सिस्टम का वर्णन करने के लिए आवश्यक थर्मोडायनामिक मापदंडों के सभी मूल्यों के सेट को कहा जाता है थर्मोडायनामिक अवस्था .

प्रणाली की भौतिक विशेषता, जिसका परिवर्तन एक राज्य से दूसरे राज्य में प्रणाली के संक्रमण के दौरान प्रारंभिक और अंतिम राज्यों के मापदंडों के मूल्यों से निर्धारित होता है और संक्रमण पर निर्भर नहीं करता है, कहलाता है राज्य समारोह (थर्मोडायनामिक क्षमता).

राज्य के कार्य हैं:

· आंतरिक ऊर्जा;

· तापीय धारिता;

· एन्ट्रापी;

· मुक्त ऊर्जा;

रासायनिक और विद्युत रासायनिक क्षमता।

एक निश्चित सतह पर प्रति इकाई समय में ले जाने वाली कुछ मात्रा की मात्रा कहलाती है बहे यह मान।

वह परिघटना जिसमें एक प्रक्रिया ऊर्जावान रूप से दूसरी प्रक्रिया का प्रवाह प्रदान करती है, कहलाती है विकार .

वह प्रक्रिया जो ऊर्जा का स्रोत है, कहलाती है...
संयुग्मन. ऊर्जा का उपयोग करने वाली प्रक्रिया कहलाती है संयुग्म .

ऊष्मप्रवैगिकी के पहले और दूसरे नियम।ऊष्मप्रवैगिकी के पहले नियम के अनुसार, जो इस प्रकार पढ़ता है: सिस्टम को प्रेषित गर्मी सिस्टम की आंतरिक ऊर्जा को बढ़ाने और सिस्टम द्वारा बाहरी बलों पर काम करने पर खर्च की जाती है, विभिन्न प्रकार की ऊर्जा एक दूसरे में पारित हो सकती है, लेकिन इन परिवर्तनों के दौरान ऊर्जा गायब नहीं होती है और शून्य से प्रकट नहीं होती है। इसका मतलब है कि एक बंद प्रणाली के लिए
∆U = ∆Q –W, जहां U निकाय की आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तन है; Q प्रणाली द्वारा अवशोषित गर्मी है; W सिस्टम द्वारा किया गया कार्य है। [आंतरिक ऊर्जा गर्मी और काम से भिन्न होती है कि यह हमेशा एक राज्य से दूसरे राज्य में संक्रमण के दौरान उसी तरह बदलती है, संक्रमण पथ की परवाह किए बिना!]

किसी विलगित निकाय की ऊष्मीय ऊर्जा ∆Q में परिवर्तन निरपेक्ष तापमान T के समानुपाती होता है, अर्थात Q = T S, जहाँ ∆S एक आनुपातिकता कारक है, जिसे एन्ट्रापी में परिवर्तन कहा जाता है।

ऊष्मप्रवैगिकी का दूसरा नियम दो योगों में मौजूद है। पहला सूत्रीकरण (क्लॉसियस का सूत्रीकरण) इस प्रकार है: कम तापमान वाले निकायों से उच्च तापमान वाले निकायों में गर्मी का सहज स्थानांतरण असंभव है। दूसरा सूत्रीकरण (थॉमसन का सूत्रीकरण) कहता है कि प्रकार की एक सतत गति मशीन बनाना असंभव है, यानी ऐसी चक्रीय प्रक्रिया, जिसके परिणामस्वरूप सिस्टम द्वारा अवशोषित सभी गर्मी काम करने पर खर्च हो जाएगी। ऊष्मप्रवैगिकी के दूसरे नियम के अनुसार, एक पृथक प्रणाली की एन्ट्रापी एक अपरिवर्तनीय प्रक्रिया में बढ़ जाती है, और एक प्रतिवर्ती प्रक्रिया में अपरिवर्तित रहती है। एंट्रोपी प्रणाली की स्थिति का एक कार्य है, जिसका अंतर एक असीम रूप से छोटी प्रतिवर्ती प्रक्रिया में प्रणाली के लिए संचार की असीम रूप से छोटी मात्रा के अनुपात के बराबर होता है, जो बाद के पूर्ण तापमान (ΔS=ΔQ:T) से होता है। ) एन्ट्रापी इकाई J/K है। एन्ट्रापी एक प्रणाली के विकार का एक उपाय है: यदि एन्ट्रापी बढ़ जाती है, तो इसका मतलब है कि सिस्टम एक उच्च थर्मोडायनामिक संभावना के साथ एक राज्य में स्थानांतरित हो जाता है, यानी कम क्रम की स्थिति में। निष्कर्ष ऊष्मागतिकी के दूसरे नियम से निकलता है: एक स्थिर तापमान पर, तापीय ऊर्जा को यांत्रिक कार्य में परिवर्तित नहीं किया जा सकता है। चूँकि तापीय ऊर्जा कणों की अराजक गति के कारण होती है, इन कणों के वेग सदिशों का किसी भी दिशा में योग शून्य के बराबर होता है। यांत्रिक कार्य में, केवल वह ऊर्जा जो पिंडों की यूनिडायरेक्शनल गति (एक उड़ने वाले पिंड की गतिज ऊर्जा, विद्युत क्षेत्र में गतिमान आयनों या इलेक्ट्रॉनों की ऊर्जा) का प्रतिनिधित्व करती है, को परिवर्तित किया जा सकता है।

दो कानूनों के अनुसार निष्कर्ष:

पहला कानून गर्मी, काम और आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तन के बीच एक मात्रात्मक संबंध स्थापित करता है, लेकिन थर्मोडायनामिक प्रक्रिया की दिशा निर्धारित नहीं करता है। इसे हमेशा और किसी भी सिस्टम के लिए निष्पादित किया जाता है। ऊष्मप्रवैगिकी का मूल संबंध: TΔS ΔU+W।

दूसरा कानून सांख्यिकीय है और बड़ी, सीमित संख्या में कणों वाले सिस्टम के लिए मान्य है। यह प्रक्रिया की सबसे संभावित दिशा को इंगित करता है। यदि यह कहा जाए कि यह प्रक्रिया असंभव है, तो समझ लेना चाहिए कि इसके पूरा होने की संभावना मौजूद है, लेकिन नगण्य है।

तालिका 1. थर्मोडायनामिक क्षमता

एक जीवित कोशिका में ऊर्जा का परिवर्तन।एक जीवित कोशिका में, कार्बनिक यौगिकों में संग्रहीत रासायनिक ऊर्जा आसमाटिक, विद्युत और यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है। इसलिए, उदाहरण के लिए, ग्लूकोज की रासायनिक ऊर्जा सेलुलर ऑक्सीकरण के दौरान आंशिक रूप से गर्मी में परिवर्तित होती है, आंशिक रूप से एटीपी के मैक्रोर्जिक बांड की ऊर्जा में। एटीपी के हाइड्रोलिसिस के कारण, पदार्थों को निचले क्षेत्र से उच्च सांद्रता (आसमाटिक कार्य) के क्षेत्र में स्थानांतरित किया जा सकता है, आयनों को उच्च क्षेत्र में स्थानांतरित किया जा सकता है विद्युत क्षमता (विद्युत कार्य), पशु शरीर में - मांसपेशियों में संकुचन (यांत्रिक कार्य)। इस मामले में, एटीपी की रासायनिक ऊर्जा का एक हिस्सा आसमाटिक, विद्युत और यांत्रिक ऊर्जा में स्थानांतरित हो जाता है।

मुक्त ऊर्जा और विद्युत रासायनिक क्षमता।सेल की विद्युत, आसमाटिक और रासायनिक ऊर्जा का उपयोग कार्य करने के लिए किया जाता है, अर्थात कणों को उन पर कार्य करने वाले बलों के विरुद्ध स्थानांतरित करने के लिए किया जाता है। इस प्रकार की ऊर्जा के रूपांतरण का एक मात्रात्मक उपाय मुक्त ऊर्जा (∆F) में परिवर्तन है। ΔF हेल्महोल्ट्ज़ मुक्त ऊर्जा है (ΔF = ΔU - TΔS)। चूंकि यह प्रक्रिया की स्थितियों पर निर्भर करता है, विशेष रूप से प्रतिक्रियाशील पदार्थों की एकाग्रता पर, उन्होंने पदार्थ ΔG के 1 मोल की तथाकथित गिब्स थर्मोडायनामिक क्षमता का उपयोग करना शुरू कर दिया। रसायन विज्ञान में, अनावेशित कणों के लिए, इसे रासायनिक क्षमता - μ, आवेशित कणों के लिए, विद्युत रासायनिक क्षमता - μ कहा जाता है।

तरल चरण में रासायनिक प्रतिक्रियाओं का प्रवाह दबाव नहीं बदलता है, लेकिन मात्रा बदल सकता है। इसलिए, ऐसी प्रणालियों के लिए, आंतरिक ऊर्जा को बदलने के बजाय, एन्थैल्पी (∆H) में परिवर्तन का उपयोग किया जाता है, जो ∆U + p∆V के बराबर होता है, जहां p दबाव होता है, V मात्रा में परिवर्तन होता है। [नोट: एन्थैल्पी स्वतंत्र एन्ट्रापी मापदंडों और दबाव के साथ एक थर्मोडायनामिक प्रणाली की स्थिति का एक कार्य है]। ऊष्मप्रवैगिकी के नियमों के अनुसार, आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तन और थैलेपी में परिवर्तन के बीच एक संबंध है: G = H -T∆S (t और p = const पर), जहां ∆G गिब्स थर्मोडायनामिक क्षमता है, ∆H आंतरिक ऊर्जा है, T * S तापीय ऊर्जा है।

भौतिक और रासायनिक प्रणालियों में, मुक्त ऊर्जा में परिवर्तन को आमतौर पर विद्युत रासायनिक क्षमता (∆μ) में परिवर्तन के माध्यम से वर्णित किया जाता है: ∆G=m∙∆μ, जहां m प्रणाली में पदार्थ (तिल) की मात्रा है। राज्य 1 से राज्य 2 में सिस्टम के संक्रमण के दौरान विद्युत रासायनिक क्षमता में परिवर्तन रासायनिक, आसमाटिक और विद्युत ऊर्जा में परिवर्तन से निर्धारित होता है: μ \u003d μ 02 -μ 01 + RT ln (c 2 / c 1) + जेडएफ (φ 2 -φ 1)। फिर G = m μ 02 -μ 01 +RT ln (c 2 /c 1) + zF (φ 2 -φ 1)।

विद्युत रासायनिक क्षमता का भौतिक अर्थ यह है कि इसका परिवर्तन उस कार्य के बराबर है जिसे करने के लिए खर्च किया जाना चाहिए:

1. प्रारंभिक सामग्री (राज्य 1) ​​से पदार्थ के 1 मोल (राज्य 2) को संश्लेषित करें और इसे एक विलायक में रखें (शब्द μ 02 -μ 01) - रासायनिक कार्य;

2. एकाग्रता से समाधान को 1 से एस 2 तक केंद्रित करें [शब्द आरटी एलएन (सी 2 / सी 1)] - आसमाटिक कार्य;

3. समाधान [टर्म zF (φ 2 -φ 1] - विद्युत कार्य के बीच संभावित अंतर (φ 2 -φ 1) की उपस्थिति में उत्पन्न होने वाले विद्युत प्रतिकर्षण की ताकतों को दूर करें।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि शब्द सकारात्मक और नकारात्मक दोनों हो सकते हैं।

ऊष्मप्रवैगिकी का दूसरा नियम और संतुलन की स्थिति।ऊष्मप्रवैगिकी का दूसरा नियम कहता है कि एक पृथक प्रणाली में मुक्त ऊर्जा में वृद्धि नहीं हो सकती है। दूसरे शब्दों में, एक प्रणाली में जहां ∆H = 0, ∆G = -T∆S 0। जब तक इस प्रणाली में ऊर्जा परिवर्तन विभिन्न प्रकार की ऊर्जा के संक्रमण के साथ-साथ गर्मी में परिवर्तित किए बिना एक दूसरे में होते हैं, यानी ∆G=0, ये सभी प्रक्रियाएं प्रतिवर्ती हैं। लेकिन, जैसे ही ऊर्जा का हिस्सा गर्मी में बदल जाता है, प्रक्रिया अपरिवर्तनीय हो जाती है। प्रक्रिया प्रतिवर्तीता की अवधारणा गतिशील संतुलन की अवधारणा से जुड़ी है। संतुलन प्रणाली की एक ऐसी अवस्था है जिसमें प्रत्येक कण किसी अवस्था 1 से किसी अवस्था 2 में और इसके विपरीत गति कर सकता है, लेकिन सामान्य तौर पर सिस्टम में अवस्था 1 और अवस्था 2 का अनुपात नहीं बदलता है। भौतिक रासायनिक प्रणालियों में, प्रक्रियाएं संतुलन में होती हैं, जिसमें ∆μ = G / m = 0, यानी μ 02 -μ 01 + RT ln (c 2 / c 1) + zF (φ 2 -φ 1) = 0 .

झिल्ली के दोनों किनारों पर जैव रासायनिक प्रतिक्रिया या आयनों के सब्सट्रेट और उत्पाद संतुलन में हो सकते हैं। इसलिए, सिस्टम की संतुलन स्थिति का वर्णन करने वाले समीकरण के अनुप्रयोग हैं:

1. रासायनिक संतुलन स्थिरांक समीकरण: μ 0 = -RT lnK, जहां K संतुलन स्थिरांक है;

2. संतुलन झिल्ली क्षमता का समीकरण (नर्नस्ट समीकरण): यदि कोशिका झिल्ली किसी एक आयन के लिए पारगम्य है, तो झिल्ली पर एक संतुलन झिल्ली क्षमता स्थापित होती है: = φ 1 -φ 2 = RT / zF lnc 1 / c 2, तापमान पर 37C 0 \u003d 60 ln (s 1 / s 2) mV। एक छोटे से लेखन के लिए, एक आयामहीन क्षमता की अवधारणा पेश की गई थी, जो ln(с 1 /с 2) के बराबर है, फिर नर्नस्ट समीकरण इस तरह दिखेगा = ψ 1 - ψ 2 = ln(с 1 / एस 2)।

3. बोल्ट्जमैन वितरण: यदि अणु में ऊर्जा E 1 और E 2 के साथ दो ऊर्जा इलेक्ट्रॉनिक स्तर हैं, तो आप संतुलन अवस्था में इलेक्ट्रॉनों द्वारा इन स्तरों की जनसंख्या का पता लगा सकते हैं: E = E 2 - E 1.

जैविक प्रणालियों के थर्मोडायनामिक मापदंडों का प्रायोगिक निर्धारण।जैविक प्रणालियों के थर्मोडायनामिक मापदंडों को निर्धारित करने के लिए, दो विधियों का उपयोग किया जाता है: ऊष्मा उत्पादन (कैलोरीमेट्री) का निर्धारण और संतुलन स्थिरांक का मापन। चूंकि कैलोरीमीटर में वस्तु कार्य उत्पन्न नहीं करती है, इसलिए ऊर्जा में परिवर्तन (एंथैल्पी) को Q जारी की गई गर्मी की मात्रा के बराबर माना जा सकता है। इस प्रकार अध्ययन की गई जैव-भौतिकीय प्रक्रिया या जैव रासायनिक प्रतिक्रिया के दौरान थैलेपी H में परिवर्तन पाया जाता है। थर्मोडायनामिक मापदंडों के अध्ययन के लिए एक अन्य विधि विभिन्न तापमानों पर संतुलन स्थिरांक को मापने पर आधारित है। लेकिन यह विधि तभी उपयुक्त होती है जब एन्थैल्पी में परिवर्तन और एन्ट्रापी में परिवर्तन तापमान पर निर्भर न हो। इस मामले में, वैंट हॉफ समीकरण का उपयोग किया जाता है: lnK = -∆H/RT + S/R (किसी पदार्थ के एक मोल के लिए)।

थर्मोडायनामिक सिस्टम के रूप में जीव।जैविक प्रणालियों में ऊष्मप्रवैगिकी को लागू करते समय, जीवित प्रणालियों के संगठन की ख़ासियत को ध्यान में रखना आवश्यक है:

1) जैविक प्रणालियाँ पदार्थ और ऊर्जा के प्रवाह के लिए खुली हैं;

2) जीवित प्रणालियों में प्रक्रियाएं अपरिवर्तनीय हैं;

3) जीवित प्रणालियाँ संतुलन से बहुत दूर हैं;

4) जैविक प्रणालियाँ विषमलैंगिक, संरचित हैं, और अलग-अलग चरणों में अणुओं की एक छोटी संख्या हो सकती है।

यह सब जैविक प्रणालियों को उन प्रणालियों से अलग करता है जो अलग-थलग हैं और संतुलन की स्थिति के करीब हैं। इसलिए, जीवित प्रणालियों के गुणों के अधिक पर्याप्त विवरण के लिए, अपरिवर्तनीय प्रक्रियाओं के ऊष्मप्रवैगिकी को लागू करना आवश्यक है। शास्त्रीय ऊष्मप्रवैगिकी के विपरीत, अपरिवर्तनीय प्रक्रियाओं के ऊष्मप्रवैगिकी में, समय में प्रक्रियाओं के पाठ्यक्रम पर विचार किया जाता है। शास्त्रीय ऊष्मप्रवैगिकी में मौलिक अवधारणा एक संतुलन राज्य की अवधारणा है। अपरिवर्तनीय प्रक्रियाओं के ऊष्मप्रवैगिकी में, एक महत्वपूर्ण अवधारणा एक प्रणाली की स्थिर स्थिति की अवधारणा है।

नोट: यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि एक जीवित जीव लगातार विकसित और बदल रहा है और इसलिए, समग्र रूप से, एक स्थिर प्रणाली नहीं है। इस मामले में, एक सहिष्णुता है: थोड़े समय के अंतराल के लिए, इसके कुछ वर्गों की स्थिति को स्थिर माना जाता है।

थर्मोडायनामिक संतुलन के विपरीत, स्थिर अवस्था की विशेषता है

प्रणाली में पदार्थों का निरंतर प्रवाह और चयापचय उत्पादों को हटाने;

मुक्त ऊर्जा की एक निरंतर लागत, जो सिस्टम में पदार्थों की सांद्रता की स्थिरता बनाए रखती है;

· थर्मोडायनामिक मापदंडों की स्थिरता (आंतरिक ऊर्जा और एन्ट्रापी सहित)।

स्थिर अवस्था में सिस्टम या तो बंद या खुला हो सकता है। एक खुली प्रणाली केवल बाहर से ऊर्जा के प्रवाह और पर्यावरण में ऊर्जा के बहिर्वाह के कारण मौजूद हो सकती है। जैविक प्रणालियों में, सबसे महत्वपूर्ण प्रवाह पदार्थों का प्रवाह और विद्युत आवेश हैं।

प्रसार और इलेक्ट्रोडिफ्यूजन के परिणामस्वरूप पदार्थों का प्रवाह। एक।साधारण विसरण द्वारा कण परिवहन में मुख्य प्रेरक शक्ति सांद्रण प्रवणता है। कोशिका झिल्ली के माध्यम से प्रसार के परिणामस्वरूप किसी पदार्थ का प्रवाह झिल्ली के माध्यम से पदार्थों के निष्क्रिय हस्तांतरण के लिए फिक के नियम के अनुसार गणना की जाती है: डी प्रसार गुणांक है; K झिल्ली और आसपास के जलीय चरण के बीच पदार्थ का वितरण गुणांक है; एल झिल्ली की मोटाई है; cv कोशिका के अंदर कणों की सांद्रता है; с ext कोशिका के बाहर कणों की सांद्रता है; पी पारगम्यता गुणांक है। यदि हम ऊर्जा रूपांतरण के दृष्टिकोण से प्रसार पर विचार करते हैं, तो गणना निम्नलिखित समीकरण के अनुसार की जानी चाहिए: = - uc (dG/dx), जहां u = D/RT आनुपातिकता गुणांक है, जो प्रसार पर निर्भर करता है अणुओं की गति और गतिशीलता कहलाती है। इस प्रकार, प्रवाह पदार्थ की सांद्रता और धारा की दिशा में थर्मोडायनामिक क्षमता के ढाल के समानुपाती होता है।

2. सांद्रण प्रवणता के अभाव में आवेशित कणों के स्थानान्तरण में मुख्य प्रेरक शक्ति विद्युत क्षेत्र है। इस मामले में, थियोरेल समीकरण का उपयोग किया जाता है: = - cu (dμ/dx), जहां μ विद्युत रासायनिक क्षमता है। इस प्रकार, प्रवाह वाहक एकाग्रता, इसकी गतिशीलता और इसकी विद्युत रासायनिक क्षमता के ढाल के उत्पाद के बराबर है। "-" संकेत इंगित करता है कि प्रवाह μ घटने की दिशा में निर्देशित है। इसके अलावा, नर्नस्ट-प्लैंक इलेक्ट्रोडिफ्यूजन समीकरण का उपयोग किया जाता है: = –uRT (dc/dx) –cuz Fdφ/dx।

महत्वपूर्ण प्रक्रियाओं के प्रवाह को निर्धारित करने वाले प्रवाह और थर्मोडायनामिक बल तालिका 3 में दिखाए गए हैं।

तालिका 3. किसी भी संतुलन थर्मोडायनामिक्स में प्रवाह और बलों को संयुग्मित करें

स्थिर अवस्था ऊष्मप्रवैगिकी।ओपन सिस्टम में विशिष्ट विशेषताएं हैं: प्रवाह का संयोजन और स्थिर राज्यों का उदय। खुली प्रणालियों की इन विशेषताओं को रैखिक अपरिवर्तनीय प्रक्रियाओं के ऊष्मप्रवैगिकी द्वारा समझाया गया है। यह विभिन्न परस्पर स्थिर प्रक्रियाओं के एक साथ प्रवाह का वर्णन करता है। रैखिक अपरिवर्तनीय प्रक्रियाओं के ऊष्मप्रवैगिकी का सिद्धांत ऑनसागर द्वारा तैयार किया गया था। इस सिद्धांत का प्रायोगिक आधार घटना संबंधी नियम हैं जो प्रवाह और उन बलों के बीच एक रैखिक संबंध स्थापित करते हैं जो उनके कारण होते हैं (तालिका 2 देखें)। आइए मान लें कि सिस्टम में दो प्रवाह हैं - गर्मी प्रवाह (Φ 1) और प्रसार द्रव्यमान प्रवाह (Φ 2) और दो सामान्यीकरण बल - तापमान अंतर एक्स 1 और एकाग्रता अंतर एक्स 2। ओनसागर के अनुसार, एक खुली प्रणाली में, प्रत्येक प्रवाह मौजूद सभी बलों पर निर्भर करता है, और इसके विपरीत, अर्थात।

1 \u003d एल 11 एक्स 1 + एल 12 एक्स 2

2 \u003d एल 21 एक्स 1 + एल 22 एक्स 2,

जहां एल 12 और अन्य प्रवाह 1 और बल 2, आदि के बीच आनुपातिकता के गुणांक हैं।

इन समीकरणों को घटनात्मक ऑनसागर समीकरण कहा जाता है। वे संयुग्मित और गैर-संयुग्मित बलों पर इनपुट और आउटपुट प्रवाह की निर्भरता को इंगित करते हैं। जैसा कि ऑनसागर ने दिखाया, संतुलन के करीब, प्रवाह के बीच आनुपातिकता के गुणांक एक दूसरे के बराबर होते हैं (एल 12 = एल 21)। दूसरे शब्दों में, एक समान क्रिया एक समान प्रतिक्रिया का कारण बनती है। उदाहरण के लिए, एक गतिमान विलायक का विलेय पर जो मंदक प्रभाव होता है, वह उस प्रतिरोध के बराबर होता है जो विलेय का विलायक पर होता है।

प्रकृति में, ऐसी स्थिति होती है जब ऊर्जा में वृद्धि के साथ बहने वाले प्रवाह अपने आप नहीं जा सकते हैं, लेकिन किसी भी ताकत की कार्रवाई के तहत बह सकते हैं। इस घटना को प्रवाह का संयुग्मन कहा जाता है। प्रणाली में प्रवाह के संयुग्मन की संभावना के लिए मानदंड अपव्यय समारोह का सकारात्मक मूल्य है = /V dS/dt ≥ 0, जहां पूर्ण तापमान है; डीएस/डीटी एन्ट्रापी उत्पादन दर है; V सिस्टम का आयतन है।

विघटनकारी कार्य प्रणाली की ऊर्जा के गर्मी में अपव्यय का एक उपाय है। यह उस प्रणाली में एन्ट्रापी में वृद्धि की दर निर्धारित करता है जिसमें अपरिवर्तनीय प्रक्रियाएं होती हैं। अपव्यय फलन का मान जितना अधिक होता है, उतनी ही तेजी से सभी प्रकार की ऊर्जा ऊष्मा में परिवर्तित होती है। इसके अलावा, विघटनकारी कार्य प्रक्रिया के सहज प्रवाह की संभावना को निर्धारित करता है: >0 के लिए, प्रक्रिया संभव है, के लिए<0 – нет.

