تمارين إستهلاك المادة العضوية و تدفق الطاقة مع الحل
إنتاج ATP
آلية التقلص العضلي
التمرين 1
تؤدي ظاهرة التنفس على مستوى الخلية الحية إلى
هدم تام لجزيئة الكليكوز وتركيب ATP.
وتتم هذه العملية عبر سلسلة من تفاعلات أكسدة – اختزال في الجبلة الشفافة وعلى
مستوى الميتوكندري.
لدراسة كيفية تركيب ATP عن طريق هذه التفاعلات الحيكيميائية، نقترح المعطيات التالية:
·
وُضعت ميتوكندريات حية في وسط ملائم مسبع بثنائي الأوكسجين ذي pH = 7,5.
وبواسطة تقنية خاصة تم تتبع تطور تركيز كل من ATP و O2 في هذا
الوسط. وذلك في الحالات المبينة في الوثيقة4. وتبين هذه الوثيقة النتائج المحصل
عليها.
·
تلخص
الوثيقة5 المراحل الأساسية لهدم الكليكوز خلال التنفس.
.1- انطلاقا من الوثيقة5 ، حدد داخل
الخلية، موقع التفاعلات الحيكيميائية التنفسية التي لا يتدخل فيها O2 ، وموقع التفاعلات التي يتدخل فيها O2.
.2- فسر ، مستعينا بالوثيقة5 ، النتائج المحصل
عليها في الوثيقة4.
تصحيح التمرين 1
1
|
التفاعلات الحيكيميائية |
موقعها |
تدخل O2 |
|
انحلال الكليكوز |
الجبلة الشفافة |
لا |
|
تشكل أسيتيل مساعد أنزيم A وحلقة Krebs |
ماتريس الميتوكندري |
لا |
|
التفسفر المؤكسد |
تحفزه المركبات الأنزيمية المتواجدة بالغشاء
الداخلي للميتوكندري (السلسلة التنفسية والكرات ذات الشمراخ). غير أن المتفاعلات
تؤخذ من الماتريس (RH2 ; ADP + Pi)،
كما تطرح في النواتج (R ; ATP …). |
نعم |
2- يمكن تفسير نتائج التجربة الممثلة في الرسم البياني للوثيقة5 إذا أخذنا بعين الاعتبار الترابط بين مراحل هدم الكليكوز. فانحلال الكليكوز وتشكل أسيتيل مساعد أنزيمA وحلقة Krebs توفر ناقلات الإلكترونات والبروتونات في شكلها المختزل (RH2). وهذا الشكل من متفاعلات التفسفر المؤكسد. ويمكن أن نضيف أن التفسفر المؤكسد لا يتم إلا بوجود جميع متفاعلاته، أي (ADP + Pi ; RH2 ; O2). وتعمل الأنشطة الخلوية المستهلكة للطاقة على توفير (ADP + Pi) عبر حلمأة ATP. أما في التجربة فيتطلب انطلاق التفسفر المؤكسد تزويد الميتوكندريات المعزولة ب (ADP + Pi).
وتعكس التطورات المبينة في الرسم البياني (الوثيقة4) عمل
التفسفر المؤكسد أي استهلاك O2
وتركيب ATP.
في البداية كان التفسفر المؤكسد متوقفا، ويتمثل ذلك في
غياب استهلاك O2 وتركيب ATP، ولذلك يبين الرسم البياني استقرار تركيز هاتين المادتين في الوسط
الذي يضم الميتوكندريات المعزولة.
لم يتغير شيء بعد حقن الكليكوز في الزمن t1 لأن هذا المُستقلب لا يستهلك من قبل الميتوكندريات. أما بعد حقن
حمض البيروفيك في الزمن t2 ،
يتعرض هذا الأخير للأكسدة، ما يوفر ناقلات الإلكترونات في شكلها المختزل(RH2)، وبالتالي يسمح ذلك بانطلاق التفسفر المؤكسد بوتيرة بطيئة، نظرا
لضعف كمية ADP + Pi داخل الميتوكندري، ولذلك يبين
الرسم البياني تناقصا بطيئا لتركيز O2
وتزايدا بطيئا لتركيز ATP. فكمية ADP + Pi الضعيفة تعتبر بمثابة عامل محدد في هذه الحالة.
في الزمن t3 وبعد
إضافة كمية ملائمة من (ADP + Pi) يتواصل التفسفر المؤكسد
بوتيرة سريعة. وبذلك يتناقص [O2] في
الوسط كما يتزايد [ATP] بوتيرة سريعة.
في الزمن t4 ، وبعد إضافة المادة السامة التي تكبح عمل الأنزيمات، تتوقف جميع
التفاعلات بما فيها التفسفر المؤكسد، ولذلك يستقر [O2] و [ATP] كما يبين الرسم البياني.
Emoticon