محتويات
يحدث التنفس الخلوي داخل الفجوات
لا يحدث التنفس الخلوي داخل الفجوات وإنما داخل الميتوكوندريا.
فعملية تحرير الطاقة من الغذاء في الخلايا الحيوية تسمى بالتنفس الخلوي، وفي داخل هذه الخلايا الحيّة يتمّ الاعتماد على الأوكسجين من أجل الحصول على هذه الطاقة واستعمالها لبقاء الخلايا على قيد الحياة والحول دون موتها وتلفها، ومن أبرز الأهداف المرجوّة من عكلية التنفس الخلوي عند الكائنات الحية التي تملك نواةً في خلاياها هو تحليل المواد الغذائية وتحويلها لمركبات يمكن الاستفادة منها.
تساهم جميع عضيّات الخلايا سواءً النباتية منها أو الحيوانية بتحليل المواد الغذائية أثناء التنفس الخلوي والحصول منها على الطاقة، لكنّ مركز هذه العملية يتمّ في الميتوكوندريا، والتي تعدّ من أهمّ عضيات الخلايا، وقد يعتقد البعض أن هذه العملية تتم داخل الفجوات وهو اعتقادٌ خاطئ، فللفجوات داخل الخلايا وظائف مختلفة تمامًا من أبرزها جمع الفضلات وطرحها خارج الخلية.[1]
ما هو مفهوم التنفس الخلوي
التنفس الخلوي هو العملية الحيوية التي تتم داخل الخلايا الحيّة ذات النواة.
والتي من خلالها يتمّ اتحاد الأوكسجين مع جزيئات المواد الغذائية المختلفة الموجودة في الخلية، واستخلاص الطاقة الكيميائية منها وتحويلها إلى أنشطة تهدف إلى إبقاء الخلايا على قيد الحياة، كذلك طرد المواد الزائدة والفضلات والمواد وثاني أكسيد الكربون إلى خارج الخلايا، ومعادلة التنفس الحيوي الكيميائية هي:
C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + ATP
وأما عن الخلايا التي لا تملك النواة ولا يمكنها الاعتماد على الأكسجين في تحليل المواد الغذائية للاستفادة منها وإبقاء الكائن على قيد الحياة تسمى العملية فيها بالتخمير، حيث يتمّ تخمير المواد الغذائية لاستخلاص الطاقة منها وتحويلها لأنشطة مستدامة، ونجد ذلك في الكائنات الأولية والفيروسات وغيرها.[1]
أين تحدث عملية التنفس الخلوي
في الميتوكوندريا.
وهي عضيات صغيرة الحجم تتواجد بعددٍ لا بأس به داخل الخلايا الحية، وتكون هذه العضيات مرتبطة بغشاء الخلية، وظيفتها الأساسية في الخلية هي تحرير الطاقة الكيميائية من المواد الغذائية التي تدخل الخلايا بالاعتماد على الأوكسجين، حيث تعتمد الخلية على هذه الطاقة من أجل تشغيل التفاعلات الكيميائية الحيوية فيها.
وتعمل هذه العضيات الصغيرة والتي يُطلق عليها اسم المفرد أيضًا على تخزين الطاقة المستخلصة في جزيء صغير يسمى أدينوسين ثلاثي الفوسفات، كما وتحتوي هذه العضيات الصغيرة على الكروموسومات الخاصة بها والتي يتمّ توريثها من قبل الأم فقط، ويرث الأولاد ذات الكروموسومات جيلًا بعد جيل من خلال تكاثر الخلايا أي أنّ الحمض النووي الخاص بالميتوكوندريا يكون من الأمّ فقط.[2]
[almrsal_inner_post 1178399]
وظيفة الفجوات
- التخزين.
- ضغط التورغور.
- الالتقام والإخراج.
التخرين: يملأ هذه الفجوات الموجودة في الخلايا سائلٌ يسمى بعصارة الخلية، ويتمّ فيها تخزين الأملاح والمعادن والأصباغ والبروتينات، وإلى جانب تخزين هذه المواد في هذا السائل، يساهم هذا السائل في الحفاظ على توازن البيئة الحمضية للخلية، كما ويتمّ فيها تخزين الدهون اللازمة للخلية.
