ستهلاك المادة العضوية وتدفق الطاقة ( مراحل تفكيك الكليكوز )

ستهلاك المادة العضوية وتدفق الطاقة الثانية بكالوريا علوم فيزيائية
[post_ad]

ستهلاك المادة العضوية وتدفق الطاقة الثانية بكالوريا علوم فيزيائية

 مراحل تفكيك الكليكوز

  I / مراحل تفكيك الكليكوز:

1 ـ داخل الجبلة الشفافة:

 عندما يدخل الكليكوز إلى الخلية، يتحد مع الفوسفاط ليعطي كليكوز فوسفاط، مما يمنعه من جهة من مغادرة الخلية، ويمكنه من جهة أخرى من الدخول في سلسلة من التفاعلات، تمثل الوثيقة التالية مختلف مراحل تفكيك جزيئة الكليكوز.

 

www.biomultimedia.net

  ـ اعتمادا على الوثيقة:

   1 ـ صف مختلف التفاعلات التي تتعرض إليها جزيئة الكليكوز.

   2 ـ استخلص التفاعل الإجمالي لانحلال الكليكوز، وذلك بسحب العناصر داخل الخانات المناسبة:

الأجوبة

خلاصة تتفكك جزيئة الكليكوز داخل الجبلة الشفافة تحت تأثير أنزيمات، لتعطي في النهاية جزيئتين من حمض البيروفيك، وتسمى هذه التحولات انحلال الكليكوز وتتم في غياب الأكسجين. Graham R. Kent Dept. of Biological Sciences Smith College Northampton

انظر الوثيقة 1 ـ الوثيقة 2  ـ الوثيقة 3  ـ الوثيقة 4  ـ الوثيقة 5 

 2 ـ داخل الميتوكوندري:

     2 ـ 1 ـ فوق بنية الميتوكوندريات:

هي عبارة عن عضيات خلوية يتراوح طولها بين1 و 2μm، عرضها بين 0,5 و1μm. يزداد عددها كلما كانت الخلايا أكثر نشاطا، وكلما كان الوسط غنيا بالأكسجين.

تمثل الوثيقة 1 مقارنة ﺍﻟﺒﻨﻴﺔ ﺍﻟﺠﺯيئية ﻟﻠﻐﺸﺎئين ﺍﻟﺩاخلي ﻭﺍﻟﺨﺎﺭجي ﻟﻠﻤﻴﺘﻭﻜﻨﺩﺭﻱ، بينما تمثل الوثيقة2 اﻟﺘﺮﻛﯿﺐ اﻟﻜﯿﻤﯿﺎﺋﻲ ﻟﻜﻞ ﻣﻦ اﻟﻐﺸﺎء اﻟﺪاﺧﻠﻲ، واﻟﺨﺎرﺟﻲ واﻟﻤﺎﺗﺮﯾﺲ.

الوثيقة1

الوثيقة2

ـ اعتمادا على الوثيقتين1 و2، قاﺭن ﺍﻟﺒﻨﻴﺔ ﺍﻟﺠﺯيئية ﻟﻠﻐﺸﺎئين ﺍﻟﺩاخلي ﻭﺍﻟﺨﺎﺭجي، والتركيب الكيميائي لمختلف مكونات اﻟﻤﯿﺘﻮﻛﻨﺪري.

الاجابة

2 ـ 2 ـ أكسدة حمض البيروفيك:

 ـ المرحلة الأولى : تكوين أستيل كوأنزيم A (مساعد الأنزيم A)

يعتبر هذا التفاعل مرحلة تحضيرية للدخول في حلقة كريبس، حيث يرتبط حمض البيروفيك داخل الميتوكندري بالكوأنزيمA (مساعد الأنزيم A)، فيعطي أستيل كوأنزيمA  ويحرر جزيئة CO₂ ويتم اختزال جزيئة ⁺NAD إلى NADH

الحصيلة:

اسحب العناصر داخل الخانات المناسبة:

ـ المرحلة الثانية : تفاعلات حلقة KREBS

يدخل أستيل كوأنزيم A  في حلقة من التفاعلات يتم خلالها انتزاع الكربون على شكل CO₂، واختزال جزيئات ناقلة NAD و FAD إلى NADH و FADH₂ ، مع تكون طاقة ATP. مجموع هذه التفاعلات تسمى حلقة KREBS .

