: المستوى الثانية بكالوريا مسلك علوم الحياة و الأرض

مراحل تفكيك الكليكوز

I / مراحل تفكيك الكليكوز:
1 ـ داخل الجبلة الشفافة:
عندما يدخل الكليكوز إلى الخلية، يتحد مع الفوسفاط ليعطي كليكوز فوسفاط، مما يمنعه من جهة من مغادرة الخلية، ويمكنه من جهة أخرى من الدخول في سلسلة من التفاعلات، تؤدي إلى تفككه تحت تأثير أنزيمات، ليعطي في النهاية جزيئتين من حمض البيروفيك، وتسمى هذه التحولات بانحلال الكليكوز وتتم في غياب الأكسجين.





انظر الوثيقة 1 ـ الوثيقة 2 ـ الوثيقة 3 ـ الوثيقة 4 ـ الوثيقة 5

التفاعل الإجمالي لانحلال الكليكوز:
اسحب العناصر داخل الخانات المناسبة:

2 ـ داخل الميتوكوندري:
2 ـ 1 ـ فوق بنية الميتوكوندري:
هي عبارة عن عضيات خلوية يتراوح طولها بين1 و 2μm، عرضها بين 0,5 و1μm. يزداد عددها كلما كانت الخلايا أكثر نشاطا، وكلما كان الوسط غنيا بالأكسجين.




يتميز الغشاء الداخلي بتوفر وجهه الداخلي على كرات ذات شمراخ، وهي مركبات أنزيمية مسؤولة عن تفسفر ADP إلى ATP




2 ـ 2 ـ أكسدة حمض البيروفيك:
ـ المرحلة الأولى : تكوين أستيل كوأنزيم A


الحصيلة:
اسحب العناصر داخل الخانات المناسبة:

ـ المرحلة الثانية : تفاعلات حلقة KREBS
يدخل أستيل كوأنزيم A في حلقة من التفاعلات يتم خلالها انتزاع الكربون على شكل CO2 ،تكون طاقة ATP واختزال جزيئات ناقلة NAD و FAD إلى NADH و FADH2 مجموع هذه التفاعلات تسمى حلقة KREBS .



Graham R. Kent Dept. of Biological Sciences Smith College Northampton
التفاعل الإجمالي لحلقة KREBS :

Acetyl-CoA + ADP + Pi + 3NAD + FAD +3H2O -----------------------> 2CO2 + ATP + 3NADH + FADH2+ CoA

انظر الوثيقة1 ـ الوثيقة2 ـ الوثيقة3

2 ـ 3ـ السلسلة التنفسية:
يحتوي الغشاء الداخلي للميتوكوندريات على سلسلة من نواقل الالكترونات قادرة على أكسدة جزيئات NADH و FADH2 ،ونقل الالكترونات إلى المستقبل النهائي (الأكسجين O2).
1/2O2 + 2e- --------------------> O2-

انظر الوثيقة







الطاقة الناتجة عن انتقال الالكترونات تعمل على إخراج ايونات +H من الماتريس إلى الحيز البيغشائي،ينتج عن هذا ممال للبروتونات من جهتي الغشاء الداخلي للميتوكندري(حدوث فرق في PH بين الماتريس والحيز البيغشائي) ضروري لتدفق ايونات +H على مستوى الكرات ذات شمراخ نحو الماتريس ليتم تركيب جزيئات ATP عن طريق تفسفر ADP .انظر الرابط.



تركيب ATP الذي يستغل الطاقة الناتجة عن تفاعلات الأكسدة والاختزال يسمى التفسفر المؤكسد.انظر الوثيقة1 ـ الوثيقة2

على مستوى الماتريس تتفاعل ايونات +H مع O2- لتعطي جزيئة الماء:

O2-+ 2H+ --------------------> H2O





ـ إعادة أكسدة جزيئة واحدة من NADH تعطي 3ATP
ـ إعادة أكسدة جزيئة واحدة من FADH2 تعطي 2ATP

Graham R. Kent Dept. of Biological Sciences Smith College Northampton
الوثيقة1 ـ الوثيقة 2 ـ الوثيقة 3

3ـ الحصيلة الطاقية:



نظريا نحصل على 38ATP لكن في الواقع نحصل على 36ATP فقط لأن نواقل NADH الناتجة في الجبلة الشفافة لا تدخل إلى الميتوكوندري، لكن تعوض بنواقل FADH2 باستثناء خلايا القلب والكبد حيث تعوض بنواقل NADH.