थर्मोडायनामिक्स से पता चलता है कि यदि सिस्टम गैर-संतुलन है, लेकिन संतुलन के करीब है, तो को सामान्यीकृत बलों के उत्पादों के योग द्वारा दर्शाया जा सकता है - शी और सामान्यीकृत प्रवाह - i, यानी प्रक्रियाओं की शक्तियों का योग ψ = iXi 0। अपव्यय फलन का धनात्मक मान का अर्थ है कि किसी भी ऊर्जा परिवर्तक में, इनपुट शक्ति आउटपुट से अधिक होनी चाहिए। अधिकांश जैविक प्रक्रियाओं में, रासायनिक ऊर्जा को आसमाटिक, विद्युत और यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है। इन सभी प्रक्रियाओं में रासायनिक ऊर्जा का कुछ भाग ऊष्मा में नष्ट हो जाता है। जैविक प्रक्रियाओं के लिए, युग्मन दक्षता 80-90% होती है, अर्थात ऊर्जा का केवल 10-20% ही ऊष्मा में परिवर्तित होता है।

एक खुली प्रणाली की स्थिर स्थिति को प्रिगोगिन के प्रमेय की विशेषता है: निश्चित बाहरी मापदंडों के साथ एक स्थिर अवस्था में, सिस्टम में एन्ट्रापी उत्पादन की दर समय में स्थिर होती है और परिमाण में न्यूनतम होती है।

यदि शास्त्रीय ऊष्मप्रवैगिकी में एक प्रणाली के विकास की कसौटी यह है कि एक पृथक प्रणाली में अपरिवर्तनीय प्रक्रियाओं के लिए एन्ट्रापी अधिकतम मूल्य तक जाती है ( क्लॉसियस मानदंड), तो एक खुली प्रणाली में एन्ट्रापी का उत्पादन न्यूनतम हो जाता है ( प्रिगोगिन की कसौटी) प्रिगोगिन की कसौटी (Δψ>0) - स्थिरता मानदंड - स्थिर अवस्था से विचलन के मामले में<0. Это является доказательством того, что второй закон термодинамики выполняется в живой природе.

यह प्रिगोगिन के प्रमेय से इस प्रकार है कि यदि सिस्टम को स्थिर अवस्था से बाहर ले जाया जाता है, तो यह तब तक बदल जाएगा जब तक कि एन्ट्रॉपी उत्पादन की विशिष्ट दर सबसे छोटा मान नहीं लेती। यही है, जब तक कि अपव्यय कार्य न्यूनतम तक नहीं पहुंच जाता।

एक जीवित कोशिका में ऊर्जा रूपांतरण के तरीके। 1976 में मिशेल द्वारा ऑक्सीकरण और फॉस्फोराइलेशन की युग्मन प्रतिक्रियाओं के आणविक तंत्र को समझा गया था। लेखक ने ऑक्सीडेटिव फास्फारिलीकरण के रसायन परासरणी सिद्धांत को विकसित किया। मिशेल के सिद्धांत का दूसरा भाग यह है कि झिल्ली में एक असममित ATPase होता है जो विपरीत रूप से कार्य करता है, अर्थात यह एक ATP सिंथेटेज़ भी हो सकता है:

एटीपी + एचओएच (एटीपी-एएस) एडीपी + एफ + 2 एच +

ATPase की क्रिया में विषमता यह है कि

ए) एटीपी हाइड्रोलिसिस के दौरान, प्रोटॉन एच + और हाइड्रॉक्सिल ओएच- झिल्ली के विपरीत किनारों पर कब्जा कर लिया जाता है;

बी) एटीपी के संश्लेषण के दौरान, पानी ओएच- में अलग हो जाता है, जो झिल्ली से अधिक अम्लीय पक्ष में प्रवेश करता है, और एच +, जो विपरीत दिशा में फैलता है।

आम तौर पर, एडीपी फास्फारिलीकरण की प्रक्रिया एक अम्लीय वातावरण में ओएच-आयन और एक क्षारीय वातावरण में एच + आयन के निष्क्रिय होने के दौरान मुक्त ऊर्जा में परिवर्तन के कारण होती है।

ऊर्जा रूपांतरण के दृष्टिकोण से, ऑक्सीडेटिव फास्फारिलीकरण की प्रक्रिया में दो चरण होते हैं:

1. इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण की रासायनिक ऊर्जा का ऊर्जा में रूपांतरण, श्वसन श्रृंखला के साथ इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण और झिल्ली के माध्यम से प्रोटॉन स्थानांतरण के परिणामस्वरूप प्रोटॉन की विद्युत रासायनिक क्षमता में अंतर से जुड़ा होता है। इस स्थिति में: μ H+ = FΔφ M + RT ln ( 1 / 2), जहां μ H+ विद्युत रासायनिक क्षमता का अंतर है; Δφ एम माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली के बाहरी और आंतरिक पक्षों के बीच विद्युत संभावित अंतर है; (1 और 2 पर्यावरण में और माइटोकॉन्ड्रिया के अंदर प्रोटॉन सांद्रता हैं।

2. ऊर्जा का रूपांतरण, विद्युत क्षमता में अंतर से निर्धारित होता है, एटीपी के मैक्रोर्जिक बंधन की रासायनिक ऊर्जा में (2H + के हस्तांतरण का संयुग्मन और एडीपी और फॉस्फेट से एक एटीपी अणु का संश्लेषण)। इसे सशर्त रूप से μ H+ → QUOTE ~ ~ के रूप में दर्शाया जा सकता है।

अब यह दिखाया गया है कि युग्मन झिल्ली पर H+ की विद्युत रासायनिक क्षमता में अंतर की उपस्थिति में, न केवल रासायनिक कार्य (एटीपी का संश्लेषण), बल्कि आसमाटिक कार्य (झिल्ली के माध्यम से विभिन्न यौगिकों के परिवहन के दौरान), यांत्रिक कार्य भी होता है। (बैक्टीरिया में कशाभिका की गति), और ऊष्मा भी निकलती है (ऑक्सीडेटिव फास्फारिलीकरण का थर्मोरेगुलेटरी अनकूपिंग)।

प्रतीकात्मक रूप से, ऑक्सीकरण (यानी, इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण - ई) और फॉस्फोराइलेशन (मैक्रोर्ज का संश्लेषण - QUOTE ~ ~) की प्रक्रियाओं के संयुग्मन के रसायन विज्ञान सिद्धांत को एक आरेख के रूप में दर्शाया जा सकता है ई उद्धरण ∆μ एच+ उद्धरणबोली ~~। इस योजना से केमियोस्मोटिक सिद्धांत के निम्नलिखित मुख्य परिणाम सामने आते हैं:

1. यदि μH+ = 0, तो इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण के दौरान एटीपी संश्लेषण नहीं होता है।

2. श्वसन श्रृंखला के संचालन के दौरान, झिल्ली क्षमता उत्पन्न होती है (е→Δφ M)।

3. बाहर "+" चिह्न के साथ ऊर्जा-युग्मन झिल्ली पर पर्याप्त विद्युत क्षमता के निर्माण से एडीपी और ऑर्थोफॉस्फेट (Δφ एम → QUOTE ~) ~) से एटीपी का संश्लेषण होगा।

4. झिल्ली क्षमता के कारण, श्वसन श्रृंखला (Δφ M →e) में इलेक्ट्रॉनों के प्रवाह को रोकना और यहां तक ​​कि "रिवर्स" करना संभव है।

5. संयुग्मित झिल्ली पर एटीपी के हाइड्रोलिसिस के दौरान, झिल्ली क्षमता उत्पन्न होती है (QUOTE ~ ~ → M)।

तो, एक जीवित कोशिका में मुख्य प्रकार के कार्य - विद्युत और आसमाटिक - जैविक झिल्लियों की प्रत्यक्ष भागीदारी के साथ किए जाते हैं। एटीपी के संश्लेषण और टूटने की प्रक्रिया कोशिका की ऊर्जा में एक केंद्रीय भूमिका निभाती है। सेल में, एटीपी रासायनिक ऊर्जा का एक संचायक है।

कोशिका में होने वाली विभिन्न रासायनिक प्रतिक्रियाओं के लिए ऊर्जा का उपयोग किया जाता है। कुछ जीव जैव रासायनिक प्रक्रियाओं के लिए सूर्य के प्रकाश की ऊर्जा का उपयोग करते हैं - ये पौधे हैं, जबकि अन्य पोषण की प्रक्रिया में प्राप्त पदार्थों में रासायनिक बंधों की ऊर्जा का उपयोग करते हैं - ये पशु जीव हैं। भोजन से पदार्थ कोशिकीय श्वसन की प्रक्रिया में विभाजन या जैविक ऑक्सीकरण द्वारा निकाले जाते हैं।

कोशिकीय श्वसन एक कोशिका में एक जैव रासायनिक प्रक्रिया है जो एंजाइमों की उपस्थिति में होती है, जिसके परिणामस्वरूप पानी और कार्बन डाइऑक्साइड निकलता है, ऊर्जा एटीपी अणुओं के मैक्रोएनेरजेनिक बांड के रूप में संग्रहीत होती है। यदि यह प्रक्रिया ऑक्सीजन की उपस्थिति में होती है, तो इसे "एरोबिक" कहा जाता है। यदि यह बिना ऑक्सीजन के होता है, तो इसे "एनारोबिक" कहा जाता है।

जैविक ऑक्सीकरण में तीन मुख्य चरण शामिल हैं:

1. तैयारी,

2. एनोक्सिक (ग्लाइकोलिसिस),

3. कार्बनिक पदार्थों का पूर्ण अपघटन (ऑक्सीजन की उपस्थिति में)।

तैयारी का चरण। भोजन के साथ लिए गए पदार्थ मोनोमर्स में टूट जाते हैं। यह चरण जठरांत्र संबंधी मार्ग में या कोशिका के लाइसोसोम में शुरू होता है। पॉलीसेकेराइड मोनोसेकेराइड में टूट जाते हैं, प्रोटीन अमीनो एसिड में, वसा ग्लिसरॉल और फैटी एसिड में। इस अवस्था में निकलने वाली ऊर्जा ऊष्मा के रूप में नष्ट हो जाती है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि कोशिकाएं ऊर्जा प्रक्रियाओं के लिए कार्बोहाइड्रेट का उपयोग करती हैं, और अधिमानतः मोनोसेकेराइड। और मस्तिष्क अपने काम के लिए केवल मोनोसैकराइड - ग्लूकोज का उपयोग कर सकता है।

ग्लाइकोलाइसिस द्वारा ग्लूकोज को पाइरुविक एसिड के दो तीन-कार्बन अणुओं में तोड़ दिया जाता है। उनका आगे का भाग्य कोशिका में ऑक्सीजन की उपस्थिति पर निर्भर करता है। यदि कोशिका में ऑक्सीजन मौजूद है, तो पाइरुविक एसिड कार्बन डाइऑक्साइड और पानी (एरोबिक श्वसन) के पूर्ण ऑक्सीकरण के लिए माइटोकॉन्ड्रिया में प्रवेश करता है। यदि ऑक्सीजन नहीं है, तो जानवरों के ऊतकों में पाइरुविक एसिड लैक्टिक एसिड में बदल जाता है। यह अवस्था कोशिका के कोशिकाद्रव्य में होती है। ग्लाइकोलाइसिस से केवल दो एटीपी अणु बनते हैं।

ग्लूकोज के पूर्ण ऑक्सीकरण के लिए ऑक्सीजन आवश्यक है। माइटोकॉन्ड्रिया में तीसरे चरण में, पाइरुविक एसिड पूरी तरह से कार्बन डाइऑक्साइड और पानी में ऑक्सीकृत हो जाता है। नतीजतन, एक और 36 एटीपी अणु बनते हैं।

कुल मिलाकर, ग्लाइकोलाइसिस की प्रक्रिया में प्राप्त दो एटीपी को ध्यान में रखते हुए, तीन चरणों में एक ग्लूकोज अणु से 38 एटीपी अणु बनते हैं।

इस प्रकार, हमने कोशिकाओं में होने वाली ऊर्जा प्रक्रियाओं पर विचार किया है। जैविक ऑक्सीकरण के चरणों की विशेषता थी। यह हमारे पाठ का समापन करता है, आपको शुभकामनाएं, अलविदा!

सांस लेने और जलने में अंतर. कोशिका में होने वाली श्वसन की तुलना अक्सर दहन प्रक्रिया से की जाती है। दोनों प्रक्रियाएं ऑक्सीजन, ऊर्जा की रिहाई और ऑक्सीकरण उत्पादों की उपस्थिति में होती हैं। लेकिन, दहन के विपरीत, श्वसन एंजाइमों की उपस्थिति में होने वाली जैव रासायनिक प्रतिक्रियाओं की एक क्रमबद्ध प्रक्रिया है। श्वसन के दौरान, कार्बन डाइऑक्साइड जैविक ऑक्सीकरण के अंतिम उत्पाद के रूप में उत्पन्न होता है, और दहन की प्रक्रिया में कार्बन डाइऑक्साइड का निर्माण कार्बन के साथ हाइड्रोजन के सीधे संयोजन से होता है। साथ ही श्वसन के दौरान एक निश्चित मात्रा में ATP अणु बनते हैं। यानी श्वसन और दहन मौलिक रूप से अलग-अलग प्रक्रियाएं हैं।

जैव चिकित्सा महत्व।दवा के लिए, न केवल ग्लूकोज का चयापचय महत्वपूर्ण है, बल्कि फ्रुक्टोज और गैलेक्टोज भी है। चिकित्सा में विशेष रूप से महत्वपूर्ण ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में एटीपी बनाने की क्षमता है। यह एरोबिक ऑक्सीकरण की अपर्याप्त दक्षता की स्थितियों में कंकाल की मांसपेशी के गहन कार्य को बनाए रखना संभव बनाता है। बढ़ी हुई ग्लाइकोलाइटिक गतिविधि वाले ऊतक ऑक्सीजन भुखमरी की अवधि के दौरान सक्रिय रहने में सक्षम हैं। हृदय की मांसपेशी में, ग्लाइकोलाइसिस की संभावनाएं सीमित होती हैं। खराब रक्त आपूर्ति को सहन करना मुश्किल है, जिससे इस्किमिया हो सकता है। ग्लाइकोलाइसिस को नियंत्रित करने वाले एंजाइमों की कमी के कारण कई बीमारियों को जाना जाता है:

- हेमोलिटिक एनीमिया (तेजी से बढ़ने वाली कैंसर कोशिकाओं में, ग्लाइकोलाइसिस साइट्रिक एसिड चक्र की क्षमता से अधिक दर पर होता है), जो अंगों और ऊतकों में लैक्टिक एसिड के बढ़े हुए संश्लेषण में योगदान देता है। शरीर में लैक्टिक एसिड का ऊंचा स्तर कैंसर का लक्षण हो सकता है।

किण्वन।किण्वन की प्रक्रिया में सूक्ष्मजीव ऊर्जा प्राप्त करने में सक्षम होते हैं। किण्वन प्राचीन काल से लोगों के लिए जाना जाता है, उदाहरण के लिए, शराब के निर्माण में। पहले भी यह लैक्टिक एसिड किण्वन के बारे में जाना जाता था। लोगों ने बिना संदेह के डेयरी उत्पादों का सेवन किया कि ये प्रक्रियाएं सूक्ष्मजीवों की गतिविधि से जुड़ी हैं। यह पहली बार लुई पाश्चर द्वारा सिद्ध किया गया था। इसके अलावा, विभिन्न सूक्ष्मजीव विभिन्न किण्वन उत्पादों का स्राव करते हैं। अब हम अल्कोहलिक और लैक्टिक एसिड किण्वन के बारे में बात करेंगे। नतीजतन, एथिल अल्कोहल, कार्बन डाइऑक्साइड बनते हैं और ऊर्जा निकलती है। शराब बनाने वालों और शराब बनाने वालों ने किण्वन को प्रोत्साहित करने के लिए कुछ प्रकार के खमीर का उपयोग किया है, जो शर्करा को शराब में बदल देता है। किण्वन मुख्य रूप से खमीर द्वारा किया जाता है, लेकिन कुछ बैक्टीरिया और कवक द्वारा भी किया जाता है। Saccharomyces खमीर पारंपरिक रूप से हमारे देश में उपयोग किया जाता है। अमेरिका में - जीनस स्यूडोमोनास के बैक्टीरिया। और मेक्सिको में, बैक्टीरिया "चलती छड़" का उपयोग किया जाता है। हमारे खमीर ग्लूकोज या फ्रुक्टोज जैसे हेक्सोज (छह-कार्बन मोनोसेकेराइड) को किण्वित करते हैं। अल्कोहल के निर्माण की प्रक्रिया को निम्नानुसार दर्शाया जा सकता है: एक ग्लूकोज अणु से, दो अल्कोहल अणु, दो कार्बन डाइऑक्साइड अणु और दो एटीपी अणु बनते हैं। यह विधि एरोबिक प्रक्रियाओं की तुलना में कम लाभदायक है, लेकिन आपको ऑक्सीजन के अभाव में जीवन को बनाए रखने की अनुमति देती है। अब बात करते हैं लैक्टिक एसिड किण्वन की। ग्लूकोज का एक अणु लैक्टिक एसिड के दो अणु बनाता है और एटीपी के दो अणु निकलते हैं। डेयरी उत्पादों के उत्पादन के लिए लैक्टिक एसिड किण्वन का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है: पनीर, दही दूध, दही। शीतल पेय के निर्माण में भी लैक्टिक एसिड का उपयोग किया जाता है।

C1-C4 भाग के कार्य

1. पारिस्थितिक तंत्र में भेड़ियों की संख्या के नियमन में कौन से पर्यावरणीय कारक योगदान करते हैं?

जवाब:
1) मानवजनित: वनों की कटाई, ओवरशूटिंग;
2) जैविक: भोजन की कमी, प्रतिस्पर्धा, बीमारियों का प्रसार।

2. आकृति में दिखाए गए कोशिका विभाजन के प्रकार और चरण का निर्धारण करें। इस चरण में कौन सी प्रक्रियाएं होती हैं?

जवाब:
1) आंकड़ा समसूत्रीविभाजन के रूपक को दर्शाता है;
2) धुरी के तंतु गुणसूत्रों के सेंट्रोमियर से जुड़े होते हैं;
3) इस चरण में, दो क्रोमैटिड गुणसूत्र भूमध्य रेखा के तल में पंक्तिबद्ध होते हैं।

3. मिट्टी की जुताई से खेती वाले पौधों की रहने की स्थिति में सुधार क्यों होता है?

जवाब:
1) मातम के विनाश में योगदान देता है और खेती वाले पौधों के साथ प्रतिस्पर्धा को कमजोर करता है;
2) पानी और खनिजों के साथ पौधों की आपूर्ति में योगदान देता है;
3) जड़ों को ऑक्सीजन की आपूर्ति बढ़ाता है।

4. एक प्राकृतिक पारितंत्र कृषि पारिस्थितिकी तंत्र से किस प्रकार भिन्न है?

जवाब:
1) महान जैव विविधता और खाद्य संबंधों और खाद्य श्रृंखलाओं की विविधता;
2) पदार्थों का संतुलित संचलन;
3) अस्तित्व की लंबी अवधि।

5. उन तंत्रों का विस्तार करें जो जीवों की सभी कोशिकाओं में पीढ़ी से पीढ़ी तक गुणसूत्रों की संख्या और आकार की निरंतरता सुनिश्चित करते हैं?

जवाब:
1) अर्धसूत्रीविभाजन के कारण, गुणसूत्रों के अगुणित सेट वाले युग्मक बनते हैं;
2) युग्मनज में निषेचन के दौरान, गुणसूत्रों के द्विगुणित सेट को बहाल किया जाता है, जो गुणसूत्र सेट की स्थिरता सुनिश्चित करता है;
3) जीव की वृद्धि माइटोसिस के कारण होती है, जो दैहिक कोशिकाओं में गुणसूत्रों की संख्या की स्थिरता सुनिश्चित करती है।

6. पदार्थों के चक्र में जीवाणुओं की क्या भूमिका है?

जवाब:
1) हेटरोट्रॉफ़िक बैक्टीरिया - डीकंपोज़र कार्बनिक पदार्थों को खनिजों में विघटित करते हैं जो पौधों द्वारा अवशोषित होते हैं;
2) ऑटोट्रॉफ़िक बैक्टीरिया (फोटो, केमोट्रोफ़्स) - निर्माता अकार्बनिक से कार्बनिक पदार्थों का संश्लेषण करते हैं, ऑक्सीजन, कार्बन, नाइट्रोजन, आदि के संचलन को सुनिश्चित करते हैं।

7. काई के पौधों की क्या विशेषताएं हैं?

जवाब:

2) काई वैकल्पिक पीढ़ियों के साथ यौन और अलैंगिक दोनों तरह से प्रजनन करती हैं: यौन (गैमेटोफाइट) और अलैंगिक (स्पोरोफाइट);
3) एक वयस्क काई का पौधा एक यौन पीढ़ी (गैमेटोफाइट) है और बीजाणुओं वाला एक बॉक्स अलैंगिक (स्पोरोफाइट) है;
4) निषेचन जल की उपस्थिति में होता है।

8. गिलहरी, एक नियम के रूप में, शंकुधारी जंगल में रहती हैं और मुख्य रूप से स्प्रूस के बीज खाती हैं। गिलहरी की आबादी में कमी के लिए कौन से जैविक कारक हो सकते हैं?

9. यह ज्ञात है कि अग्न्याशय के ग्रंथियों की कोशिकाओं में गॉल्गी तंत्र विशेष रूप से अच्छी तरह से विकसित होता है। समझाइए क्यों।

जवाब:
1) अग्न्याशय की कोशिकाओं में, एंजाइमों को संश्लेषित किया जाता है जो गोल्गी तंत्र के गुहाओं में जमा होते हैं;
2) गोल्गी तंत्र में, एंजाइम बुलबुले के रूप में पैक होते हैं;
3) गोल्गी तंत्र से, एंजाइमों को अग्नाशयी वाहिनी में ले जाया जाता है।

10. विभिन्न कोशिकाओं के राइबोसोम, अमीनो एसिड के पूरे सेट और mRNA और tRNA के समान अणुओं को एक परखनली में रखा गया, और प्रोटीन संश्लेषण के लिए सभी स्थितियां बनाई गईं। एक परखनली में विभिन्न राइबोसोम पर एक प्रकार के प्रोटीन का संश्लेषण क्यों किया जाएगा?

जवाब:
1) प्रोटीन की प्राथमिक संरचना अमीनो एसिड के अनुक्रम से निर्धारित होती है;
2) प्रोटीन संश्लेषण के लिए टेम्प्लेट वही एमआरएनए अणु होते हैं, जिसमें समान प्राथमिक प्रोटीन संरचना एन्कोडेड होती है।

11. कॉर्डेटा प्रकार के प्रतिनिधियों की संरचना की कौन सी विशेषताएं विशेषता हैं?

जवाब:
1) आंतरिक अक्षीय कंकाल;
2) शरीर के पृष्ठ भाग पर एक ट्यूब के रूप में तंत्रिका तंत्र;
3) पाचन नली में गैप।

12. तिपतिया घास एक घास के मैदान में उगता है, जो भौंरों द्वारा परागित होता है। तिपतिया घास की आबादी में गिरावट के लिए कौन से जैविक कारक हो सकते हैं?

जवाब:
1) भौंरों की संख्या में कमी;
2) शाकाहारी जानवरों की संख्या में वृद्धि;
3) प्रतियोगियों (अनाज, आदि) के पौधों का प्रजनन।

13. चूहे के विभिन्न अंगों की कोशिकाओं के द्रव्यमान के संबंध में माइटोकॉन्ड्रिया का कुल द्रव्यमान है: अग्न्याशय में - 7.9%, यकृत में - 18.4%, हृदय में - 35.8%। इन अंगों की कोशिकाओं में माइटोकॉन्ड्रिया की एक अलग सामग्री क्यों होती है?

