بحث عن التنفس الخلوي، تعد عمليات الأيض والحصول على الأغذية والقيام باكتساب الطاقة وفقدها، وغيرها الكثير من العمليات الحيوية، بحيث أن كل هذه بنيت عليها أسس علمية للنباتات، ويوجد عمليات يتم حدوثها في الليل، وعمليات أخرى تحدث في النهار، والبعض منها يتم حدوثه بداخل الخلية فيسمى خلوي، ومنها أيضاً غير خلوي
التنفس الخلوي
تعتبر عملية التنفس الخلوي عملية بيوكيميائية قامت بتحرير الطاقة من الروابط الكيميائية في جزيئات الغذاء حتى يتم توفيرها لعمليات الحياة الأساسية، وتحدث في كافة خلايا الكائنات الحية حقيقية النواة.
تحدث عملية في الميتوكوندريا ليلاً، تؤثر على الخلايا الحيوية النباتية والحيوانية بشكل إيجابي من خلال الحفاظ على درجة حرارة النباتات، بالإضافة إلى الحصول على العناصر اللازمة لها من خلال نتائج التنفس الخلوي للجلوكوز، وأشكال متعددة من الطاقة التي يساهم في إعطاء الطاقة للخلايا ويساعد على إتمام عملية التمثيل الضوئي في الخلايا النباتية، من خلال توفير العناصر الأساسية لإتمام هذه العملية.
أنواع التنفس الخلوي
يظهر نوعان من التنفس الخلوي في الخلايا حسب وجود أو عدم وجود الأكسجين، حيث يظهر نوع التنفس الهوائي والتنفس اللاهوائي، لذلك نأخذك في جولة للتعرف على نوعي التنفس الخلوي وهما:
التنفس الهوائي
- إنها العملية التي تحدث في الخلايا حقيقية النواة، في حالة وجود كمية كافية من الأكسجين في الخلية.
- ينتج الأكسجين الطاقة، بالإضافة إلى تخزين هذه الطاقة عن طريق الحصول على البيروفات الناتج عن التحلل السكري والأكسدة لتحويله إلى إمينمين (FADH، NADH) لدخول الميتوكوندريا.
- ثم يتم تأكيد هذه المركبات عن طريق استخدام الأكسجين، في حالة الشدة المعتدلة، لدخول الميتوكوندريا على شكل ATP.
التنفس اللاهوائي
- أما بالنسبة لعملية التنفس اللاهوائي. إنها عمليات تنفس الخلية التي تحدث في غياب عنصر الأكسجين.
- حيث تحدث هذه العملية في سيتوبلازم الخلايا، وليس الميتوكوندريا، كما يحدث في التنفس الهوائي، وهو جزء سائل موجود في الخلايا يمكنك من خلاله الحصول على عنصر ATP.
التنفس الخلوي والتخمير
تحدث عملية التخمير في الخلايا النباتية في التنفس الخلوي اللاهوائي في حالة نقص الأكسجين مما ينتج عنه تخمر البيروفات التي توجد في سيتوبلازم الخلايا نتيجة تحلل الجلوكوز بالإضافة إلى التزيين، خلايا ذات طاقة على شكل ATP.
أنماط وأشكال المواد التي يتم تحويلها من البيروفات لتظهر في حمض اللاكتيك أو ثاني أكسيد الكربون أو الإيثانول، حيث تتم عملية إنتاج ATP من خلال تحلل الخلايا للجلوكوز باستخدام سلسلة نقل الإلكترون، مما ينتج عنه ATP2.
شاهد أيضاً: بحث عن الفيروسات pdf
مراحل التنفس الخلوي
هناك الكثير من علماء الأحياء اختلفوا فيما يتعلق بالأسماء وأعداد مراحل عملية التنفس الخلوي، بحيث يمكننا وصف العملية بصورةكاملة عن طريق مراحل رئيسية رئيسية مما يلي:
مرحلة التحلل
- تحدث هذه المرحلة في الخلايا التي تعتمد على التنفس اللاهوائي، كما تحدث في السيتوبلازم، وتحديداً في العصارة الخلوية.
