آليات تحويل الطاقة الكيميائية الكامنة في المادة العضوية.pptx

عرض تقديمي لطلاب السنة الثالثة ثانوي شعبة علوم تجريبية خاص بوحدة التحولات الطاقوية على مستوى ما فوق البنية الخلوية يظهر آليات تحويل الطاقة الكيميائية في المادة العضوية إلى طاقة قابلة للاستعمال في شكل جزيئات ATP و التي تستعملها الخلية في مختلف نشاطاتها الحيوية مثل التركيب تالضوئي و الاتصال العصبي

1. الوحـــدة 02 آليات تحويل الطاقة الكيميائية الكامنة في الجزيئات العضوية إلى طاقة قابلة للاستعمال ( ATP ) تذكير بالمكتسبات

2. C 6 H 12 O 6 + 6H 2 O + 6O 2 6CO 2 + 12H 2 O + E إنزيمات تنفسية 1- مظاهر عملية التنفس وشروطها تحتوي المواد العضوية على طاقة كيميائية كامنة في روابطها الكيميائية حيث يؤدي هدم هذه الروابط إلى تحرير طاقة ويعتبر التنفس أهم آلية يحدث خلالها هذا الهدم . تلخص المعادلة الإجمالية التالية ظاهرة الهدم الكلي لجزيئة الغلوكوز استنتج من المعادلة السابقة شروط و مظاهر عملية التنفس.

3. 1- شروط حدوث التنفس من المعادلة هي : - توفر غاز الأكسجين - المادة العضوية - الإنزيمات التنفسية - الماء 2- مظاهر التنفس هي : - انطلاق CO2 - إنتاج الطاقة - امتصاص غاز الأكسجين .

4. 2- مخطط يوضح مجموع ظواهر هدم الغلوكوز على المستوى الخلوي في وجود الأكسجين

5. التنفس ظاهرة حيوية تُهدم خلالها الركيزة (مادة التفاعل ) العضوية كليا في وجود الأكسجين و يتم خلالها تحويل الطاقة الكيميائية الكامنة للركيزة إلى مادة أيضية وسطية ( ( ATP التي تمثل شكل الطاقة القابلة للاستعمال من طرف الخلية لمختلف نشاطاتها . ـ يحدث هدم الركيزة العضوية حسب المعادلة الإجمالية التالية: الخلاصة C 6 H 12 O 6 + 6H 2 O + 6O 2 6CO 2 + 12H 2 O + E إنزيمات تنفسية

6. الإشكالية العامة : كيف يتم تحويل الطاقة الكيميائية الكامنة في الجزيئات العضوية إلى طاقة قابلة للاستعمال في صورة ATP ؟ (خلال ظاهرتي التنفس و التخمر)

7. I - آليات تحويل الطاقة الكيميائية الكامنة في الوسط الهوائي المشكلة الجزئية 1: أين تتم الأكسدة التنفسية في الخلية ؟ الحصة01 : مقر الأكسدة التنفسية

8. 1- إظهار مقر الأكسدة التنفسية: 1-1- دراسة نتائج تجريبية: ( الصفحة 207 ) 1-2- ملاحظة صور مأخوذة بالمجهر الإلكتروني لخلايا الخميرة المزروعة في الوسط الهوائي و الوسط اللاهوائي: (الوثيقة 01 ص 207) التعليمة: - بيّن مقر الأكسدة التنفسية باستغلال النتائج التجريبية و الوثائق .

9. التجربة: ( الصفحة 207 ) نقوم بتحضير مزرعتين من خميرة الخبز في إناءين مختلفين يحتوي كل منهما على محلول سكري، نسد الإناء الأول بإحكام (وسط لا هوائي) . و نقوم بتهوية الإناء الثاني باستمرار (وسط هوائي) . وسط لا هوائي وسط هوائي

10. بعد مدة نأخذ عينة من كل وسط ونعاملها بأخضر الجانوس (ملون حيوي ويكون أخضرا في الحالة المؤكسدة و شفافا في الحالة المرجعة)، كانت النتائج المتحصل عليها كما يلي: ظهور حبيبات ملونة بالأخضر في الخلايا المأخوذة من الوسط الهوائي وعدم ظهورها في الخلايا المأخوذة من الوسط اللاهوائي. تفسير النتائج التجريبية: - ظهور حبيبات باللون الأخضر في الخلايا المأخوذة من الوسط الهوائي يدل على حدوث أكسدة لأخضر الجانوس داخل عضيات موجودة في الهيولى - بينما عدم تلون أخضر الجانوس في الخلايا المأخوذة من الوسط اللاهوائي يدل على عدم حدوث الأكسدة . الاستنتاج: تحدث الأكسدة على مستوى عضيات موجودة في الهيولى

11. تمثل الوثائق التالية (الوثيقة 01 ص 207) صورا بالمجهر الإلكتروني لخلايا الخميرة المأخوذة من الوسطين الهوائي و اللاهوائي و رسومات تخطيطية تفسيرية لها.

