المحتوى
- تحلل السكر ، تلخيص
- منتجات تحلل السكر
- ردود الفعل الهوائية من التنفس الخلوي
- الأكسجين مطلوب لإجراء التنفس الخلوي: صواب أم خطأ؟
تحلل هي عملية تنتج الطاقة بدون وجود الأكسجين. يحدث في جميع الخلايا الحية ، من أبسط بدائيات النواة وحيدة الخلية إلى أكبر وأثقل الحيوانات. كل ما هو مطلوب لتحلل السكر هو أن يحدث جلوكوز، والسكر ستة الكربون مع الصيغة C6هيدروجين12O6و السيتوبلازم للخلية بكثافتها الغنية من إنزيمات التحليل (البروتينات الخاصة التي تسرع على طول التفاعلات الكيميائية الحيوية).
في بدائيات النوى ، بمجرد انتهاء التحلل ، وصلت الخلية إلى الحد الأقصى لإنتاج الطاقة. ولكن في حقيقيات النوى ، التي لديها الميتوكوندريا والتي تكون قادرة على إكمال التنفس الخلوي حتى نهايتها ، تتم معالجة البيروفات المصنوع في تحلل الدم بشكل أكثر مما ينتج عنه في النهاية أكثر من 15 ضعف الطاقة التي يولدها التحلل.
تحلل السكر ، تلخيص
بعد أن يدخل جزيء الجلوكوز إلى خلية ، يكون له على الفور مجموعة فوسفات ملحقة بأحد الكربونات. ثم يتم إعادة ترتيبها في جزيء فسفوري من الفركتوز ، وهو سكر آخر يحتوي على ستة الكربون. ثم يتم الفسفرة مرة أخرى هذا الجزيء. تتطلب هذه الخطوات استثمار اثنين ATP.
بعد ذلك ، ينقسم جزيء الكربون الستة إلى زوج من جزيئات ثلاثية الكربون ، ولكل منها فوسفات خاص به. يتم فسفرة كل من هذه العناصر مرة أخرى ، مما ينتج عنه جزيئين متطابقين من الفسفرة مضاعفين. كما يتم تحويل هذه إلى البيروفات3هيدروجين4O3)، وتستخدم الفوسفات الأربعة لتوليد أربعة اعبي التنس المحترفين ، ل صافي ربح اثنين من اعبي التنس المحترفين من تحلل.
منتجات تحلل السكر
في وجود الأكسجين ، كما سترى قريبًا ، فإن المنتج النهائي لتحلل السكر هو 36 إلى 38 من جزيئات ATP ، مع فقد الماء وثاني أكسيد الكربون في البيئة في خطوات التنفس الخلوية الثلاث التالية لتحلل السكر.
ولكن إذا طُلب منك إدراج منتجات تحلل السكر ، التوقف الكامل ، فإن الجواب هو جزيئين من البيروفات ، واثنين من NADH واثنين من ATP.
ردود الفعل الهوائية من التنفس الخلوي
في حقيقيات النوى التي تحتوي على كمية كافية من الأكسجين ، تشق البيروفات المصنوع في تحلل السكر إلى الميتوكوندريا ، حيث يخضع لسلسلة من التحولات التي تؤدي في النهاية إلى ثروة من ATP.
رد فعل الانتقال: يتم تحويل اثنين من البيروفات ثنائية الكربون إلى زوج من جزيئات ثنائي الكربون من أسيتيل أنزيم A (أسيتيل CoA)، وهو أحد المشاركين الرئيسيين في مجموعة من ردود الفعل الأيضية. هذا يؤدي إلى فقدان زوج من الكربون في شكل ثاني أكسيد الكربون ، أو CO2 (منتج النفايات في البشر ومصدر للغذاء للنباتات).
دورة كريبس: يتحد أسيتيل CoA الآن مع جزيء مكون من أربعة كربون يسمى أوكسالو أسيتات لإنتاج جزيء الكربون الستة أوكسالوآسيتات. في سلسلة من الخطوات التي تسفر عن ناقلات الإلكترون NADH و FADH2 جنبا إلى جنب مع كمية صغيرة من الطاقة (اثنين من اعبي التنس المحترفين لكل جزيء الجلوكوز المنبع) ، يتم تحويل السترات مرة أخرى إلى أوكسالاسيتات. ما مجموعه أربعة CO2 تعطى للبيئة في دورة كريبس.
سلسلة نقل الإلكترون (ETC): على الغشاء الميتوكوندريا ، والإلكترونات من NADH و FADH2 تستخدم لرفع فسفرة ADP للحصول على ATP ، مع O2 (الأكسجين الجزيئي) باعتباره متقبل الإلكترون النهائي. هذا ينتج 32 إلى 34 ATP ، و O2 يتم تحويلها إلى الماء (H2O).
الأكسجين مطلوب لإجراء التنفس الخلوي: صواب أم خطأ؟
على الرغم من أن هذا السؤال ليس مجرد خدعة ، إلا أنه يتطلب بعض المواصفات لحدود السؤال. ليس تحلل السكر وحده جزءًا من التنفس الخلوي ، كما هو الحال في بدائيات النوى. ولكن في الكائنات الحية التي تستخدم التنفس الهوائي ، وبالتالي تنفذ التنفس الخلوي من البداية إلى النهاية ، يعتبر تحلل السكر الخطوة الأولى في العملية والخطوة الضرورية.
إذا تم سؤالك عما إذا كانت هناك حاجة إلى الأكسجين في كل خطوة من التنفس الخلوي ، فإن الجواب هو لا. ولكن إذا تم سؤالك عما إذا كان التنفس الخلوي كما هو محدد عادة يتطلب الأكسجين من أجل المتابعة ، فإن الإجابة هي نعم مؤكد.