مراحل التنفس الخلوي

الكاتب: المدير -
مراحل التنفس الخلوي
"محتويات
ما هو التنفس الخلوي 
أين تحدث عملية التنفس الخلوي
معادلة التنفس الخلوي
مراحل التنفس الخلوي
تحلل السكر
دورة كريبس
نقل الإلكترون
التنفس الخلوي والبناء الضوئي
التنفس الخلوي في النبات 
فوائد التنفس الخلوي
التنفس الهوائي واللاهوائي
التنفس الهوائي
التنفس اللاهوائي
ما هو التنفس الخلوي 

التنفس الخلوي هو العملية التي يقوم فيها الكائنات الحية بتحويل الطعام إلى مصدر للطاقة ، حيث تقوم فيها الخلايا بتفكيك الجلوكوز ، وإطلاق الطاقة المخزنة ، واستخدام الطاقة لإنتاج ATP ، فكل جزيء جلوكوز يخضع لهذه العملية ، ويتم إنتاج ما يصل إلى 38 جزيءًا من ATP ، ويتكون كل جزيء ATP عند إضافة فوسفات إلى ADP ، أو ثنائي فوسفات الأدينوزين ، وهذا يتطلب طاقة مخزنة في جزيء ATP ، فعندما تحتاج الخلايا للطاقة ، يمكن إزالة الفوسفات من ATP ، وهذا يعمل على أطلاق الطاقة ويشكل ADP مرة أخرى.

أين تحدث عملية التنفس الخلوي

يحدث التنفس الخلوي في خلايا جميع الكائنات الحية ، ويبدأ التنفس الخلوي في سيتوبلازم الخلايا ، ويكتمل في الميتوكوندريا ، والميتوكوندريا هي عضية محاطة بغشاء في السيتوبلازم ، يطلق عليه أحيانًا “مركز القوة” للخلية نظرًا لدوره في التنفس الخلوي.

معادلة التنفس الخلوي

يتضمن التنفس الخلوي العديد من التفاعلات الكيميائية الحيوية ، ومع ذلك يمكن تلخيص العملية الكلية في معادلة كيميائية واحدة وهي:

C 6 H 12 O 6 + 6O 2 ? 6CO 2 + 6H 2 O + طاقة (مخزنة في ATP)

يستخدم التنفس الخلوي الأكسجين بالإضافة إلى الجلوكوز ، ويطلق ثاني أكسيد الكربون والماء كمخلفات. 
التنفس الخلوي في الواقع “يحرق” الجلوكوز من أجل الطاقة. 
تُستخدم هذه الطاقة لتكوين عشرات الجزيئات من [ATP . [1
مراحل التنفس الخلوي

تحدث عملية التنفس الخلوي على ثلاث مراحل  وهي تختلف عن مراحل عملية البناء الضوئي ، فيما يلي سوف نعرض مراحل التنفس الخلوي ومقدار أشكال ATP في كل مرحلة :

تحلل السكر

يحدث الانهيار الأول للجلوكوز في سيتوبلازم الخلية ، وهذا رد فعل لا هوائي للتنفس الخلوي ، مما يعني أنه لا يحتاج إلى أكسجين. 

وفي سلسلة من ثمانية تفاعلات فردية ، يتم استقلاب جزيء جلوكوز من ستة كربون باستخدام جزيئين من أدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP) لتكوين جزيئين من ثلاثة كربون بيروفات ، وجزيئين H 2 O (الماء) وأربعة جزيئات ATP لشبكة ، كسب اثنين من جزيئات ATP ، ATP هو مصدر رئيسي للطاقة في التمثيل الغذائي البشري.

يحدث هذا التفاعل في المصفوفة أو داخل الميتوكوندريا للخلايا ، ويتم دمج جزيئي البيروفات من تحلل السكر مع جزيئين من الإنزيم المساعد ( CoA) لإنتاج جزيئين من الأسيتيل CoA وجزيئين من ثاني أكسيد الكربون (CO 2 ) ، ويحدث هذا التفاعل في خطوة واحدة ، وهو مثل تحلل السكر فهو لا هوائي. 

دورة كريبس

تدخل جزيئات البيروفات من تحلل السكر بعد ذلك مصفوفة الميتوكوندريا ، وهذا هو المكان الذي تحدث فيه المرحلة الثانية من التنفس الخلوي ، وهذه المرحلة تسمى دورة كريبس ، وخلال هذه المرحلة يتم إنتاج جزيئين آخرين من ATP. 

يتم أيضًا إنتاج جزيئات تخزين الطاقة الأخرى لاستخدامها في إنتاج المزيد من ATP في المرحلة الثالثة ، وتتطلب دورة كريبس الأكسجين ، وأي شيء يحتاج إلى أكسجين يوصف بأنه هوائي ، ويتحد الأكسجين مع الكربون من جزيئات البيروفات ، وهذا يشكل ثاني أكسيد الكربون منتج النفايات.

نقل الإلكترون

المرحلة الثالثة والأخيرة من التنفس الخلوي تسمى نقل الإلكترون ، ويتم استخدام طاقة جزيئات تخزين الطاقة الأخرى من تحلل السكر ودورة كريبس في هذه المرحلة لصنع المزيد من جزيئات ATP. 