12. صورة لخلية من الوسط اللاهوائي رسم تخطيطي تفسيري للصورة صورة لخلية من الوسط الهوائي رسم تخطيطي تفسيري للصورة - البيانات: 1 - ميتوكوندري . 2- نواة

13. تفسير النتائج التجريبية: - تلون الحبيبات باللون الأخضر في الوسط الهوائي يدل على حدوث أكسدة لأخضر الجانوس داخل هذه العضيات - بينما عدم تلون أخضر الجانوس في الوسط اللاهوائي يدل على عدم حدوث الأكسدة . الاستنتاج: تحدث الأكسدة على مستوى عضيات موجودة في الهيولى

14. - المقارنة بين خلايا الخميرة في الوسطين : خلايا الخميرة في الوسط الهوائي تحتوي على عدد كبير من الميتوكوندريات ال نامية أما خلايا الخميرة المأخوذة من الوسط اللاهوائي فهي تحتوي على ميتوكوندري ات قليلة و ضامرة - التفسير : إن عملية الأكسدة تتم في وجود الأكسجين داخل الميتوكوندري وبالتالي غياب الأكسجين(وسط لا هوائي ) يؤدي إلى ضمور الميتوكوندري لعدم حدوث الأكسدة الاستنتاج: تتم الأكسدة التنفسية داخل الميتوكوندري الربط (مقر الأكسدة التنفسية ) : تتم ظاهرة الأكسدة التنفسية داخل الميتوكوندريات المتواجدة في هيولى الخلايا

15. 2 ـ بنية الميتوكوندري (مقر الأكسدة التنفسية): (الوثيقتان 02 و 03 ص 208)

16. تمثل الوثائق الموالية صورا بالمجهر الإلكتروني للميتوكوندري و رسومات تخطيطية تفسيرية لها الوثيقة (2): صورة بالمجهر الإلكتروني النافذ لبنية الميتوكوندري الوثيقة (3): رسم تخطيطي لبنية الميتوكوندري

17. - قدم وصفا دقيقا لبنية الميتوكوندري معتمدا على الرسومات التخطيطية مبرزا الميزة البنيوية لها.

18. غشاء داخلي غشاء خارجي الفراغ بين الغشاءين عرف ميتوكوندري ريبوزومات المادة الأساسية متعدد الريبوزوم كريات مذنبة حبيبة ادخارية ADN ميتوكوندري رسم تخطيطي لما فوق بنية الميتوكوندري

19. - وصف بنية الميتوكوندري : الميتوكوندري عضية عصوية طولها 0.5 إلى 2 ميكرون وقطرها 0.1 إلى 0.5 ميكرون تبدي بنية مجزأة ( حجيرية ) محاطة بغلاف مكون من غشاءين أحدهما خارجي والأخر داخلي بينهما فراغ يدعى بالفراغ ما بين الغشاءين، يرسل الغشاء الداخلي إلى الداخل نتوءات تدعى الأعراف الميتوكوندرية التي يرتبط تطورها بالظروف الهوائية للوسط ، يشغل تجويف الميتوكوندري مادة أساسية ( حشوة ) تحتوي على ريبوزومات و ADN ومواد ادخارية

20. مجسم لبنية الميتوكوندري

21. 3- التركيب الكيميائي للميتوكوندري يمكننا التعرف على التركيب الكيميائي للغشاءين الداخلي والخارجي للميتوكوندري بالإضافة إلى التركيب الكيميائي للمادة الأساسية انطلاقا من المعطيات الكيموحيوية الموضحة في جدول الوثيقة (4) ص 208 و الوثيقة 05 ص 209 من الكتاب المدرسي .

22. - وضّح العلاقة بين التركيب الكيموحيوي للميتوكوندري و عملية الأكسدة التنفسية باستغلال الوثائق السابقة.

