الحصيلة الطاقية و المردود الطاقي للتنفس و التخمر
دروس علوم الحياة و الارض: الثانية باك
تختلف الحصيلة الطاقية و مردودية كل من التنفس و التخمر، نظرا لاختلاف التفاعلات المؤدية إلى تحرير الطاقة الكامنة على مستوى الكليكوز. تمثل الوثيقتان أسفله، خطاطة تلخص مختلف الجزيئات الطاقية الناتجة عن التنفس الخلوي، و حصيلة تفاعلات التخمر اللبني.
الحصيلة الطاقية للتنفس الخلوي : خلال مرحة انحلال الكليكوز، يتم انتاج جزيئتين ATP و جزيئتين +NADH+H تبقيان خارج الميتوكندري. ينتج عن هدم جزيئتي حمض البيروفيك على مستوى ماتريس الميتوكندري، جزيئتين+NADH+H خلال تكون الأسيتيل كوانزيم A، و خلال دورتي Krebs، يتم انتاج 6 جزيئات +NADH+H أي (3 جزيئات+NADH+H خلال كل دورة)، و كذلك جزيئتين FADH2، و جزيئتين ATP.
تتعرض جزيئات +NADH+H و FADH2 إلى عملية أكسدة على مستوى الغشاء الداخلي للميتوكندري بفعل بروتينات السلسلة التنفسية، فيتم انتاج جزيئات ATP، حيث تعطي كل جزيئة +NADH+H واحدة، 3 جزيئات ATP، و كل جزيئة FADH2 واحدة، جزيئتان ATP.
بالنسبة لجزيئتي +NADH+H المتواجدتان خارج الميتوكندري، نميز حالتان حسب طبيعة الخلايا : بالنسبة لخلايا الكبد والقلب و الكلية و الخميرة، تعطي كل جزيئة +NADH+H واحدة، 3 جزيئات ATP، فتكون الحصيلة الإجمالية 38 جزيئة ATP، بينما على مستوى خلايا العضلة الهيكلية و الدماغ، تعطي كل جزيئة +NADH+H واحدة، جزيئتين ATP، فتكون الحصيلة الإجمالية 36 جزيئة ATP.
الحصيلة الطاقية للتخمر اللبني : فيما يخص التخمر اللبني، فتكون الحصيلة الطاقية ضعيفة حيث تتجلى فقط في جزيئتي ATP الناتجتين عن انحلال الكليكوز، بينما جزيئتا +NADH+H، فتتم أكسدتهما من جديد إلى +NAD.
إذن فالحصيلة الطاقية للتنفس الخلوي (36 جزيئة ATP)، أكبر بكثير من الحصيلة الطاقية للتخمر اللبني (جزيئتان ATP).
باختلاف الحصيلة الطاقية للتنفس الخلوي و التخمر، يختلف مردودهما الطاقي. فإذا كان الكليكوز يتعرض لهدم كلي خلال التنفس الخلوي، فإنه يتعرض إلى هدم جزئي خلال التخمر، تنتج عنه جزيئات تخزن نسبة من الطاقة (الحمض اللبني بالنسبة للتخمر اللبني و الكحول الإيتيلي بالنسبة للتخمر الكحولي). قصد تقدير المردود الطاقي لكل من التنفس الخلوي و التخمر نقترح المعطيات التالية :
- تُقدر الطاقة الكامنة على مستوى مول واحد من الكليكوز بـ 2840 كيلوجول Kj.
- تُقدر الطاقة الكامنة على مستوى مول واحد من الحمض اللبني بـ 2672 كيلوجول Kj.
- يعتبر ثنائي أكسيد الكربون CO2 و الماء H2O، حثالة معدنية خالية من الطاقة.
- يُفقد 1740 كيلوجول من الطاقة خلال التنفس، و 107 كيلوجول خلال التخمر على شكل حرارة.
- تؤدي حلمأة مول واحد من ATP إلى تحرير 30,5 كيلوجول من الطاقة.
توضح الوثيقة أسفله هذه المعطيات.
- خلال التنفس، يعطي كل مول من الكليكوز 36 جزيئة ATP، و كل جزيئة ATP تحرر 30,5 كيلوجول، إذن : 36 × 30,5 = 1098 كيلوجول لكل مول من الكليكوز.
- أما بالنسبة للتخمر، فكل كل مول من الكليكوز يعطي جزيئتان ATP، إذن : 2 × 30,5 = 61 كيلوجول لكل مول من الكليكوز.
- المردود الطاقي للتنفس : يُخزن مول واحد من الكليكوز 2840 كيلوجول، لكنه لا يوفر على مستوى جزيئات الـ ATP إلا 1098 كيلوجول، إذن : 1098/2840 × 100 = %38,66.
- المردود الطاقي للتخمر : يُخزن مول واحد من الكليكوز 2840 كيلوجول، لكنه لا يوفر على مستوى جزيئات الـ ATP إلا 61 كيلوجول، إذن : 61/2840 × 100 = %2,14.
نلاحظ إذن أن المردود الطاقي للتنفس (%38,66)، يفوق المردود الطاقي للتخمر (%2,14).
شارك الموضوع مع اصحابكم