وخلال هذه المرحلة ، يتم إنتاج ما يصل إلى 34 جزيءًا من ATP ، يتطلب نقل الإلكترون الأكسجين ، لذا فإن هذه المرحلة هي أيضًا هوائية ، ويتحد الأكسجين مع الهيدروجين من جزيئات تخزين الطاقة ، وهذا يشكل الماء منتج نفايات آخر.

التنفس الخلوي والبناء الضوئي

  الفرق بين البناء الضوئي والتنفس الخلوي يكمن في أن عملية البناء الضوئي والتنفس الخلوي هما وجهان لعملة واحدة ،  حيث تكون منتجات البناء الضوئي ضرورية للتنفس الخلوي ، ومنتجات التنفس الخلوي ضرورية أيضا لعملية التمثيل الضوئي ، وتعمل العمليتان معًا على تخزين الطاقة وإطلاقها في جميع الكائنات الحية تقريبًا.

التنفس الخلوي في النبات 

تستخدم جميع الكائنات الحية عملية تسمى التنفس للحصول على الطاقة للبقاء على قيد الحياة ، والتنفس الخلوي في النباتات هو العملية التي تستخدمها النباتات لتحويل الجلوكوز الناتج أثناء عملية التمثيل الضوئي إلى طاقة تغذي الأنشطة الخلوية للنباتات.

 ويتضح اختلاف عملية البناء الضوئي عن التنفس الخلوي ، من خلال التعرف على البناء الضوئي ، فهي العملية التي يتم فيها تحويل الطاقة الضوئية إلى طاقة كيميائية مخزنة في الجلوكوز والتي يمكن استخدامها لاحقًا في التنفس ، ومعرفة كيف تحدث عملية البناء الضوئي في النبات ، حيث تحدث على الأجزاء الخضراء من النبات التي تحتوي على الكلوروفيل.

فوائد التنفس الخلوي

عند ال بحث عن التنفس الخلوي سوف نجد أن له عدة فوائد كما يلي :

التنفس الخلوي يزود الخلايا بالطاقة التي تحتاجها لكي تعمل ، إذا لم تستطع الكائنات الحية الحصول على الطاقة التي تحتاجها من الطعام ، فسوف تموت جميع الكائنات الحية ، بغض النظر عن جودة وكمية الطعام.
يستخدم التنفس الخلوي لتوليد طاقة قابلة للاستخدام من خلال الأطعمة التي تأكلها الكائنات الحية ، والتفاعلات التي ينطوي عليها التنفس الخلوي تقويضية ، مما يعني أنها تكسر الجزيئات إلى جزيئات أصغر ، فهذا يختلف عن التفاعلات الابتنائية ، التي تبني جزيئات أكبر من الجزيئات الأصغر.
 التنفس الخلوي ينطوي على تفاعل تقويضي من أجل تحطيم الطعام إلى طاقة قابلة للاستخدام بحيث يمكن للخلايا والكائنات الحية التي تحتويها أن تعيش وتنمو.
التنفس الهوائي واللاهوائي

هناك قسمين من التنفس الخلوي ، حيث يشمل التنفس الهوائية واللاهوائية ، وتتطلب عملية التنفس الهوائي الأكسجين لتعمل بشكل صحيح ، ومع ذلك ،فإن التنفس اللاهوائي هو عكس ذلك وهو سريع نسبيًا:

التنفس الهوائي

يتطلب التنفس الهوائي الأكسجين ، وهذا هو السبب الذي يجعلنا نستنشق الأكسجين من الهواء ، ويطلق هذا النوع من التنفس كمية كبيرة من الطاقة من الجلوكوز والتي يمكن تخزينها على شكل ATP ، ويحدث التنفس الهوائي طوال الوقت في الحيوانات والنباتات ، حيث تحدث معظم التفاعلات في الميتوكوندريا. 

حتى بعض بدائيات النوى يمكنها إجراء التنفس الهوائي على الرغم من أن بدائيات النوى لا تحتوي على ميتوكوندريا ، فإن التفاعلات تختلف قليلاً.

التنفس اللاهوائي

يحدث التنفس اللاهوائي في غياب الأكسجين ، ويطلق كمية أقل بكثير من الطاقة من التنفس الهوائي ، لا يطلق التنفس اللاهوائي طاقة كافية لتشغيل الخلايا البشرية لفترة طويلة . 

يحدث التنفس اللاهوائي في خلايا العضلات أثناء التمارين الشاقة (بعد استهلاك الأكسجين) ، كما يحدث أيضًا في الخميرة عندما تخمتر ، العديد من بدائيات النوى تؤدي إلى التنفس اللاهوائي.

يعتبر التنفس الهوائي أكثر كفاءة من التنفس اللاهوائي ، حيث يمكن لجزيء جلوكوز واحد أن يولد ما يصل إلى 38 جزيءًا من ATP إذا تم استخدام التنفس الهوائي ، وفي المقابل ، يتم إنشاء جزيئين فقط من ATP في التنفس اللاهوائي.

التنفس اللاهوائي يعتمد فقط على الكربوهيدرات لتوليد الطاقة ، في حين أن العملية الهوائية سوف تستخدم الدهون والكربوهيدرات لتوليد الطاقة .

المراجع"
شارك المقالة:
1 مشاهدة
هل أعجبك المقال
0
0

مواضيع ذات محتوي مطابق

التصنيفات تصفح المواضيع دليل شركات العالم
youtubbe twitter linkden facebook