مراجعة الفصل الثالث: التنفس
أولا: المفاهيم العلمية
1- التنفس الخلوي: - العملية التي تستخلص بها خلايا الكائن الحي الطاقة اللازمة لنشاطها من الطاقة المخزنة فيالروابط الكيميائية لجزيئات الطعام التي يصنعها النبات أو يتناولها الحيوان
2- السيتوسول: - الجزء غير العضي من السيتوبلازم يتم فيها مرحلة إنشطار الجلوكوز
3- التخمر الكحولي: - تنفس لاهوائي يتحول فيه حمض البيروفيك إلي كحول ايثيلي وثاني أكسيد الكربون في فطر
الخميرة.
4- السيتوكرومات: - تتابعات من مساعدات الإنزيمات توجد في الغشاء الداخلي للميتوكوندريا وتستقبل الالكترونات
من NADH - FADH2
5- الفسفرة التأكسدية: - عملية تؤدى إلى ارتباطADP مع P لتكوينATP لتحزين الطاقة الناتجة من حركة
الالكترونات علي السيتوكرومات.
6- التخمر الحمضي: - تنفس لاهوائي يتحول فيه حمض البيروفيك إلي حمض اللاكتيك في بعض العضلات وأنواع
من البكتريا.
ثانيا: التعليلات الهامة
1- دورة كربس لا تتطلب وجود أكسجين.- لأن الأكسدة في دورة كربس تتم بفقد الالكترونات عن طريق مركبات NAD+ و FAD
2- أهمية وجود الأعراف في الميتوكوندريا.
- هذه الأعراف تزيد من مساحة السطح الداخلي الذي يوجد عليه السيتوكرومات والتي تحدث عليها
تفاعلات نقل الإلكترون وتكوين مركبات ATP
3- تزايد حمض اللاكتيك في أنسجة العضلات بعد أداء تدريبات شاقة .
- يرجع ذلك لقيام العضلات بالتنفس اللاهوائي نتيجة نقص أو انعدام الأكسجين فيتحول حمض البيروفيك إلى
حمض اللاكتيك الذي يتراكم داخل العضلات ويسبب إجهادها
4- تعتبر الميتوكوندريا حقل التفاعلات الكيميائية في الخلية.
- لأنه يحدث فيها تفاعلات التنفس الهوائي لتحرير الطاقة من جزيئات الغذاء
5- تعتبر الحويصلات الهوائية أسطح تنفسية
- لأن تبادل الغازات يحدث بين الجدر الرقيقة للحويصلات الهوائية والشعيرات الدموية المحيطة بها
6- رقة جدر الحويصلات الهوائية .
- لكي يتم من خلالها عملية تبادل الغازات
7- يتخلف جزء من هواء الزفير داخل الرئتين.
- لتدفئة الهواء الداخل إلي الرئتين ولعدم التصاق جدر الحويصلات الهوائية ببعضها.
8- يتم التنفس في النبات غالبا بطريقة مباشرة.
- وذلك لاتصال الخلايا في النبات بالوسط المحيط بها مباشرة
9- وجود حلقات غضروفية في القصبة الهوائية.
- لتجعلها مفتوحة علي الدوام
10- وجود أهداب في بطانة القصبة الهوائية.
- تعمل على طرد الأجسام الغريبة التي قد تدخل مع هواء الشهيق لذا تعمل في اتجاه من أسفل إلى أعلى
11- يفضل التنفس الهوائي على التنفس اللاهوائى
- لأن التنفس الهوائي ينتج عنه 38 جزئ ATP بينما التنفس اللاهوائي ينتج عنه 2 جزئ ATP
12- تزداد أعداد الميتوكوندريا في العضلات
- لان العضلات تحتاج إلى أكبر كمية من الطاقة تكون في صورة ATP لتؤدي وظائفها
13- أهمية وجود بخار الماء في هواء الزفير.
- يعمل بخار الماء الخارج مع هواء الزفير على : * ترطيب جدر الحويصلات الهوائية
* سهولة إتمام عملية تبادل الغازات بين هواء الحويصلات والدم المار في الشعيرات الدموية المحيطة بها حيث
تكون هذه الغازات ذائبة في بخار الماء
14- لا تحدث تفاعلات نقل الإلكترون في السيتوبلازم
- لأن تفاعلات نقل الإلكترون تتطلب وجود السيتوكرومات التي يتم عليها انتقال الإلكترونات عبر مستويات
منحدرة للطاقة وتكوين جزيئات ATP من ADP
15- يطلق على ATP عملة الطاقة في الخلية.
- لأن ATP ينحل إلي ADP وفوسفات وينتج طاقة قدرها 7 – 12 كيلو كالوري وهذه الطاقة تستخدمها
الأعضاء للقيام بوظائفها.
16- يبطن الأنف غشاء مخاطي غنى بالشعيرات الدموية.
- الغشاء المبطن للأنف يفرز مادة مخاطية تعمل علي ترطيب الهواء الداخل إلي الرئتين. أما الشعيرات الدموية
فهي تعمل علي تدفئة الهواء الداخل إلي الرئتين في عملية الشهيق.
