مكان حدوث التنفس يحدث التنفس فى عضويات صغيرة تعرف بالميتاكوندريا هى بمثابة بيت الطاقة حيث تحتوى على انزيمات التنفس وهى أجسام محاطة بوحدتين غشائيتين يضمان بداخلهما الحشوة و أنزيمات دورة كربس ومركبات عديدة من نواتج التفاعلات الأنزيمية والسيتوكرومات ويلاحظ كثافة الميتوكوندريا في الخلايا النشطة مثل الخلايا الميرستيمية حيث تسود بها الميتوكوندريا . ونظرا لاحتواء الميتوكوندريا علي DNA فان لها القدرة علي الانقسام دون الأعتماد علي النواة .
التحولات التي تحدث اثناء عملية التنفس : أثبتت الأبحاث تشابة عملية التنفس في جميع الكائنات الحية. ويقسم التنفس الي نوعين من التنفس اللاهوائي في غياب الأوكسجين والتنفس الهوائي .
التنفس الهوائى وتقسم الخطوات التي يمر بها نوعي التنفس الي مرحلتين رئيستين هما :- 1) الجلكزهGlycolysis وفيها تتحول السكريات السداسية (الهكسوزات) الي حامض البيروفيك Pyruvic acid و تتم هذة المرحلة في كلا من التنفس الهوائي واللاهوائي . علي أن هذة المرحلة غير هوائية . 2) المرحلة الثانية يتحول حامض البيروفيك الي : كحول ايثايل وثاني اكسيدØ الكربون كما في الخميرة ويطلق علي هذة العملية عملية التخمر وتتم في غياب الأوكسجين يتحول حمض البيروفيك الي حمض اللاكتيك كما في عضلات الحيوانØ يتحول حمضØ البيروفيك الي ثاني اكسيد الكربون والماء وذلك في وجود الأوكسجين وفي جميع الاحوال تنفرد الطاقة
آولآ : الجلكزة Glycolysis تبدأ تفاعلات تحليل الجليكوجين والنشا بالتحلل الفوسفورى بواسطة انزيم الفوسفويليز الذي يحلل الرابطة الجليكوسيدية 1-4 عند الطرف الغير مختزل بجزئ النشا أو الجليكوجين . ويقوم انزيم الفوسفوريليز بتحلل سلسلة الاميلوبكتين المتفرعة بنسبة 55 % لعدم امكان تخطي الرابطة 1-6 وينتج عن ذلك الدكسترين الحدي . ثم يتحول فوسفات 1- جلوكوز الي فوسفات – 6 – جلوكوز بواسطة انزيم Phosphoglucomutase في وجود المغنسيوم اما الجلوكوز الغير مفسفر فلابد لة من الفسفرة باستخدام ATP عن طريق انزيم Hexokinase ثم يتحول فوسفات6–فركتوز بواسطة انزيم Phosphohexoisomerase ثم يقوم انزيم Phosphofructokinase بفسفرة فوسفات 6- فركتوز الي فوسفات 1، 6 فركتوز , عندئذ يتفكك ثنائي فوسفات الفركتوز الي مركبين كل منهما يتكون هيكلة الكربونس من ثلاث ذرات كربون هي : فوسفات ثنائي هيدروكسى اسيتون وفوسفات الدهيد الجليسرول بواسطة انزيم Aldolase يقوم انزيم Phosphate triose isomerase بتحول فوسفات هيدروكس الاسيتون الي 3 فوسفو الدهيد الجليسرول . ثم يحدث اول تفاعل بة اكسدة حيث يتأكسد فوسفات الدهيد الجليسرول و يختزل NAD وتتحول مجموعة الالدهيد نتيجة للأكسدة الي حمض ويستخدم جزء من الطاقة التي تنطلق في تكوين ATP . يقوم انزيم Phosphoglyceromutase بتحول 3 فوسفوالجليسريك الي 2 فوسفوالجليسريك في وجود المغنسيوم . ويتم نزع الماء من المركب السابق في وجود انزيم enolase فيتكون فوسفواينول البيروفيك . ثم يقوم أنزيم Pyruvic kinase بدور العامل المساعد في تحو ل الصورة الاينولية لحمض البيروفيك الي الصورة الكيتونية الاكثر ثباتا و يستخدم جزء من الطاقة الناتجة في فسفرة ADP الي ATP .
وبذلك تنتهي الجلكزة وينتج عنها 4 جزيئات منATP في حين يستهلك خلالها جزيئان فتكون المحصلة جزيئان فقط من ATP . بعد ذلك يدخل حمض البيروفيك في التخمر الكحولي أو التخمر اللاكتيك ليتم التنفس اللاهوائي أو يدخل حمض البيروفيك في دورة السترات ليتتم التنفس الهوائي .