الكائنات ذات النواة غير الحقيقية PROCARYOTE لا تتوفر على ميتوكوندريات حيث غشائها الداخلي يلعب دور الغشاء الداخلي للميتوكوندريات وبالتالي يتم إنتاج 38ATP في الوسط الحيهوائي.

4ـ خلاصة:انظر الرابط1 الرابط2


II / التخمر La fermentation
1 ـ ملاحظات أولية:
ـ يحمض الحليب تحت تأثير بكتيريات حيلاهوائية تحول اللاكتوز ( سكر الحليب) إلى حمض لبني الذي يتسبب في تخثر بروتين الحليب الجبنين.
ـ يتكون الحمض اللبني داخل العضلات المتعبة بعد القيام بنشاط عضلي قوي و طويل.
2 ـ تفسير:
عندما يصبح تزويد الخلية بالأكسجين غير كاف يمنع حمض البيروفيك من الدخول في سلسلة الأكسدة التنفسية فيتحول إلى حمض لبني بأكسدته لــ NADH حسب التفاعل التالي:
CH3-CO-COOH + NADH ------------------------->CH3-CHOH-COOH + NAD
حمص لبني حمض بيروفيك
تسمى هذه الظاهرة بالتخمر اللبني وتحدث في الجبلة الشفافة. انظر الوثيقة1 ـ الوثيقة2
هناك أنواع أخرى من التخمرات كالتخمر الكحولي الذي ينتج الاثانول والتخمر الزبدي الذي ينتج الحمض الزبدي ...
3ـ الحصيلة الطاقية:
التفاعل الإجمالي للتخمر اللبني:
C6H12O6 + 2ADP + 2Pi -----------------------> 2(CH3-CHOH-COOH) + 2ATP

التفاعل الإجمالي للتخمر الكحولي:

C6H12O6 + 2ADP + 2Pi -----------------------> 2C2H5OH + 2CO2 +2ATP

الوثيقة

في كلا الحالتين يتم إنتاج 2ATP

III / مقارنة الحصيلة الطاقية للتنفس و التخمر:

التخمر

التنفس

2ATP

36ATP

ـ الحصيلة الطاقية للتنفس أكبر من التخمر لأن جزيئة الكليكوز تخضع خلال التنفس لتفكيك تام أما خلال التخمر فيكون التفكيك غير تام حيث تبقى كمية من الطاقة داخل بعض الفضلات(الحمض اللبني أو الكحول).

الوثيقة

IV / مقارنة المردود الطاقي للتنفس و التخمر:
ـ جزيئة كليكوز تحتوي على طاقة كامنة تقدر بــ 686Kcal
ـ حلمأة جزيئة ATP تعطي طاقة تقدر بـ 7,3Kcal
المردود الطاقي للتخمر

المردود الطاقي للتنفس

2 x 7,3/686 x 100= 2,13%

36 x 7,3/686 x 100= 38,31%

ـ المردود الطاقي للتنفس أكبر من التخمر لأن جزيئة الكليكوز تخضع خلال التنفس لتفكيك تام أما خلال التخمر فيكون التفكيك غير تام حيث تبقى كمية من الطاقة داخل الحمض اللبني أو الكحول.

ـ في كلتا الحالتين لا يتم تحويل كل الطاقة الكامنة في الكليكوز إلى ATP على مستوى الخلية و إنما يضيع جزء منها على شكل حرارة، حيث لا يتم الاستفادة إلا من 38,31% من الطاقة الكامنة في الكليكوز خلال التنفس و 2,13% فقط خلال التخمر.