استهلاك المــادة العضوية

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

استهلاك المــادة العضوية وتدفق الطــاقة

 

الصفحة الرئيسة

 

www.khayma.com/fatsvt

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

مراحل تفكيك الكليكوز

دور العضلات الهيكلية المخططة في تحويل الطاقة

 

 

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

 

تقديم:

 

 

لاعب التنس يستهلك الموز (يحتوي على مواد عضوية ) لتمده بجزء من الطاقة خلال المباراة

ينتج النبات الأخضر(شجر الموز) مواد عضوية(الموز) باستعمال مواد معدنية وطاقة ضوئية.
 تستطيع الكائنات ذاتية التغذية(النباتات الخضراء) إنتاج المادة العضوية باستهلاك طاقة، بينما تستهلك الكائنات غير ذاتية التغذية موادا عضوية لاستخلاص الطاقة الضرورية لأنشطتها.

تساؤلات

ما هي التفاعلات المسؤولة عن تحرير الطاقة الكامنة في المادة العضوية على مستوى الخلايا؟

وما هي أوجه استعمالات هذه الطاقة؟

               

 I / التفاعلات المسؤولة عن تحرير الطاقة الكامنة في المادة العضوية على مستوى الخلية:

 قصد تعرف اليات انتاج الطاقة من طرف الخلية، نقترح المعطيات التجريبية والملاحظات التالية:

 تمثل الخميرة فطر مجهري وحيد الخلية يمكن أن يعيش في وسط غني بالأكسجين(وسط حيهوائي) ووسط يفتقر للأكسجين

 (وسط حيلاهوائي).

ـ نضع الخميرة في وسط يحتوي على الكليكوز ونوزعها على وسطين:وسط1 حيلاهوائي ووسط2 حيهوائي،ثم نتتبع تغيرات مكونات الوسطين حسب الزمن:

يمثل الجدول1 تغيرات كمية الكليكوز في الوسطين:

يمثل الجدول 2 تغيرات بعض العناصر في الوسطين:

 تمثل الوثيقة التالية ملاحظة مجهرية لخلايا الخميرة في الوسطين بعد 64 ساعة من الزرغ:
وسط1 وسط2

 

http://195.221.140.203/svt/levures.htm

 تمثل الوثيقة التالية مظهر خلايا الخميرة في كل وسط:

http://www.didier-pol.net/03s11-6.gif

 

     1ـ اعتمادا على تحليل المعطيات والوثائق السابقة، استخلص اليات انتاج الطاقة من طرف الخميرة.

الاجابة

  ـ تحليل:

  ـ في كلا الوسطين هناك استهلاك للكليكوز من طرف الخمائر.

  ـ في الوسط2 الحيهوائي يلاحظ  أن عدد الخمائر تضاعف كثيرا مع استهلاك للأكسجين وطرح لـ CO2 في الوسط، وتبين الملاحظة المجهرية أن خلايا الخمائر غنية بعضيات خلوية تسمى الميتوكوندريات.

  ـ في الوسط1 الحي لاهوائي يلاحظ أن عدد الخمائر زاد نسبيا مع طرح لـ CO2 وتكون كحول في الوسط، وتبين الملاحظة المجهرية أن خلايا الخمائر تحتوي على ميتوكوندريات قليلة وضامرة.

 

    ـ استنتاج:

في كلتا الحالتين تستعمل خلايا الخميرة مستقلب الكليكوز لإنتاج الطاقة من اجل تكاثرها.

 ـ في الوسط الحيهوائي تقوم الخلايا بهدم كلي لمستقلب الكليكوز مع استهلاك الأكسجين وطرح CO2 (وايضا H2O)مع إنتاج طاقة مهمة استعملت في التكاثر الكبير للخلايا وهذا ما يعرف بالتنفس ويتطلب تدخل الميتوكوندريات.

C6H12O6  +6O2  -------------> 6CO2 +6H2O + طاقة مهمة  

 ـ في الوسط الحيلاهوائي تقوم الخلايا بهدم جزئي لمستقلب الكليكوز في غياب الأكسجين مع تشكل كحول(الاثانول C2H5OH) و CO2 مع إنتاج طاقة ضعيفة استعملت في التكاثر الضعيف للخلايا وهذا ما يعرف بالتخمر ولا يتطلب تدخل الميتوكوندريات.

C6H12O6  ------------->2CO2 +2C2H5OH +  طاقة ضعيفة

 

 II / مراحل هدم الكليكوز:

قصد تعرف مراحل هذم الكليكوز داخل الخلية، نقترح المعطيات التجريبية التالية:

نقوم بعزل ميتوكوندريات مأخوذة من خلايا نباتية ثم نضعها في وسط به أكسجين، ونقيس كمية هذا الأخير في الوسط بدلالة الزمن. في الزمن t0 نضع الميتوكوندريات في الوسط، وفي الزمن t1 نضيف كمية قليلة من الكليكوز، وفي الزمن t2 نضيف كمية قليلة من حمض البيروفيك. يمثل المبيان التالي النتائج المحصل عليها:

  

       1 ـ انطلاقا من تحليل المبيان، فسر النتائج المحصل عليها.

 نحضر وسط زرع يحتوي على خلايا حيوانية ونزوده بالأكسجين، والكليكوز المشع ،ثم نتتبع الإشعاع حسب الزمن، يبين الجدول التالي النتائج المحصل عليها.

       2 ـ استنادا إلى معطيات الجدول، فسر النتائج المحصل عليها.

       3 ـ اعتمادا على المعطيات السابقة،استخلص المراحل الأساسية لهدم الكليكوز على مستوى الخلية.

الأجوبة

1 ـ 

عند إضافة الكليكوز إلى الوسط  في الزمن t1 يلاحظ استقرارا في نسبة الاكسجين أي عدم استهلاكه أما عند إضافة حمض البيروفيك في الزمن t2 فيلاحظ انخفاض نسبة الأكسجين وهذا يعني استهلاكه من طرف الميتوكوندريات.

 وهذا يعني أن الميتوكوندريات لا تستهلك الأكسجين إلا بوجود حمض البيروفيك ولا يمكنها استعمال الكليكوز مباشرة.

   2 ـ 

 نلاحظ إن الإشعاع ينتقل على مستوى الجبلة الشفاقة من الكليكوز إلى الحمض البيروفيك، هذا الأخير يظهر بعد ذلك في الميتوكندري، ثم ينتقل الإشعاع إلى الأحماض العضوية في الميتوكندري، وأخيرا يظهر الإشعاع في CO2  في الوسط الخارجي.

  يمكن تفسير النتائج بأن الكليكوز يتحول الى حمض البيروفيك على مستوى الجبلة الشفافة ثم ينتقل إلى الميتوكندري ليتحول داخلها إلى أحماض عضوية ثم إلى CO2 لكي يطرح خارج الخلية.

  3 ـ

 اعتماد على المعطيات السابقة يتبين أن مستقلب الكليكوز يتعرض داخل الخلية إلى تفككين أساسيين:

ـ الأول خارج الميتوكوندري على مستوى الجبلة الشفافة ولا يحتاج إلى الأكسجين، يسمى انحلال الكليكوز glycolyse

ـ الثاني على مستوى الميتوكوندري ويحتاج إلى الأكسجين، يسمى التأكسدات التنفسية ويعتبر حمض البيروفيك هو المستقلب الذي يتعرض للتأكسدات التنفسية.

 

www.khayma.com/fatsvt