السلسلة التنفسية و شروط تركيب الـ ATP دروس علوم الحياة و الأرض الثانية بكالوريا

السلسلة التنفسية و شروط تركيب الـ ATP  

دروس علوم الحياة و الأرض الثانية بكالوريا

الفصل 1 : التفاعلات المسؤولة عن تحرير الطاقة الكامنة في المادة العضوية على مستوى الخلية  

ملاحظة : الكلمات الموجودة في الموضوع و الملونة بالأزرق هي عبارة عن مصطلحات علمية ، و  تجدون تعريفها أسفل الموضوع .

السلسلة التنفسية و شروط تركيب الـ ATP

للتعرف على الدور الذي تلعبه بروتينات السلسلة التنفسية، نقترح دراسة المعطيات التجريبية التالية :

تم وضع ميتوكندريات في شكل محلول عالق في وسط مغلق خال من الأكسجين O2، ثم تم تتبع تغير تركيز البروتونات +H قبل و بعد إضافة الأكسجين (الشكل أ).

بوجود الأكسجين، تكون سرعة النقل الغشائي للبروتونات +H مرتفعة عند توفر النواقل المختزلة +NADH+H و FADH2 على مستوى الماتريس، كما أن تركيز البروتونات +H يرتفع في الحيز البيغشائي و ينخفض في الماتريس. نشير إلى أن الغشاء الخارجي للميتوكندري نفوذ للبروتونات +H.

1 : حلل منحنى الشكل أ من الوثيقة أعلاه ؟

2 : فسر النتائج  المحصل عليها من خلال هذه التجربة ؟ 

( الجواب عن الأسئلة أسفل الموضوع )

يتميز الغشاء الداخلي للميتوكندري بوجود بروتينات تسمى السلسلة التنفسية، تتميز هذه الجزيئات باختلاف جهد الأكسدة اختزال الخاص بها، الشيء الذي يمكنها من تقبل و إعطاء الإلكترونات. يمثل الشكل ب من الوثيقة، جهد الأكسدة اختزال لبعض هذه الجزيئات. تمثل الأسهم بين هذه الجزيئات إلى انتقال الإلكترونات.

3: حدد من خلال الشكل ب إتجاه تنقل الإلكترونات ، مقرحا تفسيرا لهذا المسار  ؟ 

( الجواب عن الأسئلة أسفل الموضوع )

للكشف عن الشروط الضرورية لإنتاج الـ ATP، تم إنجاز التجربة التالية :

تم عزل ميتوكندريات و تعريضها للموجات فوق الصوتية بهدف الحصول على حويصلات مغلقة انطلاقا من أعراف الغشاء الداخلي للميتوكندري. تم بعد ذلك وضع الحويصلات في محاليل مختلفة، و توضح الوثيقة أسفله الظروف التجريبية و النتائج المحصل عليها.

4 : إستنتج من خلال هذه التجربة الشورط الضرورية لتركيب ال ATP  ؟ 

الجواب عن الأسئلة

1 : حلل منحنى الشكل أ من الوثيقة أعلاه ؟

الجواب : قبل إضافة الأكسجين إلى الوسط، كان تركيز البروتونات +H تابثا، لكن مباشرة بعد إضافة الأكسجين إلى الوسط، عرف تركيز البروتونات +H ارتفاعا سريعا ثم بدأ بالانخفاض بشكل تدريجي.

2 : فسر النتائج  المحصل عليها من خلال هذه التجربة ؟ 

الجواب : يفسر ارتفاع تركيز البروتونات +H في الوسط بعد إضافة الأكسجين، بعملية أكسدة النواقل المختزلة على مستوى الماتريس، الشيء الذي يؤدي إلى تحرير +H و نقله إلى الحيز البيغشائي و منه إلى الوسط (لأن الغشاء الخارجي نفوذ لـ +H).

بعد ذلك، يلاحظ انخفاض تدريجي في تركيز +H، و يفسر هذا الأمر بعودة البروتونات +H إلى داخل ماتريس الميتوكندريات، لكن بشكل بطيء.

4 : إستنتج من خلال هذه التجربة الشورط الضرورية لتركيب ال ATP  ؟ 

الجواب : 

◄ في الإناء 1، و عندما يكون pH الوسط الخارجي pHe أكبر من pH الوسط الداخلي للحويصلات pHi، يتم إنتاج الـ ATP، و ذلك بعد إضافة ADP و Pi.

◄ في الإناء 2، و عند إزالة الكرات ذات شمراخ من الحويصلات، لم يتم إنتاج الـ ATP على الرغم من كون pH الوسط الخارجي pHe أكبر من pH الوسط الداخلي للحويصلات pHi.

◄ في الإناء 3، لم يتم إنتاج الـ ATP لكون pH الوسط الخارجي pHe يساوي pH الوسط الداخلي للحويصلات pHi.

◄ نستنتج من المعطيات السابقة أن تواجد فرق في pH الوسطين الداخلي و الخارجي للحويصلات، ضروري لتركيب الـ ATP، إضافة إلى ضرورة تواجد الكرات ذات شمراخ على مستوى غشاء الحويصلات و كذلك توفر ADP و Pi.

نشير إلى أن الـ pH المنخفض يدل على تركيز مرتفع للبروتونات +H، و الـ pH المرتفع يدل على تركيز منخفض للبروتونات +H. عندما يكون هذا الفرق كبيرا، نقول أن هناك ممال للبروتونات +H، هذا الممال يسمح بانتقال البروتونات عبر الغشاء مما يسهل تركيب الـ ATP.

تعريف المصطلحات العلمية الموجودة بالموضوع :

السلسلة التنفسية Chaine Respiratoire : هي عبارة عن بروتينات تتواجد 

على مستوى الغشاء الداخلي للميتوكندري. تتميز هذه الجزيئات باختلاف جهد الأكسدة 

اختزال الخاص بها، الشيء الذي يمكنها من تقبل و إعطاء الإلكترونات.

ممال للبروتونات Gradient de Protons : يتجلى في الفرق بين تركيزي 

البروتونات +H بين جهتي الغشاء الداخلي للميتوكندري، يعتبر هذا الفرق في التركيز، 

بمثابة طاقة كامنة يتم استغلالها خلال مرور البروتونات عبر الكرات ذات شمراخ.

باقي فقرات الفصل :

	عناوين الدروس	مشاهدة
1	تقديم (تحرير الطاقة الكامنة على مستوى المادة العضوية)
2	الكشف عن الظواهر المسؤولة عن تحرير الطاقة و موقعها
3	انحلال الكليكوز
4	بنية الميتوكندري
5	هدم حمض البيروفيك داخل الميتوكندري
6	السلسلة التنفسية و شروط تركيب الـ ATP	أنت هنا
7	تفاعلات السلسلة التنفسية (التفسفر المؤكسد)
8	مصير حمض البيروفيك خلال التخمر
9	الحصيلة الطاقية و المردود الطاقي للتنفس و التخمر