ال التنفس الخلوي إنها عملية يتم فيها أكسدة الجزيئات العضوية ويتم إنتاج ATP (أدينوسين ثلاثي الفوسفات) ، والذي تستخدمه الكائنات الحية لتوفير احتياجاتها من الطاقة. يتم التنفس في ثلاث خطوات أساسية: دورة كريبس والفسفرة المؤكسدة.
تحلل السكر
التحلل السكر إنها خطوة لا هوائية للتنفس الخلوي تحدث في العصارة الخلوية وتتضمن عشرة تفاعلات كيميائية مختلفة. هذه التفاعلات مسؤولة عن تكسير جزيء الجلوكوز (ج6ح12ا6) في جزيئين من حمض البيروفيك (C3ح4ا3).
تبدأ عملية تحلل السكر بإضافة اثنين من الفوسفات ، من جزيئي ATP ، إلى جزيء الجلوكوز ، مما يعزز تنشيطه. يصبح هذا الجزيء غير مستقر ويتحلل بسهولة إلى حمض البيروفيك. مع الانهيار ، يتم إنتاج أربعة جزيئات ATP ، ومع ذلك ، حيث تم استخدام اثنين في البداية لتنشيط الجلوكوز ، فإن التوازن الإيجابي هو جزيئين ATP.
أثناء تحلل السكر ، يتم أيضًا إطلاق أربعة إلكترونات (و-) وأربعة أيونات H+. اثنان H.+ والأربعة و- يتم التقاطها بواسطة جزيئين NAD+ (نيكوتيناميد - أدينين ثنائي النوكليوتيد) ، ينتج جزيئات NADH.
لذلك ، لدينا المعادلة التالية التي تلخص تحلل السكر:
ج6ح12ا6+ 2ADP + 2Pأنا + 2 ناد+ → 2 ج3ح4ا3 + 2ATP + 2NADH + 2H+
الخريطة الذهنية: تنفس الخلية
* لتنزيل الخريطة الذهنية بصيغة PDF ، انقر هنا!
دورة كريبس
بعد تحلل السكر ، تبدأ خطوة هوائية تتضمن دورة كريبس، وتسمى أيضا دورة حمض الستريك أو دورة حمض الكربوكسيل. تحدث هذه الخطوة داخل عضية الخلية المعروفة باسم الميتوكوندريا ويبدأ بنقل حمض البيروفيك إلى مصفوفة الميتوكوندريا.
في المصفوفة ، يتفاعل حمض البيروفيك مع الإنزيم المساعد A (CoA) هناك ، وينتج جزيء من acetylcoenzyme A (acetyl-CoA) وجزيء من ثاني أكسيد الكربون. خلال هذه العملية ، يتم تحويل جزيء NAD + إلى واحد من NADH بسبب التقاط 2 و- و 1 من 2 ح+ التي تم إطلاقها في التفاعل.
يخضع جزيء الأسيتيل CoA لعملية الأكسدة وينتج عنه جزيئين من ثاني أكسيد الكربون وجزيء أنزيم A سليم. تسمى هذه العملية ، التي تنطوي على عدة تفاعلات كيميائية دورة كريبس. انظر الرسم البياني أدناه:
تبدأ هذه الدورة عندما يتفاعل جزيء acetyl-CoA وحمض oxaacetic لإنتاج جزيء حمض الستريك ، مما يؤدي إلى إطلاق جزيء CoA. تحدث ثمانية تفاعلات بالتتابع حيث يتم إطلاق جزيئين من ثاني أكسيد الكربون ، الإلكترونات و H+. في نهاية هذه العملية ، يتم استرداد حمض oxaacetic ويمكن بدء الدورة مرة أخرى. الإلكترونات وأيونات H+ يتم التقاطها بواسطة NAD+ وتحولت إلى NADH. يتم التقاطها أيضًا بواسطة FAD (فلافين أدينين ثنائي النوكليوتيد) ، والذي يتحول إلى FADH2. ينتج عن دورة كريبس 3 NADH و 1 FADH2.
لا تتوقف الان... هناك المزيد بعد الإعلان ؛)
خلال الدورة ، يتم أيضًا إنتاج جزيء GTP (guanosine triphosphate) من الناتج المحلي الإجمالي (guanine diphosphate) و Pi. الذي - التي جزيء GTP مشابه لـ ATP وهو مسؤول أيضًا عن توفير الطاقة لتنفيذ بعض العمليات داخل زنزانة.
الفسفرة التأكسدية
تحدث المرحلة الأخيرة من تنفس الخلية أيضًا داخل الميتوكوندريا ، وبشكل أكثر دقة في قمم الميتوكوندريا. هذه الخطوة تسمى الفسفرة التأكسدية، حيث يشير إلى إنتاج ATP من إضافة الفوسفات إلى ADP (الفسفرة). يحدث معظم إنتاج ATP في هذه المرحلة ، حيث تتم إعادة أكسدة جزيئات NADH و FADH.2.
في قمم الميتوكوندريا توجد بروتينات مرتبة في تسلسل ، ما يسمى سلاسل نقل الإلكترون أو سلاسل الجهاز التنفسي. في هذه السلاسل ، يحدث التوصيل للإلكترونات الموجودة في NADH و FADH2 حتى الأكسجين. تسمى البروتينات المسؤولة عن نقل الإلكترونات السيتوكرومات.
تفقد الإلكترونات الطاقة عند مرورها عبر السلسلة التنفسية ، وفي النهاية تتحد مع غاز الأكسجين ، وتشكل الماء في التفاعل النهائي. على الرغم من المشاركة فقط في نهاية السلسلة ، يؤدي نقص الأكسجين إلى مقاطعة العملية.
تتسبب الطاقة المنبعثة من السلسلة التنفسية في ظهور أيونات H+ ركز على المسافة بين حواف الميتوكوندريا ، والعودة إلى المصفوفة. للعودة إلى داخل الميتوكوندريا ، من الضروري المرور بمركب بروتيني يسمى أ سينسيز ATP، حيث يتم إنتاج ATP. في هذه العملية ، يتم تكوين حوالي 26 أو 28 جزيء ATP.
يتم التنفس في ثلاث خطوات أساسية: تحلل السكر ودورة كريبس والفسفرة المؤكسدة
في نهاية التنفس الخلوي ، يوجد أ مجموع التوازن الإيجابي 30 أو 32 جزيء ATP: 2 ATP من تحلل السكر ، و 2 ATP من دورة كريبس و 26 أو 28 من الفسفرة المؤكسدة.
مهم:في بدائيات النوى ، تحدث عملية التنفس الخلوي بأكملها في السيتوبلازم وغشاء الخلية.
بقلم أماه فانيسا دوس سانتوس
هل ترغب في الإشارة إلى هذا النص في مدرسة أو عمل أكاديمي؟ نظرة:
سانتوس ، فانيسا ساردينها دوس. "التنفس الخلوي"؛ مدرسة البرازيل. متوفر في: https://brasilescola.uol.com.br/biologia/respiracao-celular.htm. تم الوصول إليه في 27 يونيو 2021.
