ما المقصود بالتنفس الخلوي وانواع التنفس الخلوي ومراحله بالتفصيل
ما المقصود بالتنفس الخلوي؟ ، أحد الأسئلة المهمة في علم الأحياء ، وقبل الإجابة على هذا السؤال سنشرح بعض المصطلحات والمفاهيم التي قد تكون مفيدة لنا في الإجابة على السؤال ، وفي هذا المقال سنشرح أيضًا ما هي أنواع ومراحل التنفس الخلوي.
ما هو التنفس الخلوي
المقصود بالتنفس الخلوي هو أن العملية الكيميائية هي التي تولد معظم الطاقة في الخلية ، وتوفر الجزيئات اللازمة للقيام بالتفاعلات الأيضية للكائن الحي ، كما يحدث في جميع خلايا الكائنات حقيقية النواة تحديدًا في الخلية. الميتوكوندريا ، وهي موقع معظم التفاعلات الكيميائية في الخلية ، كما هي في هذه العملية تقوم الخلايا بتحويل الطعام إلى طاقة قابلة للاستخدام على شكل أدينوسين ثلاثي الفوسفات.
في وجود الأكسجين الجزيئي ، ينقسم الجلوكوز إلى ستة جزيئات من ثاني أكسيد الكربون ، ويتم الحفاظ على الكثير من الطاقة المنبعثة عن طريق تحويل ثنائي فوسفات الأدينوزين والفوسفات الحر إلى أدينوسين ثلاثي الفوسفات ، وعملية تكسير الجلوكوز في الجسم إلى شكل يمكن للخلية استخدامها للحصول على الطاقة ، يتم ذلك من خلال عملية التنفس الخلوي ، ومن الممكن أن تحدث عملية التنفس الخلوي بوجود الأكسجين أو حتى غيابه. [1]
ما هي أهمية التنفس الخلوي
يحدث التنفس الخلوي في جميع الكائنات الحية لإطلاق الطاقة لتغذية عملياتها الحية والحيوية. أهمية التنفس الخلوي للكائنات متعددة الأوجه لأنها تساعد على: [2]
- الحفاظ على درجة حرارة الجسم: يطلق التنفس الخلوي الطاقة ، وهي عملية طاردة للحرارة تحدث باستمرار في جميع الخلايا الحية.
- التفاعلات الكيميائية داخل الجسم: حيث أن عملية التنفس الخلوي تساعد على دفع التفاعلات الكيميائية اللازمة لإبقاء الكائنات الحية على قيد الحياة ، مثل التفاعلات لبناء الكربوهيدرات المعقدة والبروتينات والدهون من منتجات التمثيل الضوئي في النباتات ونواتج الهضم لدى الحيوانات. تتطلب طاقة.
- الحركة: في جميع الكائنات الحية ، الطاقة مطلوبة لتقلص العضلات ، بينما في النباتات ، هناك حاجة لنقل المواد في القشرة ويتم كل ذلك بفضل عملية التنفس الخلوي التي توفر الطاقة للقيام بذلك.
- تسخين الكائنات الحية: عندما تحدث عملية التنفس الخلوي في الحيوانات ، يتم إطلاق الحرارة أيضًا أثناء هذه العملية ، وتوزع هذه الحرارة في جميع أنحاء الجسم عبر الدم ، حيث يحافظ هذا على دفء هذه الحيوانات ويساعد في الحفاظ على درجة حرارة داخلية ثابتة
- الانقسام الخلوي: يساعد التنفس الخلوي على انقسام الخلايا داخل الجسم.
- الاستتباب: يساعد في الحفاظ على الظروف الثابتة في الخلايا والجسم.
أنواع التنفس الخلوي
تحدث عملية التنفس الخلوي من خلال وجود أو عدم وجود الأكسجين ، وعلى هذا الأساس تنقسم أنواع التنفس الخلوي إلى نوعين ، وهما كالتالي: [3]
- التنفس الهوائي: التنفس الهوائي هو العملية التي تستخدم من خلالها الكائنات الحية الأكسجين لتحويل الوقود ، مثل الدهون والسكريات ، إلى طاقة كيميائية. يعتبر التنفس الهوائي أكثر كفاءة وينتج أدينوسين ثلاثي الفوسفات أسرع بكثير من التنفس اللاهوائي.
- التنفس اللاهوائي: هو التنفس الخلوي الذي تلجأ إليه الكائنات الحية وخلاياها عندما يكون هناك نقص أو نقص في الأكسجين ، حيث تنتهي سلسلة التفاعلات التي تحلل الجلوكوز وتحول حمض البيروفيك إلى حمض اللاكتيك ، بدلاً من الدخول في دورة البيروفيك. في دورة كريبس لتنتهي بإنتاج الطاقة والمياه وثاني أكسيد الكربون.
