تحرير الطاقة الكيميائية الكامنة في المواد العضوية

تحرير الطاقة الكيميائية الكامنة في المواد العضوية


تحرير الطاقة الكيميائية الكامنة في المواد العضوية
تستعمل الكائنات الغير ذاتية التغذية ( إنسان ، حيوانات ، نباتات لايخضورية) المادة العضوية لتمدها بالطاقة اللازمة لنموها و أنشطتها التركيبية و تعويض الخلايا الميتة و المواد المستعملة . فهي تعمل على هدم الأغدية قصد تحرير و استرجاع الطاقة الكامنة بها ، وتحقق الكائنات الحية هذا عن طريق ظاهرتين : التنفس و التخمر
الخاصيات العامة للتنفس والتخمر
التنفس :
O2H2OCOOHC6 H12 O6 + C O22H2O6 O2O2 4ATP6C O2C O2O2 + C O26 H2OH2OATP + 2 C H338ATPO2C O2


الخاصيات العامة للتنفس: استعمال الأكسجين، هدم كلي للكليكوز، إنتاج طاقة مهمة مع طرح و
التخمر اللبني:
H2OC6 H12 O6COOHO2 6 O22CH3 CHOH COOH2CH3 CH COOHO2 + 38ATP2ATPO2C O2

الخاصيات العامة للتخمر: عدم استعمال الأوكسجين، هدم غير كلي للكليكوز، إنتاج حمض لبني وطاقة ضعيفة
I التنفس :
مراحل التنفس
1 انحلال الكليكوز:
انحلال الكليكوز عبارة عن مجموعة من تفاعلات كيميائية تتم على مستوى
الميتوكندريالنواةالجبلة الشفافةماتريس
وتنشطها أنزيمات نوعية.
خلال هذه الظاهرة تتحول كل جزيئة من الكليكوز إلى جزيئتين من حمض البيروفيك.



H2OC6 H12 O6COOHO2 3ATP2CH3-CO-COOHC O2O2 + 3ATP6ATP4ATP2ATP


H2OC6 H12 O6COOHO2 + NH32ADPCOOH3H2O + 2NA+2PiC O2O2 + O2CHC O22NAD CH3-CO-COOH2CH3-CO-COOH2CH3-CHOH-COOH2CH3-CO2-COOH + H2OC O22ATPATP + 2 C H32NADH22NADH3C O2



التأكسدات التنفسية ودور الميتوكوندريات

دراسة الميتوكوندري:

الميتوكوندريات هي مقر التأكسدات التنفسية التي هي مجموعة التفاعلات البيوكيميائية التي تطرأ على حمض البيروفيك بحضورO2

رسم تخطيطي لفوق بنية الميتوكندري فوق بنية المتوكندري
هي عبارة عن عضيات خلوية يتراوح طولها بين1 وum 2 و عرضها بين 0,5 وum 1 . يزداد عددها و يتطور شكلها كلما كانت الخلايا أكثر نشاطا و كلما كان الوسط غنيا ب O2


حبز بيغشائيغشاء داخليغشاء خارجيماتربس -1
حبز بيغشائيغشاء خارجيماتربسغشاء داخلي -2
ماتربسغشاء خارجيعرفحبز بيغشائي -3
غشاء خارجيعرفحبز بيغشائيماتربس -4
ماتربسعرفحبز بيغشائيغشاء خارجي -5

تتم التأكسدات التنفسية في ثلاث مراحل
المرحلة الأولى: تكون الأستيل كوأنزيم في الماتريس: تحت تأثير أنزيمات نوعية (أنزيمات مزيلة للهيدروجين وأنزيمات مزيلة لثاني أوكسيد الكربون) يخضع حمض البيروفيك إلى انتزاع جزيئة ثاني أوكسيد الكربون وانتزاع ذرة الهيدروجين. يرتبط الشق استيل المتبقي عن هذا التفكك، بجزيئة صغيرة تدعى كوأنزيم ، مما يؤدي إلى تكون الأستيل كوأنزيم
المرحلة الثانية: دورة في الماتريس: ?يثبت الشق استيل على حمض أوكسلو أستيك حيث يتكون حمض الستريك أما الكوأنزيم فتتحرر قصد تثبيت شق استيل جديد. يمثل حمض الستريك، نقطة الدخول في دورة بيوكميائية تسمى دورة وهي عبارة عن سلسلة من إنتزاعات لثاني أوكسيد الكربون و إنتزاعات للهيدروجين
تؤدي سلسلة تفاعلات دورة إلى الهدم الكلي للشق استيل واستعادة جزيئة حمض أوكسلو أستيك التي تثبت شق استيل آخر. كما يتم خلال كل دورة تركيب جزيئة .
يستلزم التفكك الكلي لجزيئة واحدة من الكليكوز، دورتين كاملتين من دورة
المرحلة الثالثة :السلسلة التنفسية والتفسفر المؤكسد بالغشاء الداخلي
من أجل استمرار دور ات يجب تجديد
NADH2 وFADH2

