الخلوي هو عكس عملية البناء الضوئي من نواتجه ثاني أكسيد الكربون,
التنفس الخلوي
التنفس هو العملية التي يقوم فيها الكائنات الحية بتحويل الطعام إلى مصدر للطاقة.حيث تقوم فيها الخلايا بتفكيك الجلوكوز ، وإطلاق الطاقة المخزنة ، واستخدام الطاقة لإنتاج ATP ، فكل جزيء جلوكوز يخضع لهذه العملية ، ويتم إنتاج ما يصل إلى 38 جزيءًا من ATP ، ويتكون كل جزيء ATP عند إضافة فوسفات إلى ADP . أو ثنائي فوسفات الأدينوزين ، وهذا يتطلب طاقة مخزنة في جزيء ATP .فعندما تحتاج الخلايا للطاقة ، يمكن إزالة الفوسفات من ATP .وهذا يعمل على أطلاق الطاقة ويشكل ADP مرة أخرى.
مراحل التنفس
تحلل السكر
- يحدث الانهيار الأول للجلوكوز في سيتوبلازم الخلية ، وهذا رد فعل لا هوائي للتنفس الخلوي
- مما يعني أنه لا يحتاج إلى أكسجين.
- وفي سلسلة من ثمانية تفاعلات فردية ، يتم استقلاب جزيء جلوكوز من ستة كربون باستخدام جزيئين من أدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP) لتكوين جزيئين من ثلاثة كربون بيروفات
- وجزيئين H 2 O (الماء) وأربعة جزيئات ATP لشبكة ، كسب اثنين من جزيئات ATP ، ATP هو مصدر رئيسي للطاقة في التمثيل الغذائي البشري.
دورة كريبس
- تدخل جزيئات البيروفات من تحلل السكر بعد ذلك مصفوفة الميتوكوندريا
- وهذا هو المكان الذي تحدث فيه المرحلة الثانية من التنفس
- هذه المرحلة تسمى دورة كريبس ، وخلال هذه المرحلة يتم إنتاج جزيئين آخرين من ATP.
- يتم أيضًا إنتاج جزيئات تخزين الطاقة الأخرى لاستخدامها في إنتاج المزيد من ATP في المرحلة الثالثة
- وتتطلب دورة كريبس الأكسجين ، وأي شيء يحتاج إلى أكسجين يوصف بأنه هوائي
- ويتحد الأكسجين مع الكربون من جزيئات البيروفات ، وهذا يشكل ثاني أكسيد الكربون منتج النفايات.
نقل الإلكترون
- المرحلة الثالثة والأخيرة من التنفس نقل الإلكترون .
- ويتم استخدام طاقة جزيئات تخزين الطاقة الأخرى من تحلل السكر ودورة كريبس في هذه المرحلة لصنع المزيد من جزيئات ATP.
- وخلال هذه المرحلة ، يتم إنتاج ما يصل إلى 34 جزيءًا من ATP
- يتطلب نقل الإلكترون الأكسجين ، لذا فإن هذه المرحلة هي أيضًا هوائية
- ويتحد الأكسجين مع الهيدروجين من جزيئات تخزين الطاقة ، وهذا يشكل الماء منتج نفايات آخر.
التنفس الخلوي والبناء الضوئي
الفرق بين البناء الضوئي يكمن في أن عملية البناء الضوئي والتنفس الخلوي هما وجهان لعملة واحدة. حيث تكون منتجات البناء الضوئي ضرورية للتنفس الخلوي ، ومنتجات التنفس الخلوي ضرورية أيضا لعملية التمثيل الضوئي. وتعمل العمليتان معًا على تخزين الطاقة وإطلاقها في جميع الكائنات الحية تقريبًا.
التنفس الخلوي والتخمر
مكان حدوث العملية على مستوى الخلية:
يحدث التنفس في مكانين في الخلية وهما السيتوبلازم أولًا ثم الميتوكندريا إذ يحتويان على الأكسجين بينما يحدث التخمّر فقط في السيتوبلازم.[٢]
الحاجة لمركّب الأكسجين O2:
يحتاج التنفس إلى الأكسجين للقيام بالتفاعلات الهوائية التي تحدث داخل الميتوكندريا بينما لا يحتاج التخمُّر إليه.[١]
عدد مركّبات الطاقة الناتجة ATP:
ينتج عن التنفس 38 مركباً من ATP في المحصّلة تقريبًا، بينما ينتج فقط مركبان عن التخمُّر فيجعل ذلك التنفس الخلوي أكثر فاعلية من التخمُّر.[٣]
إنتاج جزيئات الماء H2O:
ينتج التنفس جزيئات الماء بينما لا ينتجها التخمُّر.
سرعة إنتاج مركّبات الطاقة:
عملية التخمُّر تنتج الطاقة بشكل أسرع من التنفس الخلوي.
الكائنات الحية التي تستخدم كل عملية:
شاهد أيضا الفرق بين البناء الضوئي والتنفس
يحدث التنفس في خلايا الكائنات الأكثر تطورًا مثل الإنسان. أمّا التخمّر فيحدث بشكلٍ أساسي في خلايا الكائنات الدقيقة مثل الفطريات والبكتيريا وقد يحدث في خلايا الكائنات الأكثر تطورًا أيضًا في بعض الظروف.
الظروف التي تجعل الخلية تلجأ لكل عملية (في حال كانت الخلية قادرة على القيام بكلتا العمليتين):
تُفَضِّل الخلية التنفس لأنه ينتج عددًا أكبر من الطاقة، ولكنها تلجأ للتخمُّر كبديل لإنتاج الطاقة في حالة غياب الأكسجين لأنها بدونه تفقد قدرتها على القيام بالتنفس الخلوي
ما أوجه الشبه بين عمليتيّ التنفس الخلوي والتخمُّر؟
الهدف من كل عملية:
إنتاج مركّبات الطاقة ATP التي تحتاجها الخلية للقيام بالعمليات الحيوية.
مدخلات كل عمليّة:
يعد سكر الجلوكوز من المدخلات المشتركة في العمليتين.
مخرجات كل عمليّة:
تخرج مركّبات الطاقة ATP من كلتا العمليتين.
