने के लिए प्राथमिक ऊर्जा स्रोतऔर एटीपी में इसके स्थानांतरण के तंत्र. में सामान्य रूप से देखेंस्थिति इस प्रकार है: प्रकाश संश्लेषक स्वपोषी जीवों में, एडीपी और फॉस्फेट से एटीपी का संश्लेषण सौर ऊर्जा द्वारा, हेटरोट्रॉफ़ में, खाद्य उत्पादों के ऑक्सीकरण से ऊर्जा द्वारा उत्पन्न होता है।

इस प्रकार, एटीपी संश्लेषण के लिए पौधों को इसकी आवश्यकता होती है रोशनी, जानवरों और इंसानों को चाहिए कार्बनिक खाद्य.

रोशनीहै प्राथमिकऊर्जा का स्रोत,इसका उपयोग किया जाता है प्रकाश संश्लेषण प्रतिक्रियाएंपौधों में. अंततः, प्रकाश संश्लेषण की प्रतिक्रिया काफी सरल है:

6CO 2 + 6H 2 O + प्रकाश ऊर्जा → C 6 H 12 O 6 + 6O 2

प्रकाश ऊर्जा की सहायता से, कार्बन डाइऑक्साइड और पानी से 6-कार्बन कार्बनिक पदार्थ, ग्लूकोज (मोनोसेकेराइड) को संश्लेषित किया जाता है, और ऑक्सीजन एक "अतिरिक्त" उत्पाद के रूप में बनता है, जो वायुमंडल में जाता है। वास्तव में, यह प्रतिक्रिया अधिक जटिल है, इसमें दो चरण होते हैं: प्रकाश और अंधेरा। सबसे पहले एक विशेष एमजी युक्त रंगद्रव्य के साथ प्रकाश में क्लोरोफिल पानी ऑक्सीजन और हाइड्रोजन में विभाजित हो जाता है, और हाइड्रोजन की ऊर्जा एटीपी के संश्लेषण में स्थानांतरित हो जाती है। तभी अँधेरी अवस्था में हाइड्रोजन का संयोग होता है कार्बन डाईऑक्साइडऔर ग्लूकोज बनता है. इस मामले में, एटीपी का हिस्सा विभाजित हो जाता है, जिससे ग्लूकोज को ऊर्जा मिलती है।

साथ में ग्लूकोज खनिज, मिट्टी से पौधे में प्रवेश करना (नाइट्रोजन, सल्फर, फास्फोरस, लोहा, मैग्नीशियम, कैल्शियम, पोटेशियम, सोडियम, आदि के लवण), अधिक जटिल संश्लेषण का आधार बन जाता है - पॉलीसेकेराइड, लिपिड, प्रोटीन, न्यूक्लिक एसिड बनते हैं, से कौन सी कार्यशील संरचनाएँ निर्मित कोशिकाएँ हैं। लेकिन इन संश्लेषणों के लिए, ग्लूकोज के संश्लेषण की तरह, ऊर्जा लागत की आवश्यकता होती है। प्रत्यक्ष उपयोगइसलिए यहां प्रकाश असंभव है (विकास ने ऐसे ऊर्जा संक्रमण नहीं बनाए हैं)। ग्लूकोज का कुछ भाग ऊर्जा सब्सट्रेट के रूप में उपयोग किया जाता है, अर्थात ग्लूकोजबन जाता है माध्यमिकऊर्जा का स्रोत. ग्लूकोज टूट जाता है और ऊर्जा देता है - पहले एटीपी के संश्लेषण के लिए, और एटीपी के टूटने के बाद - मैक्रोमोलेक्यूल्स के जैवसंश्लेषण के लिए।

एटीपी का एक महत्वपूर्ण हिस्सा, जैसा कि ऊपर बताया गया है, अन्य कार्यों पर खर्च किया जाता है - पदार्थों का परिवहन, कोशिका संचलन, आदि। ऑक्सीजन की भागीदारी से ग्लूकोज सबसे प्रभावी ढंग से टूट जाता है:

सी 6 एच 12 ओ 6 + 6ओ 2 → 6सीओ 2 + 6एच 2 ओ + ऊर्जा

रासायनिक दृष्टिकोण से, यह पूर्ण ऑक्सीकरण है - ग्लूकोज का "जलना"। एक जीवित कोशिका में