जवाब:
1) माइटोकॉन्ड्रिया कोशिका के ऊर्जा स्टेशन हैं, एटीपी अणुओं को संश्लेषित और उनमें जमा किया जाता है;
2) हृदय की मांसपेशियों के गहन कार्य के लिए बहुत अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है, इसलिए इसकी कोशिकाओं में माइटोकॉन्ड्रिया की सामग्री सबसे अधिक होती है;
3) यकृत में, अग्न्याशय की तुलना में माइटोकॉन्ड्रिया की संख्या अधिक होती है, क्योंकि इसमें अधिक गहन चयापचय होता है।

14. समझाएं कि गोमांस जो स्वच्छता नियंत्रण से नहीं गुजरा है, उसे अधपका या हल्का तला हुआ खाना खतरनाक क्यों है।

जवाब:
1) गोमांस के मांस में गोजातीय टैपवार्म के पंख हो सकते हैं;
2) पाचन नलिका में, फिन से एक वयस्क कीड़ा विकसित होता है, और व्यक्ति अंतिम मालिक बन जाता है।

15. आकृति में दिखाए गए प्लांट सेल ऑर्गेनॉइड का नाम, इसकी संरचना, संख्या 1-3 और उनके कार्यों द्वारा दर्शाया गया है।

जवाब:
1) चित्रित अंग एक क्लोरोप्लास्ट है;
2) 1 - ग्रैन थायलाकोइड्स, प्रकाश संश्लेषण में भाग लेते हैं;
3) 2 - डीएनए, 3 - राइबोसोम, अपने स्वयं के क्लोरोप्लास्ट प्रोटीन के संश्लेषण में शामिल होते हैं।

16. बैक्टीरिया को यूकेरियोट्स के रूप में वर्गीकृत क्यों नहीं किया जा सकता है?

जवाब:
1) उनकी कोशिकाओं में, परमाणु पदार्थ एक गोलाकार डीएनए अणु द्वारा दर्शाया जाता है और साइटोप्लाज्म से अलग नहीं होता है;
2) माइटोकॉन्ड्रिया, गोल्गी कॉम्प्लेक्स, ईपीएस नहीं है;
3) विशेष रोगाणु कोशिकाएं नहीं होती हैं, अर्धसूत्रीविभाजन और निषेचन नहीं होते हैं।

17. जैविक कारकों में कौन से परिवर्तन से जंगल में रहने वाले और मुख्य रूप से पौधों पर भोजन करने वाले नग्न स्लग की आबादी में वृद्धि हो सकती है?

18. पौधों की पत्तियों में प्रकाश-संश्लेषण की प्रक्रिया तीव्रता से चलती है। क्या यह परिपक्व और कच्चे फलों में होता है? उत्तर स्पष्ट कीजिए।

जवाब:
1) प्रकाश संश्लेषण अपरिपक्व फलों में होता है (जबकि वे हरे होते हैं), क्योंकि उनमें क्लोरोप्लास्ट होते हैं;
2) जैसे-जैसे वे परिपक्व होते हैं, क्लोरोप्लास्ट क्रोमोप्लास्ट में बदल जाते हैं, जिसमें प्रकाश संश्लेषण नहीं होता है।

19. ए, बी और सी अक्षरों द्वारा युग्मकजनन के किन चरणों को चित्र में दर्शाया गया है? इनमें से प्रत्येक चरण में कोशिकाओं में गुणसूत्रों का कौन सा समूह होता है? यह प्रक्रिया किन विशिष्ट कोशिकाओं के विकास की ओर ले जाती है?

जवाब:
1) ए - प्रजनन (विभाजन), द्विगुणित कोशिकाओं का चरण (क्षेत्र);
2) बी - विकास चरण (क्षेत्र), द्विगुणित कोशिका;
3) बी - परिपक्वता का चरण (क्षेत्र), अगुणित कोशिकाएं, शुक्राणु विकसित होते हैं।

20. वन्य जीवों के अन्य राज्यों के जीवों की कोशिकाओं से जीवाणु कोशिकाएं संरचना में कैसे भिन्न होती हैं? कम से कम तीन अंतरों की सूची बनाएं।

जवाब:
1) कोई गठित कोर, परमाणु झिल्ली नहीं है;
2) कई अंग अनुपस्थित हैं: माइटोकॉन्ड्रिया, ईआर, गोल्गी कॉम्प्लेक्स, आदि;
3) एक रिंग क्रोमोसोम होता है।

21. पौधों (उत्पादकों) को पदार्थों के संचलन और एक पारिस्थितिकी तंत्र में ऊर्जा के परिवर्तन की प्रारंभिक कड़ी क्यों माना जाता है?

जवाब:
1) अकार्बनिक से कार्बनिक पदार्थ बनाएं;
2) सौर ऊर्जा जमा करें;
3) पारिस्थितिक तंत्र के अन्य भागों के जीवों को कार्बनिक पदार्थ और ऊर्जा प्रदान करते हैं।

22. कौन सी प्रक्रियाएं पौधे के माध्यम से पानी और खनिजों की आवाजाही सुनिश्चित करती हैं?

जवाब:
1) जड़ से पत्तियों तक, पानी और खनिज वाष्पोत्सर्जन के कारण वाहिकाओं के माध्यम से चलते हैं, जिसके परिणामस्वरूप एक चूसने वाला बल होता है;
2) पौधे में ऊपर की ओर प्रवाह को जड़ दबाव द्वारा बढ़ावा दिया जाता है, जो कोशिकाओं और पर्यावरण में पदार्थों की एकाग्रता में अंतर के कारण जड़ में पानी के निरंतर प्रवाह के परिणामस्वरूप होता है।

23. आकृति में दिखाई गई कोशिकाओं पर विचार करें। निर्धारित करें कि कौन से अक्षर प्रोकैरियोटिक और यूकेरियोटिक कोशिकाओं को दर्शाते हैं। अपने दृष्टिकोण के लिए साक्ष्य प्रदान करें।

जवाब:
1) ए - प्रोकैरियोटिक कोशिका, बी - यूकेरियोटिक कोशिका;
2) आकृति A की कोशिका में एक गठित नाभिक नहीं होता है, इसकी वंशानुगत सामग्री एक वलय गुणसूत्र द्वारा दर्शायी जाती है;
3) आकृति B की कोशिका में एक सुगठित केन्द्रक और अंगक होते हैं।

24. मछली की तुलना में उभयचरों के परिसंचरण तंत्र की जटिलता क्या है?

जवाब:
1) हृदय तीन-कक्षीय हो जाता है;
2) रक्त परिसंचरण का दूसरा चक्र प्रकट होता है;
3) हृदय में शिरापरक और मिश्रित रक्त होता है।

25. स्प्रूस वन पारिस्थितिकी तंत्र की तुलना में मिश्रित वन पारिस्थितिकी तंत्र को अधिक टिकाऊ क्यों माना जाता है?

जवाब:
1) मिश्रित वन में स्प्रूस वन की तुलना में अधिक प्रजातियां हैं;
2) मिश्रित वन में, खाद्य श्रृंखला स्प्रूस वन की तुलना में लंबी और अधिक शाखाओं वाली होती है;
3) मिश्रित वन में स्प्रूस वन की तुलना में अधिक स्तर होते हैं।

26. डीएनए अणु के एक खंड में निम्नलिखित संरचना होती है: GATGAATAGTGCTTC। कम से कम तीन परिणामों की सूची बनाएं जो साइटोसिन (सी) के साथ थाइमिन के सातवें न्यूक्लियोटाइड के आकस्मिक प्रतिस्थापन के कारण हो सकते हैं।

जवाब:
1) एक जीन उत्परिवर्तन होगा - तीसरे अमीनो एसिड का कोडन बदल जाएगा;
2) एक प्रोटीन में, एक अमीनो एसिड को दूसरे से बदला जा सकता है, परिणामस्वरूप, प्रोटीन की प्राथमिक संरचना बदल जाएगी;
3) अन्य सभी प्रोटीन संरचनाएं बदल सकती हैं, जिससे शरीर में एक नए लक्षण का उदय होगा।

27. लाल शैवाल (क्रिमसन) बहुत गहराई में रहते हैं। इसके बावजूद उनकी कोशिकाओं में प्रकाश संश्लेषण होता है। बताएं कि प्रकाश संश्लेषण कैसे होता है यदि जल स्तंभ स्पेक्ट्रम के लाल-नारंगी भाग की किरणों को अवशोषित करता है।

जवाब:
1) प्रकाश संश्लेषण के लिए न केवल लाल रंग में, बल्कि स्पेक्ट्रम के नीले हिस्से में भी किरणों की आवश्यकता होती है;
2) बैंगनी कोशिकाओं में एक लाल रंगद्रव्य होता है जो स्पेक्ट्रम के नीले भाग की किरणों को अवशोषित करता है, उनकी ऊर्जा का उपयोग प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया में किया जाता है।

28. दिए गए पाठ में त्रुटियों का पता लगाएं। उन वाक्यों की संख्या इंगित करें जिनमें त्रुटियाँ की गई थीं, उन्हें ठीक करें।
1. Coelenterates तीन-परत बहुकोशिकीय जानवर हैं। 2. उनके पास एक गैस्ट्रिक या आंतों की गुहा होती है। 3. आंतों की गुहा में चुभने वाली कोशिकाएं शामिल हैं। 4. Coelenterates में एक जाल (फैलाना) तंत्रिका तंत्र होता है। 5. सभी आंत - मुक्त तैरने वाले जीव।

1) 1 - सहसंयोजक - दो-परत वाले जानवर;
2)3 - चुभने वाली कोशिकाएं एक्टोडर्म में निहित होती हैं, न कि आंतों की गुहा में;
3)5 - सहसंयोजकों के बीच संलग्न रूप हैं।

29. स्तनधारियों में फेफड़ों और ऊतकों में गैस विनिमय कैसे होता है? इस प्रक्रिया का कारण क्या है?

जवाब:
1) गैस विनिमय प्रसार पर आधारित होता है, जो वायुकोशीय वायु और रक्त में गैसों (आंशिक दबाव) की सांद्रता में अंतर के कारण होता है;
2) वायुकोशीय हवा में उच्च दबाव के क्षेत्र से ऑक्सीजन रक्त में प्रवेश करती है, और रक्त में उच्च दबाव के क्षेत्र से कार्बन डाइऑक्साइड एल्वियोली में प्रवेश करती है;
3) ऊतकों में, केशिकाओं में उच्च दबाव वाले क्षेत्र से ऑक्सीजन अंतरकोशिकीय पदार्थ और फिर अंगों की कोशिकाओं में प्रवेश करती है। अंतरकोशिकीय पदार्थ में उच्च दबाव के क्षेत्र से कार्बन डाइऑक्साइड रक्त में प्रवेश करती है।

30. जीवमंडल में पदार्थों के संचलन में जीवों के कार्यात्मक समूहों की भागीदारी क्या है? जीवमंडल में पदार्थों के चक्र में उनमें से प्रत्येक की भूमिका पर विचार करें।

जवाब:
1) उत्पादक अकार्बनिक पदार्थों (कार्बन डाइऑक्साइड, पानी, नाइट्रोजन, फास्फोरस और अन्य खनिजों) से कार्बनिक पदार्थों का संश्लेषण करते हैं, ऑक्सीजन छोड़ते हैं (कीमोट्रोफ को छोड़कर);
2) जीवों के उपभोक्ता (और अन्य कार्यात्मक समूह) कार्बनिक पदार्थों का उपयोग और रूपांतरण करते हैं, श्वसन के दौरान उनका ऑक्सीकरण करते हैं, ऑक्सीजन को अवशोषित करते हैं और कार्बन डाइऑक्साइड और पानी छोड़ते हैं;
3) डीकंपोजर कार्बनिक पदार्थों को नाइट्रोजन, फास्फोरस आदि के अकार्बनिक यौगिकों में विघटित करते हैं, उन्हें पर्यावरण में वापस कर देते हैं।

31. प्रोटीन में अमीनो एसिड के अनुक्रम को कूटबद्ध करने वाले डीएनए अणु के एक खंड में निम्नलिखित संरचना होती है: G-A-T-G-A-A-T-A-G-TT-C-T-T-C। सातवें और आठवें न्यूक्लियोटाइड के बीच गलती से एक ग्वानिन (जी) न्यूक्लियोटाइड जोड़ने के परिणामों की व्याख्या करें।

जवाब:
1) एक जीन उत्परिवर्तन होगा - तीसरे और बाद के अमीनो एसिड के कोड बदल सकते हैं;
2) प्रोटीन की प्राथमिक संरचना बदल सकती है;
3) एक उत्परिवर्तन एक जीव में एक नए लक्षण की उपस्थिति का कारण बन सकता है।

32. व्यक्तिगत विकास के विभिन्न चरणों में मई बीटल द्वारा कौन से पौधे के अंग क्षतिग्रस्त हो जाते हैं?

जवाब:
1) पौधों की जड़ें लार्वा को नुकसान पहुंचाती हैं;
2) पेड़ की पत्तियां वयस्क भृंगों को नुकसान पहुंचाती हैं।

33. दिए गए पाठ में त्रुटियां खोजें। उन वाक्यों की संख्या इंगित करें जिनमें त्रुटियाँ की गई थीं, उन्हें ठीक करें।
1. चपटे कृमि तीन-परत वाले जानवर हैं। 2. टाइप फ्लैटवर्म में व्हाइट प्लेनेरिया, ह्यूमन राउंडवॉर्म और लीवर फ्लूक शामिल हैं। 3. चपटे कृमि का लम्बा चपटा शरीर होता है। 4. उनके पास एक अच्छी तरह से विकसित तंत्रिका तंत्र है। 5. चपटे कृमि द्विअर्थी प्राणी हैं जो अंडे देते हैं।

वाक्यों में की गई गलतियाँ:
1) 2 - फ्लैटवर्म के प्रकार में मानव राउंडवॉर्म शामिल नहीं है, यह एक राउंडवॉर्म है;
2) 4 - फ्लैटवर्म में, तंत्रिका तंत्र खराब विकसित होता है;
3) 5 - चपटे कृमि - उभयलिंगी।

34. भ्रूण क्या है? पौधों और जानवरों के जीवन में इसका क्या महत्व है?

जवाब:
1) फल - एंजियोस्पर्म का जनन अंग;
2) इसमें बीज होते हैं जिनकी मदद से पौधों का प्रजनन और पुनर्वास होता है;
3) पौधों के फल जानवरों के लिए भोजन हैं।

35. अधिकांश पक्षी प्रजातियां अपने गर्म-खून के बावजूद, उत्तरी क्षेत्रों से सर्दियों के लिए उड़ जाती हैं। कम से कम तीन कारकों के नाम बताइए जो इन जानवरों के प्रवास का कारण बनते हैं।

जवाब:
1) कीटभक्षी पक्षियों की खाद्य वस्तुएं प्राप्त करने के लिए अनुपलब्ध हो जाती हैं;
2) जल निकायों पर बर्फ का आवरण और जमीन पर बर्फ का आवरण शाकाहारी पक्षियों को भोजन से वंचित करता है;
3) दिन के उजाले घंटे की लंबाई में परिवर्तन।

36. कौन सा दूध, निष्फल या ताजा दूध, समान परिस्थितियों में तेजी से खट्टा हो जाएगा? उत्तर स्पष्ट कीजिए।

जवाब:
1) ताजा दूध वाला दूध तेजी से खट्टा होगा, क्योंकि इसमें बैक्टीरिया होते हैं जो उत्पाद के किण्वन का कारण बनते हैं;
2) जब दूध की नसबंदी की जाती है, तो लैक्टिक एसिड बैक्टीरिया की कोशिकाएं और बीजाणु मर जाते हैं, और दूध लंबे समय तक संग्रहीत होता है।

37. दिए गए पाठ में त्रुटियां खोजें। उन वाक्यों की संख्या को इंगित करें जिनमें त्रुटियाँ की गई थीं, उन्हें स्पष्ट करें।
1. आर्थ्रोपोड के प्रकार के मुख्य वर्ग क्रस्टेशियंस, अरचिन्ड और कीड़े हैं। 2. क्रस्टेशियंस और अरचिन्ड का शरीर सिर, वक्ष और पेट में विभाजित है। 3. कीड़ों के शरीर में एक सेफलोथोरैक्स और एक पेट होता है। 4. स्पाइडर एंटीना नहीं है। 5. कीड़ों में दो जोड़ी एंटीना होते हैं, जबकि क्रस्टेशियंस में एक जोड़ी होती है।

वाक्यों में की गई गलतियाँ:
1) 2 - क्रस्टेशियंस और अरचिन्ड के शरीर में सेफलोथोरैक्स और पेट होते हैं;
2)3 - कीड़ों के शरीर में सिर, छाती और पेट होते हैं;
3-5 - कीड़ों में एक जोड़ी एंटीना होता है, और क्रस्टेशियंस में दो जोड़े होते हैं।

38. सिद्ध कीजिए कि पौधे का प्रकंद संशोधित प्ररोह है।

जवाब:
1) प्रकंद में गांठें होती हैं जिनमें अल्पविकसित पत्तियाँ और कलियाँ होती हैं;
2) प्रकंद के शीर्ष पर शिखर कली होती है, जो प्ररोह की वृद्धि को निर्धारित करती है;
3) साहसी जड़ें प्रकंद से निकलती हैं;
4) प्रकंद की आंतरिक शारीरिक संरचना तने के समान होती है।

39. मनुष्य कीटों को नियंत्रित करने के लिए रसायनों का उपयोग करता है। एक ओक के जंगल के जीवन में कम से कम तीन परिवर्तनों का संकेत दें यदि सभी शाकाहारी कीड़े रासायनिक तरीकों से नष्ट हो जाते हैं। बताएं कि वे क्यों होंगे।

जवाब:
1) कीट परागित पौधों की संख्या में तेजी से कमी आएगी, क्योंकि शाकाहारी कीट पौधों के परागकण हैं;
2) कीटभक्षी जीवों (दूसरे क्रम के उपभोक्ता) की संख्या में तेजी से कमी आएगी या वे खाद्य श्रृंखलाओं के विघटन के कारण गायब हो जाएंगे;
3) कीड़ों को मारने के लिए उपयोग किए जाने वाले रसायनों का हिस्सा मिट्टी में प्रवेश करेगा, जिससे पौधों का जीवन बाधित होगा, मिट्टी के वनस्पतियों और जीवों की मृत्यु हो जाएगी, सभी उल्लंघनों से ओक के जंगलों की मृत्यु हो सकती है।

40. एंटीबायोटिक उपचार से आंत्र रोग क्यों हो सकता है? कम से कम दो कारणों का नाम बताइए।

जवाब:
1) एंटीबायोटिक्स मानव आंत में रहने वाले लाभकारी जीवाणुओं को मारते हैं;
2) फाइबर टूटना, जल अवशोषण और अन्य प्रक्रियाएं परेशान हैं।

41. पत्र ए द्वारा आकृति में शीट के किस हिस्से को दर्शाया गया है और इसमें कौन सी संरचनाएं शामिल हैं? इन संरचनाओं के कार्य क्या हैं?

1) अक्षर A एक संवहनी रेशेदार बंडल (नस) को दर्शाता है, बंडल में बर्तन, छलनी ट्यूब, यांत्रिक ऊतक शामिल हैं;
2) बर्तन पत्तियों को जल परिवहन प्रदान करते हैं;
3) चलनी नलिकाएं पत्तियों से अन्य अंगों तक कार्बनिक पदार्थों का परिवहन प्रदान करती हैं;
4) यांत्रिक ऊतक कोशिकाएं ताकत देती हैं और शीट की रूपरेखा होती हैं।

42. कवक साम्राज्य की विशिष्ट विशेषताएं क्या हैं?

जवाब:
1) कवक के शरीर में तंतु होते हैं - हाइप, एक मायसेलियम का निर्माण;
2) यौन और अलैंगिक रूप से प्रजनन (बीजाणु, माइसेलियम, नवोदित);
3) जीवन भर बढ़ते रहें;
4) कोशिका में: खोल में एक चिटिन जैसा पदार्थ होता है, एक आरक्षित पोषक तत्व - ग्लाइकोजन।

43. नदी की बाढ़ के बाद बने एक छोटे से जलाशय में निम्नलिखित जीव पाए गए: सिलिअट्स-जूते, डफनिया, सफेद ग्रह, एक बड़ा तालाब घोंघा, साइक्लोप्स, हाइड्रस। बताएं कि क्या पानी के इस शरीर को एक पारिस्थितिकी तंत्र माना जा सकता है। सबूत के कम से कम तीन टुकड़े दें।

जवाब:
नामित अस्थायी जलाशय को पारिस्थितिकी तंत्र नहीं कहा जा सकता है, क्योंकि इसमें:
1) कोई निर्माता नहीं हैं;
2) कोई डीकंपोजर नहीं हैं;
3) पदार्थों का कोई बंद परिसंचरण नहीं होता है और खाद्य श्रृंखलाएं टूट जाती हैं।

44. टूर्निकेट के नीचे एक नोट क्यों रखा जाता है, जिसे बड़ी रक्त वाहिकाओं से रक्तस्राव को रोकने के लिए लगाया जाता है, जो इसके आवेदन के समय को दर्शाता है?

जवाब:
1) नोट पढ़ने के बाद, आप यह निर्धारित कर सकते हैं कि टूर्निकेट को लागू हुए कितना समय बीत चुका है;
2) यदि 1-2 घंटे के बाद भी रोगी को डॉक्टर के पास पहुँचाना संभव न हो तो टूर्निकेट को थोड़ी देर के लिए ढीला कर देना चाहिए। यह ऊतक परिगलन को रोकेगा।

45. रीढ़ की हड्डी की संरचनाओं के नाम बताइए, जो संख्या 1 और 2 द्वारा दर्शाई गई हैं, और उनकी संरचना और कार्य की विशेषताओं का वर्णन करें।

जवाब:
1) 1 - ग्रे पदार्थ, जो न्यूरॉन्स के शरीर द्वारा बनता है;
2) 2 - न्यूरॉन्स की लंबी प्रक्रियाओं द्वारा गठित सफेद पदार्थ;
3) ग्रे मैटर एक रिफ्लेक्स फंक्शन करता है, व्हाइट मैटर - एक कंडक्टिव फंक्शन।

46. ​​स्तनधारियों में पाचन में लार ग्रंथियां क्या भूमिका निभाती हैं? कम से कम तीन कार्यों की सूची बनाएं।

जवाब:
1) लार ग्रंथियों का स्राव भोजन को नम और कीटाणुरहित करता है;
2) लार भोजन के बोलस के निर्माण में शामिल है;
3) लार एंजाइम स्टार्च के टूटने में योगदान करते हैं।

47. ज्वालामुखीय गतिविधि के परिणामस्वरूप समुद्र में एक द्वीप का निर्माण हुआ। नवगठित भूमि के टुकड़े पर पारिस्थितिकी तंत्र के निर्माण के क्रम का वर्णन करें। कम से कम तीन वस्तुओं की सूची बनाएं।

जवाब:
1) सबसे पहले बसने वाले सूक्ष्मजीव और लाइकेन हैं जो मिट्टी का निर्माण प्रदान करते हैं;
2) पौधे मिट्टी पर बस जाते हैं, जिसके बीजाणु या बीज हवा या पानी द्वारा ले जाते हैं;
3) जैसे-जैसे वनस्पति विकसित होती है, जानवर पारिस्थितिकी तंत्र में दिखाई देते हैं, मुख्य रूप से आर्थ्रोपोड और पक्षी।

48. अनुभवी माली फलों के पेड़ों के निकट-तने के घेरे के किनारों के साथ स्थित खांचे में उर्वरक लगाते हैं, और उन्हें समान रूप से वितरित नहीं करते हैं। समझाइए क्यों।

जवाब:
1) जड़ प्रणाली बढ़ती है, चूषण क्षेत्र जड़ की नोक के पीछे चलता है;
2) एक विकसित चूषण क्षेत्र के साथ जड़ें - जड़ बाल - निकट-तने के घेरे के किनारों के साथ स्थित हैं।

49. चित्र में कौन सा संशोधित शूट दिखाया गया है? संरचना के तत्वों को नाम दें, जो चित्र में संख्या 1, 2, 3 और उनके द्वारा किए जाने वाले कार्यों द्वारा दर्शाए गए हैं।

जवाब:
1) बल्ब;
2) 1 - रसदार पपड़ीदार पत्ता, जिसमें पोषक तत्व और पानी जमा होता है;
3) 2 - साहसी जड़ें जो पानी और खनिजों के अवशोषण को सुनिश्चित करती हैं;
4) 3 - गुर्दा, अंकुर की वृद्धि सुनिश्चित करता है।

50. काई की संरचना और जीवन की विशेषताएं क्या हैं? कम से कम तीन वस्तुओं की सूची बनाएं।

जवाब:
1) अधिकांश काई पत्तेदार पौधे हैं, उनमें से कुछ में प्रकंद होते हैं;
2) काई में खराब विकसित संचालन प्रणाली होती है;
3) काई पीढ़ियों के प्रत्यावर्तन के साथ यौन और अलैंगिक दोनों तरह से प्रजनन करती हैं: यौन (गैमेटोफाइट) और अलैंगिक (स्पोरोफाइट); एक वयस्क काई का पौधा एक यौन पीढ़ी है, और एक बीजाणु बॉक्स अलैंगिक है।

51. जंगल की आग के परिणामस्वरूप, स्प्रूस जंगल का हिस्सा जल गया। बताएं कि यह अपने आप कैसे ठीक हो जाएगा। कम से कम तीन चरणों की सूची बनाएं।

जवाब:
1) शाकाहारी प्रकाश-प्रेमी पौधे पहले विकसित होते हैं;
2) फिर सन्टी, ऐस्पन, देवदार के अंकुर दिखाई देते हैं, जिनमें से बीज हवा की मदद से गिरते हैं, एक छोटा-छोटा या देवदार का जंगल बनता है।
3) प्रकाश-प्रेमी प्रजातियों की छतरी के नीचे, छाया-सहिष्णु स्प्रूस विकसित होते हैं, जो बाद में अन्य पेड़ों को पूरी तरह से बाहर निकाल देते हैं।

52. वंशानुगत बीमारी के कारण को स्थापित करने के लिए, रोगी की कोशिकाओं की जांच की गई और गुणसूत्रों में से एक की लंबाई में परिवर्तन पाया गया। इस बीमारी के कारण को स्थापित करने के लिए किस शोध पद्धति ने अनुमति दी? यह किस प्रकार के उत्परिवर्तन से संबंधित है?

