ما اسم العملية التي تستعمل الأكسجين لتحليل الجلوكوز

العملية التي تستعمل الأكسجين لتحليل الجلوكوز، تستطيع النباتات والحيوانات استخلاص الطاقة من سكر الجلوكوز بعملية تسمى عملية التنفس الخلوي، حيث تقوم الخلايا بتحليل السكر وإطلاق الطاقة، ويتطلب حدوث التنفس الخلوي في النباتات والحيوانات وجود الأكسجين، لذا يسمى هذا التنفس التنفس الهوائي، حيث تستعمل الخلايا الأكسجين لتحليل السكر لإطلاق طاقة يمكن استخدامها للقيام بالنشاطات الحيوية.

ما اسم العملية التي تستخدم الأكسجين لتكسير الجلوكوز؟

هي عملية التنفس الخلوي .

التنفس الخلوي عبارة عن سلسلة من العمليات المنظمة التي تنتج الطاقة على شكل ATP، والذي يتم استخلاصه من مركبات الجلوكوز الموجودة في الأطعمة التي نتناولها خلال وجباتنا. وفيما يتعلق بكيفية حدوث التنفس الخلوي داخل الخلية، فإن هذه العملية تتم على ثلاث مراحل

المرحلة الأولى يحدث تحلل السكر داخل حدود سيتوبلازم الخلية عندما يتم تكسير مركبات الجلوكوز، وتسمى هذه الخطوة تحلل السكر.

ماذا يوجد في المرحلة الثانية؟ : عملية نقل جزيئات البيروفات إلى الميتوكوندريا، وهي العضيات التي تعرف بمراكز الطاقة داخل الخلايا، بحيث تصل إليها وتستخدم في عمليات إنتاج الطاقة.
وبعد إدخالها في مجموعة من التفاعلات تسمى دورة كريبس، يتم تحويلها إلى جزيء ثنائي الكربون.

ويجب العلم أن الميتوكوندريا تحتوي على غشاء داخلي يحيط بها، وهو مكون من عدة طيات ويسمى “البلوري”. تساعد هذه البلورات على زيادة مساحة السطح الداخلي للغشاء بشكل كبير جداً، حيث تجري بداخلها مجموعة واسعة من تفاعلات التنفس الخلوي.

وفي المرحلة الأخيرة وهي المرحلة الثالثة تدخل الطاقة المخزنة داخل ما يسمى بحاملات الطاقة في سلسلة من التفاعلات، وتعرف هذه السلسلة بسلسلة نقل الإلكترون، وفي هذه المرحلة تستخدم جميع مستويات الطاقة.

لكي نتمكن من إنتاج ATP، يلعب الأكسجين أيضًا دورًا مهمًا وضروريًا في عملية تحويل مركب الجلوكوز من شكله الموجود إلى ATP، ويبلغ عدد جزيئات ATP التي يتم إطلاقها وخروجها خلال الخطوة الأولى اثنتين فقط جزيئات ATP لكل جلوكوز، وفي الخطوات المتعاقبة للتفاعل، تزداد جزيئات ATP.

اقرأ أيضًا: اعراض ارتفاع السكر

أين يحدث التنفس الخلوي؟

داخل حدود الخلايا.

من الضروري أولاً تحديد النوعين الرئيسيين من الخلايا:

• حقيقيات النواة.
• بدائيات النوى .

وسنشرح معنى النواة، فهي تمثل مجموعة من الخلايا تحتوي على عدد من الأجزاء. ومن أمثلة هذه الأجزاء النواة والعضيات المرتبطة بالغشاء.

اما بالنسبة لبدائيات النوىوهي خلايا تفتقر إلى هذه المميزات ولا تحتوي على أي أجزاء، حيث أن عملية التنفس الخلوي تحدث في السيتوبلازم والميتوكوندريا داخل حقيقيات النوى.

الميتوكوندريا هي عضية ذات غشاء مزدوج، تتميز بوجود غشاء خارجي وغشاء داخلي، وتحتوي على مسافة بين الأغشية الخارجية والداخلية.

تحدث العديد من الطيات في الغشاء الداخلي، مما يؤدي إلى تكوين نتوءات صغيرة تشبه الأصابع تسمى الأعراف.

ويسمى الجزء الداخلي في الميتوكوندريا بالمطرس، وتنتمي الخلايا النباتية إلى النوع حقيقيات النوى، مثلها مثل جميع الخلايا الحيوانية والفطرية، ولذلك يمكن القول الآن أن موقع التنفس الخلوي داخل النباتات هو في السيتوبلازم والميتوكوندريا.

فيما يتعلق بدائيات النوى، يحدث التنفس الخلوي مباشرة داخل سيتوبلازم الخلية. تفتقر بدائيات النوى إلى عضيات محاطة بغشاء، وبالتالي لا تحتوي على الميتوكوندريا. ومن المنطقي أن يكون موقع التنفس الخلوي داخل السيتوبلازم.

