اهمية التنفس الخلوي

كتابة: دعاء اشرف آخر تحديث: 07 ديسمبر 2022 , 12:54

اهمية التنفس الخلوي

  • الحصول على  الطاقة .
  • الحفاظ على ثبات درجة حرارة الجسم .
  • توفير الهيكل الكربوني لعملية البناء الضوئي .
  • تحدث عمليات التنفس الخلوي في الميتوكندريا .

التنفس الخلوي له الفائدة كبيرة على كافة الخلايا المُصنفة على أنها حقيقية النواة وأيضا مجموعة الخلايا البدائية، والسبب في ذلك أن مركبات الطاقة الكيميائية الحيوية التي يتم إنتاجها لكي تستكمل تفاعلاتها في عمليات التمثيل الغذائي، ومن الأمثلة على تلك العمليات التخليق الحيوي، ونقل مجموعة الجزيئات عن طريق الأغشية .

كما يجب معرفة أن التنفس الخلوي ليس بعملية عشوائية تحدث في أي مكان وفي أي وقت، بل لها مكان محدد وهو العصارة الخلوية التي يحدث فيها أول خطوه وهي تحلل السكر، والميتوكوندريا، التي تحدث فيها أكسدة للبيروفات ودورة كربس بجانب الفسفرة المؤكسدة في الميتوكوندريا، وقد تسائل البعض عن ATP فهو ناتج يتم ملاحظة ظهوره في كافة المعادلات ولكن ما هو؟ في الحقيقة هو جزء يسمى بأدينوسين ثلاثي الفوسفات .

كما أنه صنف على أنه المادة الكيميائية الأساسية التي يتم انتاجها خلال جميع خطوات عملية التنفس الخلوي، وهناك مجموعة من الأمور التي يجب الالتفات إليها وهي إذا تم حدوث التنفس الخلوي في وسط مليء بالأكسجين أو يتوافر فيه الأكسجين يطلق على التنفس في هذه الحالة  أنه تنفس هوائي، أما إذا حدث ذلك التفاعل في وسط خالي من الأكسجين هنا تسمى هذه العملية بالتنفس اللاهوائي .

ما مصدر الطاقة في التنفس الخلوي

هو الأشعة الفوق بنفسجية أو الضوء .

وبعد التعرض للضوء تتم عملية التنفس الخلوي،وهذه العملية ليست بالأمر السهل كما هو متوقع بل هو عملية معقدة تتم على مجموعة خطوات حيث أن:

الخطوة الأولي تسمي بتحلل السكر: تم تصنيف هذه الخطوة على أنها الفريدة من نوعها، فهي الخطوة الوحيدة المتواجدة في كافة أنواع التنفس المختلفة، وخلال هذه الخطوة يحدث انقسام للسكر ليصبح جزئين بجانب وجود جزيئين من ATP، و المعادلة المعبرة عن التفاعل هي

C 6 H 12 O 6 (جلوكوز) + 2 NAD + 2 ADP + 2 P i → 2 CH 3 COCOO− + 2 NADH + 2 ATP + 2 H 2 O + 2H +.

تبدأ الخطوات عند تحلل الجلوكوز لكي يصير جزيئين من حمض البيروفيك، ثم تتم معالجتهم إلى أن يصبحوا حمض بيروفيك وتتمحور في النهاية وينتج عنها الكحول الإيثيلي أو حمض اللاكتيك .

الخطوة الثانية: هي خطوة الاختزال فعند تخمير حمض اللاكتيك يفقد NADH إلكترون يكتسبه حمض البيروفيك

الخطوة الثالثة: فيحدث خلالها معالجة لكلا من الإلكترونات والبروتونات اللذان يرتبطان بحاملات الإلكترون وتظل التفاعلات مستمرة الى ان يتم إنتاج مركبات الطاقة .