Graham R. Kent Dept. of Biological Sciences Smith College Northampton

التفاعل الإجمالي لحلقة KREBS :

Acetyl-CoA + ADP + Pi + 3NAD + FAD +3H₂O -----------------------> 2CO₂ + ATP + 3NADH + FADH₂+ CoA

انظر  الوثيقة1 ـ الوثيقة2  ـ الوثيقة3

ـ اعتمادا على الوثيقة التالية، اكتب التفاعل الإجمالي لأكسدة جزيئة واحدة من حمض البيروفيك داخل الميتوكوندري.

الاجابة

ـ المرحلة الثالثة: مصير النواقل TH₂ أي (NADH + FADH₂ )

لابراز مصير النواقل المختزلة وعلاقتها بانتاج الطاقة، نقترح المعطيات التجريبية التالية:

    ـ التجربة 1 : وضعت ميتوكندريات، على شكل محلول عالق، في وسط خال من O₂ يحتوي على معطي للالكترونات TH₂. تم تتبع تطور تركيز أيونات⁺H  في هذا الوسط قبل وبعد إضافة محلول غني بالأكسجين، النتائج المحصل عليها مبينة في الوثيقة التالية:

    ـ التجربة 2 : بعد تعريض الميتوكوندريات لفعل موجات فوق صوتية، تشكلت تلقائيا حويصلات من أجزاء الأغشية الداخلية للميتوكوندريات.

توضع هذه الحويصلات في وسط تجريبي يحتوي على O2 والمركبات المختزلة TH2 بالإضافة إلىADP  و Pi ، ويمثل الجدول التالي النتائج المحصل عليها.

ملاحظات	الظروف التجريبية
تركيب ATP وإعادة أكسدة TH2 إلى T	حويصلات ميتوكوندرية كرات ذات شمراخ
إعادة أكسدة TH2 إلى T لكن عدم تركيب ATP	حويصلات بدون كرات ذات شمراخ

 ـ التجربة 3 : يتم وضع الحويصلات التي تعرض فوق سطحها كريات ذات شمراخ في محاليل مختلفة من حيث pH  تحتوي على ADP  و Pi

ـ إذا كان pH  الداخلي أصغر من pH  الخارجي يلاحظ تفسفر ADP  ـ  إذا كان pH  الداخلي يساوي pH  الخارجي يلاحظ انعدام تفسفر ADP

 1 ـ  اعتمادا على التجربة1 فسر النتائج المحصل عليها؟

  2 ـ باستغلالك لنتائج التجربتين 2 و3 استخلص شروط تفسفر ADP إلى ATP.

3 ـ انطلاقا من المعطيات السابقة، أوجد العلاقة بين الأكسجين والنواقل المختزلة وإنتاج ATP .

الاجوبة

   2 ـ 3ـ السلسلة التنفسية:

يحتوي الغشاء الداخلي للميتوكوندريات على سلسلة من نواقل الالكترونات قادرة على أكسدة جزيئات NADH و FADH2 ،ونقل الالكترونات إلى المستقبل النهائي (الأكسجين O2). تسمى السلسلة التنفسية.

انظر الوثيقة

1/2O₂ + 2e-  --------------------> O^2-

على مستوى الماتريس تتفاعل ايونات ⁺H مع O^2- لتعطي جزيئة الماء:

O^2-+ 2H⁺  --------------------> H₂O 

الطاقة الناتجة عن انتقال الالكترونات تعمل على إخراج ايونات ⁺H من الماتريس إلى الحيز البيغشائي. ينتج عن هذا ممال للبروتونات من جهتي الغشاء الداخلي للميتوكندري(حدوث فرق في pH بين الماتريس والحيز البيغشائي) وهو ضروري لتدفق ايونات ⁺H على مستوى الكرات ذات شمراخ نحو الماتريس، حيث يتم تركيب جزيئات ATP عن طريق تفسفر ADP .انظر  الرابط.