जवाब:
1) साइटोजेनेटिक विधि का उपयोग करके रोग का कारण स्थापित किया जाता है;
2) रोग एक गुणसूत्र उत्परिवर्तन के कारण होता है - एक गुणसूत्र के टुकड़े का नुकसान या जोड़।

53. आकृति में कौन सा अक्षर लैंसलेट के विकास चक्र में ब्लास्टुला को इंगित करता है। ब्लास्टुला गठन की विशेषताएं क्या हैं?

जवाब:
1) ब्लास्टुला को जी अक्षर द्वारा नामित किया गया है;
2) जाइगोट को कुचलने के दौरान ब्लास्टुला का निर्माण होता है;
3) ब्लास्टुला का आकार युग्मनज के आकार से अधिक नहीं होता है।

54. जैविक दुनिया के एक विशेष साम्राज्य में कवक को अलग क्यों किया जाता है?

जवाब:
1) मशरूम के शरीर में पतली शाखाओं वाले धागे होते हैं - हाइपहे, एक मायसेलियम या मायसेलियम बनाते हैं;
2) मायसेलियम कोशिकाएं कार्बोहाइड्रेट को ग्लाइकोजन के रूप में संग्रहित करती हैं;
3) कवक को पौधों के लिए जिम्मेदार नहीं ठहराया जा सकता है, क्योंकि उनकी कोशिकाओं में क्लोरोफिल और क्लोरोप्लास्ट नहीं होते हैं; दीवार में चिटिन होता है;
4) मशरूम को जानवरों के लिए जिम्मेदार नहीं ठहराया जा सकता है, क्योंकि वे शरीर की पूरी सतह से पोषक तत्वों को अवशोषित करते हैं, और उन्हें भोजन की गांठ के रूप में निगलते नहीं हैं।

55. कुछ वन बायोकेनोज में, चिकन पक्षियों की रक्षा के लिए शिकार के दैनिक पक्षियों की सामूहिक शूटिंग की गई। बताएं कि इस घटना ने मुर्गियों की संख्या को कैसे प्रभावित किया।

जवाब:
1) सबसे पहले, मुर्गियों की संख्या में वृद्धि हुई, क्योंकि उनके दुश्मन (स्वाभाविक रूप से संख्या को विनियमित करने वाले) नष्ट हो गए थे;
2) फिर भोजन की कमी के कारण मुर्गियों की संख्या में कमी आई;
3) बीमारियों के फैलने और शिकारियों की अनुपस्थिति के कारण बीमार और कमजोर व्यक्तियों की संख्या में वृद्धि हुई, जिससे मुर्गियों की संख्या में कमी भी प्रभावित हुई।

56. एक सफेद खरगोश के फर का रंग पूरे वर्ष बदलता है: सर्दियों में यह सफेद होता है, और गर्मियों में यह भूरा होता है। बताएं कि किसी जानवर में किस प्रकार की परिवर्तनशीलता देखी जाती है और इस विशेषता की अभिव्यक्ति क्या निर्धारित करती है।

जवाब:
1) संशोधन की अभिव्यक्ति (फेनोटाइपिक, गैर-वंशानुगत) परिवर्तनशीलता एक खरगोश में देखी जाती है;
2) इस विशेषता की अभिव्यक्ति पर्यावरणीय परिस्थितियों (तापमान, दिन की लंबाई) में परिवर्तन से निर्धारित होती है।

57. लैंसलेट के भ्रूण के विकास के चरणों को नाम दें, जो ए और बी अक्षरों द्वारा दर्शाए गए हैं। इनमें से प्रत्येक चरण के गठन की विशेषताओं का विस्तार करें।
ए बी

जवाब:
1) ए - गैस्ट्रुला - दो-परत भ्रूण का चरण;
2) बी - न्यूरूला, भविष्य के लार्वा या वयस्क जीव की शुरुआत है;
3) गैस्ट्रुला का निर्माण ब्लास्टुला की दीवार के आक्रमण से होता है, और न्यूरुला में, तंत्रिका प्लेट को पहले रखा जाता है, जो बाकी अंग प्रणालियों को बिछाने के लिए एक नियामक के रूप में कार्य करता है।

58. बैक्टीरिया की संरचना और महत्वपूर्ण गतिविधि की मुख्य विशेषताएं क्या हैं। कम से कम चार विशेषताओं की सूची बनाएं।

जवाब:
1) बैक्टीरिया - पूर्व-परमाणु जीव जिनमें एक औपचारिक नाभिक और कई अंग नहीं होते हैं;
2) पोषण की विधि के अनुसार, जीवाणु विषमपोषी और स्वपोषी होते हैं;
3) विभाजन द्वारा प्रजनन की उच्च दर;
4) अवायवीय और एरोबिक्स;
5) विवाद की स्थिति में प्रतिकूल परिस्थितियों का अनुभव होता है।

59. भू-वायु पर्यावरण और जल में क्या अंतर है?

जवाब:
1) ऑक्सीजन सामग्री;
2) तापमान में उतार-चढ़ाव में अंतर (जमीन-वायु वातावरण में उतार-चढ़ाव का व्यापक आयाम);
3) रोशनी की डिग्री;
4) घनत्व।

जवाब:
1) समुद्री शैवाल में रासायनिक तत्व आयोडीन जमा करने की क्षमता होती है;
2) सामान्य थायराइड समारोह के लिए आयोडीन आवश्यक है।

61. शू सिलिअट सेल को एक अभिन्न जीव क्यों माना जाता है? संख्या 1 और 2 द्वारा आकृति में सिलिअट्स-शूज़ के कौन से अंग दर्शाए गए हैं और वे कौन से कार्य करते हैं?

जवाब:
1) सिलिअट कोशिका एक स्वतंत्र जीव के सभी कार्य करती है: चयापचय, प्रजनन, चिड़चिड़ापन, अनुकूलन;
2) 1 - एक छोटा केंद्रक, यौन प्रक्रिया में भाग लेता है;
3) 2 - एक बड़ा कोर, महत्वपूर्ण प्रक्रियाओं को नियंत्रित करता है।

61. कवक की संरचना और जीवन की विशेषताएं क्या हैं? कम से कम तीन विशेषताओं की सूची बनाएं।

62. अम्लीय वर्षा से पौधों को होने वाले नुकसान की व्याख्या कीजिए। कम से कम तीन कारण दीजिए।

जवाब:
1) पौधों के अंगों और ऊतकों को सीधे नुकसान पहुंचाता है;
2) मिट्टी को प्रदूषित करें, उर्वरता कम करें;
3) पौधों की उत्पादकता को कम करना।

63. हवाई जहाज से उतरते या उतरते समय यात्रियों को लॉलीपॉप चूसने की सलाह क्यों दी जाती है?

जवाब:
1) विमान के टेकऑफ़ या लैंडिंग के दौरान दबाव में तेजी से बदलाव से मध्य कान में असुविधा होती है, जहां ईयरड्रम पर प्रारंभिक दबाव लंबे समय तक रहता है;
2) निगलने की गतिविधियों से श्रवण (यूस्टेशियन) ट्यूब तक हवा की पहुंच में सुधार होता है, जिसके माध्यम से मध्य कान गुहा में दबाव वातावरण में दबाव के बराबर होता है।

64. आर्थ्रोपोड्स का परिसंचरण तंत्र एनेलिड्स के परिसंचरण तंत्र से किस प्रकार भिन्न है? इन अंतरों को साबित करने वाले कम से कम तीन संकेतों को इंगित करें।

जवाब:
1) आर्थ्रोपोड्स में, संचार प्रणाली खुली होती है, और एनेलिड्स में यह बंद होती है;
2) आर्थ्रोपोड्स का दिल पृष्ठीय तरफ होता है;
3) एनेलिड्स में दिल नहीं होता है, इसका कार्य एक कुंडलाकार बर्तन द्वारा किया जाता है।

65. चित्र में दिखाया गया जानवर किस प्रकार का है? संख्या 1 और 2 से क्या संकेत मिलता है? इस प्रकार के अन्य प्रतिनिधियों के नाम बताइए।

जवाब:
1) आंतों के प्रकार के लिए;
2) 1 - एक्टोडर्म, 2 - आंतों की गुहा;
3) मूंगा जंतु, जेलीफ़िश।

66. गर्म रक्त वाले जानवरों में पर्यावरणीय तापमान के लिए रूपात्मक, शारीरिक और व्यवहारिक अनुकूलन क्या हैं?

जवाब:
1) रूपात्मक: गर्मी-इन्सुलेट कवर, चमड़े के नीचे की वसा परत, शरीर की सतह में परिवर्तन;
2) शारीरिक: सांस लेने के दौरान पसीने और नमी के वाष्पीकरण की तीव्रता में वृद्धि; रक्त वाहिकाओं का संकुचन या फैलाव, चयापचय के स्तर में परिवर्तन;
3) व्यवहारिक: पर्यावरण के तापमान के आधार पर घोंसलों, बिलों का निर्माण, दैनिक और मौसमी गतिविधियों में परिवर्तन।

67. नाभिक से राइबोसोम तक आनुवंशिक जानकारी की प्राप्ति कैसे होती है?

जवाब:
1) एमआरएनए संश्लेषण नाभिक में संपूरकता के सिद्धांत के अनुसार होता है;
2) एमआरएनए - डीएनए अनुभाग की एक प्रति जिसमें प्रोटीन की प्राथमिक संरचना के बारे में जानकारी होती है जो नाभिक से राइबोसोम तक जाती है।

68. काई की तुलना में फर्न की जटिलता क्या है? कम से कम तीन संकेत दें।

जवाब:
1) फ़र्न की जड़ें होती हैं;
2) फ़र्न में, काई के विपरीत, एक विकसित प्रवाहकीय ऊतक का निर्माण हुआ है;
3) फ़र्न के विकास चक्र में, अलैंगिक पीढ़ी (स्पोरोफाइट) यौन (गैमेटोफाइट) पर हावी होती है, जिसे बहिर्गमन द्वारा दर्शाया जाता है।

69. एक कशेरुकी जंतु की भ्रूणीय परत का नाम बताइए, जो चित्र में संख्या 3 से दर्शाया गया है। किस प्रकार के ऊतक और इससे कौन से अंग बनते हैं।

जवाब:
1) रोगाणु परत - एंडोडर्म;
2उपकला ऊतक (आंतों और श्वसन उपकला);
3) अंग: आंत, पाचन ग्रंथियां, श्वसन अंग, कुछ अंतःस्रावी ग्रंथियां।

70. जंगल के बायोकेनोसिस में पक्षी क्या भूमिका निभाते हैं? कम से कम तीन उदाहरण दीजिए।

जवाब:
1) पौधों की संख्या को विनियमित करें (फल और बीज वितरित करें);
2) कीड़ों, छोटे कृन्तकों की संख्या को विनियमित करें;
3) शिकारियों के लिए भोजन के रूप में सेवा करें;
4) मिट्टी को निषेचित करें।

71. मानव शरीर में ल्यूकोसाइट्स की सुरक्षात्मक भूमिका क्या है?

जवाब:
1) ल्यूकोसाइट्स फागोसाइटोसिस में सक्षम हैं - प्रोटीन, सूक्ष्मजीव, मृत कोशिकाओं को भक्षण और पचाना;
2) ल्यूकोसाइट्स एंटीबॉडी के उत्पादन में शामिल हैं जो कुछ एंटीजन को बेअसर करते हैं।

72. दिए गए पाठ में त्रुटियां खोजें। उन प्रस्तावों की संख्या को इंगित करें जिनमें वे किए गए हैं, उन्हें ठीक करें।
आनुवंशिकता के गुणसूत्र सिद्धांत के अनुसार:
1. जीन गुणसूत्रों पर एक रेखीय क्रम में स्थित होते हैं। 2. हर कोई एक निश्चित स्थान पर रहता है - एक एलील। 3. एक गुणसूत्र पर जीन एक लिंकेज समूह बनाते हैं। 4. लिंकेज समूहों की संख्या गुणसूत्रों के द्विगुणित बोरॉन द्वारा निर्धारित की जाती है। 5. अर्धसूत्रीविभाजन के प्रोफ़ेज़ में गुणसूत्रों के संयुग्मन की प्रक्रिया में जीन के लिंकेज का उल्लंघन होता है।

वाक्यों में की गई गलतियाँ:
1)2 - जीन का स्थान - ठिकाना;
2)4 - लिंकेज समूहों की संख्या गुणसूत्रों के अगुणित सेट के बराबर होती है;
3)5 - क्रॉसिंग ओवर के दौरान जीन लिंकेज में व्यवधान होता है।

73. कुछ वैज्ञानिक हरे यूग्लीना को एक पौधे के रूप में और अन्य को एक जानवर के रूप में क्यों संदर्भित करते हैं? कम से कम तीन कारणों की सूची बनाएं।

जवाब:
1) सभी जानवरों की तरह, विषमपोषी पोषण में सक्षम;
2) भोजन की तलाश में सक्रिय आंदोलन में सक्षम, सभी जानवरों की तरह;
3) कोशिका में क्लोरोफिल होता है और पौधों की तरह स्वपोषी पोषण करने में सक्षम होता है।

74. ऊर्जा चयापचय के चरणों में कौन सी प्रक्रियाएं होती हैं?

जवाब:
1) प्रारंभिक चरण में, जटिल कार्बनिक पदार्थ कम जटिल (बायोपॉलिमर - मोनोमर्स के लिए) में टूट जाते हैं, ऊर्जा गर्मी के रूप में समाप्त हो जाती है;
2) ग्लाइकोलाइसिस की प्रक्रिया में, ग्लूकोज पाइरुविक एसिड (या लैक्टिक एसिड, या अल्कोहल) में टूट जाता है और 2 एटीपी अणु संश्लेषित होते हैं;
3) ऑक्सीजन स्तर पर, पाइरुविक एसिड (पाइरूवेट) कार्बन डाइऑक्साइड और पानी में टूट जाता है और 36 एटीपी अणु संश्लेषित होते हैं।

75. मानव शरीर पर बनने वाले घाव में अंतत: रक्तस्राव बंद हो जाता है, लेकिन दमन हो सकता है। बताएं कि यह रक्त के किन गुणों के कारण होता है।

जवाब:
1) रक्त के थक्के जमने और रक्त के थक्के बनने से रक्तस्राव रुक जाता है;
2) दमन मृत ल्यूकोसाइट्स के संचय के कारण होता है जिन्होंने फागोसाइटोसिस किया है।

76. दिए गए पाठ में त्रुटियां खोजें, उन्हें ठीक करें। उन वाक्यों की संख्या को इंगित करें जिनमें त्रुटियाँ की गई थीं, उन्हें स्पष्ट करें।
1. जीवों की संरचना और जीवन में प्रोटीन का बहुत महत्व है। 2. ये बायोपॉलिमर हैं जिनके मोनोमर नाइट्रोजनस बेस होते हैं। 3. प्रोटीन प्लाज्मा झिल्ली का हिस्सा हैं। 4. कई प्रोटीन कोशिका में एक एंजाइमी कार्य करते हैं। 5. प्रोटीन अणुओं में, किसी जीव की विशेषताओं के बारे में वंशानुगत जानकारी एन्क्रिप्ट की जाती है। 6. प्रोटीन और टीआरएनए अणु राइबोसोम का हिस्सा हैं।

वाक्यों में की गई गलतियाँ:
1) 2 - प्रोटीन मोनोमर अमीनो एसिड होते हैं;
2)5 - डीएनए अणुओं में जीव की विशेषताओं के बारे में वंशानुगत जानकारी एन्क्रिप्ट की गई है;
3)6- राइबोसोम में rRNA अणु होते हैं, tRNA नहीं।

77. मायोपिया क्या है? निकट दृष्टि वाले व्यक्ति की छवि आँख के किस भाग में केंद्रित होती है? मायोपिया के जन्मजात और अधिग्रहित रूपों में क्या अंतर है?

जवाब:
1) मायोपिया दृष्टि के अंगों की एक बीमारी है, जिसमें व्यक्ति दूर की वस्तुओं में अंतर नहीं करता है;
2) निकट दृष्टि वाले व्यक्ति में वस्तुओं का प्रतिबिम्ब रेटिना के सामने प्रकट होता है;
3) जन्मजात मायोपिया के साथ, नेत्रगोलक का आकार बदल जाता है (लंबा हो जाता है);
4) अधिग्रहित मायोपिया लेंस की वक्रता में परिवर्तन (वृद्धि) के साथ जुड़ा हुआ है।

78. मानव सिर के कंकाल और महान वानरों के सिर के कंकाल में क्या अंतर है? कम से कम चार अंतरों की सूची बनाएं।

जवाब:
1) चेहरे पर खोपड़ी के मस्तिष्क की प्रबलता;
2) जबड़े के तंत्र में कमी;
3) निचले जबड़े पर ठोड़ी के फलाव की उपस्थिति;
4) सुपरसिलिअरी मेहराब की कमी।

79. मानव शरीर द्वारा प्रतिदिन उत्सर्जित मूत्र की मात्रा उसी समय के दौरान पिए गए तरल पदार्थ की मात्रा के बराबर क्यों नहीं है?

जवाब:
1) पानी का हिस्सा शरीर द्वारा उपयोग किया जाता है या चयापचय प्रक्रियाओं में बनता है;
2) पानी का कुछ हिस्सा श्वसन अंगों और पसीने की ग्रंथियों के माध्यम से वाष्पित हो जाता है।

80. दिए गए पाठ में त्रुटियां खोजें, उन्हें ठीक करें, उन वाक्यों की संख्या बताएं जिनमें वे बने हैं, इन वाक्यों को त्रुटियों के बिना लिखें।
1. पशु विषमपोषी जीव हैं, वे तैयार कार्बनिक पदार्थों पर भोजन करते हैं। 2. एककोशिकीय और बहुकोशिकीय जानवर हैं। 3. सभी बहुकोशिकीय जंतुओं के शरीर में द्विपक्षीय सममिति होती है। 4. उनमें से अधिकांश ने गति के विभिन्न अंग विकसित कर लिए हैं। 5. केवल आर्थ्रोपोड और कॉर्डेट्स में संचार प्रणाली होती है। 6. सभी बहुकोशिकीय जंतुओं में प्रसवोत्तर विकास प्रत्यक्ष होता है।

वाक्यों में की गई गलतियाँ:
1) 3 - सभी बहुकोशिकीय जानवरों के शरीर की द्विपक्षीय समरूपता नहीं होती है; उदाहरण के लिए, coelenterates में यह रेडियल (रेडियल) है;
2) 5 - एनेलिड्स और मोलस्क में संचार प्रणाली भी मौजूद है;
3) 6 - प्रत्यक्ष प्रसवोत्तर विकास सभी बहुकोशिकीय जानवरों में निहित नहीं है।

81. मानव जीवन में रक्त का क्या महत्व है?

जवाब:
1) एक परिवहन कार्य करता है: ऊतकों और कोशिकाओं को ऑक्सीजन और पोषक तत्वों की डिलीवरी, कार्बन डाइऑक्साइड और चयापचय उत्पादों को हटाने;
2) ल्यूकोसाइट्स और एंटीबॉडी की गतिविधि के कारण एक सुरक्षात्मक कार्य करता है;
3) जीव की महत्वपूर्ण गतिविधि के हास्य विनियमन में भाग लेता है।

82. पशु जगत के विकास के क्रम की पुष्टि करने के लिए भ्रूणजनन (जाइगोट, ब्लास्टुला, गैस्ट्रुला) के प्रारंभिक चरणों के बारे में जानकारी का उपयोग करें।

जवाब:
1) युग्मनज चरण एककोशिकीय जीव से मेल खाता है;
2) ब्लास्टुला चरण, जहां कोशिकाएं विभेदित नहीं होती हैं, औपनिवेशिक रूपों के समान होती हैं;
3) गैस्ट्रुला चरण में भ्रूण आंतों की गुहा (हाइड्रा) की संरचना से मेल खाता है।

83. नस में दवाओं की बड़ी खुराक की शुरूआत खारा (0.9% NaCl समाधान) के साथ उनके कमजोर पड़ने के साथ होती है। समझाइए क्यों।

जवाब:
1) कमजोर पड़ने के बिना दवाओं की बड़ी खुराक की शुरूआत रक्त की संरचना और अपरिवर्तनीय घटनाओं में तेज बदलाव का कारण बन सकती है;
2) शारीरिक खारा (0.9% NaCl समाधान) की एकाग्रता रक्त प्लाज्मा में लवण की एकाग्रता से मेल खाती है और रक्त कोशिकाओं की मृत्यु का कारण नहीं बनती है।

84. दिए गए पाठ में त्रुटियां खोजें, उन्हें ठीक करें, उन वाक्यों की संख्या बताएं जिनमें वे बने हैं, इन वाक्यों को त्रुटियों के बिना लिखें।
1. आर्थ्रोपोड प्रकार के जानवरों में एक बाहरी चिटिनस कवर और जोड़ वाले अंग होते हैं। 2. उनमें से अधिकांश के शरीर में तीन खंड होते हैं: सिर, छाती और पेट। 3. सभी आर्थ्रोपोड्स में एक जोड़ी एंटीना होता है। 4. इनकी आंखें जटिल (मुखर) होती हैं। 5. कीड़ों का संचार तंत्र बंद हो जाता है।

वाक्यों में की गई गलतियाँ:
1)3 - सभी आर्थ्रोपोड्स में एक जोड़ी एंटीना नहीं होता है (अरचनोइड्स उनके पास नहीं होते हैं, और क्रस्टेशियंस में प्रत्येक में दो जोड़े होते हैं);
2) 4 - सभी आर्थ्रोपोड्स में मिश्रित (यौगिक) आंखें नहीं होती हैं: अरचिन्ड्स में वे सरल या अनुपस्थित होते हैं, कीड़ों में, मिश्रित आंखों के साथ, वे सरल हो सकते हैं;
3-5 - आर्थ्रोपोड्स में संचार प्रणाली बंद नहीं होती है।

85. मानव पाचन तंत्र के क्या कार्य हैं?

जवाब:
1) भोजन का यांत्रिक प्रसंस्करण;
2) भोजन का रासायनिक प्रसंस्करण;
3) भोजन की आवाजाही और अपचित अवशेषों को हटाना;
4) रक्त और लसीका में पोषक तत्वों, खनिज लवणों और पानी का अवशोषण।

86. पुष्पीय पौधों में जैविक प्रगति की विशेषता क्या है? कम से कम तीन विशेषताओं की सूची बनाएं।

जवाब:
1) आबादी और प्रजातियों की एक विस्तृत विविधता;
2) ग्लोब पर व्यापक समझौता;
3) विभिन्न पर्यावरणीय परिस्थितियों में जीवन के लिए अनुकूलन क्षमता।

87. भोजन को अच्छी तरह चबाकर क्यों खाना चाहिए?

जवाब:
1) अच्छी तरह से चबाया हुआ भोजन जल्दी से मौखिक गुहा में लार से भर जाता है और पचने लगता है;
2) अच्छी तरह से चबाया हुआ भोजन पेट और आंतों में पाचक रसों से जल्दी भर जाता है और इसलिए पचने में आसान होता है।

88. दिए गए पाठ में त्रुटियों का पता लगाएं। उन प्रस्तावों की संख्या को इंगित करें जिनमें वे किए गए हैं, उन्हें ठीक करें।
1. एक जनसंख्या एक ही प्रजाति के स्वतंत्र रूप से अंतःप्रजनन करने वाले व्यक्तियों का एक संग्रह है जो लंबे समय तक एक सामान्य क्षेत्र में निवास करते हैं। 2. एक ही प्रजाति की विभिन्न आबादी एक दूसरे से अपेक्षाकृत अलग होती हैं, और उनके व्यक्ति परस्पर नहीं होते हैं। 3. एक ही प्रजाति की सभी आबादी का जीन पूल समान होता है। 4. जनसंख्या विकास की प्राथमिक इकाई है। 5. एक ही प्रजाति के मेंढकों का एक समूह जो एक गर्मी में एक गहरे पोखर में रहता है, एक समष्टि है।

वाक्यों में की गई गलतियाँ:
1)2 - एक ही प्रजाति की आबादी आंशिक रूप से अलग-थलग होती है, लेकिन विभिन्न आबादी के व्यक्ति परस्पर प्रजनन कर सकते हैं;
2)3 - एक ही प्रजाति की विभिन्न आबादी के जीन पूल अलग-अलग होते हैं;
3) 5 - मेंढकों का एक समूह आबादी नहीं है, क्योंकि एक ही प्रजाति के व्यक्तियों के समूह को आबादी माना जाता है यदि यह बड़ी संख्या में पीढ़ियों के लिए एक ही स्थान पर रहता है।

89. गर्मियों में अधिक प्यास के साथ नमकीन पानी पीने की सलाह क्यों दी जाती है?

जवाब:
1) गर्मियों में व्यक्ति को पसीना आता है;
2) खनिज लवण पसीने के साथ शरीर से बाहर निकल जाते हैं;
3) नमकीन पानी ऊतकों और शरीर के आंतरिक वातावरण के बीच सामान्य जल-नमक संतुलन को पुनर्स्थापित करता है।

90. क्या साबित करता है कि एक व्यक्ति स्तनधारियों के वर्ग से संबंधित है?

जवाब:
1) अंग प्रणालियों की संरचना की समानता;
2) हेयरलाइन की उपस्थिति;
3) गर्भाशय में भ्रूण का विकास;
4) संतान को दूध पिलाना, संतान की देखभाल करना।

91. मानव रक्त प्लाज्मा की रासायनिक संरचना की स्थिरता को कौन सी प्रक्रियाएं बनाए रखती हैं?

जवाब:
1) बफर सिस्टम में प्रक्रियाएं एक स्थिर स्तर पर माध्यम (पीएच) की प्रतिक्रिया को बनाए रखती हैं;
2) प्लाज्मा की रासायनिक संरचना का न्यूरोह्यूमोरल विनियमन किया जाता है।

92. दिए गए पाठ में त्रुटियों का पता लगाएं। उन प्रस्तावों की संख्या बताएं जिनमें वे किए गए हैं, उन्हें समझाएं।
1. एक जनसंख्या विभिन्न प्रजातियों के स्वतंत्र रूप से परस्पर प्रजनन करने वाले व्यक्तियों का एक संग्रह है जो लंबे समय तक एक सामान्य क्षेत्र में निवास करते हैं। 2. जनसंख्या की मुख्य समूह विशेषताएं संख्या, घनत्व, आयु, लिंग और स्थानिक संरचनाएं हैं। 3. किसी जनसंख्या के सभी जीनों की समग्रता को जीन पूल कहा जाता है। 4. जनसंख्या सजीव प्रकृति की संरचनात्मक इकाई है। 5. आबादी की संख्या हमेशा स्थिर रहती है।

वाक्यों में की गई गलतियाँ:
1)1 - एक आबादी एक ही प्रजाति के स्वतंत्र रूप से परस्पर प्रजनन करने वाले व्यक्तियों का एक संग्रह है, जो लंबे समय तक आबादी के सामान्य क्षेत्र में रहते हैं;
2)4 - जनसंख्या प्रजातियों की एक संरचनात्मक इकाई है;
3-5 - विभिन्न मौसमों और वर्षों में आबादी की संख्या बदल सकती है।

93. शरीर के पूर्णांक की कौन सी संरचनाएं मानव शरीर को पर्यावरणीय तापमान कारकों के प्रभाव से सुरक्षा प्रदान करती हैं? उनकी भूमिका स्पष्ट कीजिए।

जवाब:
1) चमड़े के नीचे का वसायुक्त ऊतक शरीर को ठंडक से बचाता है;
2) पसीने की ग्रंथियां पसीना बनाती हैं, जो वाष्पित होने पर अधिक गरम होने से बचाती हैं;
3) सिर पर बाल शरीर को ठंडक और गर्मी से बचाते हैं;
4) त्वचा केशिकाओं के लुमेन को बदलना गर्मी हस्तांतरण को नियंत्रित करता है।

94. एक व्यक्ति की कम से कम तीन प्रगतिशील जैविक विशेषताएं दें, जो उसने लंबे विकास की प्रक्रिया में हासिल की थी।

जवाब:
1) मस्तिष्क और खोपड़ी के मस्तिष्क भाग में वृद्धि;
2) सीधे मुद्रा और कंकाल में संबंधित परिवर्तन;
3) हाथ की मुक्ति और विकास, अंगूठे का विरोध।

95. अर्धसूत्रीविभाजन का कौन सा विभाजन समसूत्रीविभाजन के समान है? बताएं कि यह कैसे व्यक्त होता है और कोशिका में गुणसूत्रों का कौन सा समूह होता है।

जवाब:
1) अर्धसूत्रीविभाजन के साथ समानता अर्धसूत्रीविभाजन के दूसरे विभाजन में देखी जाती है;
2) सभी चरण समान हैं, बहन गुणसूत्र (क्रोमैटिड्स) कोशिका के ध्रुवों की ओर विचरण करते हैं;
3) परिणामी कोशिकाओं में गुणसूत्रों का एक अगुणित समूह होता है।

96. धमनी रक्तस्राव और शिरापरक रक्तस्राव में क्या अंतर है?

जवाब:
1) धमनी रक्तस्राव के साथ, लाल रक्त;
2) यह एक मजबूत जेट, एक फव्वारा के साथ घाव से बाहर निकलता है।

97. मानव शरीर में होने वाली किस प्रक्रिया की योजना चित्र में दिखाई गई है? इस प्रक्रिया का आधार क्या है और इसके परिणामस्वरूप रक्त की संरचना कैसे बदलती है? उत्तर स्पष्ट कीजिए।
केशिका

जवाब:
1) आंकड़ा फेफड़ों में गैस विनिमय का आरेख दिखाता है (फुफ्फुसीय पुटिका और रक्त केशिका के बीच);
2) गैस विनिमय प्रसार पर आधारित है - उच्च दबाव वाले स्थान से कम दबाव वाले स्थान पर गैसों का प्रवेश;
3) गैस विनिमय के परिणामस्वरूप, रक्त ऑक्सीजन से संतृप्त होता है और शिरापरक (ए) से धमनी (बी) में बदल जाता है।

98. मानव शरीर पर हाइपोडायनेमिया (कम मोटर गतिविधि) का क्या प्रभाव पड़ता है?

जवाब:
हाइपोडायनेमिया की ओर जाता है:
1) चयापचय के स्तर में कमी, वसा ऊतक में वृद्धि, अधिक वजन;
2) कंकाल और हृदय की मांसपेशियों का कमजोर होना, हृदय पर भार बढ़ाना और शरीर की सहनशक्ति को कम करना;
3) निचले छोरों में शिरापरक रक्त का ठहराव, वासोडिलेशन, संचार संबंधी विकार।

(उत्तर के अन्य फॉर्मूलेशन की अनुमति है जो इसके अर्थ को विकृत नहीं करते हैं।)

99. शुष्क परिस्थितियों में रहने वाले पौधों की क्या विशेषताएं हैं?

जवाब:
1) पौधों की जड़ प्रणाली मिट्टी में गहराई से प्रवेश करती है, भूजल तक पहुँचती है या मिट्टी की सतह परत में स्थित होती है;
2) कुछ पौधों में सूखे के दौरान पत्तियों, तनों और अन्य अंगों में पानी जमा हो जाता है;
3) पत्तियों को मोम के लेप से ढका जाता है, यौवन या कांटों या सुइयों में संशोधित किया जाता है।

100. लोहे के आयनों के मानव रक्त में प्रवेश करने की आवश्यकता का क्या कारण है? उत्तर स्पष्ट कीजिए।

जवाब:

2) एरिथ्रोसाइट्स ऑक्सीजन और कार्बन डाइऑक्साइड का परिवहन प्रदान करते हैं।

101. किन वाहिकाओं और किस प्रकार का रक्त हृदय के कक्षों में प्रवेश करता है, जिसे संख्या 3 और 5 द्वारा दर्शाया गया है? हृदय की ये प्रत्येक संरचना रक्त परिसंचरण के किस चक्र से जुड़ी है?

जवाब:
1) शिरापरक रक्त सुपीरियर और अवर वेना कावा से संख्या 3 के साथ चिह्नित कक्ष में प्रवेश करता है;
2) संख्या 5 के साथ चिह्नित कक्ष फुफ्फुसीय नसों से धमनी रक्त प्राप्त करता है;
3) संख्या 3 द्वारा इंगित हृदय कक्ष, रक्त परिसंचरण के एक बड़े चक्र से जुड़ा हुआ है;
4) हृदय का कक्ष, संख्या 5 द्वारा इंगित, फुफ्फुसीय परिसंचरण से जुड़ा है।

102. विटामिन क्या हैं, मानव शरीर के जीवन में उनकी क्या भूमिका है?

जवाब:
1) विटामिन - कम मात्रा में आवश्यक जैविक रूप से सक्रिय कार्बनिक पदार्थ;
2) वे एंजाइम का हिस्सा हैं, चयापचय में भाग लेते हैं;
3) प्रतिकूल पर्यावरणीय प्रभावों के लिए शरीर के प्रतिरोध में वृद्धि, विकास को प्रोत्साहित करना, शरीर का विकास, ऊतकों और कोशिकाओं की बहाली।

103. कलिमा तितली के शरीर का आकार एक पत्ते जैसा दिखता है। एक तितली में एक समान शरीर का आकार कैसे बना?

जवाब:
1) विभिन्न वंशानुगत परिवर्तनों के व्यक्तियों में उपस्थिति;
2) संशोधित शरीर के आकार वाले व्यक्तियों के प्राकृतिक चयन द्वारा संरक्षण;
3) एक पत्ती के समान शरीर के आकार वाले व्यक्तियों का प्रजनन और वितरण।

104. अधिकांश एंजाइमों की प्रकृति क्या है और विकिरण का स्तर बढ़ने पर वे अपनी गतिविधि क्यों खो देते हैं?

जवाब:
1) अधिकांश एंजाइम प्रोटीन होते हैं;
2) विकिरण की क्रिया के तहत, विकृतीकरण होता है, प्रोटीन-एंजाइम की संरचना बदल जाती है।

105. दिए गए पाठ में त्रुटियां खोजें। उन प्रस्तावों की संख्या को इंगित करें जिनमें वे किए गए हैं, उन्हें ठीक करें।
1. पौधे, सभी जीवित जीवों की तरह, भोजन करते हैं, सांस लेते हैं, बढ़ते हैं, प्रजनन करते हैं। 2. पोषण की विधि के अनुसार पौधों को स्वपोषी जीवों के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। 3. सांस लेते समय, पौधे कार्बन डाइऑक्साइड को अवशोषित करते हैं और ऑक्सीजन छोड़ते हैं। 4. सभी पौधे बीज द्वारा प्रजनन करते हैं। 5. पौधे, जानवरों की तरह, जीवन के पहले वर्षों में ही बढ़ते हैं।

वाक्यों में की गई गलतियाँ:
1) 3 - सांस लेते समय पौधे ऑक्सीजन को अवशोषित करते हैं और कार्बन डाइऑक्साइड छोड़ते हैं;
2-4 - केवल फूल और जिम्नोस्पर्म बीज द्वारा प्रजनन करते हैं, और शैवाल, काई, फ़र्न - बीजाणुओं द्वारा;
3-5 - पौधे जीवन भर बढ़ते हैं, असीमित वृद्धि होती है।

106. लोहे के आयनों के मानव रक्त में प्रवेश करने की आवश्यकता का क्या कारण है? उत्तर स्पष्ट कीजिए।

जवाब:
1) लौह आयन एरिथ्रोसाइट्स के हीमोग्लोबिन का हिस्सा हैं;
2) एरिथ्रोसाइट हीमोग्लोबिन ऑक्सीजन और कार्बन डाइऑक्साइड का परिवहन प्रदान करता है, क्योंकि यह इन गैसों को बांधने में सक्षम है;
3) कोशिका के ऊर्जा चयापचय के लिए ऑक्सीजन की आपूर्ति आवश्यक है, और कार्बन डाइऑक्साइड इसका अंतिम उत्पाद है जिसे हटाया जाना है।

107. बताएं कि विभिन्न जातियों के लोगों को एक ही प्रजाति के रूप में वर्गीकृत क्यों किया जाता है। सबूत के कम से कम तीन टुकड़े दें।

जवाब:
1) संरचना, जीवन प्रक्रियाओं, व्यवहार की समानता;
2) आनुवंशिक एकता - गुणसूत्रों का एक ही सेट, उनकी संरचना;
3) अंतरजातीय विवाह से संतान पैदा होती है जो प्रजनन में सक्षम होती है।

108. प्राचीन भारत में, अपराध के संदेह में एक व्यक्ति को मुट्ठी भर सूखे चावल निगलने की पेशकश की जाती थी। यदि वह सफल नहीं हुआ, तो अपराध सिद्ध माना जाता था। इस प्रक्रिया के लिए एक शारीरिक औचित्य दें।

जवाब:
1) निगलना एक जटिल प्रतिवर्त क्रिया है, जो जीभ की जड़ में लार और जलन के साथ होती है;
2) मजबूत उत्तेजना के साथ, लार तेजी से बाधित होती है, मुंह सूख जाता है, और निगलने वाली पलटा नहीं होती है।

109. दिए गए पाठ में त्रुटियां खोजें। उन प्रस्तावों की संख्या बताएं जिनमें वे किए गए हैं, उन्हें समझाएं।
1. बायोगेकेनोसिस की खाद्य श्रृंखला की संरचना में उत्पादक, उपभोक्ता और डीकंपोजर शामिल हैं। 2. खाद्य श्रृंखला की पहली कड़ी उपभोक्ता हैं। 3. विश्व में उपभोक्ता प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया में अवशोषित ऊर्जा को संचित करते हैं। 4. प्रकाश संश्लेषण की अँधेरी अवस्था में ऑक्सीजन मुक्त होती है। 5. रेड्यूसर उपभोक्ताओं और उत्पादकों द्वारा संचित ऊर्जा की रिहाई में योगदान करते हैं।

वाक्यों में की गई गलतियाँ:
1) 2 - पहली कड़ी निर्माता है;
2) 3 - उपभोक्ता प्रकाश संश्लेषण में सक्षम नहीं हैं;
3)4- प्रकाश संश्लेषण की प्रकाश अवस्था में ऑक्सीजन मुक्त होती है।

110. मनुष्यों में रक्ताल्पता के क्या कारण हैं? कम से कम तीन संभावित कारणों की सूची बनाएं।

जवाब:
1) बड़ी रक्त हानि;
2) कुपोषण (लोहे और विटामिन की कमी, आदि);
3) हेमटोपोइएटिक अंगों में एरिथ्रोसाइट्स के गठन का उल्लंघन।

111. ततैया मक्खी ततैया के रंग और शरीर के आकार के समान होती है। इसके सुरक्षात्मक उपकरण के प्रकार का नाम बताइए, इसके महत्व और फिटनेस की सापेक्ष प्रकृति की व्याख्या कीजिए।

जवाब:
1) अनुकूलन का प्रकार - नकल, एक असुरक्षित जानवर के शरीर के रंग और आकार की नकल एक संरक्षित जानवर के लिए;
2) एक ततैया की समानता एक संभावित शिकारी को डंक मारने के खतरे के बारे में चेतावनी देती है;
3) मक्खी उन युवा पक्षियों का शिकार बन जाती है जिन्होंने अभी तक ततैया के प्रति पलटा विकसित नहीं किया है।

112. निम्नलिखित सभी वस्तुओं का उपयोग करके एक खाद्य श्रृंखला बनाएं: ह्यूमस, क्रॉस-स्पाइडर, हॉक, ग्रेट टाइट, हाउसफ्लाई। संकलित श्रृंखला में तीसरे क्रम के उपभोक्ताओं का निर्धारण करें।

जवाब:
1) ह्यूमस -> हाउसफ्लाई -> स्पाइडर-क्रॉस -> ग्रेट टाइट -> हॉक;
2) तीसरे क्रम का उपभोक्ता - महान तैसा।

113. दिए गए पाठ में त्रुटियों का पता लगाएं। उन वाक्यों की संख्या इंगित करें जिनमें त्रुटियाँ की गई थीं, उन्हें ठीक करें।
1. एनेलिड अन्य प्रकार के कीड़ों के काटने के सबसे उच्च संगठित जानवर हैं। 2. ऐनेलिड्स में एक खुला परिसंचरण तंत्र होता है। 3. एनेलिड्स के शरीर में समान खंड होते हैं। 4. एनेलिड्स में कोई शरीर गुहा नहीं होती है। 5. एनेलिड्स के तंत्रिका तंत्र को पेरिफेरीन्जियल रिंग और पृष्ठीय तंत्रिका श्रृंखला द्वारा दर्शाया जाता है।

वाक्यों में की गई गलतियाँ:
1) 2 - ऐनेलिड्स में बंद परिसंचरण तंत्र होता है;
2) 4 - एनेलिड्स में एक शरीर गुहा होती है;
3-5 - तंत्रिका श्रृंखला शरीर के उदर पक्ष पर स्थित होती है।

114. स्थलीय पौधों में कम से कम तीन एरोमोर्फोस का नाम बताइए, जिन्होंने उन्हें भूमि पर सबसे पहले महारत हासिल करने की अनुमति दी। उत्तर का औचित्य सिद्ध कीजिए।

जवाब:
1) पूर्णांक ऊतक का उद्भव - रंध्र के साथ एपिडर्मिस - वाष्पीकरण से सुरक्षा में योगदान देता है;
2) एक संचालन प्रणाली की उपस्थिति जो पदार्थों के परिवहन को सुनिश्चित करती है;
3) एक यांत्रिक ऊतक का विकास जो सहायक कार्य करता है।

115. ऑस्ट्रेलिया में मार्सुपियल्स की महान विविधता और अन्य महाद्वीपों पर उनकी अनुपस्थिति का कारण स्पष्ट करें।

जवाब:
1) प्लेसेंटल जानवरों (भौगोलिक अलगाव) की उपस्थिति से पहले मार्सुपियल्स के उदय के दौरान ऑस्ट्रेलिया अन्य महाद्वीपों से अलग हो गया;
2) ऑस्ट्रेलिया की प्राकृतिक परिस्थितियों ने मार्सुपियल्स और सक्रिय प्रजातियों के संकेतों के विचलन में योगदान दिया;
3) अन्य महाद्वीपों पर, मार्सुपियल्स को प्लेसेंटल स्तनधारियों द्वारा प्रतिस्थापित किया गया था।

116. किन मामलों में डीएनए न्यूक्लियोटाइड के अनुक्रम में परिवर्तन संबंधित प्रोटीन की संरचना और कार्यों को प्रभावित नहीं करता है?

जवाब:
1) यदि, न्यूक्लियोटाइड प्रतिस्थापन के परिणामस्वरूप, एक और कोडन प्रकट होता है जो उसी एमिनो एसिड के लिए कोड करता है;
2) यदि न्यूक्लियोटाइड प्रतिस्थापन के परिणामस्वरूप गठित कोडन एक और एमिनो एसिड को एन्कोड करता है, लेकिन समान रासायनिक गुणों के साथ जो प्रोटीन की संरचना को नहीं बदलता है;
3) यदि न्यूक्लियोटाइड परिवर्तन इंटरजेनिक या गैर-कार्यशील डीएनए क्षेत्रों में होते हैं।

117. नदी के पारितंत्र में पाईक और पर्च के बीच के संबंध को प्रतिस्पर्धी क्यों माना जाता है?

जवाब:
1) शिकारी हैं, समान भोजन खाते हैं;
2) एक ही जलाशय में रहते हैं, जीवन के लिए समान परिस्थितियों की आवश्यकता होती है, परस्पर एक दूसरे पर अत्याचार करते हैं।

118. दिए गए पाठ में त्रुटियां खोजें। उन वाक्यों की संख्या इंगित करें जिनमें त्रुटियाँ की गई थीं, उन्हें ठीक करें।
1. आर्थ्रोपोड के प्रकार के मुख्य वर्ग क्रस्टेशियंस, अरचिन्ड और कीड़े हैं। 2. कीड़ों के चार जोड़े पैर होते हैं, और अरचिन्ड्स के तीन जोड़े होते हैं। 3. क्रेफ़िश की आंखें साधारण होती हैं, और क्रॉस-मकड़ी की जटिल आंखें होती हैं। 4. अरचिन्ड्स में, मकड़ी के मस्से पेट पर स्थित होते हैं। 5. स्पाइडर-क्रॉस और मेबग फेफड़ों की थैली और श्वासनली की मदद से सांस लेते हैं।

वाक्यों में की गई गलतियाँ:
1) 2 - कीड़ों के तीन जोड़े पैर होते हैं, और अरचिन्ड - चार जोड़े;
2) 3 - क्रेफ़िश की मिश्रित आँखें होती हैं, और क्रॉस-मकड़ी की साधारण आँखें होती हैं;
3-5 - मई बीटल में फेफड़े की थैली नहीं होती है, बल्कि केवल श्वासनली होती है।

119. कैप मशरूम की संरचना और जीवन की विशेषताएं क्या हैं? कम से कम चार विशेषताओं की सूची बनाएं।

जवाब:
1) एक मायसेलियम और एक फलने वाला शरीर है;
2) बीजाणुओं और मायसेलियम द्वारा पुनरुत्पादन;
3) पोषण की विधि के अनुसार - हेटरोट्रॉफ़्स;
4) अधिकांश माइकोराइजा बनाते हैं।

120. प्राचीन उभयचरों को भूमि में महारत हासिल करने के लिए किस तरह की सुगंध की अनुमति दी गई थी।

जवाब:
1) फुफ्फुसीय श्वसन की उपस्थिति;
2) विच्छेदित अंगों का गठन;
3) तीन-कक्षीय हृदय और रक्त परिसंचरण के दो मंडलों की उपस्थिति।

एक कोशिका का जीवन चक्र स्पष्ट रूप से प्रदर्शित करता है कि कोशिका का जीवन अंतःकाइनेसिस और माइटोसिस की अवधि में टूट जाता है। इंटरकाइनेसिस के दौरान, विभाजन को छोड़कर, सभी महत्वपूर्ण प्रक्रियाएं सक्रिय रूप से की जाती हैं। आइए पहले उन पर ध्यान दें। कोशिका की मुख्य जीवन प्रक्रिया चयापचय है।

इसके आधार पर विशिष्ट पदार्थों का निर्माण, वृद्धि, कोशिका विभेदन, साथ ही चिड़चिड़ापन, गति और कोशिकाओं का स्व-प्रजनन होता है। एक बहुकोशिकीय जीव में, कोशिका संपूर्ण का हिस्सा होती है। इसलिए, कोशिका की सभी महत्वपूर्ण प्रक्रियाओं की रूपात्मक विशेषताएं और प्रकृति जीव और बाहरी वातावरण के प्रभाव में बनती हैं। शरीर मुख्य रूप से तंत्रिका तंत्र के साथ-साथ अंतःस्रावी ग्रंथियों के हार्मोन की क्रिया के माध्यम से कोशिकाओं पर अपना प्रभाव डालता है।