ضغط التورغور: وهذا يكون للفجوات الموجودة في الخلايا النباتية فقط، حيث تمتلأ الفجوات بالماء والسوائل مما يساعدها على الضغط بشكلٍ كافٍ على جدران الخلية وإعطائها الشكل الهندسي المميز لها، ويملأ الفراغ الموجود في الخلايا.
الالقتام والإخراج: تقوم الفجوات بالتقاط الفضلات والمواد الزائدة وتخزينها بعيدًا عن المواد الأخرى الضرورية للخلية، ومن ثمّ تطرحها لخارج الخلية أو تقوم بهضمها عن طريق الحويصلات أو الليزوزومات، وتختلف الطريقة بحسب الخلايا ونوعها.[3]
وظيفة التنفس الخلوي
- الحفاظ على درجة حرارة الجسم وانتظامها.
- الحصول على الطاقة اللازمة لتحليل المركبات العضوية.
- إنتاج الجلوكوز والذي هو من أهم أشكال الطاقة اللازمة للخلية.
- القيام بالنشاطات الحيوية داخل الخلية بشكل سليم.
- يساعد على نقل الجزئيات عبر أغشية الخلية بشكلٍ منتظم.
- المساعدة في العمليات الأيضية.
- يساهم في تنظيم حركة العضيات داخل الخلايا وتغذيتها.
- إبقاء الخلايا حية والحول دون موتها وتلفها وإلحاق الأضرار بها.[4]
أنواع التنفس الخلوي
- التنفس الهوائي.
- تخمير حمض اللاكتيك.
- التخمير الكحولي.
- تكوين الميثان.
التنفس الهوائي: ويكون لدى الخلايا حقيقة النواة كالخلايا الحيوانية والخلايا النباتية، حيث يتم ّالاعتماد على الأوكسجين لتحليل المركبات العضوية وإنتاج الطاقة، وطرح الفضلات إلى جانب ثاني أكسيد الكربون والماء من الخلايا.
تخمير حمض اللاكتيك: ويحدث تخمير اللاكتيك في الخلايا بدائيات النوى، حيث يتمّ الاعتماد على عملية التخمير دون الحاجة للأوكسجين، ويمكن أن تعتمد عليه بعض الخلايا حقيقة النوى عند انعدام الأوكسجين من أجل الحفاظ على حياة الخلية وعدم تلفها وإنتاج الطاقة اللازمة لعملها.
التخمير الكحولي: أو تخمر الإيثانول، وفيه يتمّ تحويل السكريات إلى كحول إيثيلي وثاني أكسيد الكربون، وذلك بالاعتماد على الخميرة والبكتيريا ذات الأنواع المختلفة، فتتكسر جزيئات البيروفات للتحول إلى طاقة تستدم لإعاشة الخلايا.
تكوين الميثان: يعتمد في تكوين الميثان والذي هو يعدّ تنفس لا هوائي أي لا يتمّ فيه الاعتماد على الهواء، وبدلًا من ذلك يتمّ الاعتماد على البكتيريا اللا هوائية، ويحدث غالبًا في البيئات المفتقرة للهواء كباطن الأرض والأمعاء في الثدييات.[4]
التنفس الخلوي والبناء الضوئي
هنالك العديد من الفروق ما بين التنفس الخلوي والبناء الضوئي أو التركيب الضوئي الذي يحدث في النباتات الخضراء، فلكلٍ منهما العضيات المتخصصة في ذلك، إلى جانب اختلافهما في العملية الحيوية والنواتج التي تنتج عن هذه العملية والتي سيتمّ إيضاحها من خلال جدول المقارنة في الآتي.[5]
| وجه المقارنة | التنفس الخلوي | البناء الضوئي |
| الموقع من الخلية | الميتوكوندريا | البلاستيدات الخضراء |
| العملية الحيوية | تحويل الغذاء إلى طاقة كيميائية | تحويل ضوء الشمس إلى طاقة |
| النواتج | ثاني أكسيد الكربون والماء | الأوكسجين |
| الاستخدام | الأوكسجين | ثاني أكسيد الكربون |
| يحدث في | جميع الخلايا الحية | الخلايا النباتية فقط |