معادلة التنفس الخلوي

يجب أن تعلم أن التنفس الخلوي بشكل عام ليس عملية كيميائية واحدة، بل هو مجموعة أو سلسلة من التفاعلات الأيضية. ولذلك تختلف المسارات والأماكن التي تتم فيها عملية التنفس داخل الخلية ولا يكون لها مسار محدد. تم التبسيط حتى نتمكن من فهم التفاعل الكيميائي العام المتعلق بالتنفس الخلوي. وهو التالي :

C 6 H 12 O 6 + 6 O 2 → 6 CO 2 + 6 H 2 O + 38ATP

يتحلل الجلوكوز مع الأكسجين ليشكل ستة ثاني أكسيد الكربون وستة ماء وATP

تجدر الإشارة إلى أن القيم متغيرة دائمًا وليست ثابتة لجميع الكائنات الهوائية، وربما تتراوح بين 34 إلى 38 ATP، ولا يستطيع أحد توحيد رقم محدد للقيمة.

اقرأ أيضًا: علامات التبويض القوي

مخطط التنفس الخلوي

المرحلة الأولى هي تحلل السكر

المسار الأيضي الأساسي الذي يحدث أثناء التنفس الخلوي هو تحلل السكر. اسم السكر مشتق من كلمة يونانية تعني “حلو” وأيضاً من جزء آخر يعني “الذوبان”.

يمكن تعريف تحلل السكر على أنه تحلل جزيء واحد من الجلوكوز أو السكر إلى جزيئين من البيروفات. يحدث تحلل السكر في العصارة الخلوية، ومن المعروف أن هذا التحلل يتضمن تفاعل من النوع الذي يتم تنشيطه بواسطة عشرة إنزيمات.

المعادلة الشاملة التي تسهل فهم حدوث تحلل السكر هي:
معادلة احتراق الجلوكوز: C6H12O6 + 2 NAD + 2 ADP + 2 P → 2 حمض البيروفيك (CH3 (C = O) COOH + 2 ATP + 2 NADH + 2 H +

أثناء عملية التمثيل الغذائي المتمثلة في تكسير السكر إلى جزيئات ATP، يتم إنتاج أربعة جزيئات، ولكن يتم استخدام واستهلاك جزأين خلال مرحلة التحضير، وبالتالي يتم إنتاج شبكة مكونة من جزيئين ATP فقط، وهذا ما تظهره المعادلة الرياضية .

بعد اكتمال تحلل السكر، يحدث تفاعل الارتباط المتقاطع حيث يتم نزع كربوكسيل البيروفات مؤكسدًا بواسطة مركب هيدروجيناز البيروفات (PDC).

يشير هذا إلى أن البيروفات الناتج عن تحلل السكر قد تم أكسدةه، وتحويل السكر إلى أسيتيل CoA وجزيء واحد من NADH، رمز النيكوتيناميد الأدينين ثنائي النوكليوتيد، بالإضافة إلى جزيء واحد من ثاني أكسيد الكربون.

المرحلة الثانية دورة كريبس أو دورة الحمض هي عملية مكونة من 8 خطوات، تتضمن وجود 18 إنزيمًا مختلفًا. تحدث هذه العملية في مصفوفة الميتوكوندريا وهي عبارة عن سلسلة من تفاعلات الأكسدة والاختزال. وينتج عن ذلك أكسدة مجموعة الأسيتيل إلى جزيئين من ثاني أكسيد الكربون في الدورة. الهدف من هذه العملية هو توليد إلكترونات عالية الطاقة من الكربون.

المرحلة الأخيرة في سلسلة نقل الإلكترون والفسفرة التأكسدية هي المرحلة النهائية في التنفس الخلوي، وتحدث في العشاء الداخلي للميتوكوندريا.

يتم استخدام تدرج التباين الكيميائي لتحديد مسار أكسدة NADH والمسار الذي ستتخذه الإلكترونات من الجهات المانحة إلى المستقبلات ضمن تفاعلات الأكسدة والاختزال.

وتنتقل الإلكترونات من مركب إلى آخر، وتقل نسبة الأكسجين، مما يؤدي إلى إنتاج الماء. ETC هو المسؤول عن وجود معظم ATP. حيث يتم إنتاج الماء و NAD و FAD، يتم إعادة تدويرها، وفي النهاية يتم إنتاج 38 ATP أو 34 و 36 في بعض الكائنات الحية الأخرى.

شاهد إيضاً: ما هي الرجفة الأذينية

الفرق بين التنفس الخلوي والتخمر

هناك فرق رئيسي بين عملية التنفس الخلوي وعملية التخمير لا ينبغي تجاهله. ويتأكسد الجلوكوز بشكل كامل في وجود الماء وثاني أكسيد الكربون أثناء عملية التنفس، بينما تحدث الأكسدة الجزئية للجلوكوز أثناء عملية التخمير أثناء إنتاج مجموعة من الجزيئات العضوية الصغيرة.

وأخيرا من خلال موقع سعودي24 تعرفنا على ما اسم العملية التي تستعمل الأكسجين لتحليل الجلوكوز، كما تعرفنا الفرق بين التنفس الخلوي والتخمر.