"दहन" धीरे-धीरे, चरणों में होता है, जिससे ऊर्जा छोटे भागों में जारी होती है, और इसका अधिकांश (लगभग 55%) एटीपी संश्लेषण के लिए उपयोग किया जाता है, बाकी गर्मी के रूप में नष्ट हो जाता है। पूर्ण ऑक्सीकरण ग्लूकोज का एक अणु संश्लेषण प्रदान करता है 38 एटीपी अणु . चूंकि ऑक्सीकरण के लिए हम ऑक्सीजन के साथ सांस लेते हैं वायुमंडलीय वायु, तो रासायनिक स्तर पर ऑक्सीजन द्वारा ग्लूकोज का ऑक्सीकरण कहलाता है साँस. मुख्य विशेषतासब्ज़ी स्वपोषी कोशिकाएं - प्रकाश संश्लेषण की क्षमता, जो ग्लूकोज के रूप में कार्बनिक पदार्थ के निर्माण में पहला चरण प्रदान करती है। लेकिन पौधों में सांस लेना भी पूरी तरह से अंतर्निहित है, क्योंकि यह वह प्रक्रिया है जो ग्लूकोज (साथ ही वसा और अतिरिक्त प्रोटीन से) से ऊर्जा निकालती है, इसे अस्थायी रूप से एटीपी और फिर जटिल मैक्रोमोलेक्यूल्स में स्थानांतरित करती है। वही योजना, लेकिन प्रकाश संश्लेषण प्रतिक्रिया को हटाने के साथ मेल खाती है परपोषी पशु कोशिका चयापचय. इस मामले में, ग्लूकोज (साथ ही अन्य कार्बोहाइड्रेट, वसा, ट्रॉफिक प्रोटीन, आदि) बाहर से कोशिका में प्रवेश करता है बना बनाया. इनमें से कुछ सामग्रियों का उपयोग श्वसन के लिए किया जाता है (भट्ठी में, एटीपी के संश्लेषण के माध्यम से ऊर्जा निकालने के लिए), और कुछ, कुछ परिवर्तन के बाद, एक निर्माण सामग्री के रूप में नए मैक्रोमोलेक्यूल्स के संश्लेषण के लिए उपयोग किया जाता है। इस प्रकार, हेटरोट्रॉफ़्स में भोजन (अर्थात् आपके और मेरे साथ) होता है दोहरे उद्देश्य- ऊर्जा और प्लास्टिक (निर्माण).

प्लास्टिक चयापचय (उपचय) और ऊर्जा (अपचय) के बीच एक अटूट एकता है।से ऊर्जा अवशोषित होती है बाहरी वातावरण, मुख्य रूप से निर्माण प्रक्रियाओं के कार्यान्वयन के लिए, जीवित पदार्थ के निर्माण के लिए, एटीपी में परिवर्तित किया जाता है। और जीवित पदार्थ का निर्माण, यानी सरल अकार्बनिक पदार्थों से मैक्रोमोलेक्यूल्स का संश्लेषण, बाहरी ऊर्जा के अवशोषण से ही संभव है।

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ग्रेड 6 के लिए जीव विज्ञान में ओलंपियाड

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1. "पौधा" शब्द और नीचे दिए गए चार शब्दों में से एक के बीच क्या संबंध है? इस शब्द को परिभाषित करें.

1) रसधानी 2) जड़ 3) प्रकाश संश्लेषण 4) खनिज पोषण

2. कौन से जीवाणुओं को "ग्रहीय अर्दली" माना जाता है?

1) क्षय 2) एसिटिक एसिड 3) लैक्टिक एसिड 4) नोड्यूल

3. पौधों में सौर ऊर्जा का उपयोग करके अकार्बनिक पदार्थों से कार्बनिक पदार्थों के निर्माण की प्रक्रिया होती है

1) प्रकाश संश्लेषण 2) श्वसन 3) वाष्पीकरण 4) पदार्थों का परिवहन

4. वे किस वर्ग से हैं? फूलों वाले पौधेक्या इसमें मूसला जड़ प्रणाली और जालीदार पत्ती शिरा है?

1) स्पैगनम मॉस 2) शंकुधारी 3) डाइकोटाइलडॉन 4) फ़र्न

5. पुष्पीय पौधों को वर्गों में संयोजित करने पर उनके किस अंग की संरचनात्मक विशेषताएँ निर्णायक भूमिका निभाती हैं?

1) बीज 2) फल 3) फूल 4) पत्ती

6. कोशिका के आंतरिक वातावरण का नाम बताइए, जिसमें केन्द्रक और अनेक अंगक स्थित होते हैं

1) शैल 2) प्लाज्मा झिल्ली 3) साइटोप्लाज्म 4) केन्द्रक

7. प्रत्येक प्रकार के जीव में गुणसूत्रों की संख्या स्थिर होती है। एक व्यक्ति में कितने गुणसूत्र होते हैं?

1) 54 2) 78 3) 48 4) 46

8. संरचना, आकार और कार्यों में समान कोशिकाओं का एक समूह बनता है:

9. जड़ प्रणालियां क्या हैं?

1) पार्श्व और छड़ 2) रेशेदार और छड़ 3) मुख्य और रेशेदार 4) सहायक और छड़

10. शरीर के उस अंग का क्या नाम है जो कुछ कार्य करता है?

1) अंग 2) फागोसाइटोसिस 3) ऊतक 4) वायरस