الحصيلة الطاقية و المردود الطاقي للتنفس و التخمر دروس علوم الحياة و الأرض الثانية بكالوريا

الحصيلة الطاقية و المردود الطاقي للتنفس و التخمر

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 .

الحصيلة الطاقية و المردود الطاقي للتنفس و التخمر

تختلف الحصيلة الطاقية و مردودية كل من التنفس و التخمر، نظرا لاختلاف التفاعلات المؤدية إلى تحرير الطاقة الكامنة على مستوى الكليكوز. تمثل الوثيقتان أسفله، خطاطة تلخص مختلف الجزيئات الطاقية الناتجة عن التنفس الخلوي، و حصيلة تفاعلات التخمر اللبني.

1 : صف من خلال الوثيقتين أعلاه الحصيلة الطاقية لكل من التنفس الخلوي و التخمر؟ ثم قارن بينهما ؟

( الجواب عن الأسئلة أسفل الموضوع )

باختلاف الحصيلة الطاقية للتنفس الخلوي و التخمر، يختلف مردودهما الطاقي. فإذا كان الكليكوز يتعرض لهدم كلي خلال التنفس الخلوي، فإنه يتعرض إلى هدم جزئي خلال التخمر، تنتج عنه جزيئات تخزن نسبة من الطاقة (الحمض اللبني بالنسبة للتخمر اللبني و الكحول الإيتيلي بالنسبة للتخمر الكحولي). قصد تقدير المردود الطاقي لكل من التنفس الخلوي و التخمر نقترح المعطيات التالية :

◄ تُقدر الطاقة الكامنة على مستوى مول واحد من الكليكوز بـ 2840 كيلوجول Kj.

◄ تُقدر الطاقة الكامنة على مستوى مول واحد من الحمض اللبني بـ 2672 كيلوجول Kj.

◄ يعتبر ثنائي أكسيد الكربون CO2 و الماء H2O، حثالة معدنية خالية من الطاقة.

◄ يُفقد 1740 كيلوجول من الطاقة خلال التنفس، و 107 كيلوجول خلال التخمر على شكل حرارة.

◄ تؤدي حلمأة مول واحد من ATP إلى تحرير 30,5 كيلوجول من الطاقة.

توضح الوثيقة أسفله هذه المعطيات.

2 : أحسب كمية الطاقة ب kj التي يحررها التنفس الخلوي و التخمر اللبني و التي يخزنها ال ATP بالنسبة لكل مول من الكليكوز ؟

3 : أحسب المردود الطاقي لكل من التنفس الخلوي و التخمر اللبني ؟ ثم قارن بينهما ؟

( الجواب عن الأسئلة أسفل الموضوع )

حصيلة

خلال التنفس الخلوي، يتعرض الكليكوز إلى هدم كلي ينتج عنه 36 جزيئة ATP تُخزن كمية هامة من الطاقة. تتميز هذه الظاهرة كذلك بمردود مرتفع يتجلى في %38,66.

خلال التخمر، مثل التخمر اللبني، يتم هدم الكليكوز، لكن بشكل جزئي حيث تَنتُج

جزيئات عضوية تُخزن كمية من الطاقة (الحمض اللبني)، الشيء الذي يجعل المردود الطاقي

للتخمر ضعيفا مقارنة مع التنفس الخلوي، يتجلى فقط في %2,14.

الجواب عن الأسئلة :

1 : صف من خلال الوثيقتين أعلاه الحصيلة الطاقية لكل من التنفس الخلوي و التخمر؟ ثم قارن بينهما ؟

الجواب : الحصيلة الطاقية للتنفس الخلوي : خلال مرحة انحلال الكليكوز، يتم انتاج جزيئتين ATP و جزيئتين +NADH+H تبقيان خارج الميتوكندري. ينتج عن هدم جزيئتي حمض البيروفيك على مستوى ماتريس الميتوكندري، جزيئتين +NADH+H خلال تكون الأسيتيل كوانزيم A، و خلال دورتي Krebs، يتم انتاج 6 جزيئات +NADH+H أي (3 جزيئات +NADH+H خلال كل دورة)، و كذلك جزيئتين FADH2، و جزيئتين ATP.

تتعرض جزيئات +NADH+H و FADH2 إلى عملية أكسدة على مستوى الغشاء الداخلي للميتوكندري بفعل بروتينات السلسلة التنفسية، فيتم انتاج جزيئات ATP، حيث تعطي كل جزيئة +NADH+H واحدة، 3 جزيئات ATP، و كل جزيئة FADH2 واحدة، جزيئتان ATP.

بالنسبة لجزيئتي +NADH+H المتواجدتان خارج الميتوكندري، نميز حالتان حسب طبيعة الخلايا : بالنسبة لخلايا الكبد والقلب و الكلية و الخميرة، تعطي كل جزيئة +NADH+H واحدة، 3 جزيئات ATP، فتكون الحصيلة الإجمالية 38 جزيئة ATP، بينما على مستوى خلايا العضلة الهيكلية و الدماغ، تعطي كل جزيئة +NADH+H واحدة، جزيئتين ATP، فتكون الحصيلة الإجمالية 36 جزيئة ATP.

الحصيلة الطاقية للتخمر اللبني : فيما يخص التخمر اللبني، فتكون الحصيلة الطاقية ضعيفة حيث تتجلى فقط في جزيئتي ATP الناتجتين عن انحلال الكليكوز، بينما جزيئتا +NADH+H، فتتم أكسدتهما من جديد إلى +NAD.

إذن فالحصيلة الطاقية للتنفس الخلوي (36 جزيئة ATP)، أكبر بكثير من الحصيلة الطاقية للتخمر اللبني (جزيئتان ATP).

الجواب :

خلال التنفس، يعطي كل مول من الكليكوز 36 جزيئة ATP، و كل جزيئة ATP تحرر 30,5 كيلوجول، إذن : 36 × 30,5 = 1098 كيلوجول لكل مول من الكليكوز.

أما بالنسبة للتخمر، فكل كل مول من الكليكوز يعطي جزيئتان ATP، إذن : 2 × 30,5 = 61 كيلوجول لكل مول من الكليكوز.

3 : أحسب المردود الطاقي لكل من التنفس الخلوي و التخمر اللبني ؟ ثم قارن بينهما ؟

الجواب :

المردود الطاقي للتنفس : يُخزن مول واحد من الكليكوز 2840 كيلوجول، لكنه لا يوفر على مستوى جزيئات الـ ATP إلا 1098 كيلوجول، إذن : 1098/2840 × 100 = %38,66.

المردود الطاقي للتخمر : يُخزن مول واحد من الكليكوز 2840 كيلوجول، لكنه لا يوفر على مستوى جزيئات الـ ATP إلا 61 كيلوجول، إذن : 61/2840 × 100 = %2,14.

نلاحظ إذن أن المردود الطاقي للتنفس (%38,66)، يفوق المردود الطاقي للتخمر (%2,14).

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
7	تفاعلات السلسلة التنفسية (التفسفر المؤكسد)
8	مصير حمض البيروفيك خلال التخمر
9	الحصيلة الطاقية و المردود الطاقي للتنفس و التخمر	أنت هنا