تنفس الخلية PDF

‫التنفس‬ Respiration  ‫التنفس الخلوي‬ ‫هو مجموعة العمليات التي تحدث داخل الخلية والتي بموجبها يتم تحويل أو أكسدة الموادالغذائية المعقدة الى مر كبات اقل‬ ‫تعقيدا الى التراكيب مع تحرير الطاقة الكامنة الى تلك المواد على دفعات وا...

‫التنفس‬ Respiration  ‫التنفس الخلوي‬ ‫هو مجموعة العمليات التي تحدث داخل الخلية والتي بموجبها يتم تحويل أو أكسدة الموادالغذائية المعقدة الى مر كبات اقل‬ ‫تعقيدا الى التراكيب مع تحرير الطاقة الكامنة الى تلك المواد على دفعات والمواد الغذائية التي تستخدم في التنفس هي النشا‬ ‫والسكروز والجلكوزوغيرها من السكر وكذلك المواد الدهنية واالحماض العضوية‪.‬‬ ‫والطاقة المنطلقة جزء ا منها يتحول الى الطاقة حرارية غالبا ما يتنقل الى الجو المحيط باإلشعاع او التوصيل وقد تسبب‬ ‫رفع درجة حرارة النبات او النسيج‪.‬‬ ‫أما الجزء االخر من الطاقة الذي يستفيد منة النبات فيتحول الى طاقة كيمياوية تخزن في بعض المركبات علي صورة‬ ‫روابط فوسفاتية غنيه بالطاقة ومن اهما ) ادينوزين ثالثي الفوسفات (الذي له المقدرة على استالم او استقبال الطاقة من‬ ‫اخرى التفاعالت ونقل هذه الطاقة لتسير تفاعل اخر وبناء مكونات خلوية ‪.‬‬ ‫‪C6H12O6+6O2+38ADP+38Pi‬‬ ‫‪6CO2+6H2O+38AT‬‬ ‫عملية التنفس هذه هي عملية اكسدة المواد الغذائية واختزال ااالكسجين لتكون الماءوتحرر‬ ‫الطاقه‪.‬‬ ‫قبل دخول السكريات التحلل السكري البد ان يمر بتلك التفاعالت التمهيدية والتي تحول‬ ‫السكريات العديدة والثنائية الى سكريات أبسط ليتم تحليلها مثل الجلكوز‪.‬‬  ‫معامل التنفس)‪.Respiration Quotient (R.Q.‬‬ ‫ وهو مقياس نسبة تحرر ‪ CO2‬الى استهالك ‪ O2‬في عملية التنفس‬ ‫ تعتمد قيمة معامل التنفس علي كميه األكسجين الموجوده في الماده المستخدمه في عملية‬ ‫التنفس ‪ ,‬لذلك تختلف قيمة معامل التنفس وفقا لنوع مادة التنفس من جهه ونوع الطريق الذي‬ ‫تتم به أكسدة الماده المستخدمه في التنفس من ناحيه أخري‪.‬‬  ‫معامل التنفس للمواد الكربوهيدراتيه‬ ‫ النسبه بين حجمي ثاني أكسيد الكربون المتصاعد و األكسجين الممتص متسايه‪ ,‬ولهذا فان‬ ‫قيمة المعامل تساوي الوحده‪ ,‬ويتضح ذلك من المعادله االتيه‪:‬‬ ‫‪C6H12O6+ 6O2‬‬ ‫‪6CO2+ 6H2O+ 674 Kcal‬‬  ‫معامل التنفس للمواد البروتينيه والدهنيه‬ ‫ الدهون والبروتينات تتطلب قدرا كبيرامن ااالكسيجين لكي يتم تأكسدها الي ‪ CO2‬وماء الن‬ ‫نسبة ااالكسجين في جزىء الدهون او البروتين اقل من جزىء السكر لذلك فإن معامل‬ ‫التنفس للدهون او البروتين اقل من ‪1‬‬  ‫معامل التنفس لألحماض العضويه‬ ‫األحماض العضويه غنيه باألكسجين ونسبة األكسجين الي الكربون في معظم األحماض‬ ‫العضويه مرتفعه ولهذا عند استخدامها كمادة للتنفس فانها تستهلك حجما قليال من األكسجين‬ ‫بالنسبه لحجم ثاني أكسيد الكربون المتصاعد‪.‬ومن ثم تكون قيمه المعامل أكثر من الوحده‪.‬‬  ‫ينقسم التنفس الي نوعين‬ ‫ التنفس الهوائي‪:‬‬ ‫يحدث في وجود أكسجين الهواء الجوي ويتم فيه أكسدة جزئ سكر الجلوكوز أكسده‬ ‫كامله اي ثاني أكسيد الكربون وماء مع انطالق جميع الطاقه المختزنه فيه‪.‬‬ ‫ التنفس الالهوائي او التخمر‪:‬‬ ‫يتم فيه هدم السكريات السداسيه مثل الجلوكوز في غياب أكسجين الهواء الجوي و هو‬ ‫نادر الحدوث في النباتات الراقيه وان حدث يكون لفتره وجيزه (غير طبيعي) ولكنه‬ ‫يحدث في كثير من الكائنات الدقيقه وفي بعض خاليا العضالت في الحيوان وتكون‬ ‫نواتجه ‪+ CO2‬كحول أو حمض الالكتيك ‪ +‬كميه ضئيله من الطاقه‬ ‫‪C6H12O6‬‬ ‫‪2C2H5OH+ 2CO2+ energy 21Kcal‬‬  ‫توجد عالقه مشتركه بين هذين النوعين من التنفس كما في‬ ‫سكر سداسي‬ ‫‪:‬‬‫التالي‬ ‫المخطط‬ ‫مادة التنفس‬ ‫اانحالل جياليكولي‬ ‫حامض البيروفيك‬ ‫تنفس الهوائي في‬ ‫تنفس هوائي في وجود‬ ‫‪O2‬غياب‬ ‫‪O2‬‬ ‫تخمر الكتيكي ‪JOL‬‬ ‫تخمر كحولي‬ ‫‪ + CO2 +‬كحول ايثانول‬ ‫دورة كربس‬ ‫طاقه ‪ + CO2+‬حمض الالكتيك‬ ‫صغيره‬ ‫طاقه صغيره‬ ‫و طاقه ‪O2‬و ‪CO2‬‬ ‫تحدث في بكتيريا حمض االكتيك‬ ‫تحدث في الكائنات الدقيقه‬ ‫كبيره‬  ‫تتم عملية التنفس الهوائي علي مراحل ‪:‬‬ ‫ االحالل الجاليكولي ‪Glycolysis‬‬ ‫تتم في سيتوبالزم الخليه‬ ‫ال تلتزم وجود أكسجين‬ ‫تتم فيها مجموعه من التفاعالت ويتحول جزئ الجلوكوز الي جزيئين من حمض البروفيك‬ ‫ االكسده الهوائيه لحمض البيروفيك ‪aerobic oxidation of pyruvic acid‬‬ ‫(دورة كربس‪ -‬دوره حمض الستريك)‬ ‫تتم في الميتوكندريا‬ ‫تلزم وجود أكسجين‬ ‫تتم فيها مجموعه من التفاعالت يتحول فيها حمض البيروفيك الي ‪CO2‬‬  ‫أكسدة حمض البروفيك هوائيا (دورة كربس)‬ ‫في وجود االكسجين يتم اكسده حمض البيروفيك في سلسله طويله ليتحول في النهايه الى ثاني اكسيد‬ ‫الكربون وماء وهده العمليه تعرف بأسم عمليه التنفس الخلوي‪.‬ويقصد به اكسده الخاليا لجزيئات‬ ‫بعض المواد العضويه مثل سكر الجلوكوز ‪.‬وتتم اكسده حمض البيروفيك في الميتوكندريا هوائيا في‬ ‫وجود االكسجين ‪.‬يمر حمض البيروفيك من سيتوبالزم الخاليا الى داخل الميتوكندريا ‪.‬‬ ‫توجد خطوه وسطيه أو تنشيطيه لحمض البروفيك قبل دخوله في دورة كربس و هي تكوين‬ ‫‪Acetyl-CoA‬‬ ‫يمثل التفاعل الذي تم فيه اكسده حمض البيروفيك الى اسيتيل مرافق االنزيم‬ ‫‪,‬حلقه الربط بين عمليه التحلل السكري ودوره حمض الستريك التي تعرف‬ ‫بدوره كريبس او دوره االحماض ثالثيه الكربوكسيل‬ ‫ األكسده الطرفيه أو األكسده الفسفوريه ‪terminal oxidation or oxidation phosphorylation‬‬ ‫تحدث األكسده علي الغشاء الداخلي للميتوكندريا‬ ‫انطالق طاقه تختزن في ‪ATP‬‬ ‫تكوين الماء‬  ‫األكسده الطرفيه أو األكسده الفسفوريه‬ ‫تنتقل إآللكترونات على طول غشاء األجسام الفتيلية من بروتين إلى آخر ‪.‬‬ ‫ ‬ ‫تتحول الجزيئات الناقلة للطاقة ‪NADH‬و ‪FADH2‬إلى جزيئات ‪NAD +‬و ‪ FAD‬بفقدانها‬ ‫‪-‬‬ ‫إللكترونات ‪.‬‬ ‫‪ -‬تُطلق أيونات الهيدروجين إلى حشوة األجسام الفتيلية ‪–.‬‬ ‫‪-‬‬ ‫تُضخ أيونات الهيدروجين إلى الحشوة عبر الغشاء الداخلي أللجسام الفتيلية ‪.‬‬ ‫‪-‬‬ ‫‪ -‬تنتشر هذه األيونات بتركيز أقل عابرة الغشاء نحو الحشوة عبر جزيئات إنزيم بناء ‪ATP‬خالل‬ ‫‪-‬‬ ‫عمليتي نقل اإللكترون واألسموزية الكيميائية ‪.‬‬ ‫‪ -‬يستقبل األكسجين كونه ال ُمستقبل النهائي إلللكترون في نظام نقل األلكترون خالل عملية‬ ‫‪-‬‬ ‫التنفس الخلوي ‪.‬‬ ‫‪ -‬تنتقل األلكترونات والبروتونات إلى األكسجين ألنتاج الماء ‪.‬‬ ‫‪-‬‬  ‫حساب صافي جزيئات ‪ATP‬‬ ‫تم استهالك ‪2ATP‬‬ ‫تم انتاج ‪4ATP‬‬ ‫تم انتاج ‪2NADH‬‬ ‫في الخليه يكون بها عدد محدد من جزيئات ‪ NAD‬المؤكسد وتتم التفاعالت في الخليه بصوره مستمره‬ ‫وبسرعه فمن الممكن ان تستهلك في ثواني وال تستطيع دخول جزيئات من ‪ NAD‬من خاليا مجاوره فمن قدرة‬ ‫هللا تجعل جزيئات ‪ NADH‬المختزله ان تذهب للغشاء الداخلي للميتوكندريا حيث نظام األكسده تحدث هناك‬ ‫ويتم أكسدة ‪NADH‬بنزع االكترون والبروتون منها وتتحول الي الصوره المؤكسده ‪ NAD‬وتسري البروتونات‬ ‫وااللكترونات في ساسله نقل االلكترون وتنتقل من مركب عالي الطاقه الي اخر منخفض فيترتب علي ذلك فقد‬ ‫جزء من الطاقه تعمل علي تكوين ‪3 ATP‬‬ ‫فبالتالي ينتج من ‪2NADH‬ست جزيئات من ‪ ATP‬فتكون محصله صافي ‪ATP‬هي ‪ 8‬جزيئات من ‪ATP‬‬ ‫تتم عملية التنفس الالهوائي علي مراحل ‪:‬‬ ‫أوال ‪:‬االحالل الجاليكولي ‪Glycolysis‬‬ ‫تتم في سيتوبالزم الخليه‬ ‫ال تلتزم وجود أكسجين‬ ‫تتم فيها مجموعه من التفاعالت ويتحول جزئ الجلوكوز الي جزيئين من حمض البروفيك‬ ‫ثانيا‪ :‬االكسده الالهوائيه لحمض البيروفيك‬ ‫التخمر الالكتيكي‬ ‫التخمر الكحولي‬  ‫التخمر الكحولي‬ ‫يتكون كحول ايثيلي وذلك بنزع ‪ CO2‬من البيروفيك بواسطه انزيم‬ ‫‪Pyruvic acid decarboxylase‬‬ ‫وتكون مركب اسيتالدهايد‬ ‫‪Acetaldehyde‬‬ ‫والذي يختزل بدوره ليعطي كحول ايثيلي بواسطه انزيم‬ ‫‪Alcohol dehydrogenase‬‬ ‫التخمر الكحولي‬  ‫تخمر حمض الالكتيك‬ ‫يتكون حمض الالكتيك بتفاعل اختزالي بواسطه انزيم‬ ‫‪Lactic acid dehydrogenase‬‬ ‫وذلك بأكسده جزئ ‪ NADH‬الي ‪NAD‬‬ ‫كما بالمعادله‬ ‫كميه الطاقه الناتجه من التخمر الكحولي أو التخمر الالكتيكي هي ‪ 2‬جزئ ‪ ATP‬فقط‬ ‫وظائف التنفس الهوائي والالهوائي‪:‬‬ ‫‪ -1‬انتاج ‪ATP‬‬ ‫‪-2‬يكون العديد من المركبات التي تدخل في بناء انسجة النبات‪.‬‬  ‫المراجع‬ https://www.youtube.com/watch?v=SvujbItlZ0k&list=PLTaZqa2T80AC De1-v2R-WK8_Xxkvywow4&index=15 https://www.youtube.com/watch?v=m8RiLtXvAME&list=PLTaZqa2T80 ACDe1-v2R-WK8_Xxkvywow4&index=13 https://www.youtube.com/watch?v=bBUVexZp7F0&list=PLTaZqa2T80 ACDe1-v2R-WK8_Xxkvywow4&index=12