أين يحدث التنفس الخلوي؟ ما هي مراحل اتمام عملية التنفس؟ تمثل هذه العملية جزءًا لا يتجزأ من الخلايا وتتطلب بعض الخطوات لاستخراج جميع المواد المتفاعلة والطاقة التي يجب أن تكون موجودة في الكائنات الحية ، وغالبًا ما يشار إلى هذه العملية على أنها عملية تحويل الغذاء إلى طاقة. أجسام الكائنات الحية ، لذلك سوف نعرض لكم بالتفصيل جميع مراحل هذه العملية.
جدول المحتويات
أين يحدث التنفس الخلوي؟؟
عملية التنفس هي إحدى العمليات الكيميائية الحيوية التي يتم فيها إنتاج الطاقة المتراكمة في جسم الكائن الحي ، خاصة تلك القائمة على الروابط الكيميائية ، لأنها تحسن جميع عمليات الحياة وقد يرغب الكثير من الناس في معرفة مكان حدوث عملية التنفس الخلوي . لا تقتصر هذه العملية على خلايا معينة ، ولكنها تختص بجميع الخلايا الموجودة في جسم الإنسان.
يحدث بشكل خاص في الميتوكوندريا ، المنطقة الرئيسية التي تحدث فيها جميع التفاعلات الكيميائية وتركز على الجزيئات المتعلقة بالعمليات الغذائية وتقع في نواة الكائنات الحية حيث يتم تحليل كل الجلوكوز المتراكم في الجسم وتحويله إلى طاقة حيث تتم عملية التنفس الخلوي وتجدر الإشارة إلى أن هذه العملية يمكن إجراؤها بالأكسجين أو بدونه.
كيف يحدث التنفس الخلوي؟
بعد وصف مكان حدوث عملية التنفس الخلوي ، غالبًا ما يفكر العديد من الأشخاص المهتمين بالبيولوجيا بشكل خاص في كيفية تنفيذ هذه العملية ، وقد أوضح الخبراء في هذا المجال أن هذه العملية تحدث من خلال التفاعل بين الأكسجين والأكسجين. ينتج الجلوكوز عن جزيئات مرتبطة بالطاقة وتسمى هذه الجزيئات ATP.
بشكل عام ، تستخدم الخلية هذه الجزيئات لإنتاج كل من ثاني أكسيد الكربون والماء ، وهما منتجان ثانويان للكائنات الحية ، ويجب إجراء ثلاث عمليات أساسية حتى تحدث هذه العملية:
- أولاً: هو تكسير السكر عن طريق الجو.
- ثانية: يمثل دورة كريبس.
- ثالثيطلق عليه الفسفرة المؤكسدة.
لفهم هذه المراحل ، يجب أن ترى هذه المعادلة:
مراحل التنفس الخلوي
تتم هذه العملية وفق عدة مراحل أساسية ومن المستحيل تجاهل أو تجاهل أي منها ، لذلك بعد توضيح مكان حدوث عملية التنفس الخلوي سنعرض لك هذه المراحل على النحو التالي:
1- المرحلة الأولى: تحلل السكر
تتكون هذه المرحلة من سلسلة من عدة تفاعلات كيميائية يحدث فيها تحلل السكر في جسم الكائنات الحية ، والتي تحدث وفق دورة معينة ، وتتمثل هذه الدورة في الخطوات التالية:
- يحدث تفكك الجلوكوز مما يؤدي إلى انقسامه إلى قسمين. يتكون الأول من حمض البيروفيك في سيتوبلازم الخلية ، يليه تحويل NAD + إلى أدينين نيكوتين مخفض إلى ثنائي النوكليوتيد. من خلال هذه العملية البسيطة ، يتم إنتاج الأدينوزين ، ويعتبر ثلاثي فوسفات ثلاثي الفوسفات شكلاً من أشكال الطاقة.
- يأتي بعد ذلك الجزء الثاني من الدورة ، وهو نقل حمض البيروفيك إلى الميتوكوندريا في النواة ، حيث يتم تحويله إلى أنزيم أسيتيل كولين أ. يعتقد بعض العلماء أن هذه المرحلة هي مرحلة مستقلة من الدورة. ويطلقون عليه رد الفعل الانتقالي.