23. 1. المقارنة بين مكونات كل من الغشاء الداخلي والخارجي للميتوكوندري : نلاحظ أن الغشاء الداخلي يحتوي على نسبة مرتفعة من البروتينات (80 % ) أغلبيتها إنزيمات أما الغشاء الخارجي يحتوي على نسبة متوسطة من البروتينات أغلبيتها بورينات وهو عديم الإنزيمات الاستنتاج : الغشاء الداخلي للميتوكوندري أكثر نشاطا من الغشاء الخارجي (في عملية التنفس ) لاحتوائه على بروتينات وأنزيمات بنسبة مرتفعة

24. 2. المقارنة بين تركيب الغشاء الداخلي والمادة الأساسية : - يتميز الغشاء الداخلي للميتوكوندري بوجود نواقل الإلكترونات و / أو البروتونات التي تشكل سلاسل الأكسدة و الإرجاع و وجود إنزيم ATPSynthase . - تحتوي المادة الأساسية على عدة إنزيمات من نوع نازعات الهيدروجين و نازعات الهيدروجين و الكربوكسيل التي تستعمل مرافقات إنزيمية ( NAD+ و FAD ) وهي عبارة عن عوامل مساعدة مؤكسدة. الاستنتاج : يتميز كل من الغشاء الداخلي للميتوكوندري و المادة الأساسية بتركيب كيموحيوي نوعي و بالتالي وظيفة خاصة به. توضيح العلاقة بين التركيب الكيموحيوي للميتوكوندري و عملية الأكسدة التنفسية: اختلاف التركيب الكيموحيوي لمختلف أجزاء الميتوكوندري (الغشاء الخارجي، الغشاء الداخلي و المادة الأساسية) يدل على أن كل منها يقوم بوظيفة خاصة في سيرورة عملية التنفس.

25. 1 2 C6H12O6 + O2 +H2O CO2 +H2O + طاقة 3- طبيعة تفاعلات التنفس : تمثل المعادلة الإجمالية التالية ملخص تفاعلات التنفس - استنتج طبيعة تفاعلات التنفس من المعادلة : التفاعل 1 هو تفاعل أكسدة و التفاعل 2 هو تفاعل إرجاع الاستنتاج: ( طبيعة تفاعلات ظاهرة التنفس): تفاعلات ظاهرة التنفس هي تفاعلات أكسدة وإرجاع

26. الخلاصة - يتم هدم الركيزة العضوية داخل الميتوكوندري . - تبدي الميتوكوندري بنية مجزأة يحيط بها غلاف مزدوج يتألف من غشاءين بلازميين ، يرسل الداخلي منهما نتوءات تدعى الأعراف الميتوكوندرية التي يرتبط عددها بالشروط الهوائية للوسط. - يشغل تجويف الميتوكوندري مادة أساسية. ـ يتميز الغشاء الداخلي للميتوكوندري بوجود , نواقل البروتونات و/ أو الإلكترونات التي تشكل سلاسل الأكسدة و الإرجاع و وجود الـ ATP سنتيتاز . ـ تحتوي المادة الأساسية على عدة أنزيمات من نوع نازعات ثاني أكسيد الكربون ، نازعات الهيدروجين , التي تستعمل عوامل مساعدة مُؤكسدة ( NAD+ و FAD ) ، و الـ ATP - يؤمن كل من الغشاء الداخلي و المادة الأساسية للميتوكوندري وظيفة خاصة في سيرورة عملية التنفس.

27. المشكلة الجزئية 2: ما هي مراحل هدم مادة الأيض (الغلوكوز) من طرف الميتوكوندري ؟ الحصة 02 : مراحل هدم مادة الأيض في الميتوكوندري

28. 1- مادة الأيض المستعملة من قبل الميتوكوندري : * التجربة (1) + الوثيقة (2) ص 210

29. نتائج التجربة موضحة في المنحنى التالي: ( الوثيقة 02 ص 210) 1- حلل هذا المنحنى، ماذا تستنتج؟

30. - تحليل المنحنى : - نلاحظ أنه قبل إضافة الغلوكوز يكون تركيز الأكسجين في الوسط الخارجي ثابتا - إضافة الغلوكوز لم تغير من تركيز الأكسجين في الوسط الخارجي - لكن عند إضافة حمض البيروفيك نلاحظ تناقصا كبيرا لتركيز الأكسجين في الوسط الخارجي الاستنتاج : الميتوكوندري غير قادرة على استعمال الغلوكوز مباشرة بل تستعمل حمض البيروفيك