- الخطوة الثانية فى التنفس الهوائى يتم ذلك عن طريق سلسلة من التفاعلات تبدأ أولا بتكوين acetyl coenzyme A وهي عملية معقدة . وتحتاج الي خمس مساعدات ضرورية thiamine pyrophosphate ( TPP ) ، المغنسيوم ، NAD ،Coenzyme A و اخيرا Lipoic acid وقد اقترح Gunsalus أربع خطوات لتكوين Acetyl Co A ومن التفاعل نجد تكوين Acetyl CoA وثاني اكسيد الكربون أول مجموعة تخرج من حمض البيروفيك وفي اثناء هذا التحول السابق الاشارة الية يتم نقل الكترونان لل NAD لتكوين NADH واثناء نقل هذا الالكترونان ينتج عن ذلك ثلاث جزيئات من ATP و يمكن تلخيص التفاعل كالآتي : Pyruvate + Co A + NAD Acetyl Co A +CO2 + NADH +3ATP دورة كربس Krebs cycle يعتبر Acetyl CoA حلقة الوصل بين عملية الجلكزة ودورة كرب ( أو دورة السترات أاو دورة الاحماض ثلاثية الكربون ). أاول تفاعل في تلك الدورة هو تكثيف Acetyl COA مع حمض الاوكسالوخاليك لتكوين حمض الستريك . لاعادة تكوين حمض الاوكسالوخاليك مرة آخري تتم سلسلة من التفاعلات يتم خلالها اربع خطوات أكسدة وثلاث جزيئات ماء وجزيئين من ثاني أكسيد الكربون وبذلك يكون تفتيت كل ذرات الكربون التي كونت حمض البيروفيك وثمان ذرات ايدروجين كما بالرسم التالي .
في خلال هذة الدورة يتم تكوين حمض الالفا كيتوجلوتاريك Ketoglutaric acid & ويعتبر هذا الحمض هو مفتاح عمليات التمثيل داخل النبات. فهو يلعب دورآ هاما في تمثيل كلا من الكربوهيدرات والدهون و كذلك الأحماض الامينية نظام نقل الالكترون : مما تقدم نجد في دورة الأحماض الثلاثية أنة تم اختزال كلا من المرافقين الانزيمي NAD ، FAD وحملوا بأيونات الايدروجين . لذلك وجب اعادة اكسدتهم وتسمي تلك الاكسدة بالاكسدة النهائية أو الطرفية Terminal oxidation وفيها يتم اتحاد الأيدروجين المحمل علي قرائن الانزيمات مع أوكسجين الهواء الجوي وبذلك ينتج الماء وهو الناتج الثاني من نواتج التنفس وتقوم عدة انزيمات باتمام هذة العملية كما بالرسم
ويعبر أهم تلك الانزيمات Cytochrome a3 (Cytochrome oxidase (والذي يعتبر الانزيم الطرفي أو النهائي والذي ينقل الالكترون الي الأوكسجين ليحولة الى أيون يتحد مع أيونات الأيدروجين ليكون الماء . و قد وجد أن أثناء هذه العملية يتم أكسدة المرافقات الانزيمية المختزلة ويصاحب هذه الأكسدة انفراد طاقة في صورتين احدهما منفردة في صورة حرارة والأخري مرتبطة في صورة ATP حيث يتم انتاج 3 جزيئات ATP من كل دورة ونظرا لوجود جزيئان من الجليسرالدهيد ناتجان من الجلوكوز في أول تفاعل فأن هذا يعني أن هناك مجموعات من ATP لكل جزئ فتكون المحصلة 34 جزئ ATP فاذا أضفنا 2 جزئ ATP ناتجين من عملية الجلكزة كما سبق الاشارة اليهم فيكون المجموع 36 جزئ بقي ان نعلم انه عند تحول Succinyl COA الى Succinic acid ينتج عن هذا التفاعل مركب غني أيضا بالطاقة والمعروف بأسم GTP والذي ينقل ما يحملة من طاقة الي مركب ADP ليكون ATP واحدة وبذلك ينتج جزيئن من ATP من هذا التفاعل الأخير فيكون الناتج 38 جزئ ATP من الاكسدة الكاملة لجزيئ السكر