चयापचय पदार्थों के परिवर्तन का एक निश्चित क्रम है, जिससे कोशिका का संरक्षण और आत्म-नवीकरण होता है। चयापचय की प्रक्रिया में, एक ओर, पदार्थ कोशिका में प्रवेश करते हैं जो संसाधित होते हैं और कोशिका शरीर का हिस्सा होते हैं, और दूसरी ओर, पदार्थ जो क्षय उत्पाद होते हैं, कोशिका से हटा दिए जाते हैं, अर्थात कोशिका और पर्यावरण विनिमय पदार्थ। रासायनिक रूप से, चयापचय एक निश्चित क्रम में एक के बाद एक रासायनिक प्रतिक्रियाओं में व्यक्त किया जाता है। पदार्थों के परिवर्तन के दौरान सख्त आदेश प्रोटीन पदार्थों द्वारा प्रदान किया जाता है - एंजाइम जो उत्प्रेरक की भूमिका निभाते हैं। एंजाइम विशिष्ट होते हैं, अर्थात वे केवल कुछ पदार्थों पर एक निश्चित तरीके से कार्य करते हैं। एंजाइमों के प्रभाव में, सभी संभावित परिवर्तनों का एक दिया गया पदार्थ केवल एक दिशा में कई गुना तेजी से बदलता है। इस प्रक्रिया के परिणामस्वरूप बनने वाले नए पदार्थ अन्य, समान रूप से विशिष्ट एंजाइमों आदि के प्रभाव में और अधिक बदल जाते हैं।

चयापचय का प्रेरक सिद्धांत एकता और विरोधों के संघर्ष का नियम है। दरअसल, चयापचय दो विरोधाभासी और एक ही समय में सामान्य प्रक्रियाओं द्वारा निर्धारित किया जाता है - आत्मसात और प्रसार। बाहरी वातावरण से प्राप्त पदार्थों को कोशिका द्वारा संसाधित किया जाता है और इस कोशिका (आत्मसात) की विशेषता वाले पदार्थों में बदल जाता है। इस प्रकार, इसके साइटोप्लाज्म, न्यूक्लियस ऑर्गेनेल की संरचना को अद्यतन किया जाता है, ट्रॉफिक समावेशन बनते हैं, रहस्य, हार्मोन उत्पन्न होते हैं। आत्मसात करने की प्रक्रियाएं सिंथेटिक हैं, वे ऊर्जा के अवशोषण के साथ चलती हैं। इस ऊर्जा का स्रोत प्रसार की प्रक्रिया है। नतीजतन, उनके पहले से बने कार्बनिक पदार्थ नष्ट हो जाते हैं, और ऊर्जा निकलती है और उत्पाद बनते हैं, जिनमें से कुछ नए सेल पदार्थों में संश्लेषित होते हैं, जबकि अन्य सेल (उत्सर्जन) से उत्सर्जित होते हैं। प्रसार के परिणामस्वरूप निकलने वाली ऊर्जा का उपयोग आत्मसात करने में किया जाता है। इस प्रकार, आत्मसात और प्रसार दो हैं, हालांकि अलग-अलग, लेकिन चयापचय के निकट से संबंधित पहलू हैं।

न केवल विभिन्न जानवरों में, बल्कि विभिन्न अंगों और ऊतकों में एक ही जीव के भीतर भी चयापचय की प्रकृति भिन्न होती है। यह विशिष्टता इस तथ्य में प्रकट होती है कि प्रत्येक अंग की कोशिकाएं केवल कुछ पदार्थों को आत्मसात करने में सक्षम होती हैं, उनसे अपने शरीर के विशिष्ट पदार्थों का निर्माण करती हैं, और कुछ निश्चित पदार्थों को बाहरी वातावरण में छोड़ती हैं। उपापचय के साथ-साथ ऊर्जा का भी आदान-प्रदान होता है, अर्थात कोशिका बाहरी वातावरण से ऊष्मा, प्रकाश के रूप में ऊर्जा को अवशोषित करती है और बदले में, उज्ज्वल और अन्य प्रकार की ऊर्जा छोड़ती है।

चयापचय कई निजी प्रक्रियाओं से बना है। मुख्य हैं:

1) कोशिका में पदार्थों का प्रवेश;

2) पोषण और श्वसन प्रक्रियाओं (एरोबिक और एनारोबिक) की मदद से उनका "प्रसंस्करण";

3) विभिन्न सिंथेटिक प्रक्रियाओं के लिए "प्रसंस्करण" उत्पादों का उपयोग, जिनमें से एक उदाहरण प्रोटीन का संश्लेषण और एक रहस्य का गठन हो सकता है;

4) सेल से अपशिष्ट उत्पादों को हटाना।

प्लाज़्मालेम्मा पदार्थों के प्रवेश के साथ-साथ कोशिका से पदार्थों को हटाने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। इन दोनों प्रक्रियाओं को भौतिक-रासायनिक और रूपात्मक दृष्टिकोण से माना जा सकता है। पारगम्यता निष्क्रिय और सक्रिय हस्तांतरण के कारण है। पहला प्रसार और परासरण की घटना के कारण होता है। हालांकि, पदार्थ इन नियमों के विपरीत कोशिका में प्रवेश कर सकते हैं, जो स्वयं कोशिका की गतिविधि और उसकी चयनात्मकता को इंगित करता है। उदाहरण के लिए, यह ज्ञात है कि सोडियम आयनों को कोशिका से बाहर पंप किया जाता है, भले ही बाहरी वातावरण में उनकी सांद्रता कोशिका की तुलना में अधिक हो, जबकि पोटेशियम आयन, इसके विपरीत, कोशिका में पंप किए जाते हैं। इस घटना को "सोडियम-पोटेशियम पंप" नाम से वर्णित किया गया है और यह ऊर्जा के व्यय के साथ है। जब एक अमीनो समूह (NH2) को अणु में पेश किया जाता है, तो अणु में हाइड्रॉक्सिल समूहों (OH) की संख्या बढ़ने पर कोशिका में प्रवेश करने की क्षमता कम हो जाती है। कार्बनिक अम्ल अकार्बनिक अम्लों की तुलना में अधिक आसानी से प्रवेश करते हैं। अमोनिया क्षार से विशेष रूप से जल्दी से प्रवेश करता है। पारगम्यता के लिए, अणु का आकार भी महत्वपूर्ण है। सेल की पारगम्यता प्रतिक्रिया, तापमान, प्रकाश व्यवस्था, उम्र और सेल की शारीरिक स्थिति के आधार पर बदलती है, और ये कारण कुछ पदार्थों की पारगम्यता को बढ़ा सकते हैं और साथ ही दूसरों की पारगम्यता को कमजोर कर सकते हैं।

पर्यावरण से पदार्थों की पारगम्यता की रूपात्मक तस्वीर का अच्छी तरह से पता लगाया जाता है और फागोसाइटोसिस (फेजिन - खाने के लिए) और पिनोसाइटोसिस (पाइनिन - पीने के लिए) द्वारा किया जाता है। दोनों के तंत्र समान प्रतीत होते हैं और केवल मात्रात्मक रूप से भिन्न होते हैं। फागोसाइटोसिस की मदद से, बड़े कणों को पकड़ लिया जाता है, और पिनोसाइटोसिस की मदद से छोटे और कम घने होते हैं। सबसे पहले, पदार्थ म्यूकोपॉलीसेकेराइड से ढके प्लाज़्मालेम्मा की सतह द्वारा सोख लिए जाते हैं, फिर इसके साथ मिलकर वे गहरे में डूब जाते हैं, और एक बुलबुला बनता है, जो तब प्लाज़्मालेम्मा (चित्र 19) से अलग हो जाता है। घुसपैठ किए गए पदार्थों का प्रसंस्करण पाचन जैसी प्रक्रियाओं के दौरान किया जाता है और अपेक्षाकृत सरल पदार्थों के निर्माण में परिणत होता है। इंट्रासेल्युलर पाचन इस तथ्य से शुरू होता है कि फागोसाइटिक या पिनोसाइटिक वेसिकल्स प्राथमिक लाइसोसोम के साथ फ्यूज हो जाते हैं, जिसमें पाचन एंजाइम होते हैं, और एक माध्यमिक लाइसोसोम, या पाचन रिक्तिका का निर्माण होता है। उनमें, एंजाइमों की मदद से, पदार्थों का अपघटन सरल में होता है। इस प्रक्रिया में न केवल लाइसोसोम, बल्कि कोशिका के अन्य घटक भी शामिल होते हैं। इस प्रकार, माइटोकॉन्ड्रिया प्रक्रिया का ऊर्जा पक्ष प्रदान करते हैं; साइटोप्लाज्मिक रेटिकुलम के चैनलों का उपयोग संसाधित पदार्थों के परिवहन के लिए किया जा सकता है।

इंट्रासेल्युलर पाचन अपेक्षाकृत सरल उत्पादों के गठन के साथ समाप्त होता है, जिसमें से फिर से जटिल पदार्थ (प्रोटीन, वसा, कार्बोहाइड्रेट) संश्लेषित होते हैं, जिनका उपयोग सेलुलर संरचनाओं को नवीनीकृत करने या रहस्य बनाने के लिए किया जाता है, और दूसरी ओर, उत्पाद सेल से उत्सर्जन के रूप में निकाला जा सकता है। प्रसंस्कृत उत्पादों के उपयोग के उदाहरण प्रोटीन संश्लेषण और रहस्यों का निर्माण हैं।

चावल। 19. पिनोसाइटोसिस की योजना:

एल - एक पिनोसाइटिक नहर (1) और पिनोसाइटिक वेसिकल्स (2) का निर्माण। तीर प्लाज़्मालेम्मा आक्रमण की दिशा दिखाते हैं। B-Zh - पिनोसाइटोसिस के क्रमिक चरण; 3 - सोखने वाले कण; 4 - कोशिका के बहिर्गमन द्वारा पकड़े गए कण; 5 - कोशिका प्लाज्मा झिल्ली; डी, ई, बी - पिनोसाइटोटिक रिक्तिका गठन के क्रमिक चरण; जी - भोजन के कण रिक्तिका खोल से निकलते हैं।

प्रोटीन संश्लेषण राइबोसोम पर किया जाता है और सशर्त रूप से चार चरणों में होता है।

पहले चरण में अमीनो एसिड की सक्रियता शामिल है। उनकी सक्रियता साइटोप्लाज्मिक मैट्रिक्स में एंजाइमों (एमिनोएसिल - आरएनए सिंथेटेस) की भागीदारी के साथ होती है। लगभग 20 एंजाइम ज्ञात हैं, जिनमें से प्रत्येक केवल एक अमीनो एसिड के लिए विशिष्ट है। अमीनो एसिड का सक्रियण तब होता है जब इसे एक एंजाइम और एटीपी के साथ जोड़ा जाता है।

बातचीत के परिणामस्वरूप, एटीपी से पाइरोफॉस्फेट को साफ किया जाता है, और ऊर्जा जो पहले और दूसरे फॉस्फेट समूहों के बीच संबंध में है, पूरी तरह से अमीनो एसिड में स्थानांतरित हो जाती है। इस तरह से सक्रिय अमीनो एसिड (एमिनोएसिलेडेनाइलेट) प्रतिक्रियाशील हो जाता है और अन्य अमीनो एसिड के साथ संयोजन करने की क्षमता प्राप्त कर लेता है।

दूसरा चरण आरएनए (टी-आरएनए) को स्थानांतरित करने के लिए सक्रिय अमीनो एसिड का बंधन है। इस मामले में, एक टी-आरएनए अणु सक्रिय अमीनो एसिड के केवल एक अणु को जोड़ता है। इन प्रतिक्रियाओं में पहले चरण की तरह ही एंजाइम शामिल होता है, और प्रतिक्रिया टी-आरएनए के एक परिसर और एक सक्रिय अमीनो एसिड के गठन के साथ समाप्त होती है। टीआरएनए अणु में एक छोर पर बंद एक डबल हेलिक्स होता है। इस हेलिक्स के बंद (सिर) सिरे को तीन न्यूक्लियोटाइड्स (एंटीकोडन) द्वारा दर्शाया जाता है, जो इस टी-आरएनए के एक लंबे मैसेंजर आरएनए (आई-आरएनए) अणु के एक विशिष्ट साइट (कोडन) के लगाव को निर्धारित करते हैं। एक सक्रिय अमीनो एसिड tRNA के दूसरे छोर से जुड़ा होता है (चित्र 20)। उदाहरण के लिए, यदि एक tRNA अणु में सिर के सिरे पर UAA ट्रिपलेट होता है, तो केवल अमीनो एसिड लाइसिन को इसके विपरीत छोर से जोड़ा जा सकता है। इस प्रकार, प्रत्येक अमीनो एसिड का अपना विशिष्ट टी-आरएनए होता है। यदि विभिन्न tRNA में तीन टर्मिनल न्यूक्लियोटाइड समान हैं, तो इसकी विशिष्टता tRNA के दूसरे भाग में न्यूक्लियोटाइड के अनुक्रम द्वारा निर्धारित की जाती है। टीआरएनए से जुड़े सक्रिय अमीनो एसिड की ऊर्जा का उपयोग पॉलीपेप्टाइड अणु में पेप्टाइड बॉन्ड बनाने के लिए किया जाता है। सक्रिय अमीनो एसिड को टीआरएनए द्वारा हाइलोप्लाज्म के माध्यम से राइबोसोम में ले जाया जाता है।

तीसरा चरण पॉलीपेप्टाइड श्रृंखलाओं का संश्लेषण है। दूत आरएनए, नाभिक को छोड़कर, एक निश्चित पॉलीराइबोसोम के कई राइबोसोम के छोटे उप-इकाइयों के माध्यम से फैलता है, और उनमें से प्रत्येक में समान संश्लेषण प्रक्रियाएं दोहराई जाती हैं। ब्रोच के दौरान उस तिल का बिछाने

चावल। 20. i-RNA और t-RNA के माध्यम से राइबोसोम पर पॉलीपेप्टाइड संश्लेषण की योजना: /, 2 - राइबोसोम; 3 - टी-आरएनए एक छोर पर एंटिकोडन ले जा रहा है: एसीसी, एयूए। Ayv AGC, और दूसरे छोर पर, क्रमशः अमीनो एसिड: ट्रिप्टोफैन, रोलर, लाइसिन, सेरीन (5); 4-एन-आरएनए, जिसमें कोड स्थित हैं: यूजीजी (ट्रिप्टोफैन)» यूआरयू (वेलिन)। यूएए (लाइसिन), यूसीजी (सेरीन); 5 - संश्लेषित पॉलीपेप्टाइड।

एक टी-आरएनए कपल, जिसका ट्रिपलेट एम-आरएनए के कोड वर्ड से मेल खाता है। फिर कोड वर्ड बाईं ओर शिफ्ट हो जाता है, और इसके साथ टी-आरएनए इससे जुड़ा होता है। इसके द्वारा लाया गया अमीनो एसिड एक पेप्टाइड बॉन्ड द्वारा संश्लेषित पॉलीपेप्टाइड के पहले लाए गए अमीनो एसिड से जुड़ा होता है; टी-आरएनए को आई-आरएनए से अलग किया जाता है, आई-आरएनए जानकारी का अनुवाद (राइट ऑफ) होता है, यानी प्रोटीन संश्लेषण होता है। जाहिर है, दो टी-आरएनए अणु एक ही समय में राइबोसोम से जुड़े होते हैं: एक संश्लेषित पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला को ले जाने वाली साइट पर, और दूसरा उस साइट पर जहां अगला अमीनो एसिड श्रृंखला में अपनी जगह पर गिरने से पहले जुड़ा होता है।

चौथा चरण राइबोसोम से पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला को हटाने और संश्लेषित प्रोटीन की स्थानिक विन्यास विशेषता का निर्माण है। अंत में, प्रोटीन अणु जिसने अपना गठन पूरा कर लिया है वह स्वतंत्र हो जाता है। टीआरएनए का उपयोग बार-बार संश्लेषण के लिए किया जा सकता है, जबकि एमआरएनए नष्ट हो जाता है। प्रोटीन अणु के बनने की अवधि उसमें मौजूद अमीनो एसिड की संख्या पर निर्भर करती है। ऐसा माना जाता है कि एक अमीनो एसिड का जोड़ 0.5 सेकंड तक रहता है।

संश्लेषण प्रक्रिया में ऊर्जा के व्यय की आवश्यकता होती है, जिसका स्रोत एटीपी है, जो मुख्य रूप से माइटोकॉन्ड्रिया में और नाभिक में थोड़ी मात्रा में बनता है, और बढ़ी हुई सेल गतिविधि के साथ ही हाइलोप्लाज्म में भी होता है। हाइलोप्लाज्म में नाभिक में, एटीपी एक ऑक्सीडेटिव प्रक्रिया के आधार पर नहीं बनता है, जैसा कि माइटोकॉन्ड्रिया में होता है, लेकिन ग्लाइकोलाइसिस के आधार पर, यानी एक अवायवीय प्रक्रिया। इस प्रकार, कोशिका के नाभिक, हाइलोप्लाज्म, राइबोसोम, माइटोकॉन्ड्रिया और दानेदार साइटोप्लाज्मिक रेटिकुलम के समन्वित कार्य के कारण संश्लेषण किया जाता है।

कोशिका की स्रावी गतिविधि भी कई सेलुलर संरचनाओं के समन्वित कार्य का एक उदाहरण है। स्राव विशेष उत्पादों के एक सेल द्वारा उत्पादन होता है जो एक बहुकोशिकीय जीव में पूरे जीव के हितों में सबसे अधिक बार उपयोग किया जाता है। तो, लार, पित्त, गैस्ट्रिक रस और अन्य रहस्य भोजन को संसाधित करने का काम करते हैं

चावल। 21. कोशिका और उसके उत्सर्जन में स्राव संश्लेषण के संभावित तरीकों में से एक की योजना:

1 - कर्नेल में गुप्त; 2 - कर्नेल से प्रो-सीक्रेट का बाहर निकलना; 3 - साइटोप्लाज्मिक रेटिकुलम के सिस्टर्न में प्रोसेक्रेट का संचय; 4 - साइटोप्लाज्मिक रेटिकुलम से एक रहस्य के साथ टैंक को अलग करना; 5 - लैमेलर कॉम्प्लेक्स; 6 - लैमेलर कॉम्प्लेक्स के क्षेत्र में रहस्य की एक बूंद; 7- परिपक्व स्रावी दाना; 8-9 - स्राव के क्रमिक चरण; 10 - कोशिका के बाहर का रहस्य; 11 - कोशिका प्लाज़्मालेम्मा।

पाचन अंग। रहस्य या तो केवल प्रोटीन (कई हार्मोन, एंजाइम), या ग्लाइकोप्रोटीन (बलगम), लिगू-प्रोटीन, ग्लाइकोलिपोप्रोटीन से मिलकर बनते हैं, कम अक्सर वे लिपिड (दूध और वसामय ग्रंथियों की वसा) टी या अकार्बनिक पदार्थों द्वारा दर्शाए जाते हैं। (फंडिक ग्रंथियों का हाइड्रोक्लोरिक एसिड)।

स्रावी कोशिकाओं में, दो सिरों को आमतौर पर प्रतिष्ठित किया जा सकता है: बेसल (पेरीकेपिलरी स्पेस का सामना करना पड़ रहा है) और एपिकल (उस स्थान का सामना करना पड़ रहा है जहां स्राव स्रावित होता है)। स्रावी कोशिका के घटकों की व्यवस्था में, ज़ोनिंग देखी जाती है, और बेसल से एपिकल सिरों (ध्रुवों) तक, वे निम्नलिखित पंक्ति बनाते हैं: दानेदार साइटोप्लाज्मिक रेटिकुलम, नाभिक, लैमेलर कॉम्प्लेक्स, स्रावी कणिकाएं (चित्र। 21)। बेसल और एपिकल पोल के प्लाज़्मालेम्मा में अक्सर माइक्रोविली होती है, जिसके परिणामस्वरूप बेसल पोल के माध्यम से रक्त और लसीका से पदार्थों के प्रवेश के लिए सतह और एपिकल पोल के माध्यम से समाप्त रहस्य को हटाने के लिए सतह बढ़ जाती है।

एक प्रोटीन प्रकृति (अग्न्याशय) के एक रहस्य के गठन के साथ, प्रक्रिया गुप्त के लिए विशिष्ट प्रोटीन के संश्लेषण से शुरू होती है। इसलिए, स्रावी कोशिकाओं के नाभिक क्रोमैटिन में समृद्ध है, एक अच्छी तरह से परिभाषित न्यूक्लियोलस है, जिसके कारण सभी तीन प्रकार के आरएनए बनते हैं जो साइटोप्लाज्म में प्रवेश करते हैं और प्रोटीन संश्लेषण में भाग लेते हैं। कभी-कभी, जाहिरा तौर पर, स्राव संश्लेषण नाभिक में शुरू होता है और साइटोप्लाज्म में समाप्त होता है, लेकिन ज्यादातर हाइलोप्लाज्म में और दानेदार साइटोप्लाज्मिक रेटिकुलम में जारी रहता है। साइटोप्लाज्मिक रेटिकुलम की नलिकाएं प्राथमिक उत्पादों के संचय और उनके परिवहन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं। इस संबंध में, स्रावी कोशिकाओं में कई राइबोसोम होते हैं और साइटोप्लाज्मिक रेटिकुलम अच्छी तरह से विकसित होता है। प्राथमिक रहस्य के साथ साइटोप्लाज्मिक रेटिकुलम के वर्गों को फाड़ दिया जाता है और लैमेलर कॉम्प्लेक्स को निर्देशित किया जाता है, जो इसके रिक्तिका में गुजरता है। यहां स्रावी कणिकाओं का निर्माण होता है।

इस मामले में, गुप्त के चारों ओर एक लिपोप्रोटीन झिल्ली बनती है, और रहस्य स्वयं परिपक्व होता है (पानी खो देता है), और अधिक केंद्रित हो जाता है। ग्रेन्युल या रिक्तिका के रूप में समाप्त रहस्य लैमेलर कॉम्प्लेक्स को छोड़ देता है और कोशिकाओं के शीर्ष ध्रुव के माध्यम से जारी किया जाता है। माइटोकॉन्ड्रिया इस पूरी प्रक्रिया के लिए ऊर्जा प्रदान करते हैं। एक गैर-प्रोटीन प्रकृति के रहस्य स्पष्ट रूप से साइटोप्लाज्मिक रेटिकुलम में और कुछ मामलों में माइटोकॉन्ड्रिया (लिपिड रहस्य) में भी संश्लेषित होते हैं। स्राव की प्रक्रिया तंत्रिका तंत्र द्वारा नियंत्रित होती है। रचनात्मक प्रोटीन और रहस्यों के अलावा, कोशिका में चयापचय के परिणामस्वरूप, एक ट्रॉफिक प्रकृति (ग्लाइकोजन, वसा, वर्णक, आदि) के पदार्थ बन सकते हैं, ऊर्जा का उत्पादन होता है (उज्ज्वल, थर्मल और विद्युत बायोक्यूरेंट)।

चयापचय कई पदार्थों के बाहरी वातावरण में रिलीज के साथ पूरा होता है, जो एक नियम के रूप में, सेल द्वारा उपयोग नहीं किया जाता है और अक्सर होता है

उसके लिए हानिकारक भी। निष्क्रिय भौतिक और रासायनिक प्रक्रियाओं (प्रसार, परासरण), और सक्रिय हस्तांतरण के आधार पर सेल से पदार्थों को हटाने के साथ-साथ सेवन भी किया जाता है। उत्सर्जन की रूपात्मक तस्वीर में अक्सर फागोसाइटोसिस के विपरीत एक चरित्र होता है। उत्सर्जित पदार्थ एक झिल्ली से घिरे होते हैं।

परिणामी पुटिका कोशिका झिल्ली के पास पहुँचती है, इसके संपर्क में आती है, फिर टूट जाती है, और पुटिका की सामग्री कोशिका के बाहर होती है।

चयापचय, जैसा कि हमने पहले ही कहा है, कोशिका की अन्य महत्वपूर्ण अभिव्यक्तियों को भी निर्धारित करता है, जैसे कि कोशिका वृद्धि और विभेदन, चिड़चिड़ापन, और कोशिकाओं की खुद को पुन: पेश करने की क्षमता।

कोशिका वृद्धि चयापचय की एक बाहरी अभिव्यक्ति है, जो कोशिका के आकार में वृद्धि में व्यक्त की जाती है। विकास तभी संभव है, जब चयापचय की प्रक्रिया में, प्रसार पर आत्मसात होता है, और प्रत्येक कोशिका एक निश्चित सीमा तक ही बढ़ती है।

