حل درس التنفس الخلوي أحياء 3
حل درس التنفس الخلوي
التنفس الخلوي
تحصل المخلوقات الحية على الطاقة بعملية تسمى التنفس الخلوي وتتمثل وظيفة التنفس الخلوي في جمع الالكترونات من المركبات الكربونية مثل الجلوكوز واستخدام طاقتها في إنتاج جزيئ ATP الذي يزود الخلايا بالطاقة لتؤدي وظائفها
لاحظ ان علمية التنفس الخلوي تحدث في عكس اتجاه عملية البناء الضوئي يحدث التنفس الخلوي في مرحلتين رئيسيتين هما التحلل السكر والتنفس الهوائي المرحلة الأولى التحلل السكري عملية لا هوائية لا تتطلب وجود الأكسجين أما التنفس الهوائي فيشمل حلقة كربس ونقل الالكترون وهو عملية هوائية تتطلب وجود الأكسجين
التحلل السكري
يتحلل الجلوكوز في السيتوبلازم خلال عملية التحلل السكري ويتكون جزيئاتمن ATP وجزيئان من NADH عند تحلل جزيء واحد من الجلوكوز في أثناء قراءتك خطوات التحلل السكري
اولاً ترتبط مجموعتا فوسفات مع الجلوكوز بعد انفصالهما عن جزيئين من ATP لاحظ أن التفاعلات التي تنتج طاقة الخلية إلى طاقة الخلية تحتاج إلى طاقة بسيطة (جزيئين ATP ) لكي تبدأ حيث يتحلل جزيء الجلوكوز السداسي الكربون إلى مركبين ثلاثي الكربون
ثانياً : تضاف مجموعتا فوسفات ثم تتحد الإلكترونات وأيونات H+ مع جزيئين من NAD+ فيتكون جزيئان من NADH يشبه جزيء NAD+ جزيء NADP وهو ناقل الكترونات يستخدم خلال عملية البناء الضوئي
ثالثاً : تتحول أخيراً المركبات الثلاثية الكريون إلى جزيئين من بيروفيت وفي الوقت نفسه يتم إنتاج أربعة جزيئات ATP
حلقة كربس
ينتج عن عملية التحلل السكري جزيئاً ATP وجزيئان من البيروفيت ومعظم الطاقة الناتجة عن تحلل سكر الجلوكوز لا تزال مخزنة في جزيئات البيروفيت ينتقل البيروفيت في وجود الأكسجين إلى الحشوة في الميتوكندريا حيث يتحول في النهاية إلى co2 وتسمى سلسلة التفاعلات التي يتحلل فيها البيروفيت إلى ثاني أكيد الكربون حلقة كربس أو دورة TCA ويشار إلى هذه الحلقة أيضاً بحلقة حمض الستريك
سلسلة نقل الإلكترون
تعد سلسلة نقل الإلكترون في التنفس الهوائي الخطوة النهايئة من عملية تحلل سكر الجلوكوز وهي أيضاً النقطة التي يتم فيها إنتاج معظم جزيئات ATP وتستخدم الإلكترونات العالية الطاقة وأيونات الهيدروجين من جزيئات NADH وFADH2 التي أنتجت في حلقة كريس لتحويل ADP إلى ATP
أولاً: تنتقل الإلكترونات على طول غشاء الميتوكندريا من بروتين إلى أخر وعندما تتحرر جزيئات الإلكترونات من نواقل الإلكترونات NADH و FADH2 فإنها تتحول إلى NAD+وFAD وتتحرر كذلك أيونات الهيدروجين H+ في اتجاه حشوة الميتوكندريا
ثانياً: يتم ضخ أيونات H+ من الحشوة عبر الغشاء الداخلي للميتوكندريا
ثالثاً : بسبب اختلاف فرق التركيز الأيونات H+ على جانبي الغشاء الداخلي للميتوكندريا فأنها تنتشر لتعود مرة أخرى من الحيز بين الغشائي للميتوكندريا إلى الحشوة عبر الغشاء الداخلي مروراً بجزيئات إنزيم بناء ATP بواسطة العملية الأسموزية الكيميائية تشابه عمليتا الأسموزية الكيميائية وسلسلة نقل الألكترون في التنفس الخلوي مع العمليات التي تحدث في البنائ الضوئي
التنفس اللاهوائي
يمكن أن يعمل بعض الخلايا فترة زمنية قصيرة عندما تكون مستويات الأكسجين منخفضة وبعض بدائيات النوى مخلوقات لاهوائية أي تستطيع أن تنمو وتتكاثر دون وجود الأكسجين وتستمر هذه الخلايا في بعض الأحيان في أنتاج ATP عن طريق التحلل السكري ومع ذلك فهناك مشكلات تنتج عن الاعتماد على التحلل السكري وحده في الحصول على الطاقة فالتحلل السكري يزود الخلية بجزيئي ATP فقط لكل جزيء جلوكوز ولأن للخلية كمية محددة من جزيء NAD+ تتوقف عملية التحلل السكري عند استهلاك جميع جزيئات NAD+ وخصوصاً عند عدم وجود عملية تعوض النقص في هذه الجزيئات فالمسار اللاهوائي الذي يتبع عملية التحلل السكري هو التنفس اللاهوائي أو التخمر ويحدث التخمر في السيتوبلازم وهو يعيد تزويد الخلية بجزيئات NAD+وينتج كمية قليلة من جزيئات ATP والتخمر نوعان التخمر اللبني والتخمر الكحولي
التخمر الكحولي
يحدث التخمر الكحولي في الخميرة وبعض أنواع البكتيريا يبين التفاعل الكيميائي الذي يحدث في أثناء التخمر الكحولي حيث يتحول البيروفيت إلى الكحول الإيثيلي وثاني اكسيد الكربون وتوفر جزيئات NADH الإلكترونات كما في تخمر حمض اللاكتيك وتتحول إلى جزيئات NAD+
عمليتا البناء الضوئي والتنفس الخلوي
كما تعلمت سابقاً فإن البناء الضوئي والتنفس الخلوي عمليتا مهمتان تستخدمهما الخلايا في الحصول على الطاقة وهما من المسارات الأيضية التي تنتج الكربوهيدرات البسيطة وتحللها
تذكر ان المواد الناتجة عن عملية البناء الضوئي هي الأكسجين والجلوكوز وهي المواد المتفاعلة التي تتطلبها عملية التنفس الخلوي والمواد الناتجة عن عملية التنفس الخلوي هي ثاني اكسيد الكربون والماء وهي المواد المتفاعلة اللازمة لعملية البناء الضوئي