2- المرحلة الثانية: دورة كريبس
تمثل هذه المرحلة الجزء الثاني من دورة التنفس الخلوي ويتم تحديد جميع ذرات الهيدروجين الموجودة في أستيل كولين وهذا ما يصاحب الإنزيم المساعد A والأكسجين حيث يتم إنتاج ما يلي من خلاله:
- قم بإزالة 4 جزيئات من ثلاثي فوسفات الأدينوزين.
- جزء من النيكوتيناميد المختزل ونيوكليوتيد الأدينين.
- كما تنتج بعض المنتجات الثانوية أهمها ثاني أكسيد الكربون والماء.
3- المرحلة الثالثة: الفسفرة المؤكسدة
تتكون هذه السلسلة من سلسلة مختلفة من التفاعلات يتم فيها إزالة مجموعة معينة من الإلكترونات ، وتجدر الإشارة إلى أن جزيء الأدينين ثنائي النوكليوتيد والنيكوتيناميد المنخفض يطلقان هذه الإلكترونات ، ويتم ذلك من خلال سلسلة تتكون من مجموعة من الناقلات الإلكترونية . تتشكل ذرات الأكسجين ، والتي بدورها تنتج ذرات الماء.
هذا يساعد على إطلاقه ، ولكن أثناء إتمام هذه العملية ، تفقد الإلكترونيات جزءًا كبيرًا من الطاقة لأنها تنتج حوالي 32 جزيءًا من أدينوسين ثلاثي الفوسفات ، وبالتالي تسمى هذه الخطوة الفسفرة المؤكسدة.
أنواع التنفس الخلوي
هناك نوعان من هذه العملية وكل نوع مهم جدا ومن الجدير بالذكر أنه يمكن الاعتماد على الأكسجين أو تجاهله ولفهم مراحل عملية التنفس يجب تحديد أوجه التشابه والاختلاف بين العمليتين. ، وهذا في إطار عرضنا التقديمي حيث تتم عملية التنفس الخلوي ، وهذه الأنواع ممثلة أدناه:
1- عملية التنفس الهوائية
هي عملية تتطلب وجود الأكسجين لكي تحدث، وهي من أهم المميزات التي تعرف بها الخلايا حقيقة النواة، وعادةً ما تتطلب هذه العملية توافر كمية كافية من الأكسجين، ولكي تفهم تلك العملية يجب التعرف على هذه المعلومات التي تشكل أوجه الفرق والتشابه بينها وبين النوع الثاني، تأتي بهذا الشكل:
- المتفاعلات: تحدث تفاعلات بين كل من الجلوكوز والأكسجين.
- موقعيحدث في السيتوبلازم والميتوكوندريا أثناء تحلل السكر.
- خطواتيحدث من خلال 3 عمليات خادعة (تحلل السكر ودورة كريبس والفسفرة المؤكسدة).
- كمية الطاقة: تنتج هذه العملية حوالي 36 جسيم طاقة.
- الإخراج الخاصتنتج هذه العملية الماء وثاني أكسيد الكربون والطاقة.
2- التنفس اللاهوائي
ويختلف في أنه يحدث في حالة عدم وجود أكسجين ، وتمثل هذه العملية المصدر الوحيد والأساسي للطاقة لبعض أنواع البكتيريا اللاهوائية ، ويختلف الاختلاف عن العملية الأولى كما يلي:
- المتفاعلات: الجلوكوز.
- موقع: يمثل الجزء السائل من السيتوبلازم.
- خطوات: تتم هذه العملية على مرحلتين (تحلل السكر والتخمير).
- كمية الطاقة: من المعروف أن هذا النوع ينتج كمية صغيرة من الطاقة ، تمثل جزيئين فقط.
- النتائج الناتجة: ينتج عن هذه العملية عدد من المنتجات: (حمض اللاكتيك والطاقة في الحيوانات أو الإيثانول وثاني أكسيد الكربون والطاقة في الخميرة).
وهكذا جاءت جميع المراحل التي حدثت فيها عملية التنفس الخلوي ، وكان يعلم أنه لكي تحدث هذه العملية ، يجب أن يكون لها جميع المراحل السابقة.