कोशिका विभेदन गुणात्मक परिवर्तनों की एक श्रृंखला है जो विभिन्न कोशिकाओं में अलग-अलग तरीके से आगे बढ़ती है और पर्यावरण और जीन नामक डीएनए अनुभागों की गतिविधि द्वारा निर्धारित की जाती है। नतीजतन, विभिन्न ऊतकों की विभिन्न-गुणवत्ता वाली कोशिकाएं उत्पन्न होती हैं, और भविष्य में, कोशिकाएं उम्र से संबंधित परिवर्तनों से गुजरती हैं जिनका बहुत कम अध्ययन किया जाता है। हालांकि, यह ज्ञात है कि कोशिकाओं में पानी की कमी हो जाती है, प्रोटीन के कण बड़े हो जाते हैं, जिससे कोलाइड के छितरी हुई अवस्था की कुल सतह में कमी आती है और परिणामस्वरूप, चयापचय की तीव्रता में कमी आती है। इसलिए, कोशिका की महत्वपूर्ण क्षमता कम हो जाती है, ऑक्सीडेटिव, कमी और अन्य प्रतिक्रियाएं धीमी हो जाती हैं, कुछ प्रक्रियाओं की दिशा बदल जाती है, जिसके कारण कोशिका में विभिन्न पदार्थ जमा हो जाते हैं।

एक कोशिका की चिड़चिड़ापन बाहरी वातावरण में परिवर्तन के प्रति उसकी प्रतिक्रिया है, जिसके कारण कोशिका और पर्यावरण के बीच उत्पन्न होने वाले अस्थायी विरोधाभास समाप्त हो जाते हैं, और जीवित संरचना पहले से ही बदले हुए बाहरी वातावरण के अनुकूल हो जाती है।

चिड़चिड़ापन की घटना में, निम्नलिखित बिंदुओं को प्रतिष्ठित किया जा सकता है:

1) एक पर्यावरण एजेंट का प्रभाव (उदाहरण के लिए, यांत्रिक, रासायनिक, विकिरण, आदि)

2) कोशिका का एक सक्रिय, यानी उत्तेजनीय, अवस्था में संक्रमण, जो कोशिका के अंदर जैव रासायनिक और जैव-भौतिक प्रक्रियाओं में परिवर्तन में प्रकट होता है, और कोशिका की पारगम्यता और ऑक्सीजन की वृद्धि बढ़ सकती है, इसकी कोलाइडल अवस्था साइटोप्लाज्म में परिवर्तन, क्रिया की विद्युत धाराएँ दिखाई देती हैं, आदि;

3) पर्यावरण के प्रभाव के लिए कोशिका की प्रतिक्रिया, और विभिन्न कोशिकाओं में प्रतिक्रिया अलग-अलग तरीकों से प्रकट होती है। इस प्रकार, संयोजी ऊतक में चयापचय में एक स्थानीय परिवर्तन होता है, मांसपेशियों के ऊतकों में संकुचन होता है, ग्रंथियों के ऊतकों (लार, पित्त, आदि) में एक रहस्य स्रावित होता है, तंत्रिका कोशिकाओं में एक तंत्रिका आवेग होता है। पूरे ऊतक में। एक तंत्रिका कोशिका में, उत्तेजना न केवल एक ही ऊतक के अन्य तत्वों तक फैल सकती है (जिसके परिणामस्वरूप जटिल उत्तेजनात्मक प्रणालियों का निर्माण होता है - प्रतिवर्त चाप), बल्कि अन्य ऊतकों में स्थानांतरित करने के लिए भी। इसके लिए धन्यवाद, तंत्रिका तंत्र की नियामक भूमिका निभाई जाती है। इन प्रतिक्रियाओं की जटिलता की डिग्री जानवर के संगठन की ऊंचाई पर निर्भर करती है। परेशान करने वाले एजेंट की ताकत और प्रकृति के आधार पर, निम्नलिखित तीन प्रकार की चिड़चिड़ापन प्रतिष्ठित हैं: सामान्य, पैरानेक्रोसिस और नेक्रोटिक। यदि उत्तेजना की ताकत उस वातावरण में निहित सामान्य सीमा से परे नहीं जाती है जिसमें कोशिका या जीव पूरे जीवन में रहता है, तो कोशिका में उत्पन्न होने वाली प्रक्रियाएं अंततः बाहरी वातावरण के साथ विरोधाभास को समाप्त करती हैं, और कोशिका अपनी सामान्य स्थिति में लौट आती है। इस मामले में, माइक्रोस्कोप के नीचे दिखाई देने वाली कोशिका संरचना का कोई उल्लंघन नहीं होता है। यदि उद्दीपन की शक्ति बहुत अधिक है या यह लंबे समय तक कोशिका को प्रभावित करती है, तो अंतःकोशिकीय प्रक्रियाओं में परिवर्तन से कोशिका के कार्य, संरचना और रसायन विज्ञान में महत्वपूर्ण व्यवधान होता है। इसमें समावेशन दिखाई देते हैं, धागे, गांठ, जाल आदि के रूप में संरचनाएं बनती हैं। साइटोप्लाज्म की प्रतिक्रिया अम्लता की ओर बढ़ जाती है, कोशिका की संरचना और भौतिक-रासायनिक गुणों में परिवर्तन कोशिका के सामान्य कामकाज को बाधित करता है, उसे जीवन और मृत्यु के कगार पर खड़ा कर देता है। इस स्थिति को नासोनोव और अलेक्जेंड्रोव ने पैरानेक्रोटिक* कहा है, यह प्रतिवर्ती है और इसके परिणामस्वरूप कोशिका की बहाली हो सकती है, लेकिन इससे कोशिका मृत्यु भी हो सकती है। अंत में, यदि एजेंट बहुत मजबूत बल के साथ कार्य करता है, तो कोशिका के अंदर की प्रक्रियाएं इतनी गंभीर रूप से परेशान होती हैं कि ठीक होना असंभव है और कोशिका मर जाती है। इसके बाद, कई संरचनात्मक परिवर्तन होते हैं, अर्थात कोशिका परिगलन या परिगलन की स्थिति में प्रवेश करती है।

गति। कोशिका में निहित गति की प्रकृति बहुत विविध है। सबसे पहले, कोशिका में साइटोप्लाज्म की निरंतर गति होती है, जो स्पष्ट रूप से चयापचय प्रक्रियाओं के कार्यान्वयन से जुड़ी होती है। इसके अलावा, विभिन्न साइटोप्लाज्मिक संरचनाएं कोशिका में बहुत सक्रिय रूप से आगे बढ़ सकती हैं, उदाहरण के लिए, सिलिअटेड एपिथेलियम, माइटोकॉन्ड्रिया में सिलिया; गति और नाभिक बनाता है। अन्य मामलों में, आंदोलन को सेल की लंबाई या आयतन में परिवर्तन के रूप में व्यक्त किया जाता है, इसके बाद इसकी मूल स्थिति में वापस आ जाता है। इस तरह की गति मांसपेशी कोशिकाओं में, मांसपेशी फाइबर में और वर्णक कोशिकाओं में देखी जाती है। अंतरिक्ष में आवाजाही भी व्यापक है। इसे अमीबा की तरह स्यूडोपोड्स की मदद से अंजाम दिया जा सकता है। इस प्रकार ल्यूकोसाइट्स और संयोजी और अन्य ऊतकों की कुछ कोशिकाएं चलती हैं। अंतरिक्ष में शुक्राणु की एक विशेष प्रकार की गति होती है। उनकी अनुवाद संबंधी गति पूंछ के सर्पिन मोड़ों के संयोजन और अनुदैर्ध्य अक्ष के चारों ओर शुक्राणु के घूमने के कारण होती है। अपेक्षाकृत सरल रूप से संगठित प्राणियों में और उच्च संगठित बहुकोशिकीय जानवरों की कुछ कोशिकाओं में, अंतरिक्ष में गति बाहरी वातावरण के विभिन्न एजेंटों द्वारा होती है और निर्देशित होती है और इसे टैक्सी कहा जाता है।

वहाँ हैं: केमोटैक्सिस, थिग्मोटैक्सिस और रियोटैक्सिस। केमोटैक्सिस - रसायनों की ओर या उनसे दूर जाना। ऐसी टैक्सियों का पता रक्त ल्यूकोसाइट्स द्वारा लगाया जाता है, जो अमीब की तरह शरीर में प्रवेश करने वाले बैक्टीरिया की ओर बढ़ते हैं, कुछ पदार्थों को छोड़ते हैं, टिग्मोटैक्सिस - छुआ हुआ ठोस शरीर की ओर या उससे दूर। उदाहरण के लिए, अमीबा पर खाद्य कणों का एक हल्का स्पर्श उन्हें घेर लेता है और फिर उन्हें निगल जाता है। मजबूत यांत्रिक जलन परेशान शुरुआत के विपरीत दिशा में आंदोलन का कारण बन सकती है। रियोटैक्सिस - एक तरल पदार्थ के प्रवाह के खिलाफ आंदोलन। रियोटैक्सिस की क्षमता गर्भाशय में शुक्राणु द्वारा अंडे की कोशिका की ओर बलगम की धारा के विरुद्ध चलती है।

स्व-प्रजनन की क्षमता जीवित पदार्थ की सबसे महत्वपूर्ण संपत्ति है, जिसके बिना जीवन असंभव है। प्रत्येक जीवित प्रणाली में अपरिवर्तनीय परिवर्तनों की एक श्रृंखला होती है जो मृत्यु में समाप्त होती है। यदि इन प्रणालियों ने चक्र को फिर से शुरू करने में सक्षम नई प्रणालियों को जन्म नहीं दिया, तो जीवन समाप्त हो जाएगा।

कोशिका के स्व-प्रजनन का कार्य विभाजन द्वारा किया जाता है, जो कोशिका के विकास का परिणाम है। अपनी महत्वपूर्ण गतिविधि की प्रक्रिया में, प्रसार पर आत्मसात की प्रबलता के कारण, कोशिकाओं का द्रव्यमान बढ़ जाता है, लेकिन कोशिका का आयतन इसकी सतह की तुलना में तेजी से बढ़ता है। इन स्थितियों के तहत, चयापचय की तीव्रता कम हो जाती है, कोशिका का गहरा भौतिक-रासायनिक और रूपात्मक पुनर्गठन होता है, और आत्मसात करने की प्रक्रिया धीरे-धीरे बाधित होती है, जिसे लेबल वाले परमाणुओं की मदद से सिद्ध किया गया है। परिणामस्वरूप, कोशिका की वृद्धि पहले रुक जाती है, और फिर उसका आगे अस्तित्व असंभव हो जाता है, और विभाजन होता है।

विभाजन में संक्रमण एक गुणात्मक छलांग है, या इन प्रक्रियाओं के बीच अंतर्विरोधों को हल करने के लिए एक तंत्र, आत्मसात और प्रसार में मात्रात्मक परिवर्तन का परिणाम है। कोशिका विभाजन के बाद, जैसा कि वे थे, उनका कायाकल्प हो जाता है, उनकी जीवन क्षमता बढ़ जाती है, क्योंकि आकार में कमी के कारण, सक्रिय सतह का अनुपात बढ़ जाता है, सामान्य रूप से चयापचय और विशेष रूप से इसके आत्मसात चरण तेज हो जाते हैं।

इस प्रकार, एक कोशिका का व्यक्तिगत जीवन इंटरफेज़ की अवधि से बना होता है, जो एक बढ़े हुए चयापचय और विभाजन की अवधि की विशेषता होती है।

इंटरफेज़ को कुछ हद तक पारंपरिकता के साथ विभाजित किया गया है:

1) प्रीसिंथेटिक अवधि (जीजे) के लिए, जब आत्मसात प्रक्रियाओं की तीव्रता धीरे-धीरे बढ़ जाती है, लेकिन डीएनए का दोहराव अभी तक शुरू नहीं हुआ है;

2) सिंथेटिक (एस), संश्लेषण की ऊंचाई की विशेषता है, जिसके दौरान डीएनए दोहरीकरण होता है, और

3) पोस्टसिंथेटिक (G2), जब डीएनए संश्लेषण की प्रक्रिया रुक जाती है।

निम्नलिखित मुख्य प्रकार के विभाजन हैं:

1) अप्रत्यक्ष विभाजन (माइटोसिस, या कैरियोकिनेसिस);

2) अर्धसूत्रीविभाजन, या न्यूनीकरण विभाजन, और

3) अमिटोसिस, या प्रत्यक्ष विभाजन।

ऊर्जा सभी जीवित कोशिकाओं के लिए आवश्यक है - इसका उपयोग कोशिका में होने वाली विभिन्न जैविक और रासायनिक प्रतिक्रियाओं के लिए किया जाता है। कुछ जीव जैव रासायनिक प्रक्रियाओं के लिए सूर्य के प्रकाश की ऊर्जा का उपयोग करते हैं - ये पौधे हैं (चित्र 1), जबकि अन्य पोषण की प्रक्रिया में प्राप्त पदार्थों में रासायनिक बंधों की ऊर्जा का उपयोग करते हैं - ये पशु जीव हैं। इन पदार्थों को विभाजित और ऑक्सीकरण करके ऊर्जा की निकासी की जाती है, सांस लेने की प्रक्रिया में इस श्वास को कहा जाता है जैविक ऑक्सीकरण,या कोशिकीय श्वसन.

चावल। 1. सूर्य के प्रकाश की ऊर्जा

कोशिकीय श्वसन- यह कोशिका में एक जैव रासायनिक प्रक्रिया है, जो एंजाइमों की भागीदारी के साथ आगे बढ़ती है, जिसके परिणामस्वरूप पानी और कार्बन डाइऑक्साइड निकलते हैं, ऊर्जा एटीपी अणुओं के उच्च-ऊर्जा बांड के रूप में संग्रहीत होती है। यदि यह प्रक्रिया ऑक्सीजन की उपस्थिति में होती है, तो इसे कहते हैं एरोबिक, लेकिन अगर यह बिना ऑक्सीजन के होता है, तो इसे कहते हैं अवायवीय.

जैविक ऑक्सीकरण में तीन मुख्य चरण शामिल हैं:

1. तैयारी।

2. एनोक्सिक (ग्लाइकोलिसिस)।

3. कार्बनिक पदार्थों का पूर्ण अपघटन (ऑक्सीजन की उपस्थिति में)।

भोजन के साथ लिए गए पदार्थ मोनोमर्स में टूट जाते हैं। यह चरण जठरांत्र संबंधी मार्ग में या कोशिका के लाइसोसोम में शुरू होता है। पॉलीसेकेराइड मोनोसैकराइड में टूट जाते हैं, प्रोटीन अमीनो एसिड में, वसा ग्लिसरॉल और फैटी एसिड में। इस अवस्था में निकलने वाली ऊर्जा ऊष्मा के रूप में नष्ट हो जाती है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि कोशिकाएं ऊर्जा प्रक्रियाओं के लिए कार्बोहाइड्रेट का उपयोग करती हैं, और मोनोसेकेराइड बेहतर होते हैं, और मस्तिष्क अपने काम के लिए केवल एक मोनोसैकराइड - ग्लूकोज का उपयोग कर सकता है (चित्र 2)।

चावल। 2. प्रारंभिक चरण

ग्लाइकोलाइसिस द्वारा ग्लूकोज को पाइरुविक एसिड के दो तीन-कार्बन अणुओं में तोड़ दिया जाता है। पाइरुविक अम्ल का आगे का भाग्य कोशिका में ऑक्सीजन की उपस्थिति पर निर्भर करता है। यदि कोशिका में ऑक्सीजन मौजूद है, तो पाइरुविक एसिड कार्बन डाइऑक्साइड और पानी (एरोबिक श्वसन) के पूर्ण ऑक्सीकरण के लिए माइटोकॉन्ड्रिया में चला जाता है। यदि ऑक्सीजन नहीं है, तो जानवरों के ऊतकों में पाइरुविक एसिड लैक्टिक एसिड में बदल जाता है। यह अवस्था कोशिका के कोशिकाद्रव्य में होती है।

ग्लाइकोलाइसिस- यह प्रतिक्रियाओं का एक क्रम है, जिसके परिणामस्वरूप ग्लूकोज का एक अणु पाइरुविक एसिड के दो अणुओं में विभाजित होता है, जबकि ऊर्जा निकलती है, जो दो एडीपी अणुओं को दो एटीपी अणुओं में बदलने के लिए पर्याप्त है (चित्र 3)।

चावल। 3. अनॉक्सिक चरण

ग्लूकोज के पूर्ण ऑक्सीकरण के लिए ऑक्सीजन आवश्यक है। तीसरे चरण में, पाइरुविक एसिड पूरी तरह से माइटोकॉन्ड्रिया में कार्बन डाइऑक्साइड और पानी में ऑक्सीकृत हो जाता है, जिसके परिणामस्वरूप अन्य 36 एटीपी अणुओं का निर्माण होता है, क्योंकि यह चरण ऑक्सीजन की भागीदारी के साथ होता है, इसे ऑक्सीजन, या एरोबिक (चित्र 4) कहा जाता है। .

चावल। 4. कार्बनिक पदार्थों का पूर्ण विघटन

कुल मिलाकर, ग्लाइकोलाइसिस की प्रक्रिया में प्राप्त दो एटीपी को ध्यान में रखते हुए, तीन चरणों में एक ग्लूकोज अणु से 38 एटीपी अणु बनते हैं।

इस प्रकार, हमने कोशिकाओं में होने वाली ऊर्जा प्रक्रियाओं पर विचार किया है, जो जैविक ऑक्सीकरण के चरणों की विशेषता है।

ऊर्जा की रिहाई के साथ कोशिका में होने वाली श्वसन की तुलना अक्सर दहन प्रक्रिया से की जाती है। दोनों प्रक्रियाएं ऑक्सीजन, ऊर्जा की रिहाई और ऑक्सीकरण उत्पादों - कार्बन डाइऑक्साइड और पानी की उपस्थिति में होती हैं। लेकिन, दहन के विपरीत, श्वसन एंजाइमों की उपस्थिति में होने वाली जैव रासायनिक प्रतिक्रियाओं की एक क्रमबद्ध प्रक्रिया है। श्वसन के दौरान, कार्बन डाइऑक्साइड जैविक ऑक्सीकरण के अंतिम उत्पाद के रूप में उत्पन्न होता है, और दहन की प्रक्रिया में कार्बन डाइऑक्साइड का निर्माण कार्बन के साथ हाइड्रोजन के सीधे संयोजन से होता है। इसके अलावा, श्वसन के दौरान, पानी और कार्बन डाइऑक्साइड के अलावा, एक निश्चित मात्रा में एटीपी अणु बनते हैं, अर्थात श्वसन और दहन मौलिक रूप से अलग-अलग प्रक्रियाएं हैं (चित्र 5)।

चावल। 5. श्वास और दहन के बीच अंतर

ग्लाइकोलाइसिस न केवल ग्लूकोज के चयापचय का मुख्य मार्ग है, बल्कि आहार फ्रुक्टोज और गैलेक्टोज के चयापचय के लिए भी मुख्य मार्ग है। चिकित्सा में विशेष रूप से महत्वपूर्ण ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में एटीपी बनाने के लिए ग्लाइकोलाइसिस की क्षमता है। यह एरोबिक ऑक्सीकरण की अपर्याप्त दक्षता की स्थितियों में कंकाल की मांसपेशी के गहन कार्य को बनाए रखना संभव बनाता है। बढ़ी हुई ग्लाइकोलाइटिक गतिविधि वाले ऊतक ऑक्सीजन भुखमरी की अवधि के दौरान सक्रिय रहने में सक्षम हैं। हृदय की मांसपेशी में, ग्लाइकोलाइसिस की संभावनाएं सीमित होती हैं। खराब रक्त आपूर्ति को सहन करना मुश्किल है, जिससे इस्किमिया हो सकता है। ग्लाइकोलाइसिस एंजाइमों की अपर्याप्त गतिविधि के कारण कई बीमारियों को जाना जाता है, जिनमें से एक हेमोलिटिक एनीमिया है (तेजी से बढ़ने वाली कैंसर कोशिकाओं में, ग्लाइकोलाइसिस साइट्रिक एसिड चक्र की क्षमता से अधिक दर पर होता है), जो कि बढ़े हुए संश्लेषण में योगदान देता है अंगों और ऊतकों में लैक्टिक एसिड (चित्र 6)।

चावल। 6. हेमोलिटिक एनीमिया

शरीर में लैक्टिक एसिड का ऊंचा स्तर कैंसर का लक्षण हो सकता है। इस चयापचय विशेषता का उपयोग कभी-कभी कुछ प्रकार के ट्यूमर के इलाज के लिए किया जाता है।

किण्वन की प्रक्रिया में सूक्ष्मजीव ऊर्जा प्राप्त करने में सक्षम होते हैं। किण्वन प्राचीन काल से लोगों के लिए जाना जाता है, उदाहरण के लिए, शराब के निर्माण में, लैक्टिक एसिड किण्वन पहले भी जाना जाता था (चित्र 7)।

चावल। 7. शराब और पनीर बनाना

लोगों ने बिना संदेह के डेयरी उत्पादों का सेवन किया कि ये प्रक्रियाएं सूक्ष्मजीवों की गतिविधि से जुड़ी हैं। शब्द "किण्वन" डचमैन वैन हेलमोंट द्वारा गैस की रिहाई के साथ जाने वाली प्रक्रियाओं के लिए पेश किया गया था। यह पहली बार लुई पाश्चर द्वारा सिद्ध किया गया था। इसके अलावा, विभिन्न सूक्ष्मजीव विभिन्न किण्वन उत्पादों का स्राव करते हैं। हम अल्कोहलिक और लैक्टिक एसिड किण्वन के बारे में बात करेंगे। मादक किण्वन- यह कार्बोहाइड्रेट के ऑक्सीकरण की प्रक्रिया है, जिसके परिणामस्वरूप एथिल अल्कोहल, कार्बन डाइऑक्साइड का निर्माण होता है और ऊर्जा निकलती है। शराब बनाने वालों और शराब बनाने वालों ने किण्वन को प्रोत्साहित करने के लिए कुछ प्रकार के खमीर की क्षमता का उपयोग किया है, जो शर्करा को शराब में बदल देता है। किण्वन मुख्य रूप से यीस्ट द्वारा किया जाता है, लेकिन कुछ बैक्टीरिया और कवक (चित्र। 8) द्वारा भी किया जाता है।

चावल। 8. खमीर, आटा मशरूम, किण्वन उत्पाद - क्वास और सिरका

हमारे देश में, सैक्रोमाइसेस खमीर का पारंपरिक रूप से उपयोग किया जाता है, अमेरिका में - जीनस स्यूडोमोनास के बैक्टीरिया, मेक्सिको में, बैक्टीरिया "मोबाइल स्टिक्स" का उपयोग किया जाता है, एशिया में, म्यूकर कवक का उपयोग किया जाता है। हमारे खमीर ग्लूकोज या फ्रुक्टोज जैसे हेक्सोज (छह-कार्बन मोनोसेकेराइड) को किण्वित करते हैं। अल्कोहल के निर्माण की प्रक्रिया को निम्नानुसार दर्शाया जा सकता है: एक ग्लूकोज अणु से, दो अल्कोहल अणु, दो कार्बन डाइऑक्साइड अणु बनते हैं, और दो एटीपी अणु निकलते हैं।

सी 6 एच 12 ओ 6 → 2सी 2 एच 5 ओएच + 2सीओ 2 + 2एटीपी

श्वसन की तुलना में, ऐसी प्रक्रिया एरोबिक प्रक्रियाओं की तुलना में कम ऊर्जावान रूप से फायदेमंद होती है, लेकिन आपको ऑक्सीजन के अभाव में जीवन को बनाए रखने की अनुमति देती है। पर लैक्टिक एसिड किण्वनग्लूकोज का एक अणु लैक्टिक एसिड के दो अणु बनाता है, और एटीपी के दो अणु निकलते हैं, इसे समीकरण द्वारा वर्णित किया जा सकता है:

सी 6 एच 12 ओ 6 → 2सी 3 एच 6 ओ 3 + 2एटीपी

लैक्टिक एसिड के निर्माण की प्रक्रिया अल्कोहलिक किण्वन की प्रक्रिया के बहुत करीब है, ग्लूकोज, अल्कोहलिक किण्वन के रूप में, पाइरुविक एसिड में टूट जाता है, फिर यह अल्कोहल में नहीं, बल्कि लैक्टिक एसिड में गुजरता है। डेयरी उत्पादों के उत्पादन के लिए लैक्टिक एसिड किण्वन का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है: पनीर, पनीर, दही दूध, दही (चित्र। 9)।

चावल। 9. लैक्टिक एसिड बैक्टीरिया और लैक्टिक एसिड किण्वन के उत्पाद

पनीर बनाने की प्रक्रिया में, पहले लैक्टिक एसिड बैक्टीरिया शामिल होते हैं, जो लैक्टिक एसिड का उत्पादन करते हैं, फिर प्रोपियोनिक एसिड बैक्टीरिया लैक्टिक एसिड को प्रोपियोनिक एसिड में बदल देते हैं, इस वजह से, चीज में एक विशिष्ट तेज स्वाद होता है। लैक्टिक एसिड बैक्टीरिया का उपयोग फलों और सब्जियों के संरक्षण में किया जाता है, लैक्टिक एसिड का उपयोग कन्फेक्शनरी उद्योग और शीतल पेय के निर्माण में किया जाता है।

ग्रन्थसूची

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1. वेबसाइट "जीव विज्ञान और चिकित्सा" ()

3. इंटरनेट साइट "मेडिकल इनसाइक्लोपीडिया" ()

गृहकार्य

1. जैविक ऑक्सीकरण क्या है और इसकी अवस्थाएँ क्या हैं?

