تسمى العملية التي ينتج عنها تحرير الطاقة عندما لا تتوافر كميات كافية من الأكسجين

كتابة يسرى - تاريخ الكتابة: 27 يناير 2021 , 12:01
تسمى العملية التي ينتج عنها تحرير الطاقة عندما لا تتوافر كميات كافية من الأكسجين

تسمى العملية التي ينتج عنها تحرير الطاقة عندما لا تتوافر كميات كافية من الأكسجين   ؟، هو من الأسئلة الشائعة التي يسألها الكثير من الناس وخاصةً طلبة العلوم والأحياء، والمتعمقين في دراسة الخلايا، حيث أن الخلية تعتمد على الأكسجين في عملية التنفس الهوائي، حيث تتحول الطاقة الكيميائية إلى طاقة يمكن أن تستخدمها الخلية، ولكن ماذا يحدث إذا لم تتوافر كمية كافية من الأكسجين؟ هذا ما سوف نجيب عنه بشئٍ من التفصيل.

تسمى العملية التي ينتج عنها تحرير الطاقة عندما لا تتوافر كميات كافية من الأكسجين

الإجابة هي التنفس اللاهوائي ، حيث تحدث هذه العملية في غياب الأكسجين، فيعتبر التنفس اللاهوائي هو المصدر الوحيد للطاقة في الخلية بالنسبة لأنواع معينة من البكتيريا اللاهوائية. وتحدث هذه العملية في الجزء السائل من السيتوبلازم، والذي يختلف عن التنفس الهوائي الذي يحدث في الميتوكوندريا وينتج المزيد من جزيئات الطاقة.[1]

خصائص التنفس الهوائي

التنفس الهوائي هو العملية التي تحصل بها الخلية على الطاقة اللازمة لها في وجود الأكسجين الكافي، ويتميز التنفس الهوائي بعدة خصائص وهي:[1][2]

  • يحدث التنفس الهوائي في جميع النباتات والحيوانات والطيور والبشر، باستثناء بعض بدائيات النوى البدائية.
  • في التنفس الهوائي، يعمل الأكسجين كمستقبل للإلكترون مما يساعد على إنتاج الطاقة بشكل أكثر فعالية وسرعة.
  • تتميز الرابطة المزدوجة في الأكسجين بطاقة أعلى من الروابط الأخرى التي تساعد على إنتاج المزيد من ATPs.
  • إن التنفس الهوائي هو الطريقة المفضلة لتحلل البيروفات بعد تحلل السكر. حيث يدخل البيروفات إلى الميتوكوندريا ليتأكسد بالكامل خلال دورة كريبس.
  • يتم استخدام عملية التنفس الهوائي لأكسدة الكربوهيدرات بشكل أساسي. ولكن المواد مثل الدهون والبروتينات تستخدم أيضًا كمواد متفاعلة.
  • غاز ثاني أكسيد الكربون والماء هما منتجا التنفس الهوائي إلى جانب الطاقة المستخدمة لإضافة مجموعة فوسفات ثالثة إلى ADP وتشكيل ATP.
  • يتم تحويل الجزيئات الأخرى الغنية بالطاقة مثل NADH و FADH2 إلى ATP عبر سلسلة نقل الإلكترون مع الأكسجين والبروتونات.
  • أثناء التنفس الهوائي، يتم إنتاج معظم ATPs أثناء الفسفرة التأكسدية حيث يتم استخدام طاقة جزيء الأكسجين لضخ البروتونات خارج غشاء الخلية.
  • ينتج من عملية التنفس الهوائي 38 جزئ من الطاقة وهو رقم كبير مقارنةً بالتنفس اللاهوائي.

خصائص التنفس اللاهوائي

عملية التنفس اللاهوائي هي عملية تحدث عندما لا تمتلك الخلية ما يكفي من الأكسجين أو ينعدم الأكسجين تمامًا ويتميز التنفس اللاهوائي بعدة خصائص مثل:[1][2]

  • في التنفس اللاهوائي، يمكن أن يكون مستقبل الإلكترون أيون الكبريتات (SO4–) أو أيون النترات (NO3–) أو مجموعة متنوعة من الجزيئات الأخرى.
  • من المعروف أن بعض الكائنات التي تسمى الميثانوجينات، تستخدم ثاني أكسيد الكربون كمستقبل للإلكترون، مما ينتج الميثان كمنتج ثانوي.
  • وبالمثل، تستخدم مجموعة أخرى من بكتيريا الكبريت الأرجواني الكبريتات كمستقبل للإلكترون، وبالتالي ينتج كبريتيد الهيدروجين كمنتج ثانوي.
  • تعيش هذه الكائنات الحية في بيئات منخفضة الأكسجين وبالتالي تختار المسارات اللاهوائية لتحطيم الطاقة الكيميائية.
  • يشبه التنفس اللاهوائي التنفس الهوائي حيث تدخل الجزيئات في سلسلة نقل الإلكترون لتمرير الإلكترونات إلى مستقبل الإلكترون النهائي.
  • تمتلك مستقبلات الإلكترون النهائية المشاركة في التنفس اللاهوائي إمكانية اختزال أصغر من جزيئات الأكسجين مما يؤدي إلى إنتاج طاقة أقل. ومع ذلك، فإن التنفس اللاهوائي ضروري للدورات البيوجيوكيميائية للكربون والنيتروجين والكبريت.
  • النترات التي تعمل كمستقبل للإلكترون في التنفس اللاهوائي تنتج غاز النيتروجين كمنتج ثانوي. وهذه العملية هي الطريق الوحيد للنيتروجين الثابت للوصول إلى الغلاف الجوي.
  • التخمر هو مسار آخر للتنفس اللاهوائي، حيث يكون مسار استخراج الطاقة الوحيد هو التحلل السكري ولا يتأكسد البيروفات مرة أخرى عبر دورة كريبس.
  • يحدث التنفس اللاهوائي في العديد من البيئات مثل المياه العذبة والتربة وأسطح أعماق البحار. تستخدم بعض الميكروبات في البيئات المؤكسجة أيضًا التنفس اللاهوائي لأن الأكسجين لا يمكن أن ينتشر بسهولة عبر سطحها.

شاهد أيضًا: ما المقصود بالتنفس الخلوي وانواع التنفس الخلوي ومراحله بالتفصيل

ختامًا نكون قد أجبنا على سؤال تسمى العملية التي ينتج عنها تحرير الطاقة عندما لا تتوافر كميات كافية من الأكسجين؟، كما تعرفنا على عملية التنفس الهوائي والتنفس اللاهوائي وخصائص كل منهما بشئٍ من التفصيل.

المراجع

  1. ^ Microbe notes , Aerobic vs Anaerobic Respiration- Definition, 11 Differences, Examples , 27/1/2021
  2. ^ CK-12 , 2.30 Anaerobic and Aerobic Respiration , 27/1/2021
1559 مشاهدة