المعادلة اللفظية للتنفس الهوائي

المعادلة اللفظية للتنفس الهوائي هو ما سنطرحه في هذه المقالة، حيث التنفس الهوائي هو أحد أنواع التنفس إلى جانب التنفس اللاهوائي والتخمير، والتنفس الهوائي هو عملية بيولوجية يتم فيها تحويل جلوكوز الطعام إلى طاقة في وجود الأكسجين، فمن هذا المنطلق سنتعرف على المعادلة اللفظية للتنفس الهوائي .

ما هو التنفس 

التنفس هو أحد العمليات الكيميائية الهامة والتي تقوم بها جميع الكائنات الحية بما في ذلك الحيوانات والنباتات والبشر من أجل إطلاق الطاقة اللازمة لعمليات الحياة، وتحدث عملية التنفس أثناء وجود الأكسجين أو في غيابه، فعلى سبيل المثال يخضع البشر لعملية التنفس عن طريق استنشاق غاز الأكسجين وزفير غاز ثاني أكسيد الكربون، والعديد من الكائنات الحية الأخرى بما في ذلك النباتات والحيوانات تخضع لعملية التنفس للحصول على الطاقة لأنشطتها الأيضية؛ والتنفس ثلاثة انواع وهي التنفس الهوائي والتنفس اللاهوائي والتخمر.[1]

اقرأ أيضًا: كم عدد اعضاء الجهاز التنفسي

المعادلة اللفظية للتنفس الهوائي

المعادلة اللفظية للتنفس الهوائي هي على النحو الآتي:[1]

الجلوكوز (C6H12O6)+ الأكسجين (O2) → ثاني أكسيد الكربون 6 (CO2) + الماء 6 (H2O) +الطاقة (ATP)

ووفقًا للمعادلة الكيميائية الموضحة أعلاه يتم إطلاق الطاقة عن طريق تقسيم جزيئات الجلوكوز بمساعدة غاز الأكسجين و في نهاية التفاعل الكيميائي يتم إطلاق الطاقة وجزيئات الماء وغاز ثاني أكسيد الكربون كمنتجات ثانوية أو منتجات نهائية للتفاعلات، ويتم تحرير حوالي 2900 كيلو جول من الطاقة أثناء عملية تكسير جزيء الجلوكوز وبالتالي يتم استخدام هذه الطاقة لإنتاج جزيئات ATP، والتي يستخدمها النظام لأغراض مختلفة، وتحدث عملية التنفس الهوائية في جميع الكائنات متعددة الخلايا بما في ذلك الحيوانات والنباتات والكائنات الحية الأخرى، وأثناء عملية التنفس في النباتات يدخل غاز الأكسجين إلى الخلايا النباتية من خلال الثغور الموجودة في قشرة الأوراق وساق النبات وبمساعدة عملية التمثيل الضوئي تصنع جميع النباتات الخضراء طعامها وبالتالي تطلق الطاقة.

اقرأ أيضًا: تحدث عملية التنفس الخلوي في

ما هي عملية التخمير

إن التخمر يعتبر فقط كبديل للتنفس الهوائي، حيث يبدأ التنفس الهوائي بعملية تسمى تحلل السكر حيث يتم تكسير الكربوهيدرات مثل الجلوكوز وبعد فقدان بعض الإلكترونات يتم تكوين جزيء يسمى البيروفات، وإذا كان هناك إمدادات كافية من الأكسجين أو في بعض الأحيان أنواع أخرى من متقبلات الإلكترون فإن البيروفات ينتقل إلى الجزء التالي من التنفس الهوائي و تتحول عملية تحلل السكر الى جزيئين طاقة 2 ATP، أما التخمير هو في الأساس نفس العملية، حيث يتم تكسير الكربوهيدرات ولكن بدلاً من صنع البيروفات يكون المنتج النهائي عبارة عن جزيء مختلف اعتمادًا على نوع التخمير، وغالبًا ما يحدث التخمر بسبب نقص كميات كافية من الأكسجين لمواصلة تشغيل سلسلة التنفس الهوائية، ويخضع البشر لتخمير حمض اللاكتيك بدلاً من الانتهاء من البيروفات ليتم إنشاء حمض اللاكتيك.

ويمكن أن تخضع الكائنات الحية الأخرى للتخمير الكحولي حيث لا تكون النتيجة حمض البيروفات ولا حمض اللاكتيك، وفي هذه الحالة فإن الكائن الحي يصنع الكحول الإيثيلي، وأنواع التخمير الأخرى أقل شيوعًا ولكن جميعها تنتج منتجات مختلفة اعتمادًا على الكائن الحي الذي يخضع للتخمير، ونظرًا لأن التخمير لا يستخدم سلسلة نقل الإلكترون فإنه لا يعتبر نوعًا من التنفس.[2]

اقرأ أيضًا: الفرق بين التخمر والتنفس الخلوي

ما هو التنفس اللاهوائي

على الرغم من أن التخمير يحدث بدون أكسجين إلا أنه يختلف عن التنفس اللاهوائي، حيث يبدأ التنفس اللاهوائي بنفس طريقة التنفس الهوائي والتخمير، ولا تزال الخطوة الأولى هي تحلل السكر ولا يزال ينتج 2 ATP من جزيء واحد من الكربوهيدرات، وومع ذلك فبدلاً من الانتهاء بتحلل السكر كما يفعل التخمير فإن التنفس اللاهوائي ينتج البيروفات ثم يستمر في نفس مسار التنفس الهوائي.

وبعد صنع جزيء يسمى أسيتيل أنزيم أ يستمر في دورة حمض الستريك، ويتم تصنيع المزيد من ناقلات الإلكترون ثم ينتهي كل شيء في سلسلة نقل الإلكترون، كما وتودع حاملات الإلكترونات الإلكترونات في بداية السلسلة، ومن ثم من خلال عملية تسمى التناضح الكيميائي تنتج العديد من ATP، ولكي تستمر سلسلة نقل الإلكترون في العمل يجب أن يكون هناك متقبل نهائي للإلكترون، فإذا كان هذا المستقبل هو الأكسجين فإن العملية تعتبر التنفس الهوائي، ومع ذلك يمكن لبعض أنواع الكائنات الحية بما في ذلك العديد من أنواع البكتيريا والكائنات الحية الدقيقة الأخرى استخدام مستقبلات إلكترونية نهائية مختلفة؛ وتشمل هذه أيونات النترات أو أيونات الكبريتات أو حتى ثاني أكسيد الكربون.

ويعتقد العلماء أن التخمير والتنفس اللاهوائي هما عمليتان أقدم من التنفس الهوائي، حيث أدى نقص الأكسجين في الغلاف الجوي المبكر للأرض إلى جعل التنفس الهوائي مستحيلاً، ومن خلال التطور اكتسبت حقيقيات النوى القدرة على استخدام “نفايات” الأكسجين من عملية التمثيل الضوئي لخلق التنفس الهوائي. [2]

وفي ختام هذه المقالة نلخص لأهم ما جاء فيها حيث تم التعرف على عملية التنفس، وأنواع التنفس، كما وتم التعرف وبالتفصيل على التنفس الهوائي، و المعادلة اللفظية للتنفس الهوائي ، وتم التعرف أيضًا على ما هي عملية التخمر، وما هي عملية التنفس اللاهوائي.