التنفس الخلوي /نشاط الخلية لإنتاج الطاقة

التنفس الخلوي /نشاط الخلية لإنتاج الطاقة

- ‎فيمقالات علمية
193
0

التنفس الخلوي 

الحياة تُسيًرها الطاقة. كل الأنشطة التي تقوم بها المخلوقات الحية  تستعمل أنواع الطاقة .

وكما تعلمنا عن البناء الضوئي , تحويل الطاقة الضوئية لصناعة طاقة كيميائية مختزنة في جزيئات السكر والدسم –

سنتعلم  في هذا المقال كيف تحصل المخلوقات جميعها من هذه المواد الغذائية على الطاقة اللازمة لها .

تُصنًف الأحياء حسب تغذيتها الى :

1- ذاتية التغذية : تستهلك الغذاء الذي تنتجه بعملية البناء الضوئي.

2- عضوية التغذية : تستهلك الغذاء الذي تنتجه الكائنات ذاتية التغذية .

 

التنفس الخلوي : الأكسدة الكاملة للجلوكوز ,في الميتوكوندريا مقر انتاج في الخلية ,حيث تستخدم هذه العملية نواقل إلكترونات تساعد على الإطلاق التدريجي للطاقة من أكسدة الجلوكوز , ناتج أيض الطاقة هو ATP . الذي تستخدمه الخلايا بوصفه مصدراً متنقلاً للطاقة . وهذا يؤدي الى حفظ الطاقة .

مراحل أكسدة الجلوكوز:

أولا :التحلل الجلايكولي

ويتم في هذه المرحلة ما يلي :1- يتحول الجلوكوز الى جزيئين من البيروفيت . تحدث هذه العملية في السيتوبلازم .

2- يتحول   2ADPالى 2ATP

3- يتحول 2NAD+  الى NADH

ثانياً  : أكسدة البيروفيت

يتم خلال 1- نزع ذرة كربون من ثلاث ذرات من كربون البيروفيت وتغادر على شكل CO2

2-ربط المركب ثنائي الكربون الناتج مع أستيل مرافق أنزيم –أ

3-نقل زوج من الالكترونات وبروتون مرتبط معهما الى الناقل NAD

يمكن تلخيص التفاعل كما يلي :

بيروفيت +  CoA+NAD+                       =                  أستيل مرافق الأنزيم – أ + NADH + CO2 +H

 

 

 

ثالثاً  :دورة كريبس

سلسلة التفاعلات التي تحدث في حشوة الميتوكوندريا من أجل التحطيم الكامل لجزئ الجلوكوز,  وينتج عنها   NADH و FADH   و     CO2  وجزئ ATP  .

 

ا

رابعاً  : سلسلة نقل الإلكترونات والأسموزية الكيميائية

تٌنقل الالكترونات عالية الطاقة الناتجة عن تحطم الجزيئات الكربونية عبرنواقل إلكترونات متحركة هي }يوبيكينون (Q) ,  سيتوكروم (C)  {   بين ثلاثة معقدات من بروتينات الغشاء . تستخدم هذه المعقدات جزءاً من طاقة الإلكترونات في ضخ بروتونات خارج الحشوة نحو الفراغ بين الغشائين . تصل الإلكترونات في النهاية للإوكسجين ويُنتج الماء .

يولًد هذا تدرًجاً في تركيز البروتونات عبر الغشاء الداخلي يؤدي الى شكل من أشكال الطاقة تستخدم لبناء ATP  .

أنزيم صنع ATP   :

يمتلك هذا الأنزيم جزءاً مرتبطاً بالغشاء , وساقاً ضيقة تربط الجزء الغشائي مع الجزء التحفيزي يشبه العقدة . يمكن أن يتفكك الى جزأين صغيرين أحدهما قناة تتحرك خلالها البروتونات عند تدرج تركيز البروتونات على جانبي الغشاء  , والاخر ساق وعقدة . وهكذا يتم تصنيع ATP عن طريق محرك دوراني دقيق.

حيث يقود التدرج البروتوني دورانه . تشبه هذه العملية ما يحدث في المطحنة التي تديرها المياه, حيث يسبب جريان الماء دوران عجلة تنجز عملاً أو تنتج طاقة.تدفق البروتونات يشبه تدفق الماء الذي يسبب دوران العجلة.إن أنزيم بناء ATP   محرك أكثر تعقيد ينتج بالنهاية مركب غني بالطاقة هو  ATP

التحكم بعملية التنفس :

عندما تمتلك الخلايا كميات وافرة من ATP  .تثبط التفاعلات الرئيسة في التحلل الجلايكولي ودورة كريبس . مبطئاً إنتاج ATP  . إن نقطة التحكم في عملية  الأكسدة هي أنزيم فوسفوفركتوكاينير .

التنفس اللاهوائي ( التخمر )

عند غياب الاوكسجين تعتمد الخلايا مستقبلاً للكترونات المتولدة عن التحلل الجلايكولي هو مركبات عضوية . فلذلك تُنتج تفاعلات التخمر مركبات متنوعة, مثل الايثانول في الخميرة  وحمض اللبنيك في التخمر اللبني .

لدينا لوحة تبين بعض  أنواع التخمرات ومراحل حدوثها . لاحظ غياب الاوكسجين وكمية الطاقة القليلة.

مُلخص :

اللوحة تمثل عملية الاكسدة التنفسية للمواد العضوية واستحصال الطاقة منها  .

 

التكامل بين عمليتي البناء الضوئي و الاكسدة التنفسية .

اكتمال دور الطاقة . يدور الماء والأوكسجين معاً بين البلاستيدات الخضراء والميتوكوندريا في الخلايا النباتية,وكذلك الجلكوز و CO2 .تحتاج الخلايا المحتوية على بلاستيدات ( الخلايا النباتية) الى مصدر خارجي من CO2 – H2O   لأنتاج جلوكوز و O2 . وتحتاج الخلايا التي لا تحتوي البلاستيدات

( الخلية الحيوانية ) . الى مصدر خارجي من الجلوكوز و  O2 لإنتاج CO2  –  H2O  .

إعداد : الاستاذة شهلا صادق

مٌدرسة علم أحياء، درست في جامعة دمشق كلية العلوم ، درستُ في مدارس وثانويات الجمهورية العربية السورية، وبعد رحلتي في عالم التدريس التي تتجاوز العشرون عاماً على السبورة الخشبية و السبورة الضوئية، أحببت أن أتبع التطور التكنولوجي، وقمت بتأسيس مؤسسة الياسر التعليمية لأنشر بها الدروس والإختبارات التي أقوم بتصميمها، لتصبح أكثر متعة للطلاب

‎إضافة تعليق

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *