- التنفس الخلوي
- ما هي عملية التنفس الخلوي؟
- التنفس الخلوي ظاهرة حيوية لها أهميتها الكبيرة بالنسبة للنبات
- مراحل عملية التنفس الخلوي
- مرحلة التحلل السكري .. من أهم المراحل في التنفس الخلوي
- مرحلة إنتاج أستيل مرافق للأنزيم أ.. إنتاج غاز ثاني أكسيد الكربون
- مرحلة كربس أو حلقة كربس .. عملية متواصلة من التنفس الخلوي للنبات
- مرحلة نقل الإلكترونات .. أهمية الإنزيمات والبروتينات الموجودة في الغشاء الداخلي
- التخمر مظهر من مظاهر عملية التنفس الخلوي الهامة
- عملية التكامل بين البناء الضوئي والتنفس الخلوي
التنفس الخلوي
التنفس الخلوي من الظواهر الحيوية التي توجد في النبات، وبمعنى أدق فهي الظاهرة التي تفسر التنفس بالنسبة للنبات كأحد الكائنات الحية على كوكب الأرض، وهي عملية تحدث في الليل وفي النهار على حد سواء، وتحدث في الخلية، لذلك فإن اشتقاق الاسم منها التنفس الخلوي، فما هي هذه العملية وما هي مظاهرها الحيوية، وكيف تتم وغيرها من المعلومات نتعرف عليها خلال هذا المقال.
ما هي عملية التنفس الخلوي؟
التنفس الخلوي عبارة عن مجموعة من التفاعلات الحيوية التي تتم داخل الخلية والتي تعتبر على شكل سلسلة مترابطة ومنظمة، حيث يقوم النبات فيها بتحطيم الجزيئات العضوية والمركبات التي يصعب تحليلها، وبالتالي فإن هذه العملية تتم في جزء من الخلية يطلق عليه العلماء اسم الميتوكندريا والذي يعتبر مركز لإنتاج الطاقة داخل الخلية.
التنفس الخلوي ظاهرة حيوية لها أهميتها الكبيرة بالنسبة للنبات
التنفس الخلوي من الظواهر والعمليات الحيوية والتي لها ظاهرة لها اهمية كبيرة، فمن ضمن الأمور الهامة التي ينتج عنها التنفس الخلوي، انها لها دور كبير للغاية بالنسبة لثبات الحرارة، والحصول على الطاقة الناتجة عن تحليل تلك المركبات العضوية ومن أشكال الطاقة المنتجة الجلوكوز والتي تستخدم في القيام بالنشاطات المختلفة داخل الخلية، كما تلعب دوراً كبيراً في توفير وبناء الهيكل الكربوني، وهذا الهيكل له دوراً كبيراً بدوره في البناء الضوئي في النبات.
مراحل عملية التنفس الخلوي
تمر عملية التنفس الخلوي بالعديد من المراحل مثل مرحلة التحلل السكري، ومرحلة إنتاج أستيل مرافق إنزيم أ ثم مرحلة كريس أو كربس ومرحلة نقل الإلكترونات، وكل مرحلة من هذه المراحل لها العديد من الخصائص ولها مجموعة من التفاعلات الكيميائية التي تحدث فيها. وسنتعرف بعد قليل على هذه التفاعلات الكيميائية الحيوية في كل من المراحل لعملية التنفس الخلوي.
وتتميز عملية التنفس الخلوي بوجود مراحل عدة مثل: مرحلة التحلل السكري ومرحلة إنتاج أستيل مرافق إنزيم أ ومرحلة حلقة كربس ومرحلة نقل الإلكترونيات، وكما قلنا ان كل مرحلة من هذه المراحل، لها العديد من الخصائص، وسوف نتعرف عليها بعد قليل.
مرحلة التحلل السكري .. من أهم المراحل في التنفس الخلوي
كل الكائنات الحية تمر بمرحلة التنفس، حتى الكائنات الحية التي لا تمتلك رئة مثل النبات، أوهوائياً، حيث تتم التفاعلات في جزء بما يسمى السيتوسول وهو عبارة عن السائل الداخلي للسيتوبلازم، وهناك العديد من التفاعلات التي تحدث من خلال الإنزيمات، وبالتالي فإن هذه المرحلة أو الخطوة تتم من خلال إنتاج جزأين من حمض البيروفيك والذي يتم من خلال إنتاج الغلوكوز الخلوي والتفاعلات من خلال تجربة الطاقات التي تعتبر أحماض معينة متحكمة في القيام بها مثل حمض بيروفيك ونواقل هيدروجينية منتجة للطاقة.
مرحلة إنتاج أستيل مرافق للأنزيم أ.. إنتاج غاز ثاني أكسيد الكربون
هي مرحلة من ضمن مراحل التنفس الخلوي، وهي مرحلة تعتمد على تحول حمض البيروفيك للمرافق الإنزيمي أ، بشرط وجود غاز الأكسجين وتوافره، وبالتالي يتحول حمض البيروفيك إلى مجموعة أستيل، وهذا بدوره ينتج غاز ثاني أكسيد الكربون.
مقالات مشابهة
وهذا يعني أن دخول الميتوكندريون ومرافق الإنزيم أ يتواجد داخل الميتوكندريون وبالتالي يتحد مع الجزيئات وينتج منتج معين وهو ما يسمى مرافق الإنزيم وهذه النتيجة للمرحلة تنتج غاز ثاني أكسيد الكربون وكذلك إنتاج النواقل الهيدروجينية والحصول على مرافق إنزيم أ.
مرحلة كربس أو حلقة كربس .. عملية متواصلة من التنفس الخلوي للنبات
من المراحل الهامة لاستمرار عملية التنفس الخلوي للنبات، مرحلة كربس أو حلقة كربس وهي عبارة عن عملية متواصلة من التنفس الخلوي، وهذه المرحلة عبارة عن حلقة ناتجة من المرحلة الثانية من مركب جديد سداسي الكربون.
وتعتمد هذه الحلقة ايضاً على عملية تفاعل الأكسدة وإعادة ترتيب الذرات من جديد وهذه العملية متواصلة مراراً وهذه المرحلة متواصلة وينتج عنها ثاني أكسيد الكربون والنواقل الهيدروجينية وجزيئات الطاقة المختلفة، والنواقل الكيميائية بأنواعها المختلفة، وهذه المرحلة ينتج عنها منتج جديد متحد فيه جميع العناصر السابقة.
مرحلة نقل الإلكترونات .. أهمية الإنزيمات والبروتينات الموجودة في الغشاء الداخلي
مرحلة أخيرة من مراحل التنفس الخلوي، وهي مرحلة نقل الإلكترونات وهي التي تعتمد على نقل الإنزيمات والبروتينات في الغشاء الداخلي لجزيء الميتوكندريا، وهذه الإنزيمات مكونة من نواقل موجودة متركزة في الغشاء، وهذه خطوات هامة للغاية في نقل الإلكترونات.
وهذه المرحلة ينتج عنها جزيئات الطاقة والنقل في وقت واحد، وبالتالي فإنها تبدأ بأولى خطوات السلسلة ونقل الإلكترونات إلى جانب م يعرف بأيونات الهيدروجين.
كما تقوم هذه المرحلة بنقل النواقل الكيميائية والتي تبدأ من خلال سلسلة نقل الإلكترون وتفقد من خلالها الجزيئات من خلال نقل أيونات الهيدروجين من خلال مرورها عبر الحيز الغشائي وترتفع من خلالها نسبة التركيز وتعود بهذا أيونات الهيدروجين حيث تنتقل إنزيم بناء الطاقة في جميع الجزيئات حيث تعمل على تنشيط جميع الجزيئات فيها.
التخمر مظهر من مظاهر عملية التنفس الخلوي الهامة
اكتشف العلماء العديد من المظاهر الهامة لعملية التنفس الخلوي، حيث أكدوا أن هناك العديد من المظاهر منها التخمر والتي تعتبر من أهم مظاهر عملية التنفس الخلوي، والتخمر ظاهرة علمية تحدث عبر تحليل لجميع المواد والمركبات العضوية التي يصعب تحليلها، وتتم في عدم وجود غاز الأكسجين والذي يعتبر من الشروط الهامة والأساسية لعملية التنفس الخلوي. لذلك تتم عملية التخمر ولها نوعين وهما التخمر اللبني والتخمر الكحولي.
والتخمر اللبني هو عبارة عن اختزال الحمض، وذلك بدون وجود غاز الأكسجين، حيث يتم تحويل البيروفيك إلى حمض اللبن وهذا ناتج عن اختزاله باستخدام غاز الهيدروجين بدلاً من الأكسجين، وهذا النوع يحدث لبعض أنواع البكتريا وبعض الخلايا العضلية التي يتم الإجماع عليه.
أم التخمر الكحولي، فهو عبارة عن إنتاج كحول الايثانول وهذه العملية تقوم بها خطوتين أساسيتين وهما نزع جزيء ثاني أكسيد الكربون من حمض البيروفيك وهو ما يتم إنتاج أسيتالدهيد وبالتالي يتحول لمركب الإيثانول، وبالتالي توليد الطاقة اللازمة لعملية التحليل السكري، ويتم التخمر من من خلال بعض أنواع البكتيريا، وبالتالي يمكن استخدام الكائنات تلك في بعض الصناعات الكحولية المعروفة.
عملية التكامل بين البناء الضوئي والتنفس الخلوي
هناك العديد من المظاهر الأخرى لعملية التنفس الخلوي، لكن من أهمها أن هناك تكاملاً بين عملية التنفس الخلوي وعملية البناء الضوئي، وذلك من خلال الروابط والتكامل بين هاتين العمليتين، والتي تنتج العديد من المظاهر مثل إنتاج المواد المشتركة بين عملية البناء الضوئي والتنفس الخلوي على حد سواء، فهي مواد ناتجة عن العمليتين وفيهما تشابه كبير.
كما وجد العلماء أن استخدام مرحلة سلسلة نقل الالكترونات من المراحل التي تشترك فيها هاتين العمليتين، كما تحتوي حلقتا كالفن وكربس على عملية إعادة ترتيب ذرات الكربون في المركبات العضوية وبالتالي تعد هاتين العمليتين مصدراً للهيكل الكربوني المستخدم في التفاعلات الحيوية.
وهناك العديد من النواتج المتشابهة في كلا العمليتين، ومنها أن جزىء ثاني أكسيد الكربون يعمل على الربط بين حلقتين كربس وكالفن على حد سواء.
عملية التنفس الخلوي من العمليات الهامة التي تحدث في الطبيعة، وهناك العديد من الحقائق العلمية المتعلقة بها، والتي تعرفنا عليها من خلال هذا المقال، فهل كنت تعرف هذه الحقائق من قبل؟
بواسطة: Asmaa Majeed
اضف تعليق