31. يعتبر حمض البيروفيك أحد نواتج تفاعلات هدم الغلوكوز و التي تسمى في مجملها بالتحلل السكري ( الغلكزة ) فأين يتم التحلل السكري في الخلية ؟ وما هي مراحله ؟ 2- مقر و مراحل التحلل السكري: أثبتت الدراسات باستعمال الغلوكوز المشع أن التحلل السكري يتم في الهيولى حيث يتحلل الغلوكوز تدريجيا بوجود إنزيمات خاصة إلى حمض البيروفيك (مركب ثلاثي الكربون). يمثل المخطط في الوثيقة (4) ص 212 مراحل التحلل السكري 1- استخرج من المخطط أهم مراحل هدم مادة الأيض ( الغلوكوز) في الهيولى وعبّر عنها بمعادلات. 2- وضّح مصير الغلوكوز في الهيولى (مبرزا المركبات الطاقوية الناتجة عن هذا التحلّل مع كتابة المعادلة الإجمالية للتحلل السكري).

32. مراحل التحلّل السكري

33. تنشـــــــيط الغلوكـــــــوز تشكيل الغليسيرألدهيد تركـــــيب جزيــــــــئات غنـــــــية بالطــــــــاقة

34. أهم تفاعلات التحلل السكري و التعبير عنها بمعادلات : • التفاعل 1 : فسفرة الغلوكوز • التفاعل 3 : فسفرة الفريكتوز 6 فوسفات • التفاعل 6 : أكسدة فوسفوغليسيرألدهيد و إرجاع المرافق الإنزيمي NAD + •التفاعل 7 : فسفرة الـ ADP و نزع الفوسفور من حمض ثنائي فوسفوغليسيريك • التفاعل 10: فسفرة الـ ADP و نزع الفوسفور من فوسفو إينول بيروفيك Glucose + ATP Glucose -6-P + ADP Fructose -6-P + ATP Fructose 1,6 DiP + ADP PGal + Pi + NAD + ADiPG + NADH,H + ADiPG + ADP APG + ATP PEP + ADP Acide pyruvique + ATP

35. - توضيح مصير الغلوكوز في الهيولى و نواتج هدمه ـ يستعمل الغلوكوز من طرف الخلية على شكل مفسفر غلوكوز ـ 6 - فوسفات ( C6-P ) و يتم ذلك على مستوى الهيولى حيث: - يُهَدم الغلوكوزـ 6 ـ فوسفات إلى جريئتين من حمض البيروفيك ( C3 ) خلال ظاهرة كيموحيوية هي : التحلل السكري . - يرافق التحلل السكري بـ : • أكسدة مادة التفاعل بأنزيمات نازعات الهيدروجين التي تسمح بإرجاع نواقل الهيدروجين (+ NAD إلى NADH,H + ) إنها تفاعلات الأكسدة و الإرجاع . • فسفرة الـ ADP إلى الـ ATP يتم خلال التحلل السكري إنتاج جريئتين من الـ ATP (طاقة قابلة للاستعمال مباشرة ) و جزيئتين من نواقل الهيدروجين المرجعة NADH,H + (طاقة كامنة)

36. C 6 H 12 O 6 CH 3 -CO-COOH + 2 2NAD 2NADH,H 2ADP 2Pi 2ATP المعادلة الإجمالية للتحلّل السكري C 6 H 12 O 6 + 2 NAD + 2 (ADP + Pi) 2(CH 3 -CO-COOH) + 2 NADH,H + 2 ATP و يمكن كتابتها بالشكل التالي:

37. ما هو مصير حمض البيروفيك الناتج عن التحلل السكري في الهيولى ؟ 3- مصير حمض البيروفيك : 3-1- إظهار مراحل هدم حمض البيروفيك من طرف الميتوكوندري: تم وضع معلق من الميتوكوندريات في وسط غني بالأكسجين ثم حقنت كمية من حمض البيروفيك في الزمن (ز). تم قياس تركيز الـ O 2 و CO 2 عن طريق لا قطين، النتائج المتحصل عليها مبينة في الوثيقة (01 ص 213 ). من جهة أخرى تم الكشف عن الظواهر المرافقة لانطلاق غاز CO2 و التي تحدث على مستوى المادة الأساسية للميتوكوندري و التعبير عنها بالمخطط الممثل في الوثيقة ( 2 ص 214 ) . 1- وضّح المراحل الأساسية لهدم حمض البيروفيك داخل الميتوكوندري و مثّلها بمعادلات إجمالية بالاعتماد على مخطط الوثيقة ( 2 ص 214 ). 2- أنجز حصيلة أولية لنواتج لتحلل السكري وهدم حمض البيروفيك في حشوة الميتوكوندري بالنسبة لجزيئة غلوكوز واحدة . ملاحظة: الصيغة الكيميائية لحمض البيروفيك CH3 – CO - COOH

38. حمض البيروفيك

39. - استغلال الوثيقة (01 ص 213 ): - قبل حقن حمض البيروفيك نلاحظ أن تركيز كل من الـ O 2 و CO 2 ثابت في الوسط - بعد حقن حمض البيروفيك نلاحظ تناقص في تركيز O 2 يتزامن مع زيادة في تركيز CO 2 الاستنتاج : يرافق أكسدة حمض البيروفيك من طرف الميتوكوندريات طرح لغاز CO 2 .

40. - استغلال الوثيقة ( 02 ص 214): تمثل الوثيقة مخطط هدم حمض البيروفيك على مستوى المادة الأساسية للميتوكوندري حيث نسجل أن هذا الهدم يتم في مرحلتين أساسيتين: المرحلة1: يتم فيها تحويل حمض البيروفيك إلى أسيتيل مرافق الإنزيم (أ) تمهيدا للدخول في المرحلة الثانية لذلك تسمى بالمرحلة التحضيرية لحلقة كريبس . المرحلة 2: يدخل أستيل مرافق الإنزيم (أ) الناتج عن المرحلة التحضيرية في سلسلة من التفاعلات وذلك خلال دورة كيموحيوية تدعى حلقة كريبس (لأنها تنتهي بتجديد مستقبل الأسيتيل مرافق الإنزيم (أ ))

41. - توضيح المراحل الأساسية لهدم حمض البيروفيك داخل الميتوكوندري : المرحلة1: تحوّل حمض البيروفيك إلى أستيل مرافق الإنزيم (أ): يهدم حمض البيروفيك على مستوى المادة الأساسية للميتوكوندري إلى مادة أيضية وسطية هي أستيل مرافق الإنزيم-أ- و هذا بـ : - نزع ثاني أكسيد الكربون، تحت تأثير أنزيمات نازعات ثاني أكسيد الكربون مؤديا إلى تحرير CO2 E. CO2= 0) ) - نزع الهيدروجين ، تحت تأثير أنزيمات نازعات الهيدروجين مع إرجاع نواقل الهيدروجين ( NAD NADH,H+  ) ، حسب المعادلة التالية:

42. المرحلة 2: تفاعلات حلقة كريبس : • يرتبط جذر الأستيل مرافق الأنزيم (أ) مع مستقبل رباعي الكربون C4 ( حمض أوكسالوأسيتيك ) ليعطي مركبا سداسي الكربون ( C6 ) ( حمض الليمون) يطرأ على المركب C6 سلسلة من العمليات يتم فيها: نزع ثاني أكسيد الكربون CO2 والهيدروجين بواسطة الإنزيمات نازعات الكربوكسيل و الهيدروجين مؤدية إلى أكسدة الركيزة العضوية و إرجاع نواقل الهيدروجين ( NAD + ) (التفاعلين 2 و 3) - فسفرة الـ ADP إلى ATP في وجود Pi) ) (التفاعل 4) - نزع الهيدروجين فقط بواسطة الإنزيمات نازعات الهيدروجين مؤدية إلى إرجاع نواقل الهيدروجين ( NAD + ، FAD ) (التفاعلين 5 و 7) - تجديد المستقبل C4 (التفاعل 7) .

