14206833416635954

درس استهلاك المادة العضوية و تدفق الطاقة-تمارين و حلول

الخط

درس استهلاك المادة العضوية و تدفق الطاقة-تمارين و حلول


التصحيح الكالمل لسلسلة التمارين "استهلاك المادة العضوية و تدفق الطاقة " التي تم نشرها سابقا -رابط تحميل التمارين-
التصحيح الكامل:
التمرين الأول:

1-      بعد إضافة حمض البيروفيك إلى الوسط لوحظ انخفاض في تركيزالأكسجين فيه، و يُفسَر ذلك باستهلاك هذا الأكسجين من طرف الميتوكندريات بغرض أكسدة حمض البيروفيك و تحويل الطاقة الكيميائية الكامنة فيه إلى طاقة كيميائية على شكل ATP من خلال السلسلتين التفاعليتين 1 و 3، على أن استهلاك الأكسجين يحدث بشكل مباشر خلال السلسلة التفاعلية3  فيما يسمى بالتفسفر المؤكسد.

2-      خلال التنفس يحدث تحويل للطاقة الكيميائية الكامنة في المادة العضوية إلى طاقة كيميائية على شكل ATP قابلة للاستعمال بشكل مباشر من طرف الخلية وذلك من خلال الاستقلاب الطاقي المتمثل في سلسلة من التفاعلات الحيكيميائية المُحفَزة بانزيمات.

التمرين الثاني:
1-       الحصيلة الكيميائية:
الحصيلة الطاقية:

2-      بعد حقن الأكسجين في الوسط لوحظ ارتفاع في تركيز البروتونات H+ في الوسط الخارجي للميتوكندريات، ويفسر ذلك بانطلاق تفاعلات أكسدة نواقل الهيدروجينات RH2 في مستوى السلسلة التنفسية بالغشاء الداخلي للميتوكندري وفق المعادلة التالية:
، ينتج عن ذلك تحرير كمية مهمة من البروتونات H+ التي يتم ضخها في اتجاه الحيز البيغشائي و من تم إلى الوسط الخارجي للميتوكندري وذلك باستعمال طاقة التدفق التلقائي للإلكترونات عبر نواقل السلسلة التنفسية من المعطي الأول RH2 إلى المتقبل النهائي O2. بعد ذلك ينخفض تركيز البروتونات H+، و يفسر بعودتها نحو الماتريس عبر الكرات ذات الشمراخ تحت تأثير قوتي الإنتشار و الجهد الكهربائي.  

3-      مباشرة بعد إضافة كل من حمض البيروفيك و ADP على حدة تنخفض نسبة O2 في الوسط، و يفسرذلك بانطلاق تفاعلات الأكسدة التنفسية و التي تتجلى في أكسدة نواقل الهيدروجينات RH2 في مستوى السلسلة التنفسية للغشاء الداخلي للميتوكندري. و يتطلب استمرار هذه الأكسدة التوفير المستمر للنواقل RH2 في شكلها المختزل و هذا ما يتطلب تفكيك حمض البيروفيك و انطلاق دورة كريبس في مستوى ماتريس الميتوكندري. تكون أكسدة النواقل RH2 مقترنة بفسفرة ADP في مستوى الكرات ذات الشمراخ للغشاء الداخلي للميتوكندري و تركيب جزيئات ATP.  

4-      تعتبر تفاعلات أكسدة حمض البيروفيك (تفكيك حمض البيروفيك و دورة كريبس) و أكسدة النواقل RH2 و فسفرة ADP تفاعلات مزاوجة فهي مترابطة ولا تحدث إحداها بدون الأخرى.  

التمرين الثالث:
1-      يُعتبر الميتوكندري مقرا للتأكسدات التنفسية المنتجة لجزيئات ATP الطاقية. فالخلية العضلية تلجأ إلى التنفس كوسيلة لتجديد مخزونها من ATP. و قد تساعد التمارين الرياضية على زيادة قدرة الخلية العضلية على القيام بالتنفس عن طريق توفير عدد أكبر من الميتوكندريات.

2-      تستهلك العضلة الأكسجين والكليكوز وتنتج الحمض اللبني و تطرح ثنائي أكسيد الكربون.
استهلاك الكليكوز و الأكسجين و طرح CO2 دليل على أن الخلية العضلية تقوم بعملية التنفس.
إنتاج الحمض اللبني دليل على أن الخلية العضلية تقوم بعملية التخمر.

3-      ينتج الشخص الذي يقوم بتمارين رياضية كمية أقل من الحمض اللبني و يستهلك كمية أكبر من الأكسجين مقارنة بالشخص الذي لا يقوم بها. وتدل هذه النتائج على أن الشخص الذي يقوم بتمارين رياضية يعتمد على ظاهرة التنفس أكثر مما يعتمد عليها الشخص غير الممارس للرياضة لتجديد المخزون العضلي من ATP. و العكس صحيح بالنسبة للتخمر.

4-      أثناء النشاط العضلي، تلجأ الخلايا العضلية، لتجديد مخزونها من ATP الضروري للتقلص، إلى طريقتين مختلفتين: التنفس و التخمر. و يتجلى تأثير التداريب الرياضية في توجيه استقلاب الخلايا العضلية نحو التنفس كوسيلة لتجديد مخزونها من ATP مبتعدة عن التخمر. و هذا ما يفسر كون الأشخاص الذين لا يمارسون الرياضة أسرع تعبا بسبب تراكم الحمض اللبني في خلاياهم العضلية مقارنة بالأشخاص الذين يمارسون الرياضة.

التمرين الرابع:
1-      أ- دور أنزيم MDH: يتمثل في تحفيز تفاعلات هدم حمض البيروفيك الذي يعطي CO2 و RH2، و بالتالي فإن أنزيم MDH يعمل في مستوى ماتريس الميتوكندري،
               دور أنزيم LDH: يتمثل في تحفيز تفاعل تحول حمض البيروفيك إلى حمض لبني، و بالتالي فإن أنزيم LDH يعمل في مستوى الجبلة الشفافة.

           ب- ألياف عضلات عدائي المسافات الطويلة (الألياف A)، غنية بالشعيرات الدموية و الميتوكندريات و تحتوي على تركيز قوي من أنزيم MDH، و بالتالي فإن طبيعة التفاعلات المنتجة للطاقة عند عدائي هذه المسافات هي تفاعلات حيهوائية: التنفس
                ألياف عضلات عدائي المسافات القصيرة (الألياف B)، تفتقر إلى الشعيرات الدموية و الميتوكندريات و تحتوي على تركيز قوي من أنزيم LDH، و بالتالي فإن طبيعة التفاعلات المنتجة للطاقة عند عدائي هذه المسافات هي تفاعلات حي لا هوائية: التخمر.

2-      يؤدي استعمال مادة EPO إلى الزيادة في عدد الكريات الدموية الحمراء و بالتالي نقل كميات مهمة من الأكسجين إلى الألياف العضلية و بالتالي إلى الميتوكندري حيث يستعمل في تفاعلات السلسلة التنفسية في مستوى الغشاء الداخلي، مما يرفع من كميات ATP المنتجة و التي تحسن الأداء الرياضي للعداء.

انضموا الى مجموعتنا على الفايسبوك للتوصل بكل جديد:
       
ليست هناك تعليقات
إرسال تعليق

إرسال تعليق

نموذج الاتصال
الاسمبريد إلكترونيرسالة