تلخيص درس التنفس الخلوي احياء صف عاشر

التنفس الخلوي

تلخيص درس التنفس الخلوي احياء صف عاشر

س /كيف تحصل الكائنات الحية على الطاقة ؟

عن طريق تكسير الجزيئات العضوية أثناء عملية ( التنفس الخلوي )

ما هي وظيفة التنفس الخلوي ؟

1 -جمع الإلكترونات من مركبات الكربون مثل الجلوكوز .

2 -وإستخدام الطاقة المنبعثة في إنتاج ثلاثي فوسفات الأينوسين ( ATP ، ) الذي يُستخدم بدوره في إمداد الخلايا بالطاقة من أجل أن تؤدي وظائفها.

(ملاحظة) : هي عكس تماماَ معادلة البناء الضوئي ،  فالمتفاعالت في البناء الضوئي تكون نواتج التنفس الخلوي ، والعكس صحيح .

مقارنة بسيطة :

عملية التحلل السكري :

• ترتبط مجموعتا الفوسفات ، الناتجان عن جزيئي ATP بالجلوكوز لتنتج جزيئي ADP
• يتحلل الجزئ سداسي الكربون إلى مركبين ثلاثيي الكربون
• تُضاف مجموعتا فوسفات وتتحد الإلكترونات G3P وأيونات الهيدروجين +H مع جزيئي +NAD ويتحول إلى جزيئي NADH

ُملاحظة : جزئ +NAD يُشبه جزئ NADP وهو ناقل الإلكترونات الذي يُستخدم خلال عملية البناء الضوئي

• أخيراَ ، يتحول المركبان ثلاثيا الكربون إلى جزيئين من البيروفات وفي الوقت نفسه تنتج أربعة جزيئات ATP
•  التحلل السكري : عملية يتحلل فيها الجلوكوز داخل السيتوبلازم .
•  يتكون جزيئان من ATP وجزيئان من NADH عند تحلل جزيء واحد من الجلوكوز

دورة كربس :

•  ينتج عن عملية التحلل السكري جزيئا ATP وجزيئيان من البيروفات
• تبقى غالبية طاقة الجلوكوز ُمخزنة في البيروفات .
•  في وجود الأكسجين ينتقل البيروفات إلى حشوة الأجسم الفتيلية (الميتوكندريا )
•  يتحول البيروفات في النهاية إلى ثاني أكسيد الكربون

 دورة كربس : هي مجموعة من التفاعالت التي يتحلل خلالها البيروفات مكوناَ ثاني أكسيد الكربون ، وهي حلقة الحمض ثلاثي الكربوكسيل ( TCA ، ) ولها إسم آخر أيضاَ وهو دورة حمض الستريك

أين تحدث ؟ هل يلزم وجود O2 ؟ وما كمية الطاقة الناتجة عنها ؟

تحدث في حشوة الميتوكندريا - ويلزم وجود O2 - كمية الطاقة الناتجة عالية.

ماهي النواتج النهائية لحلقة كربس ؟

ستة جزيئات CO2                                       - جزيئي ATP

ثمانية جزيئاتNADH                               جزيئي FADH2

الدورة في لمحة ،

• تنتقل جزيئات NADH و FADH2 لتؤدي دورا مهما في المرحلة التالية من التنفس الهوائي
• قبل بداية دورة كربس ، يتفاعل البيروفات مع مرافق الإنزيم A لتكوين مركب وسيط ثنائي الكربون يسمى ( أسيتيل ُمرافق اإلنزيم A )
•  يتحرر ثاني أكسيد الكربون في الوقت نفسه وتتحول جزيئات +NAD إلى جزيئات NADH
•  ينتقل بعد ذلك أسيتيل مرافق الإنزيم A إلى حشوة األجسام الفتيلية
•  ينتج عن هذا التفاعل جزيئين من ثاني أكسيد الكربون وجزيئي NADH

خطوات دورة كربس :

- يتحد أسيتيل ُمرافق الإنزيم A مع مركب رباعي الكربون لتكوين مركب سداسي الكربون ( حمض الستريك )

- يتحلل حمض الستريك ُمحرراَ جزيئين من ثاني أكسيد الكربون ، ومنتجاَ جزئ ATP ، وثلاثة جزيئات NADPH وجزئ FADH2

(يُعتبر FAD ناقل إلكترونات آخر يُشبه +NAD و +NADP)

-أخيراَ ، ينتج كل من أسيتيل ُمرافق الإنزيم A وحمض السيتريك ، وتستمر الدورة.

تذكر :

 جزيئين من البيروفات يتكونان خالل عملية التحلل السكري ، فينجم عنها " دورتين من كربس " كاملتان لكل جزئ جلوكوز .

يكون الناتج النهائي لدورة كربس ستة جزيئات من ثاني أكسيد الكربون وجزيئي ATP وثمانية جزيئات NADH وجزيئي FADH2 .