17- تفاعلات نقل الإلكترون تتم علي الغشاء الداخلي للميتوكوندريا
- لوجود السيتوكرومات التي يحدث عليها تفاعلات نقل الإلكترون
ثالثا: ماذا يحدث في الحالات التالية؟
1- غياب الأعراف من الميتوكوندريا.
- يؤدي ذلك إلى تناقص كمية الطاقة (ATP ) المنطلقة في عمليات الفسفرة التأكسدية نتيجة نقص مساحة سطح الغشاء الداخلي للميتوكوندريا
2- غاب مركب CO – A من عملية التنفس:
- لن يتم تكوين مركب آسيتيل CO – A الذي يدخل في دورة كربس وبالتالي تتوقف عملية التنفس الهوائي.
3- وضع محلول سكري مع الخميرة في دورق مغلق ينفذ منه أنبوبة تمر في ماء جير رائق:
- تتنفس الخميرة لا هوائيا ويتصاعد غاز ثاني أكسيد الكربون الذي يعكر ماء الجير ويتخلف الكحول الايثيلي
المميز برائحته.
4- وضع بذور نابتة في معوجة ساقها الزجاجي مغمور أسفل مستوى محلولا من هيدروكسيد البوتاسيوم
- نشاهد ارتفاع مستوي المحلول في ساق المعوجة الزجاجية لأن البذور النابتة تتنفس ويتصاعد غاز ثاني أكسيد
الكربون الذي يذوب في محلول KOH مما يؤدي إلي ارتفاع مستواه في ساق المعوجة.
5- خروج كل الهواء من الرئتين في عملية الزفير.
- يمكن أن تلتصق جدر الكثير من الحويصلات كما قد يدخل بعض الهواء باردا إلي الرئتين مما يؤدي إلي
إصابتهما بالأمراض.
6- اختفاء الأهداب من القصبة الهوائية:
- لا يتم طرد ذرات التراب إلي الخارج فتدخل مع هواء الشهيق إلي الرئتين فتعمل علي تقليل كفاءة تبادل الغازات وإصابة الإنسان بأمراض الجهاز التنفسي.
7- نقص الأكسجين في بعض العضلات عند بذل مجهود عنيف.
- تلجأ العضلة إلى التنفس اللاهوائي وينتج عن ذلك حمض اللاكتيك الذي يتراكم في العضلة ويسبب إجهادها
رابعا المقارنات الهامة
1- التخمر الكحولي والتخمر الحمضي. التخمر الحمضي | التخمر الكحولي |
يحدث في بعض العضلات وبعض أنواع من البكتيريا | يحدث في فطر الخميرة وبعض أنسجة النباتات |
يتحول حمض البيروفيك إلى 2 حمض اللاكتيك و2 ATP | يتحول حمض البيروفيك إلى 2 كحول ايثيلي و CO2 2 و 2 ATP |
تعتمد عليه صناعة الزبادي والجبن والزبد | تعتمد عليه صناعة الكحول |
2- آلية الشهيق وآلية الزفير
عملية الشهيق | عملية الزفير | ||
1- تنقبض العضلات بين الضلوع فترتفع الضلوع إلى أعلى | 1- تنبسط العضلات بين الضلوع فتهبط الضلوع إلى أسفل | ||
2- تنقبض عضلة الحجاب الحاجز فيهبط الحجاب الحاجز إلى أسفل | 2- تنبسط عضلة الحجاب الحاجز فيرتفع الحجاب الحاجز إلى أعلى | ||
ضغط الهواء داخل الرئتين | 3- يقل اتساع التجويف الصدري ويزيد ضغط الهواء داخل الرئتين | ||
4- يندفع الهواء إلى داخل الرئتين مارا بالأنف ثم القصبة الهوائية | 4- يندفع الهواء إلى خارج الرئتين مارا بالقصبة الهوائية ثم الأنف |
3-عملية التنفس الهوائي وعملية البناء الضوئي
التنفس الهوائي | البناء الضوئي |
- يتم في الميتوكوندريا | - يتم في البلاستيدة الخضراء |
- يحتاج إلى الغذاء والأكسجين | - يحتاج إلى الماء وثاني أكسيد الكربون |
- ينتج عنه الماء وثاني أكسيد الكربون | - ينتج عنه الغذاء والأكسجين |
- لا يحتاج للضوء | - يحتاج للضوء |
4- التنفس الهوائي والتنفس اللاهوائي
التنفس الهوائي | التنفس اللاهوائي |
- يتم في وجود الأكسجين | - يتم في غياب أو نقص الأكسجين |
- ينتج عن احتراق جزئ جلوكوز واحد 38 ATP | - ينتج عن احتراق جزئ جلوكوز واحد 2 ATP |
- يتخلف عنه ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء | - يتخلف عنه ثاني أكسيد الكربون وكحول ايثيلي ( في فطر الخميرة ) أو يتخلف عنه حمض اللاكتيك ( في بعض العضلات وبعض البكتريا ) |