مراحل التنفس الخلوي
تتم عملية الذات الخلوية في الكائنات الحية على مراحل متعددة ، وهي: [4]
تحلل السكر
وهي المرحلة الأولى من التنفس الخلوي ، وتحدث في العصارة الخلوية من السيتوبلازم ، وتنقسم إلى مرحلتين وهما:
- تقسيم الجلوكوز: حيث تقوم الإنزيمات بتقسيم جزيء الجلوكوز إلى جزيئين من البيروفات ، والذي يعرف أيضًا باسم حمض البيروفيك ، وهذا يحدث في عدة خطوات.
- نتائج تحلل الجلوكوز: هي الطاقة المطلوبة في بداية التحلل السكري لتقسيم جزيء الجلوكوز إلى جزيئين من البيروفات ، حيث ينتقل هذان الجزيئان إلى المرحلة الثانية من التنفس الخلوي ، ويتم توفير الطاقة لتقسيم الجلوكوز عن طريق جزيئين من الأدينوزين ثلاثي الفوسفات ، ومع تقدم عملية تحلل السكر ، يتم تحريرها للطاقة. تستخدم الطاقة في تكوين أربعة جزيئات من ثلاثي فوسفات الأدينوزين.
دورة حمض الستريك
تحدث في الخلايا حقيقية النواة ، يتم نقل جزيئات البيروفات التي يتم إنتاجها في نهاية التحلل السكري إلى الميتوكوندريا ، وهي مواقع للتنفس الخلوي ، وإذا كان الأكسجين متاحًا ، فسيحدث التنفس الهوائي ، في الميتوكوندريا ، حيث سيتحول البيروفات إلى مجموعة أسيتيل ديكربون عن طريق إزالة جزيء من ثاني أكسيد الكربون ، والذي سيتم التقاطه بواسطة مركب ناقل.
دورة كريبس
تبدأ دورة كريبس بعد تفاعلات تحلل السكر التي تنتج جزيئين من البيروفات ، وبعد أن تدخل هذه الجزيئات في مصفوفة الميتوكوندريا ، تبدأ دورة كريبس فعليًا عندما يتحد الأسيتيل سيستئين مع جزيء كربون 4 ، وينتج عن ذلك حمض الستريك ، الذي يحتوي على ستة ذرات الكربون ، وهذا هو سبب تسمية دورة كريبس أيضًا بدورة حامض الستريك ، وبعد تكوين حامض الستريك ، سوف تمر عبر سلسلة من التفاعلات التي تطلق الطاقة ، ويتم التقاط الطاقة في الجزيئات.
يتم إطلاق ثاني أكسيد الكربون أيضًا كمنتج نفايات لهذه التفاعلات ، والخطوة الأخيرة من دورة كريبس هي تجديد الجزيء الذي بدأ دورة كريبس ، وهذا الجزيء ضروري للدورة التالية ، وهناك حاجة إلى دورتين لأن تحلل السكر ينتج جزيئين من حمض البيروفيك عند تقسيم الجلوكوز ، وبعد الدورة الثانية خلال دورة كريبس ، يتحلل جزيء الجلوكوز الأصلي تمامًا ، ويتم دمج جميع ذرات الكربون الست مع الأكسجين لتكوين ثاني أكسيد الكربون ، حيث يتم تخزين الطاقة من روابطهم الكيميائية في إجمالي 16 جزيء حامل للطاقة.
الفسفرة التأكسدية
الفسفرة التأكسدية هي المرحلة الأخيرة من التنفس الخلوي الهوائي. هناك مرحلتان فرعيتان من الفسفرة المؤكسدة وهما:
سلسلة نقل الإلكترون: خلال هذه المرحلة ، يتم إطلاق إلكترونات عالية الطاقة ، وتتحرك على طول سلاسل نقل الإلكترون على الغشاء الداخلي للميتوكوندريا ، وسلسلة نقل الإلكترون عبارة عن سلسلة من الجزيئات التي تنقل الإلكترونات من جزيء إلى جزيء من خلال التفاعلات الكيميائية ، وبعض الطاقة يتم استخدام الإلكترونات لضخ أيونات الهيدروجين عبر الغشاء الداخلي من المصفوفة إلى الفراغ الموجود بين الغشاء ، ويؤدي نقل الأيونات هذا إلى إنشاء تدرج كهروكيميائي.
المواد الكيميائية: حيث أن ضخ أيونات الهيدروجين عبر الغشاء الداخلي يزيد من تركيز الأيونات في الفراغ بين الغشاء مقارنة بالمصفوفة ، وهذا التدرج يتسبب في تدفق الأيونات عبر الغشاء للعودة إلى المصفوفة حيث يكون تركيزها أقل. ويعمل الـ ATP كبروتين قناة حيث تساعد أيونات الهيدروجين عبر الغشاء.
- شرح التنفس الخلوي
- تعريف التنفس الخلوي
- التنفس الخلوي PDF
- التنفس الخلوي والتخمر
- التنفس الخلوي في النبات PDF
- الخيص التنفس الخلوي
- ما هو التنفس الخلوي
- التنفس الخلوي ppt