- حيث أن العصارة الخلوية تتكون من عدد من الإنزيمات التي تساهم في التفاعل، في حالة ظهور الجلوكوز في الخلايا، مما يساعد في إنتاج جزيئين من حمض البيروفيك، بينما يتعرض الجلوكوز للتحلل، مما ينتج عنه ناقلات الهيدروجين، مثل وكذلك الطاقة.
- ينتج تحلل السكر أيضًا جزيئين من ATP، بالإضافة إلى جزيئين من مجموعة من العناصر الموجودة ضمن NAD + i، مما يعطي الخلايا ستة من ATP بعد اختزاله إلى i2NADH، مما يجعل عدد ATP ثمانية في الخلية.
مرحلة تحول حمض البيروفيك
- إنها المرحلة التالية التي تأتي بعد انهيار الجلوكوز للبدء في تحويل حمض البيروفيك إلى أنزيم أ، أو أسيتيل أنزيم أ، في وجود الأكسجين في الميتوكوندريا الموجود في الخلايا واستقبال العمليات الحيوية بداخلها، مما يؤدي بدوره إلى إنتاج ثاني أكسيد الكربون الحمضي.
- حيث يتحد Acetyl-Coenzym A مع الجزيئات الموجودة في الميتوكوندريا لإنتاج الإنزيم المساعد A، بالإضافة إلى إنتاج ناقلات الهيدروجين وثاني أكسيد الكربون.
دورة كريبس
- هي عملية تحدث في المرحلة الثالثة من دورة التنفس الخلوي، وتأتي على شكل حلقة، يتم فيها دمج مركب مكون من أربع ذرات من عنصر الكربون مع المرحلة السابقة، مما ينتج عنه شكل سداسي. مركب الكربون.
- ثم ينتج عن ذلك ترتيب الذرات نتيجة التفاعلات، مما ينتج عنه المكونات الرئيسية للطاقة وحاملات الهيدروجين وعنصر ثاني أكسيد الكربون.
- حيث يتم الاتحاد بين العناصر الرئيسية، بما في ذلك الأسيتيل كولين، أول أنزيم، ومركب رباعي الكربون، مما ينتج عنه ثاني أكسيد الكربون السداسي، وهذا يأتي في دورة كريبس.
سلسلة نقل الإلكترون
- داخل الميتوكوندريا، تعمل مجموعة من الإنزيمات والبروتينات المكونة لناقلات لنقل الإلكترونات، وهي مرحلة مهمة في التنفس الخلوي، مما يؤدي إلى إنتاج الطاقة.
- تعتمد هذه العملية على نقل الإلكترونات من ناقلات المواد الكيميائية عبر سلاسل النقل الإلكترونية، من خلال سخاء الجزيئات للطاقة الموجودة بداخلها، وكذلك فقدان طاقتها لنقل أيونات الهيدروجين.
- يتم نقل أيونات الهيدروجين من خلال إنزيم الطاقة في الجزيئات، مما يمنحها الطاقة والقدرة على العمل داخل الخلايا الحيوانية والنباتية.
- وتجدر الإشارة إلى أن هذه النواقل موجودة في الغشاء الداخلي للميتوكوندريا، بحيث تعمل عناصر FADH2 و NADH على إنتاج ATP، بحيث يعتمد على إنزيم ATP ليتحول إلى جزيء ATP.
أهمية التنفس الخلوي
ساعدت العملية على حفظ درجة الحرارة للجسم، ولها دور مهم وكبير في أن تعطى الثبات للحرارة، وأيضاً الحصول على الطاقة التي نتجت من تحليل هذه المركبات العضوية، ومن أهم أشكال الطاقة المنتجة (الجلكوز)، والتي استخدمت من أجل المساعدة بالقيام بالعديد من النشاطات بداخل الخلية، ولعبت دور كبير في بناء وتوفير الهيكل الكربوني الهام لعملية البناء الضوئي في النباتات.
قدمنا لكم هذا المقال الشامل عن التنفس الخلوي وأهم أنواعه ومراحله، بحيث يعد من الموضوعات الهامة التي أثارت فضول الطلاب عند دراسة علم الأحياء.