إن الهيدروجين الناتج عن المركبات المختزلة خلال حلقة ينفصل إلى بروتونات وإلكترونات بوجود أنزيمات نوعية متموضعة في الغشاء الداخلي للميتوكندري.
فالالكترونات تؤخذ بواسطة سلسلة من النواقل ذات الجهد التصاعدي المتموضعة في الغشاء الداخلي. وفي نهاية هذه السلسلة من النواقل تسترجع الإلكترونات بواسطة آخر متقبل وهو: الأوكسجين، الذي يختزل .
أ مالبروتونات فتكدس في الحيز البيغشائي للميتوكندري، لأن غشائي هذه الأخيرة غير نفوذين للبروتونات، إلا على مستوى الكريات ذات شمراخ والتي تدخل في بنية الغشاء الداخلي ففي هذا المستوى يتم تحرير في الماتريس وينتج عن هذا التدفق المكثف لبروتونات تركيب جزيئات . وسمى هذا بالتفسفسر المؤكسد
ينضم الأكسجين المختزل للبروتونات الموجودة داخل الماتريس ليعطي وإياها الماء

الحصيلة الطاقية للتنفس بالنسبة لجزيئة الكليكوز
إعادة أكسدة جزيئة واحدة من تعطي إعادة أكسدة جزيئة واحدة من تعطي
جزيئة واحدة من الكليكوز تنتج جزيئتين من حمض البيروفيك يعني يتطلب التفكيك الكلي دورتين لكريبس Krebs



II التخمر اللبني:

يحدث التخمر اللبني خلال نشاط عضلي طويل و عنيف حيث يصبح تزويد العضلة بالأكسجين غير كافي. في هذه الحالة يقوم حمض البيروفيك بدور المتقبل للهيدروجين. ينتج عن هذا التفاعل تكون الحمض اللبني وإعادة أكسدة :

H2OC6 H12 O6COOHO2 3ATP2CH3-CHOH-COOHC O2O2 + 2ATP


مقارنة الحصيلة الطاقية للتنفس والتخمر:

التخمر التنفس
التنفس والتخمر طريقتان لهدم المستقلبات (مواد القيت) وتحرير جزء من الطاقة الكامنة لهذه الأخيرة إلى ATP .
التنفس والتخمر يبتدئان دائما بمرحلة مشتركة تتم داخل الجبلة الشفافة وهي انحلال الكليكوز.
2ATP انطلاقا من مول من الكليكوز تنتج الخلية ATP 38
هدم جزئي للكليكوز, الحمض اللبني لازالت به طاقة كاملة هدم كامل لجزيئة الكليكوز وتحرير كل الطاقة الكامنة فيها و عناصر خالية من الطاقة.
المردودية الطاقية :ضعيفة.

61x100/2800=2%
المردودية الطاقية :مرتفعة.

يحدث في الجبلة الشفافة بغياب O2 يحدث التنفس في الميتوكوندري بوجود .

من أهم سمات التخمر عدم استعمال ، وضعف المردودية، فإذا كانت جزيئة واحدة من الكليكوز تساعد عبر التنفس على تركيب 38 جزيئة ، فإننا نجد في المقابل أن التخمر يعطي فقط 2 من . وبصيغة أخرى إذا كانت المردودية الطاقية للتنفس بالنسبة للكليكوز تناهز 40% ، فإنها في حالة التخمر تصل بالكاد إلى 3% ، حيث ينتج عن هذا الأخير حثالة عضوية ما تزال بها طاقة كامنة.
وعلى الرغم من كل هذا فإن أهمية التخمر تكمن في مساعدة بعض الخلايا على الاستمرار في إنتاج عند نقصان في الوسط (تكيف)، كما يشكل التخمر الوسيلة الوحيدة لإنتاج

منقول