43. • يمكن تلخيص تفاعلات هدم حمض البيروفيك في الميتوكوندري بال معادلة : 3CO 2 5R 5RH 2 ADP+P ATP CH 3 – CO – COOH + 3H 2 O أو تكتب: CH 3 – CO – COOH + 3H 2 O + 4NAD + + FAD + ADP + Pi 3CO 2 + 4NADH.H + + FADH2 + ATP

44. 2- ينتج عن كل حلقة (حلقة كربس ) : - جزيئتان من CO2 جزيئة واحدة من ATP جزيئة واحدة من FADH2 ثلاث جزيئات من NADH,H + يعتبر تفاعل تحول حمض البيروفيك إلى أسيتيل مرافق الإنزيم -أ- خطوة تحضيرية لحلقة كريبس لذلك يدرج عادة معها و منه تكون النواتج كالتالي: - ثلاث جزيئات من CO2 جزيئة واحدة من ATP جزيئة واحدة من FADH2 أربع جزيئات من NADH,H + 1- ينتج خلال التحلل السكري : - جزيئتان ( ATP ) (NADH,H + ) - جزيئتان

45. X 2 = + 4 ( ATP ) 10 ( NADH.H ) 2 ( FADH2 ) 6 ( CO2 ) 2 - إحصاء نواتج التحلل السكري وحلقة كريبس انطلاقا من جزيئة واحدة من الغلوكوز : 1- خلال التحلل السكري : 2 ( ATP ) (NADH,H + ) 2 2 - خلال المرحلة التحضيرية 1 (NADH,H + ) 1 ( CO2 ) 3- خلال حلقة كريبس 3 (NADH,H + ) 2 ( CO2 ) ATP 1 FADH2 1

46. 2 - استخراج نوع التفاعلات التي تحدث في : التفاعل 1 : تثبيت الأستيل مرافق الإنزيم -أ- على مركب رباعي الكاربون التفاعل 2 و 3 : يتم فيه نزع كربوكسيل وأكسدة مادة الأيض وهو ما يسمى بعملية نزع الكربوكسيل التأكسدية décarboxylation oxydative . التفاعل 4 : فسفرة ADP التفاعل 5 و 7 : تفاعل أكسدة المركب رباعي الكاربون وإرجاع نواقل الهيدروجين ( FAD و NAD+ )

47. الخلاصة * يهدم حمض البيروفيك على مستوى المادة الأساسية للميتوكوندري إلى مادة أيضية وسطية هي أستيل مرافق الإنزيم-أ- و هذا بـ : - نزع ثاني أكسيد الكربون، تحت تأثير أنزيمات نازعات ثاني أكسيد الكربون مؤديا إلى تحرير CO2 E. CO2= 0) ) - نزع الهيدروجين ، تحت تأثير أنزيمات نازعات الهيدروجين مع إرجاع نواقل الهيدروجين ( NAD NADH,H+  )

48. * يرتبط جذر الأستيل مرافق الأنزيم ـ أ ـ مع مستقبل رباعي الكربون C4 ( حمض أوكسالوأسيتيك) ليعطي مركبا سداسي الكربون ( C6 ) ( حمض الليمون) يطرأ على المركب C6 سلسلة من العمليات يتم فيها نزع ثاني أكسيد الكربون ( مؤدية إلى تمعدن الركيزة العضوية إلى CO 2 ) وسلسلة من العمليات يتم فيها نزع الهيدروجين مؤدية إلى إرجاع نواقل الهيدروجين .

49. تشكل مجموع هذه التفاعلات حلقة كريبس يتم خلالها تجديد المركب C4 و فسفرة الـ ADP إلى ATP في وجود الفسفور اللاعضوي Pi) ). * ينتج عن كل حلقة (حلقة كربس ) : - جزيئتان من CO2 جزيئة واحدة من ATP - جزيئة واحدة من FADH2 - ثلاث جزيئات من NADH,H +

50. تقويم: 1- أكمل المخطط التالي بما ينقصه من معلومات 2- أكتب المعادلة الإجمالية لهدم حمض البيروفيك في الميتوكوندري

51. حمض البيروفيك أسيتيل مرافق الإنزيم -أ- حلقة كريبس CO2 2CO2 3H2O NAD+ 3NADH,H+ + 1FADH2 4 R 4 RH2 ATP ADP+P NADH,H+ 3NAD+ + 1FAD 1- إكمال المخطط:

52. C 6 H 12 O 6 CH 3 -CO-COOH + CH 3 -CO-COOH CO 2 10 RH 2 + + + + 1- أكمل المعادلتين بوضع البيان المناسب في كل إطار 2- سمّ المعادلتين 1 و 2 المعادلة (1): المعادلة (2): 2 2R 2RH 2 2ADP 2Pi 2ATP 2 10 R 6H 2 O 6 2ADP 2Pi 2ATP المعادلة الإجمالية للتحلل السكري المعادلة الإجمالية للأكسدة التنفسية (هدم حمض البيروفيك)

