أين يحدث التنفس الخلوي؟ ما هي مراحل إتمام عملية التنفس؟ تمثل هذه العملية جزءا لا يتجزأ من الخلايا ومن الجدير بالذكر أن هذه العملية تتطلب أداء بعض المراحل لتحرير جميع الكواشف والطاقة التي يجب أن تكون موجودة في الكائنات الحية، وغالبا ما تسمى هذه العملية بعملية تحويل الغذاء إلى طاقة. وستتعرفون بالتفصيل على جميع مراحل هذه العملية التي سنوضحها في أجسام الكائنات الحية.
جدول المحتويات
أين يحدث التنفس الخلوي؟؟
عملية التنفس هي إحدى العمليات البيوكيميائية التي يتم من خلالها إنتاج الطاقة المتراكمة في جسم الكائن الحي، وخاصة تلك التي تعتمد على الروابط الكيميائية، حيث يؤدي ذلك إلى تحسين كافة العمليات الحياتية، وقد يرغب الكثير من الناس في معرفة أين تقع العملية الخلوية. هل يحدث التنفس؟ وهذه العملية لا تقتصر على خلايا معينة، بل هي خاصة بجميع خلايا جسم الإنسان.
ويحدث ذلك على وجه التحديد في الميتوكوندريا، وهو المكان الرئيسي الذي تحدث فيه جميع التفاعلات الكيميائية، ويركز على الجزيئات المشاركة في العمليات الغذائية. وهي تقع في نواة الكائنات الحية، حيث يوجد كل الجلوكوز المتراكم في الجسم. ويتم تحليله وتحويله إلى طاقة، تتم فيها عملية التنفس الخلوي، ومن الجدير بالذكر أن هذه العملية يمكن أن تتم مع الأكسجين أو بدونه.
كيف يحدث التنفس الخلوي؟
بعد شرح أين تتم عملية التنفس الخلوي، عادة ما يفكر معظم المهتمين بشكل خاص بمجال علم الأحياء في كيفية حدوث هذه العملية، وقد أوضح الخبراء في هذا المجال أن هذه العملية تحدث من خلال عملية التفاعل بين الأكسجين والأكسجين . الجلوكوز، الذي يتسبب في تكوين جزيئات مرتبطة بالطاقة، وتسمى هذه الجزيئات ATP.
وتستخدم الخلية عمومًا هذه الجزيئات لإنتاج ثاني أكسيد الكربون والماء، وهي منتجات ثانوية للكائنات الحية، ولكي تحدث هذه العملية يجب أن تحدث ثلاث عمليات أساسية:
- أولاً: يتكون من تحلل السكر عن طريق الهواء.
- ثانية: يمثل دورة كريبس.
- ثالث: وهذا ما يسمى الفسفرة التأكسدية.
ولفهم هذه المراحل عليك النظر إلى هذه المعادلة:
مراحل التنفس الخلوي
تتم هذه العملية وفق عدة مراحل أساسية، ولا يمكن تجاهل أو تجاهل أي منها، لذلك بعد توضيح أين تتم عملية التنفس الخلوي، سنوضح لك المراحل التالية:
1- المرحلة الأولى: تحلل السكر
تتكون هذه المرحلة من سلسلة من التفاعلات الكيميائية التي يحدث فيها تحلل السكر في جسم الكائنات الحية، وذلك وفق دورة معينة، وتتمثل هذه الدورة بالخطوات التالية:
- يتفكك الجلوكوز، مما يؤدي إلى انقسامه إلى قسمين. الأول يتكون من حمض البيروفيك الموجود في سيتوبلازم الخلية. ثم يحدث تحويل ثنائي نوكليوتيد الأدينين وأميد النيكوتينيك (NAD+) ويتم تحويلهما إلى هذه القطعة. يتم إنتاج الأدينوزين بهذه العملية البسيطة، أما ثلاثي الفوسفات ATP فهو نوع من الطاقة.
- ثم يأتي الجزء الثاني من الدورة وهو انتقال حمض البيروفيك إلى الميتوكوندريا الموجودة في النواة حيث يتحول إلى أسيتيل CoA، ويعتقد بعض العلماء أن هذه المرحلة هي مرحلة مستقلة من الدورة ويطلقون عليها اسم مرحلة رد فعل انتقالي.