بسم الله الرحمن الرحيم مركـــز كليـــات القمـــه [ الامتحان الثالث ] الأحياء [ للمرحلتين الأولى والثانيه ] الزمن : ثلاث ساعات أجب عن خمسه أسئله فقط مما يأتى : ( الأسئله فى أربع صفحات ) السؤال الأول : ( أ ) اختر الاجابه الصحيحه لكل مما يأتى ، ثم اكتبها فقط فى كراسه الإجابه : عدد الحويصلات الهوائيه فى الرئه الواحده للانسان حوالى .......... حويصله أ- 100 مليون ب- 300 مليون جـ- 600 مليون د- 1200 مليون فى التنفس الخلوى تحدث عمليه انشطار الجلوكوز داخل .......... أ- السيتوسول ب- الغشاء الداخلى للميتوكوندريا جـ- ماده الاساس د- كل ما سبق يتم إعاده سائل الليمف الى الجهاز الدورى عن طريق .......... أ- الوريد البابى ب- الوريد الكبدى جـ- الوريد الأجوف العلوى د- الوريد الأجوف السفلى فى مرحله انشطار الجلوكوز للتنفس الخلوى يحدث الانشطار الفعلى لمركب .......... أ- الجلوكوز ب- الجلوكوز 6 فوسفات جـ- الفركتوز 6 فوسفات د- الفركتوز1- 6 ثنائى فوسفات فى التنفس الخلوى تحدث عمليه أكسده لمركب NADH أثناء .......... أ- انشطار الجلوكوز فقط ب- انشطار الجلوكوز و دوره كربس جـ- الفسفره التأكسديه فقط د- سلسله نقل الالكترونات أو التخمر الانزيمات التى تحلل البروتينات مائيا الى سلاسل عديد الببتيد تعمل داخل .......... أ- الفم والبنكرياس ب- المعده والاثنىعشر جـ- المعده والمرىء د- الفم والمعده أثناء الدوره التنفسيه الواحده يقوم الحجاب الحاجز بـ .......... أ- الانقباض ب- الانبساط جـ- الانقباض ثم الانبساط د- الانبساط ثم الانقباض ( ب ) 1- وضح بالرسم فقط كامل البيانات شكلا تخطيطيا لميكانيكيه عمليه الشهيق فى الانسان ؟ 2- لماذا يجب على الانسان التنفس من الأنف وليس من الفم ؟ ( ج ) قارن بين كل اثنين مما يأتى : نواتج التخمر فى العضلات ونوانج التخمر فى الخميره . كميه الطاقه المخزنه داخل جزىء NADH والمخزنه داخل جزىء FADH2 . ( بقيه الأسئله فى الصفحه الثانيه ) - 2 - السؤال الثانى : ( أ ) أكتب المصطلح العلمى الدال على كل عباره مما يأتى : فتحات فى السيقان الخشبيه توفرمدخلا للهواء مع بعض التشققات بالقلف . مرحله من مراحل التنفس الخلوى تحدث فى كل من التنفس الهوائى والتنفس اللاهوائى . العمليه التى يستخرج بها الكائن الحى الطاقه المخزنه فى الروابط الكيميائيه لجزيئات الطعام . مساعد انزيم فى دوره كريبس ولا يحمل أى ذرات للهيدروجين المزال نتيجه أكسده المركبات عضو فى الجهاز التنفسى للإنسان يطلق عليه صندوق الصوت . منطقه يتم منها تعويض خلايا بشره جذر النبات التالفه . مركب يستخدم فى تجربه اثبات حدوث التنفس فى البذور ليمتص CO2 الناتج من هذا التنفس ماده يفرزها الكبد تمنع تجلط الدم داخل الأوعيه الدمويه . ( ب ) افحص الشكل التخطيطى المقابل ثم : اذكر رقم و إسم التركيب الذى : يعتبر العضله التنفسيه الرئيسيه . يعتبر ممر مشترك للهواء والغذاء . لها مسطح كبير فى الانسان . يوجد به حلقات غضروفيه . ( ج ) إرسم الجهاز المستخدم فى تجربه لاثبات حدوث التنفس فى الأجزاء النباتيه الخضراء ؟ مع ذكر المشاهده والإستنتاج و الاحتياطات اللازمه ؟ السؤال الثالث : ( أ ) علل لكل مما يأتى : دوره كربس لا تتطلب وجود أكسجين . يتخلف جزء من هواء الزفير داخل الرئتين . حدوث تفاعلات سلسله نقل الالكترونات داخل الميتوكوندريا . يخرج من الرئتين يوميا حوالى 500 سم مكعب من بخار الماء فى هواء الزفير . عمليه التخمر لا تتطلب وجود الأكسجين . ( بقيه الأسئله فى الصفحه الثالثه ) - 3 - ( ب ) 1- ما المقصود بكل مما يأتى : أ- الفسفره التأكسديه ب- التخمر الحمضى فى البكتيريا 2- ما طرق تخلص النبات من غاز ثانى أكسيد الكربون ( يكتفى بثلاثه طرق ) ؟ ( ج ) وضح بالرسم فقط كامل البيانات شكلا تخطيطيا لعمليه تبادل الغازات داخل الحويصله الهوائيه ؟ السؤال الرابع : ( أ ) انقل العبارات الآتيه بعد تصويب ما تحته خط : العضو العصبى الذى ينظم معدل سرعه وعمق التنفس هو النخاع الشوكى . فى مراحل التنفس الخلوى الهوائى يتم انتاج جزيئين من ATP داخل الميتوكوندريا . لكى ينشط التنفس فى البذور لابد أن تكون جافه . يتركب جزىء ATP من سكر المالتوز وقاعده نيتروجينيه الأدينين و 3 مجموعات فوسفات. سميت دوره كربس بدوره حمض الساكسينيك . يتركب جدار الشريان من خلايا طلائيه مزوده بألياف مرنه لتسمح بتمدده . لكى يدخل هواء الشهيق الى الجهاز التنفسى لابد أن يزيد حجم الهواء داخل الرئتين . يتم إفراز العصاره الصفراويه من الحويصله الصفراويه لتحول الدهون لمستحلب دهنى . ( ب ) 1- اذا علمت أن التركيب الكيميائى لجزىء حمض البيروفيك ( C3H4O3 ) استنتج التركيب الكيميائى - لمجموعه الأسيتيل - مع تفسير استنتاجك مما درست ؟ 2- ما عدد ذرات الكربون فى جزىء حمض الكيتوجلوتاريك ؟ مع التعليل ؟ ( ج ) 1- لماذا تعتبر الحويصلات الهوائيه أسطح تنفسيه ؟ 2- ما دور حمض الأوكسالوأسيتيك فى التنفس الخلوى الهوائى داخل الميتوكوندريا ؟ السؤال الخامس : ( أ ) ماذا يحدث فى الحالات الآتيه : توافر الأكسجين داخل أنسجه العضلات بعد حدوث التعب العضلى . نزع مجموعه فوسفات من جزىء ATP . لو كان تحرك أهداب القصبه الهوائيه من أعلى الى أسفل . دخول كميه كبيره من فقاعات الهواء داخل أوعيه خشب ساق النبات . ( بقيه الأسئله فى الصفحه الرابعه ) - 4 - ( ب ) ما يحدث داخل البلاستيده ينعكس فى الميتوكوندريا – على ضوء هذه العباره أجب عن الآتى : وضح هذه العلاقه برسم تخطيطى فقط كامل البيانات ؟ ما اسم العمليه التى يتكون فيها كل مما يأتى - وفى أى مرحله يتكون : أ- الماء ب- مركب NADPH2 ( ج ) هل الطاقه المختزنه داخل جزىء واحد من الجلوكوز ( أكبر من / أم أصغرمن/ أم تساوى ) الطاقه المختزنه داخل جزيئين من حمض البيروفيك ؟ مع تفسير اجابتك بإختصار ؟ السؤال السادس : ( أ ) تختير من العمود ( ب ) ما يناسب عبارات العمود ( أ ) ثم انقل العباره كامله :
العمود ( أ ) العمود ( ب ) 1- عند تحول حمض الكيتوجلوتاريك لحمض الساكسينيك يتحرر 2- عند تحول حمض الساكسينيك لحمض ماليك يتحرر 3- عند تحول حمض الماليك لحمض أوكسالوأسيتيك يتحرر 4- عند تحول جزى PGAL الى جزىء حمض بيروفيك يتحرر 5- عند تحول الجلوكوز لجلوكوز 6 فوسفات يتحرر 1ADP 1NADH 1CO2 + 1NADH 2ATP + 1NADH 1ATP + 1FADH2
( ب ) 1- أكتب نبذه مختصره عن كل مما يأتى : أ- السيتوكرومات ب- الدوره التنفسيه 2- كم عدد ذرات الأكسجين التى يتم استخدامها فى سلسله نقل الالكترونات لاستقبال الالكترونات التى تنتج من أكسده جزىء جلوكوز واحد ؟ مع تفسير إجابتك ؟ ( ج ) فسر كلا مما يأتى بإختصار : تختلف عمليه التنفس الخلوى عن عمليه احتراق السكر فى الهواء . يقاس ضغط الدم فى الاورده برقم واحد فقط . يمكن حدوث التنفس الخلوى الهوائى دون تكون حمض البيروفيك .
************* ( انتهت الأسئله ) الأستاذ الدكتور / هشـــام هيبـــه
حمدى محمد32011-10-01, 2:57 pm