بعد ذلك تنتقل عشرة جزيئات NADH وجزيئا FADH2 ( لتؤدي دوراَ مهما في المرحلة التالية من عملية التنفس الهوائي)

سلسلة نقل الإلكترونات:

• - تُعتبر عملية نقل الإلكترونات الخطوة الأخيرة في تحلل الجلوكوز ، وهو أيضاَ
• - علل تُعتبر هذه المرحلة ، هي المرحلة التي تُنتج فيها غالبية جزيئات ATP ؟

جـ - لأنه يتم إستخدام الإلكترونات عالية الطاقة وأيونات الهيدروجين من جزيئانNADH و FADH2 لا منتجة في دورة كربس لتحويل ADP إلى ATP

الخطوات 

-تنتقل الإلكترونات على طول غشاء الأجسام الفتيلية من بروتين إلى آخر .

- تتحول الجزيئات الناقلة للطاقة NADH و FADH2 إلى جزيئات +NAD و FAD بفقدانها لإللكترونات .

- تُطلق أيونات الهيدروجين إلى حشوة الإجسام الفتيلية .

- تُضخ أيونات الهيدروجين إلى الحشوة عبر الغشاء الداخلي لألجسام الفتيلية .

- تنتشر هذه الأيونات بتركيز أقل عابرة الغشاء نحو الحشوة عبر جزيئات إنزيم بناء ATP خلال عمليتي نقل الإلكترون والأسموزية الكيميائية .

- يستقبل الأكسجين كونه  ُمستقبل النهائي لإللكترون في نظام نقل الألكترون خلال عملية التنفس الخلوي .

- تنتقل الإلكترونات والبروتونات إلى الأكسجين لأنتاج الماء.

إلى ماذا تتحول نواقل الألكترون NADH و FADH2 بعد تحرر الألكترونات منها ؟

تتحول إلى NAD +و FAD 

عملية الأسموزية الكيميائية :

تنتشر أيونات الهيدروجين + H لتعود مرة أخرى من الحيز بين الغشائي للميتوكندريا (الأكثر تركيزا من +H ) إلى الحشوة عبر الغشاء الداخلي مرورا بجزيئات  إنزيم بناء ATP .

سؤال ما وجه الشبه بين عمليات التنفس الخلوي و العمليات التي تحدث في البناء الضوئي ؟

الأسموزية الكيميائية و سلسلة نقل الإلكترون

ما دور الأكسجين في عملية التنفس الخلوي ؟

• يعد الأكسجين المستقبل النهائي للألكترون حيث تنتقل البروتونات والإلكترونات إلى الأكسجين لإنتاج الماء.
• ماذا ينتج عن عملية نقل الإلكترون ؟24جزيئًا منATP

(ملاحظة ) : في المخلوقات الحية الحقيقية النواة ينتج عن كل جزيء من الجلوكوز 36 جزيئًا منATP

علل/ يتم إستخدام الغشاء الخلوي لبدائيات النواة ليكون منطقة نقل الإلكترون ؟

• - لأنها لا تحتوي على أجسام فتيلية 
• تنتج الكائنات بدائية النواة 38 ATP

التنفس اللاهوائي 

• تعمل بعض الخلايا لفترة قصيرة عند إنخفاض معدلات الأكسجين .
• بعض ( بدائيات النواة كائنات لا هوائية فإنها تنمو وتتكاثر بلا أوكسجين)

علل/ تظهر ُمشكلات لدى الكائنات خلال عملية التحلل السكري ؟

جـ - بسبب الإعتماد على التحلل السكري فقط للحصول على الطاقة ، فالتحلل السكري يُوفر جزيئي ATP فقط لكل جزئ من الجلوكوز ، وتمتلك الخلية كمية محدودة من جزيئات +NAD ، وبغياب عملية تعويض جزيئات +NAD ستتوقف عملية التحلل السكري عند استخدام كل الجزيئات المتوافرة.

التخمر : هي عملية تحدث في السيتوبلازم ، وتلي عملية التحلل السكري ، ويُجدد مخزون الخلية من جزيئات +NAD أثناء إنتاجه كمية قليلة من جزيئات ATP ، ويوجد لها نوعان تخمر كحولي ، وتخمر حمض اللاكتيك.

تخمر حمض اللاكتيك :

العضلات الهيكيلية هي التي تنتج حمض اللاكتيك ندما يعجز الجسم عن إمدادها بالأكسجين الكافي مثال : (عند ممارسة التمارين الشاقة – عندما يتجمع حمض اللاكتيك في الخلايا العضلية تصاب العضلات بالإجهاد وقد تشعر باالألم )

•  تنتج لعديد من الكائنات الحية الدقيقة حمض اللاكتيك .
•  تستخدم تلك الكائنات غالباَ لإنتاج العديد من الأطعمة مثل ( الجبن – لبن الزبادي –القشدة الحامضة)
• يحدث التخمر الكحولي في الخميرة وبعض أنواع البكتريا؟

عمليتا البناء الضوئى والتنفس الخلوي

س/ ما العلاقة بين هاتين العمليتين ؟

• المواد الناتجة عن عملية البناء الضوئي هي الأكسجين والجلوكوز وهي المواد المتفاعلة التي تتطلبها عملية التنفس الخلوي
• المواد الناتجة عن عملية التنفس الخلوي هي: ثاني أكسيد الكربون والماء وهي المواد المتفاعلة الالزمة لعملية البناء الضوئي.