يقدم لك القارئ العزيز بحثًا عن التنفس الخلوي أو التنفس الداخلي، المعروف بالإنجليزية باسم Cellular Respiration، والذي يعتبر من العمليات التي تحول الطاقة الكيميائية الحيوية في الخلايا الحيوانية والنباتية إلى طاقة مستخدمة، ويعتمد على الأكسجين.
نجد أن الكائنات الهوائية تعتمد على الأكسجين في عملية التنفس الذاتي، وذلك من خلال مركبات لاعضوية مثل الكبريت، حيث يتم إنتاج المواد الغذائية مثل الجلوكوز والدهون والأحماض الأمينية من خلال هذه العملية. بينما يوجد التنفس اللاهوائي الداخلي الذي تستخدمه الخلية عندما ينقص الأكسجين.
وينبغي علينا أن نشير هنا إلى أن العمليات التي تحدث داخل الخلية تسمى خلوية، حيث تقوم الخلية بتحويل الجزيئات إلى طاقة في مركز إنتاج الطاقة بالخلية المعروف بـ”ميتوكوندريا”. فماذا عن مراحل التنفس الخلوي؟ هذا ما سنوضحه في مقالنا في موسوعة، حيث سنعرض شرحا دقيقا لعملية التنفس الخلوي، فتابعونا.
بحث عن التنفس الخلوي
تتم عملية التنفس الخلوي في الميتوكوندريا (Mitochondria) خلال الليل، ويؤثر هذا إيجابًا على الخلايا الحيوية النباتية والحيوانية من خلال حفظ درجة حرارة النباتات، وتوفير العناصر اللازمة للخلايا من خلال الجلوكوز الذي يتم إنتاجه في عملية التنفس الخلوي، ومن خلال توفير أشكال متعددة من الطاقة التي تساعد في توفير الطاقة للخلايا والمساعدة في إكمال عملية البناء الضوئي للخلايا النباتية.
أنواع التنفس الخلوي
تظهر نوعان من التنفس الخلوي في الخلايا، وهما التنفس اللاهوائي والتنفس الهوائي، ويتم تحديد نوع التنفس حسب وجود أو عدم وجود الأكسجين، وننصحكم بجولة للتعرف على النوعين من التنفس الخلوي من خلال السطور التالية:
عملية التنفس الهوائي Aerobic respiration
- تشير هذه العملية إلى العملية الحقيقية التي تحدث في الخلايا التي تحتوي على نواة، وذلك في حال توافر كمية كافية من الأكسجين داخل الخلية.
- عندما يتم إنتاج الأكسجين للطاقة، يتم تخزين تلك الطاقة من خلال البروفات الناتجة عن تحلل الجلوكوز وأكسدها لتحولها إلى FADH و NADH وتدخل في الميتوكوندريا.
- يتم تأكيد تلك المركبات باستخدام الأكسجين بعد ذلك عندما يكون المجهود متوسط الشدة، حيث تدخل المركبات إلى الميتوكوندريا على شكل مركب ATP.
عملية التنفس اللاهوائي Anaerobic respiration
- تشير عملية التنفس اللاهوائي Anaerobic respiration إلى عمليات التنفس التي تحدث داخل الخلايا بدون وجود الأكسجين كعنصر ضروري.
- يتم إجراء تلك العملية في السيتوبلازم، وهو الجزء السائل الموجود داخل الخلايا، وليس في الميتوكوندريا كما يحدث في التنفس الهوائي، ويستخدم هذا الجزء لإنتاج عنصر ATP .
التنفس الخلوي والتخمر
- يحدث التخمر في خلايا النباتات عندما يفتقر النبات لعنصر الأكسجين ويحدث ذلك في عملية التنفس الخلوي اللاهوائي، وتتمثل هذه العملية في تحلل الجلوكوز لتنتج بيروفات pyruvates والتي توجد في السيتوبلازم بالخلايا، بالإضافة إلى إنتاج الطاقة بشكل ATP .
- تختلف أشكال وأنماط المواد التي تتحول من البيروفيت إلى حمض اللبنيات أو ثاني أكسيد الكربون أو الإيثانول، وذلك باستخدام سلسلة نقل الإلكترون لتوليد ATP2، وذلك يعتمد على عدة عوامل مختلفة .
مراحل التنفس الخلوي
ندعوك، عزيزي القارئ، لجولة تعرفك على مراحل التنفس الخلوي الأربعة التي تحتاج إلى شرح وتوضيح، وتتضمن مرحلة التحلل، ومرحلة الكربس، ومرحلة تحويل البروفات، ومرحلة نقل الإلكترونات، وسيتم شرح هذه المراحل بالتفصيل فيما يلي.