ننصحك بالقراءة
2- المرحلة الثانية: دورة كريبس
تمثل هذه المرحلة الجزء الثاني من دورة التنفس الخلوي وفي هذه المرحلة يتم تحديد جميع ذرات الهيدروجين الموجودة في الأسيتيل وهو الذي يصاحب الإنزيم المساعد أ والأكسجين، لأنه من خلال هذه المرحلة يتم إنتاج ما يلي:
- إزالة 4 جزيئات من أدينوسين ثلاثي الفوسفات.
- اختزال أميد النيكوتينيك وجزء من نيوكليوتيدات الأدينين.
- كما ينتج بعض المنتجات الثانوية أهمها ثاني أكسيد الكربون والماء.
3- المرحلة الثالثة: الفسفرة التأكسدية
تتكون هذه السلسلة من مجموعة مختلفة من التفاعلات التي يتم فيها إطلاق مجموعة معينة من الإلكترونات، ومن الجدير بالذكر أن جزيء ثنائي نيوكليوتيد الأدينين وإنزيم اختزال أميد النيكوتينيك يطلقان هذه الإلكترونات ويحدث ذلك من خلال سلسلة من مجموعة الحاملات الإلكترونية. وبهذه الطريقة… تتكون ذرات الأكسجين التي بدورها تنتج ذرات الماء.
وهذا يساعد على إطلاقه، لكن أثناء إتمام هذه العملية تفقد الإلكترونيات جزءاً كبيراً من الطاقة لأنها تنتج حوالي 32 جزيء من ثلاثي فوسفات الأدينوزين، لذلك تسمى هذه المرحلة بالفسفرة التأكسدية.
أنواع عمليات التنفس الخلوي
هناك نوعان من هذه العملية، لكل منهما أهمية كبيرة ومن الجدير بالذكر أنه يمكن الاعتماد على الأكسجين أو تجاهل الأكسجين. لفهم مراحل العملية التنفسية، يجب التعرف على أوجه التشابه والاختلاف الموجودة بين الاثنين. وذلك في إطار عرضنا للمكان الذي تتم فيه عملية التنفس الخلوي، وتتمثل هذه الأنواع فيما يلي:
1- عملية التنفس الهوائي
هي عملية تتطلب وجود الأكسجين لكي تحدث، وهي من أهم المميزات التي تعرف بها الخلايا حقيقة النواة، وعادةً ما تتطلب هذه العملية توافر كمية كافية من الأكسجين، ولكي تفهم تلك العملية يجب التعرف على هذه المعلومات التي تشكل أوجه الفرق والتشابه بينها وبين النوع الثاني، تأتي بهذا الشكل:
- الكواشف: تحدث تفاعلات بين الجلوكوز والأكسجين.
- موقع: يحدث في السيتوبلازم والميتوكوندريا خلال مرحلة تحلل السكر.
- خطواتويحدث ذلك من خلال ثلاث عمليات (تحلل السكر، ودورة كريبس، والفسفرة التأكسدية).
- كمية الطاقة: تنتج هذه العملية ما يقارب 36 جزيء من الطاقة.
- المخرجات الخاصةتنتج هذه العملية الماء وثاني أكسيد الكربون والطاقة.
2- عملية التنفس اللاهوائي
وتختلف في أنها تحدث في غياب الأكسجين وأن هذه العملية تشكل المصدر الوحيد والأساسي لبعض أنواع البكتيريا اللاهوائية للحصول على الطاقة، واختلافها عن العملية الأولى هو كما يلي:
- الكواشف: الجلوكوز.
- موقع: وهو يمثل الجزء السائل من السيتوبلازم.
- خطوات: وتحدث هذه العملية على مرحلتين: (تحلل السكر والتخمير).
- كمية الطاقة: ومن المعروف أن هذا النوع ينتج كميات صغيرة من الطاقة تمثل جزيئين فقط.
- النتائج الناتجة: وينتج عن هذه العملية مجموعة من المنتجات كالتالي: (حمض اللاكتيك والطاقة في الحيوانات أو الإيثانول وثاني أكسيد الكربون والطاقة في الخميرة).
إذن فإن كل المراحل التي تتم فيها عملية التنفس الخلوي جاءت من معرفة أن كل المراحل السابقة يجب أن تحدث لكي تحدث هذه العملية.