تعريف التنفس الخلوي

تعريف التنفس الخلوي هو  العملية التي ينتج عنها مركبات طاقة، وتكون تلك المركبات على هيئة ATP من الجلوكوز، وقد تساءل أحد الأفراد عن سير عملية التنفس الخلوي في الحقيقة تمر هذه العملية بمجموعة مراحل بلغ عددها الثلاثة مراحل، كانت المرحلة الأولي هي التي يتم تكسير جزيئات الجلوكوز داخل سيتوبلازم الخلية، وكان يطلق على هذه المرحلة تحلل السكر .

فور الانتهاء من هذه المرحلة يتم الانتقال إلى المرحلة الثانية وهي التي يتم خلالها نقل جميع جزيئات البيروفات إلى أن يتم الوصول بهم في الميتوكوندريا، وفور دخوله الميتوكوندريا يتم تحويلها بشكل مباشر إلى جزيء ثنائي الكربون، ولكن لنطرح سؤال هام وهو ما هي الميتوكوندريا؟ أن الميتوكوندريا هي عبارة عن مجموعة من العضيات التي تم تلقيبها بمراكز الطاقة، وبها غشاء داخلي يضم الكثير من الثنايا والطيات والتي تعمل على زيادة مساحة سطح الغشاء لكي يتم حدوث الكثير من التفاعلات بداخلها .

أما عن المرحلة الثالثة فيتم خلالها دخول مركبات الطاقة المتواجدة بناقلات الطاقة إلى ما يسمى بسلسلة نقل الإلكترونات لكي يتم التمكن من إنتاج ATP، ويجب الانتباه لأمر هام وهو ضرورة وجود الاكسجين في هذه العملية، وذلك لانه يساعد على تحويل الجلوكوز من صورته إلى ATP، ويتم الحصول على جزئين فقط من مركبات الـ ATP لكل جلوكوز خلال المرحلة الأولى، ولكن يتزايد العدد بتقدم المراحل .

نواتج التنفس الخلوي

نواتج التنفس الخلوي تكون مبنية على المفاعلات:

المتفاعلات: إن التفاعلات تنحصر في كلا من الأكسجين الذي يتم الحصول عليه عند التنفس، والجلوكوز الذي يتم الحصول عليه من الطعام.

النواتج: هي غاز ثاني أكسيد الكربون بالإضافة إلى الماء.

وهناك مجموعة من المعادلات التي توضح عملية التنفس الهوائي، بلغ عددها الثلاث معادلات حيث أن الأولى كانت توضح دمج كلا من الجلوكوز والأكسجين بجانب ADP سويا ليكون الناتج غاز ثاني أكسيد الكربون والماء ومركبات طاقة.

C 6 H 12 O 6 (جلوكوز) + 6O 2 + 36 ADP (مستنفد ATP) + 36 P i (مجموعات الفوسفات) → 6CO 2 + 6H 2 O + 36 ATP

المعادلة الثانية هي المعادلة الخاصة بتخمير حمض اللاكتيك، والتي توضح تقسيم جزيء الجلوكوز المتفاعل إلى جزيئين من حمض اللاكتيك، وبعد ذلك تُنقل الطاقة الكيميائية المُخزنة داخل روابط الجلوكوز التي تم تكسيرها إلى روابط ADP ومجموعة فوسفات

C 6 H 12 O 6 (الجلوكوز) + 2 ADP (مستنفد ATP) + 2 P i (مجموعات الفوسفات) → 2 CH 3 CHOH COOH (حمض اللاكتيك) + 2 ATP

في النهاية تأتي خطوة التخمير الكحولي وهي تتشابه مع طريقة تخمر حمض اللاكتيك أثناء وجود الأكسجين، ويتم تطبيق هذه المعادلة في حالة الرغبة في تصنيع الكحول الإيثيلي والمشروبات الكحولية

C 6 H 12 O 6 (جلوكوز) + 2 ADP (مستنفد ATP) + 2 P i (مجموعات الفوسفات) → 2 C 2 H 5 OH (كحول إيثيلي) + 2 CO 2 + 2 ATP

إشترك
نبّهني عن
guest
0 تعليقات
رد خطي
الإطلاع على كل التعليقات
زر الذهاب إلى الأعلى