2. ग्लाइकोलाइसिस क्या है?

3. अल्कोहलिक और लैक्टिक एसिड किण्वन के बीच समानताएं और अंतर क्या हैं?

1. जीवों के पोषण के प्रकार
2. प्रकाश संश्लेषण
3. ऊर्जा विनिमय

1. जीवन शक्तिसभी जीवों का अस्तित्व तभी संभव है जब उनमें ऊर्जा हो। ऊर्जा प्राप्त करने की विधि के अनुसार सभी कोशिकाओं और जीवों को दो समूहों में बांटा गया है: स्वपोषकऔर विषमपोषी।

विषमपोषणजों(यूनानी विषमलैंगिक - अलग, अलग और ट्राफ - भोजन, पोषण) अकार्बनिक यौगिकों से कार्बनिक यौगिकों को स्वयं संश्लेषित करने में सक्षम नहीं हैं, उन्हें उन्हें पर्यावरण से प्राप्त करने की आवश्यकता है। कार्बनिक पदार्थ उनके लिए न केवल भोजन के रूप में, बल्कि ऊर्जा के स्रोत के रूप में भी काम करते हैं। हेटरोट्रॉफ़्स में सभी जानवर, कवक, अधिकांश बैक्टीरिया, साथ ही क्लोरोफिल मुक्त भूमि पौधे और शैवाल शामिल हैं।

हेटरोट्रॉफ़िक जीवों को भोजन प्राप्त करने के तरीके के अनुसार वर्गीकृत किया जाता है। होलोजोइक(जानवर) जो ठोस कणों को पकड़ते हैं, और परासरणी(कवक, बैक्टीरिया) जो घुले हुए पदार्थों को खाते हैं।

विविध विषमपोषी जीव स्वपोषी द्वारा संश्लेषित सभी पदार्थों के साथ-साथ मानव उत्पादन गतिविधियों के परिणामस्वरूप संश्लेषित खनिज पदार्थों को संयुक्त रूप से विघटित करने में सक्षम हैं। हेटरोट्रॉफ़िक जीव, ऑटोट्रॉफ़्स के साथ मिलकर, पृथ्वी पर एक एकल जैविक प्रणाली का निर्माण करते हैं, जो ट्रॉफिक संबंधों से एकजुट होते हैं।

स्वपोषक- जीव जो अकार्बनिक यौगिकों से भोजन करते हैं (अर्थात ऊर्जा प्राप्त करते हैं), ये कुछ बैक्टीरिया और सभी हरे पौधे हैं। ऑटोट्रॉफ़्स को केमोट्रॉफ़ और फोटोट्रॉफ़ में विभाजित किया गया है।

रसोपोषी- जीव जो रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं के दौरान जारी ऊर्जा का उपयोग करते हैं। केमोट्रोफ़्स में नाइट्रिफाइंग (नाइट्रोजन-फिक्सिंग) बैक्टीरिया, सल्फ्यूरिक, हाइड्रोजन (मीथेन बनाने वाला), मैंगनीज, आयरन बनाने वाला और कार्बन मोनोऑक्साइड का उपयोग करने वाले बैक्टीरिया शामिल हैं।

फोटोट्रॉफ़्स- केवल हरे पौधे। प्रकाश उनकी ऊर्जा का स्रोत है।

2. प्रकाश संश्लेषण(ग्रीक फॉस - जीनस। फॉल। फोटो - प्रकाश और संश्लेषण - कनेक्शन) - हरे पौधों की कोशिकाओं द्वारा प्रकाश ऊर्जा की भागीदारी के साथ कार्बनिक पदार्थों का निर्माण, साथ ही कुछ बैक्टीरिया, प्रकाश ऊर्जा को रासायनिक ऊर्जा में परिवर्तित करने की प्रक्रिया। क्लोरोप्लास्ट और सेल क्रोमैटोफोर्स के थायलाकोइड्स में पिगमेंट (क्लोरोफिल और कुछ अन्य) की मदद से होता है। प्रकाश संश्लेषण रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं पर आधारित है, जिसमें इलेक्ट्रॉनों को एक डोनर-रिडक्टेंट (पानी, हाइड्रोजन, आदि) से एक स्वीकर्ता (लैटिन स्वीकर्ता - रिसीवर) में स्थानांतरित किया जाता है - कार्बन डाइऑक्साइड, कम यौगिकों के गठन के साथ एसीटेट - कार्बोहाइड्रेट और रिलीज ऑक्सीजन की, अगर पानी का ऑक्सीकरण होता है।

प्रकाश संश्लेषक जीवाणु जो पानी के अलावा अन्य दाताओं का उपयोग करते हैं, ऑक्सीजन नहीं छोड़ते हैं।

प्रकाश संश्लेषण की हल्की प्रतिक्रियाएं(प्रकाश के कारण) क्लोरोप्लास्ट के थायलाकोइड्स के कणिका में प्रवाह। दृश्यमान प्रकाश क्वांटा (फोटॉन) क्लोरोफिल अणुओं के साथ बातचीत करते हैं, उन्हें उत्तेजित अवस्था में स्थानांतरित करते हैं। क्लोरोफिल की संरचना में एक इलेक्ट्रॉन एक निश्चित लंबाई के प्रकाश की मात्रा को अवशोषित करता है और, चरणों की तरह, इलेक्ट्रॉन वाहक की श्रृंखला के साथ चलता है, ऊर्जा खो देता है, जो एडीपी को एटीपी में फॉस्फोराइलेट करने का काम करता है। यह एक बहुत ही कुशल प्रक्रिया है: समान पौधों के माइटोकॉन्ड्रिया की तुलना में क्लोरोप्लास्ट में 30 गुना अधिक एटीपी का उत्पादन होता है। यह निम्नलिखित के लिए आवश्यक ऊर्जा को संचित करता है - प्रकाश संश्लेषण की डार्क रिएक्शन। पदार्थ इलेक्ट्रॉन वाहक के रूप में कार्य करते हैं: साइटोक्रोम, प्लास्टोक्विनोन, फेरेडॉक्सिन, फ्लेवोप्रोटीन, रिडक्टेस, आदि। कुछ उत्तेजित इलेक्ट्रॉनों का उपयोग एनएडीपी + को एनएडीपीएच में कम करने के लिए किया जाता है। क्लोरोप्लास्ट में सूर्य के प्रकाश की क्रिया के तहत पानी विभाजित होता है - फोटोलिसिस,इस मामले में, इलेक्ट्रॉन बनते हैं जो क्लोरोफिल द्वारा अपने नुकसान की भरपाई करते हैं; उप-उत्पाद के रूप में, ऑक्सीजन हमारे ग्रह के वातावरण में छोड़ा जाता है। यह वह ऑक्सीजन है जिसे हम सांस लेते हैं और जो सभी एरोबिक जीवों के लिए आवश्यक है।

उच्च पौधों, शैवाल और साइनोबैक्टीरिया के क्लोरोप्लास्ट में विभिन्न संरचना और संरचना के दो फोटो सिस्टम होते हैं। जब प्रकाश क्वांटा को पिगमेंट द्वारा अवशोषित किया जाता है (एक प्रतिक्रिया केंद्र - एक प्रोटीन के साथ क्लोरोफिल का एक परिसर जो 680 एनएम - पी 680 की तरंग दैर्ध्य के साथ प्रकाश को अवशोषित करता है) फोटोसिस्टम II, इलेक्ट्रॉनों को पानी से एक मध्यवर्ती स्वीकर्ता और वाहक की एक श्रृंखला के माध्यम से स्थानांतरित किया जाता है। फोटोसिस्टम I के प्रतिक्रिया केंद्र के लिए। और यह फोटोसिस्टम एक प्रतिक्रिया केंद्र है जो क्लोरोफिल अणु के फोम को एक विशेष प्रोटीन-कोम के संयोजन में प्रकट करेगा, जो 700 एनएम - पी 700 के तरंग दैर्ध्य के साथ प्रकाश को अवशोषित करता है। क्लोरोफिल एफ 1 के अणुओं में "छेद" होते हैं - इलेक्ट्रॉनों के अधूरे स्थान जो पीएलडीपीएच में चले गए हैं। ये "छेद" FI के कामकाज के दौरान बनने वाले इलेक्ट्रॉनों से भरे होते हैं। अर्थात्, फोटोसिस्टम II फोटोसिस्टम I के लिए इलेक्ट्रॉनों की आपूर्ति करता है, जो इसमें NADP + और NADPH की कमी के लिए खर्च किए जाते हैं। अंतिम स्वीकर्ता - फोटोसिस्टम I के क्लोरोफिल के लिए प्रकाश द्वारा उत्तेजित फोटोसिस्टम II इलेक्ट्रॉनों की गति के मार्ग के साथ, एडीपी ऊर्जा-समृद्ध एटीपी में फॉस्फोराइलेट किया जाता है। इस प्रकार, प्रकाश की ऊर्जा एटीपी अणुओं में संग्रहीत होती है और आगे कार्बोहाइड्रेट, प्रोटीन, न्यूक्लिक एसिड और पौधों की अन्य महत्वपूर्ण प्रक्रियाओं के संश्लेषण के लिए खपत होती है, और उनके माध्यम से पौधों पर फ़ीड करने वाले सभी जीवों की महत्वपूर्ण गतिविधि होती है।

डार्क रिएक्शन, या कार्बन फिक्सेशन रिएक्शन,प्रकाश से जुड़े नहीं, क्लोरोप्लास्ट के स्ट्रोमा में किए जाते हैं। उनमें मुख्य स्थान कार्बन डाइऑक्साइड के निर्धारण और कार्बन के कार्बोहाइड्रेट में रूपांतरण द्वारा कब्जा कर लिया गया है। ये प्रतिक्रियाएं प्रकृति में चक्रीय हैं, क्योंकि मध्यवर्ती कार्बोहाइड्रेट का हिस्सा राइबुलोज डाइफॉस्फेट के लिए संघनन और पुनर्व्यवस्था की प्रक्रिया से गुजरता है, सीओ 2 का प्राथमिक स्वीकर्ता, जो चक्र के निरंतर संचालन को सुनिश्चित करता है। इस प्रक्रिया का वर्णन सबसे पहले अमेरिकी बायोकेमिस्ट मेल्विन केल्विन ने किया था।

अकार्बनिक यौगिक सीओ 2 का कार्बनिक यौगिकों में परिवर्तन - कार्बोहाइड्रेट, रासायनिक बंधों में जिसमें सौर ऊर्जा संग्रहीत होती है, एक जटिल एंजाइम - राइबुलोज-1,5-डाइफॉस्फेट कार्बोक्सिलेज की मदद से होता है। यह पांच-कार्बन राइबुलोज-1,5-डाइफॉस्फेट को एक CO2 अणु प्रदान करता है, जिसके परिणामस्वरूप छह-कार्बन मध्यवर्ती अल्पकालिक यौगिक का निर्माण होता है। यह यौगिक, हाइड्रोलिसिस के कारण, फॉस्फोग्लिसरिक एसिड के दो तीन-कार्बन अणुओं में टूट जाता है, जो एटीपी और एनएडीपीएच का उपयोग करके तीन-कार्बन शर्करा (ट्रायोज फॉस्फेट) में कम हो जाता है। वे प्रकाश संश्लेषण का अंतिम उत्पाद बनाते हैं - ग्लूकोज।

संक्षेपण और पुनर्व्यवस्था की प्रक्रियाओं से गुजरने के बाद, ट्रायोज फॉस्फेट का हिस्सा, पहले राइबुलोज मोनोफॉस्फेट में बदल जाता है, और फिर राइबुलोज डिफॉस्फेट में, फिर से ग्लूकोज अणु बनाने के निरंतर चक्र में शामिल होता है। ग्लूकोज को एंजाइमेटिक रूप से पोलीमराइज़ किया जा सकता है

स्टार्च और सेल्युलोज - पौधों का मूल पॉलीसेकेराइड।

कुछ पौधों (गन्ना, मक्का, ऐमारैंथ) के प्रकाश संश्लेषण की एक विशेषता चार कार्बन यौगिकों के माध्यम से कार्बन का प्रारंभिक रूपांतरण है। ऐसे पौधों को सूचकांक सी 4-पौधे प्राप्त हुए, और उनमें प्रकाश संश्लेषण कार्बन चयापचय। सी 4-पौधे अपनी उच्च प्रकाश संश्लेषक उत्पादकता के कारण शोधकर्ताओं का ध्यान आकर्षित करते हैं।

कृषि संयंत्रों की उत्पादकता बढ़ाने के तरीके:

पर्याप्त खनिज पोषण, जो चयापचय प्रक्रियाओं का सर्वोत्तम पाठ्यक्रम सुनिश्चित कर सकता है;

अधिक पूर्ण रोशनी, जिसे कुछ पौधों की बुवाई दरों की मदद से प्राप्त किया जा सकता है, फोटोफिलस और छाया-सहिष्णु की हल्की खपत को ध्यान में रखते हुए;

हवा में कार्बन डाइऑक्साइड की सामान्य मात्रा (इसकी सामग्री में वृद्धि के साथ, पौधों की श्वसन प्रक्रिया, जो प्रकाश संश्लेषण से जुड़ी होती है, बाधित होती है);

मिट्टी की नमी, नमी में पौधों की जरूरतों के अनुरूप, जलवायु और कृषि-तकनीकी स्थितियों पर निर्भर करती है।

प्रकृति में प्रकाश संश्लेषण का महत्व।

पृथ्वी पर प्रकाश संश्लेषण के परिणामस्वरूप प्रतिवर्ष 150 बिलियन टन कार्बनिक पदार्थ बनते हैं और लगभग 200 बिलियन टन मुक्त ऑक्सीजन निकलती है। प्रकाश संश्लेषण न केवल पृथ्वी के वायुमंडल की आधुनिक संरचना को प्रदान करता है और बनाए रखता है, जो इसके निवासियों के जीवन के लिए आवश्यक है, बल्कि वातावरण में सीओ 2 की एकाग्रता में वृद्धि को रोकता है, हमारे ग्रह की अधिकता को रोकता है (तथाकथित ग्रीनहाउस के कारण) प्रभाव)। प्रकाश संश्लेषण के दौरान निकलने वाली ऑक्सीजन जीवों को सांस लेने और हानिकारक शॉर्ट-वेव पराबैंगनी विकिरण से बचाने के लिए आवश्यक है।

chemosynthesis(देर से ग्रीक केमेटा - रसायन विज्ञान और ग्रीक संश्लेषण - कनेक्शन) - बैक्टीरिया द्वारा कार्बनिक पदार्थ बनाने की एक ऑटोट्रॉफ़िक प्रक्रिया जिसमें क्लोरोफिल नहीं होता है। अकार्बनिक यौगिकों के ऑक्सीकरण के कारण केमोसिंथेसिस किया जाता है: हाइड्रोजन, हाइड्रोजन सल्फाइड, अमोनिया, आयरन ऑक्साइड (II), आदि। CO 2 का आत्मसात, प्रकाश संश्लेषण (केल्विन चक्र) के रूप में, मीथेन बनाने के अपवाद के साथ, होमो-एसीटेट बैक्टीरिया। ऑक्सीकरण से प्राप्त ऊर्जा बैक्टीरिया में एटीपी के रूप में संग्रहित होती है।

जीवमंडल में रासायनिक तत्वों के जैव-भू-रासायनिक चक्रों में केमोसिंथेटिक बैक्टीरिया असाधारण रूप से महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। मिट्टी की उर्वरता में सबसे महत्वपूर्ण कारकों में से एक नाइट्रिफाइंग बैक्टीरिया की महत्वपूर्ण गतिविधि है। केमोसिंथेटिक बैक्टीरिया लोहे, मैंगनीज, सल्फर आदि के यौगिकों का ऑक्सीकरण करते हैं।

केमोसिंथेसिस की खोज रूसी सूक्ष्म जीवविज्ञानी सर्गेई निकोलाइविच विनोग्रैडस्की (1856-1953) ने 1887 में की थी।

3. ऊर्जा विनिमय

कोशिकाओं और जीवों के विभिन्न भागों में विशेष एंजाइमों की भागीदारी के साथ ऊर्जा चयापचय के तीन चरण होते हैं।

पहला चरण प्रारंभिक है- एंजाइमों की क्रिया के तहत (पाचन अंगों में जानवरों में) होता है जो छोटे अणुओं में di- और पॉलीसेकेराइड, वसा, प्रोटीन, न्यूक्लिक एसिड के साथ अणुओं को तोड़ता है: ग्लूकोज, ग्लिसरॉल और फैटी एसिड, अमीनो एसिड, न्यूक्लियोटाइड। इससे थोड़ी मात्रा में ऊर्जा निकलती है जो गर्मी के रूप में नष्ट हो जाती है।

दूसरा चरण एनोक्सिक, या अधूरा ऑक्सीकरण है।इसे अवायवीय श्वसन (किण्वन) भी कहा जाता है, या ग्लाइकोलाइसिसग्लाइकोलाइसिस के एंजाइम साइटोप्लाज्म के तरल भाग में स्थानीयकृत होते हैं - हाइलोप्लाज्म। ग्लूकोज विभाजन से गुजरता है, प्रत्येक मोलीन जिसमें पाइरुविक एसिड सीएच 3 - सीओ - सीओओएच के दो तीन-कार्बन अणुओं के एंजाइमों की भागीदारी के साथ चरणबद्ध विभाजित और ऑक्सीकरण होता है, जहां सीओओएच कार्बनिक एसिड की एक कार्बोक्सिल समूह विशेषता है।

ग्लूकोज के इस रूपांतरण में नौ एंजाइम क्रमिक रूप से शामिल होते हैं। ग्लाइकोलाइसिस की प्रक्रिया में ग्लूकोज के अणु ऑक्सीकृत हो जाते हैं, अर्थात् हाइड्रोजन परमाणु नष्ट हो जाते हैं। इन प्रतिक्रियाओं में हाइड्रोजन स्वीकर्ता (और इलेक्ट्रॉन) निकोटिनमाइड निनडिन्यूक्लियोटाइड (एनएडी +) अणु होते हैं, जो एनएडीपी + के समान होते हैं और केवल राइबोज अणु में फॉस्फोरिक एसिड अवशेषों की अनुपस्थिति में भिन्न होते हैं। जब पाइरुविक एसिड को एनएडी कम करके कम किया जाता है, तो ग्लाइकोलाइसिस का अंतिम उत्पाद, लैक्टिक एसिड बनता है। फॉस्फोरिक एसिड और एटीपी ग्लूकोज के टूटने में शामिल हैं।

संक्षेप में, यह प्रक्रिया इस तरह दिखती है:

सी 6 एच 12 ओ 6 + 2 एच 3 पी0 4 + 2एडीपी = 2सी 3 एच 6 0 3 + 2एटीपी + 2एच 2 0।

खमीर कवक में, ग्लूकोज अणु, ऑक्सीजन की भागीदारी के बिना, एथिल अल्कोहल और कार्बन डाइऑक्साइड (अल्कोहल किण्वन) में परिवर्तित हो जाता है:

सी 6 एच 12 ओ 6 + 2 एच 3 पी0 4 + 2एडीपी - 2सी 2 एच बी 0एच + 2सी0 2 + 2एटीपी + 2एच 2 ओ।

कुछ सूक्ष्मजीवों में, ऑक्सीजन के बिना ग्लूकोज के टूटने से एसिटिक एसिड, एसीटोन आदि का निर्माण हो सकता है। सभी मामलों में, एक ग्लूकोज अणु के टूटने के साथ दो एटीपी अणुओं का निर्माण होता है, जिनमें से 40 के मैक्रोर्जिक बॉन्ड में होते हैं। ऊर्जा का % भंडारित होता है, शेष ऊष्मा के रूप में नष्ट हो जाता है।

ऊर्जा चयापचय का तीसरा चरण(ऑक्सीजन विभाजन का चरण , या एरोबिक श्वसन का चरण) माइटोकॉन्ड्रिया में किया जाता है। यह चरण माइटोकॉन्ड्रियल मैट्रिक्स और आंतरिक झिल्ली से जुड़ा हुआ है; इसमें एंजाइम शामिल होते हैं, जो एक एंजाइमेटिक रिंग "कन्वेयर" होते हैं, जिन्हें कहा जाता है क्रेब्स चक्र,इसका नाम उस वैज्ञानिक के नाम पर रखा गया है जिसने इसकी खोज की थी। कई एंजाइमों के काम करने के इस जटिल और लंबे रास्ते को भी कहा जाता है ट्राइकारबॉक्सिलिक एसिड चक्र।

एक बार माइटोकॉन्ड्रिया में, पाइरुविक एसिड (PVA) ऑक्सीकृत हो जाता है और एक ऊर्जा-समृद्ध पदार्थ में परिवर्तित हो जाता है - एसिटाइल कोएंजाइम ए, या एसिटाइल-सीओए संक्षेप में। क्रेब्स चक्र में, एसिटाइल-सीओए अणु विभिन्न ऊर्जा स्रोतों से आते हैं। PVA ऑक्सीकरण की प्रक्रिया में, इलेक्ट्रॉन स्वीकर्ता NAD + NADH में कम हो जाते हैं और एक और प्रकार के स्वीकर्ता कम हो जाते हैं - FAD से FADH 2 (FAD एक फ्लेविन एडेनिन डाइन्यूक्लियोटाइड है)। इन अणुओं में संग्रहीत ऊर्जा का उपयोग सार्वभौमिक जैविक ऊर्जा संचयक एटीपी को संश्लेषित करने के लिए किया जाता है। एरोबिक श्वसन के चरण के दौरान, एनएडीएच और एफएडीएच 2 से इलेक्ट्रॉन अंतिम इलेक्ट्रॉन स्वीकर्ता, आणविक ऑक्सीजन में उनके स्थानांतरण की एक बहुस्तरीय श्रृंखला के साथ चलते हैं। स्थानांतरण में कई इलेक्ट्रॉन वाहक शामिल होते हैं: कोएंजाइम क्यू, साइटोक्रोम और, सबसे महत्वपूर्ण, ऑक्सीजन। जब इलेक्ट्रॉन श्वसन वाहक के एक चरण से दूसरे चरण में जाते हैं, तो ऊर्जा निकलती है, जिसे एटीपी संश्लेषण पर खर्च किया जाता है। माइटोकॉन्ड्रिया के अंदर, H + धनायन O 2 ~ आयनों के साथ मिलकर पानी बनाते हैं। क्रेब्स चक्र में, सीओ 2 बनता है, और इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला में - पानी। इसी समय, ग्लूकोज का एक अणु, सीओ 2 और एच 2 0 तक ऑक्सीजन की पहुंच के साथ पूरी तरह से ऑक्सीकृत होकर, 38 एटीपी अणुओं के निर्माण में योगदान देता है। पूर्वगामी से, यह निम्नानुसार है कि कार्बनिक पदार्थों का ऑक्सीजन विभाजन, या एरोबिक श्वसन, कोशिका को ऊर्जा प्रदान करने में मुख्य भूमिका निभाता है। ऑक्सीजन की कमी या इसकी पूर्ण अनुपस्थिति के साथ, ऑक्सीजन मुक्त, अवायवीय, कार्बनिक पदार्थों का विभाजन होता है; ऐसी प्रक्रिया की ऊर्जा केवल दो एटीपी अणु बनाने के लिए पर्याप्त है। इसके लिए धन्यवाद, जीवित प्राणी थोड़े समय के लिए बिना ऑक्सीजन के रह सकते हैं।