تركيب ATP الذي يستغل الطاقة الناتجة عن تفاعلات الأكسدة والاختزال يسمى التفسفر المؤكسد. انظر الوثيقة1 ـ الوثيقة2

http://www.stolaf.edu/people/giannini/flashanimat/

   

ـ إعادة أكسدة جزيئة واحدة من NADH تعطي 3ATP

ـ إعادة أكسدة جزيئة واحدة من FADH₂ تعطي 2ATP

Graham R. Kent Dept. of Biological Sciences Smith College Northampton الوثيقة1 ـ الوثيقة 2 ـ الوثيقة 3

  3ـ الحصيلة الطاقية للتنفس:

للكشف عن الحصيلة الطاقية للتفكيك التام للكليكوز خلال ظاهرة التنفس، نقترح الوثيقة التالية:

 1ـ اعتمادا على مكتسباتك السابقة، إملأ الخانات بما يناسب.

 2 ـ استخلص الحصيلة الطاقية للتنفس.

 اذا علمت أن النواقل المنتجة في الجبلة الشفافة لا تدخل إلى الميتوكوندري، لكنها تعوض في العديد من الخلايا بنواقل FADH2 .

 3 ـ احسب الحصيلة الطاقية في هذه الحالة.

الأجوبة

انظر  الرابط1   الرابط2

   4ـ مصادر أخرى للطاقة :  في حالة نقص الكليكوز يمكن للخلايا استعمال سكريات أخرى أو ذهون أو أحماض أمينية، تحولها إلى أستيل كوأنزيم A  الذي يلتحق بدورة كريبس.

     

II / التخمر La fermentation

 1 ـ معطيات تجريبية:

  ـ التجربة1: نملأ حوجلة بحليب طري إلى آخرها(قصد طرد الهواء).نترك التحضیر لمدة 15 یوما في درجة حرارة (حوالي 41 درجة مئوية)
بعد ذلك نتتبع تطور قیمة pH الحليب بواسطة عدة EXAO. النتائج المحصل عليها ممثلة في المبيان التالي:

  ـ التجربة2: نضع الخمیرة في محلول الكلیكوز في درجة حرارة( 30 °C )، تم نتتبع تغيرات الوسط. النتائج المحصل عليها ممثلة في الوثيقة التالية:

  ـ استنادا إلى التجربتين 1 و2 ، فسر النتائج المحصل عليها.

الاجابة

 . انظر  الوثيقة1 الوثيقة2

3ـ الحصيلة الطاقية للتخمر:

   ـ التخمر اللبني:

التفاعل الإجمالي للتخمر اللبني:

C₆H₁₂O₆ + 2ADP + 2Pi -----------------------> 2(CH₃-CHOH-COOH) + 2ATP

 ـ التخمر الكحولي:

التفاعل الإجمالي للتخمر الكحولي:

C₆H₁₂O₆ + 2ADP + 2Pi  -----------------------> 2C₂H₅OH + 2CO₂ +2ATP

في كلا الحالتين يتم إنتاج 2ATP

  III / مقارنة الحصيلة الطاقية للتنفس والتخمر:

 1 ـ اعتمادا على المعطيات السابقة، قارن الحصيلة الطاقية لكل من التنفس والتخمر.

 2 ـ فسر اختلاف الحصيلة الطاقية لكل من التنفس والتخمر.

الأجوبة

 IV / مقارنة المردود الطاقي للتنفس والتخمر:

  إذا علمت أن جزيئة كليكوز تحتوي على طاقة كامنة تقدر بــ 686Kcal ، وحلمأة جزيئة ATP تعطي طاقة تقدر بـ 7,3Kcal  

 1 ـ احسب المردود الطاقي لكل من التنفس والتخمر.

 2 ـ  فسر النتائج المحصل عليها.

الأجوبة

 

الموضوع من خيمة 

Partager L'article