استهلاك المادة العضوية وتحرير الطاقة : الفصل الأول

استهلاك المادة العضوية وتدفق الطاقة

1- مدخل لدراسة استهلاك المادة العضوية وتدفق الطاقة

2- الكشف عن انماط التفاعلات المسؤولة عن تحرير الطاقة داخل الخلية الحية

يتطلب نمو ونشاط خلايا الكائنات الحية توفر الطاقة الكامنة بالمادة العضوية، ويتطلب تحرير هذه الطاقة صنفين من التفاعلات التي تتم على المستوى الخلوي، بعد حصولها على الطاقة تقوم الخلايا بتحويل الطاقة الأصلة المحصل عليها إلى شكل جديد كالطاقة الميكانيكية الممثلة بالتقلص العضلي.

تكشف الملاحظات أن وضع الخلايا الحية داخل وسط غني بالمادة العضوية "الطاقية" أي المستقلبات الطاقية، إضافة إلى توفر الأوكسجين، يمكنها من إنجاز مجموعة من التفاعلات التي تحرر بها الطاقة الكامنة بالمستقلب الطاقي إضافة إلى إنتاجها للماء وثنائي أوكسيد الكربون وهو ما نسميه تفاعل التنفس، والتي هي في الحقيقة عبارة عن سلسلة طويلة من التفاعلات.

داخل الأوساط التي تتوفر على المستقلب الطاقي بوفرة لكن تفتقر إلى الأوكسجين، فإن الخلايا الحية تقوم بصنف ثان من التفاعلات الهادفة إلى تحرير الطاقة والتي نسميها تفاعلات التخمر.

نسمي الأوساط الغنية بكل من المستقلب الطاقي "الكليكوز" والأوسكسجين بالأوساط الحيهوائية.

نسمي الأوساط الغنية بالمستقلب الطاقي والمفتقرة إلى الأوكسجين بالأوساط الحي لاهوائية.

بعض التساؤلات:

ما هي التفاعلات الأساسية لظاهرة التنفس؟

ماهي التفاعلات الأساسية للتخمر وما هي أنواعه؟

ما هي الحصيلة الطاقية لكل من التنفس والتخمر؟

انحلال الكليكوز على مستوى الجبلة الشفافة

المراحل الأساسية لانحلال الكليكوز على مستوى الجبلة الشفافة

يعتبر انحلال الكليكوز مرحلة مشتركة بين التنفس والتخمر، حيث يخضع المستقلب الطاقي مباشرة عند دخوله الجبلة الشفافة لمجموعة من التفاعلات التي تتلخص في مجموعة من المراحل المتتالية والتي تبينها الوثيقة التالية (التفاعلات الأساسية لانحلال الكليكوز):

• التفاعل الإجمالي لانحلال الكليكوز:
• الحصيلة الطاقية لانحلال الكليكوز:

على اعتبار أن كل جزيئة +NADH,H تحمل قيمة طاقية بعد أكسدتها تقدر ب 3ATP تكون إذن الحصيلة الطاقية لتفاعل انحلال الكليكوز = 8ATP.

بعد هذه السلسلة من التفاعلات تأخذ نواتج انحلال الكليكوز مسارين:

• استمرار الهدم على مستوى الجبلة الشفافة : التخمر
• استمرار الهدم على مساوى الميتوكوندري: تفاعلات التنفس

بعض المفاهيم:

• جبلة شفافة: سيتوبلازم الخلية مزال العضيات الموجودة داخله.
• جزيئة +NADH,H جزيئة طاقية تتراوح بين حالتها المؤكسدة والمختزلة داخل الخلية الحية.

هدم حمض البيروفيك داخل الميتوكوندري خلال التنفس

أ- دور الميتوكوندري في التنفس

ب- تركيب الأستيل كوأنزيم A ودورة كريبس