مرحلة التحلل
- يتم هذه المرحلة في الخلايا التي تعتمد على التنفس اللاهوائي، وتحدث في سائل السيتوبلازم، بالتحديد في السيتوسول.
- يتكون السيتوسول من عدد من الإنزيمات التي تشارك في عملية التفاعل، وذلك في حال ظهور الجلوكوز في الخلايا، حيث يساعد في إنتاج جزيئين من حمض البروفيك، ويتم تحلل الجلوكوز، مما ينتج عنه نواقل هيدروجينية وطاقة .
- تنتج عملية التحلل السكري المعروفة باسم “الجلايكولي” جزيئي ATP وجزيئين من مجموعة من العناصر مثل NAD+i، وعندما يتم تخفيضها إلى i2NADH، يتم توليد ستة جزيئات ATP إضافية في الخلية، ليصل إجمالي عدد جزيئات ATP إلى ثمانية في الخلية.
مرحلة تحول حمض البيروفيك pyruvic acid
- هذه المرحلة هي الخطوة التالية بعد تحلل الجلوكوز، حيث يتم تحويل حمض البيروفيك إلى مرافق الإنزيم أ، أو Acetyl-Coenzym A، في وجود الأكسجين داخل الميتوكوندريا التي توجد في الخلايا وتقوم بتلقي العمليات الحيوية، وهذا يؤدي إلى إنتاج حمض ثاني أكسيد الكربون.
- يتم تكوين مرافق الإنزيم ونواقل الهيدروجين وثاني أكسيد الكربون في الميتوكوندريا بتفاعل Acetyl-Coenzym A مع الجزيئات داخلها.
مرحلة كربس Krebs Cycle
- هي عملية تحدث في المرحلة الثالثة من دورة التنفس الخلوي، حيث يتم دمج مركب مكون من أربعة ذرات كربون مع المرحلة السابقة له، ويتكون منها مركب الكربون السداسي.
- ينتج عن التفاعلات ترتيب الذرات، مما يؤدي إلى تكوين المكونات الرئيسية للطاقة والنواقل الهيدروجينية وثاني أكسيد الكربون.
- يتم دمج العناصر الرئيسية مثل الأستيل مرافق الأنزيم الأول ومركب الكربون الرباعي في دورة كربس لتكوين ثاني أكسيد الكربون السداسي .
سلسلة نقل الإلكترون
- تتكون الميتوكوندريا من مجموعة من الإنزيمات والبروتينات التي تعمل على نقل الإلكترونات، وهو أحد المراحل الهامة في عملية التنفس الخلوي، ويتم إنتاج الطاقة كنتيجة لذلك.
- في تلك العمليةِ، يعتمدُ نقلُ الإلكتروناتِ على النواقلِ الكيميائيةِ في سلاسلِ النقلِ الإلكتروني، حيث تنتقلُ الإلكتروناتُ عبرَ سخاءِ الجزيئاتِ للطاقةِ التي توجدُ بداخلِها، بالإضافةِ إلى فقدِها لطاقتها في نقلِ أيوناتِ الهيدروجينِ.
- يتم نقل الأيونات الهيدروجينية من خلال إنزيم الطاقة الموجود في الجزيئات، مما يمنحها الطاقة والقدرة على العمل داخل الخلايا الحيوانية والنباتية.
- يتم الاعتماد في إنتاج جزيء ATP على عناصر FADH2 و NADH التي توجد في الغشاء الداخلي للميتوكوندريا، حيث تعمل على إنتاج ATP، ويتحول بعد ذلك إلى جزيء ATP باستخدام إنزيم ATP .
بحث عن التنفس الخلوي pdf
- يُعتبر موضوع التنفس الخلوي من الموضوعات الأساسية لفهم عملية نمو النباتات والخلايا الحية، ويمكنك الاستفادة من قراءة المزيد عنه والبحث عنه في ملفات PDF.
- يمكنك أيضاً تحميل بحث عن التنفس الخلوي بصيغة PDF والذي يشرح العمليات الأساسية للتنفس الخلوي، والمسارات الموجودة فيه، وما يحدث داخل الخلايا، ومراحل العملية، والمدعوم بالصور والرسوم التوضيحية.
عرضنا من خلال مقالنا بحثًا عن التنفس الخلوي شاملًا ومراحله وأنواعه، إذ يُعتبر من الموضوعات الهامة التي تُثير فضول الطلاب أثناء دراسة علم الأحياء، لذا نحن في موسوعة مهتمون بعرض هذا الموضوع، بالإضافة إلى عدد من الأبحاث التي يُمكن تحميلها والاستفادة من المادة العلمية التي توجد فيها، إلا أنَّ الموضوع يتطلب الدراسة الدؤوبة والفهم العميق.
المراجع