53. C 6 H 12 O 6 CH 3 -CO-COOH + 2 2NAD 2NADH,H 2ADP 2Pi 2ATP المعادلة الإجمالية للتحلّل السكري C 6 H 12 O 6 + 2 NAD + 2 (ADP + Pi) 2(CH 3 -CO-COOH) + 2 NADH,H + 2 ATP و يمكن كتابتها بالشكل التالي:

54. الإشكالية كيف تسمح أكسدة النواقل المرجعة (NADH.H+ , FADH2) المتشكلة خلال المرحلتين السابقتين بتشكيل الـ ATP في وجود الأكسجين؟ الحـصة 4: الفسفــــــــرة التأكســـــــدية

55. 1- دور الغشاء الداخلي للميتوكوندري : لإظهار دور الغشاء الداخلي للميتوكوندري في الفسفرة التأكسدية نستعرض التجارب التالية : التجربة 01: تمثل الوثيقة المقابلة كمية الـ ( O2 ) المستهلكة من طرف معلق من الميتوكوندريات قبل و بعد إضافة مادة السيانور ( مثبط أيضي يمنع حركة الالكترونات على مستوى الغشاء الداخلي للميتوكوندري) 1- حلّل المنحنى ثم فسّره في الزمن الموالي لإضافة السيانور . 2- ماذا تستنتج؟

56. 1- تحليل المنحنى: قبل إضافة السيانور تستهلك الميتوكوندريات الأكسجين بعد إضافة السيانور تتوقف الميتوكوندريات عن استهلاك الأكسجين تفسيرالمنحنى بعد إضافة السيانور : توقف استهلاك الأكسجين يعود إلى توقف حركة الإلكترونات عبر سلسلة نقل الإلكترونات و البروتونات على مستوى الغشاء الداخلي للميتوكوندري. 2- الاستنتاج : استهلاك الأكسجين من طرف الميتوكوندري يعود إلى استعماله كمستقبل نهائي للإلكترونات المنقولة عبر سلسلة نقل الإلكترونات.

57. التجربة 2 : (الوثيقة 02 ص 215) ل تحديد سلوك الغشاء الداخلي للميتوكوندري تجاه البروتونات H + تم قياس PH الوسط الخارجي لمعلق من الميتوكوندريات المعزولة يحتوي على معطي الإلكترونات ( TH.H + )، يكون الوسط خاليا من الأكسجين في بداية التجربة ثم يتم حقن جرعات من الأكسجين أو مادة ثنائي نترو فينول DNP عند أزمنة محددة النتائج موضحة في الوثيقة التالية

58. 1- حلل منحنى الوثيقة 2 - علل انخفاض الـ PH خارج الميتوكوندري بعد إضافة الـ O2 ثم عودته إلى الحالة الأصلية 3- فسر تغيّر زمن عودة PH إلى الوضعية الأصلية في غياب وفي وجود DNP 4- ماذا تستنتج من هذه التجربة ؟

59. 1 - تحليل منحنى الوثيقة : - قبل حقن الـ O 2 تركيز H + في الوسط الخارجي مماثل له في الوسط الداخلي ( PH =7 ). - عند حقن الـ O2 يزداد تركيز H + بشكل معتبر في الوسط الخارجي ( PH =1 ) ثم ينخفض ببطء ليستعيد قيمته الابتدائية ( PH =7 ) - حقن مادة DNP يؤدي إلى انخفاض سريع في تركيز H + ( PH =7 ) في الوسط الخارجي.

60. 2- تعليل انخفاض PH خارج الميتوكوندري بعد إضافة الـ O2 ثم عودته إلى الحالة الأصلية : - في وجود الـ O2 ( مستقبل الإلكترونات) يتأكسد معطي الإلكترونات ( TH,H+ ) محررا بروتونات تخرج من الميتوكوندريات بشكل سريع (عملية ضخ) مؤدية إلى انخفاض سريع لل ـ PH خارج الميتوكوندري - أما عودة PH إلى الحالة الأصلية فتفسر بدخول البروتونات من جديد إلى الميتوكوندري (حسب تدرج التركيز).

61. 3 - تفسير تغير زمن عودة PH إلى الوضعية الأصلية في غياب وفي وجود DNP : - في غياب DNP يكون دخول البروتونات إلى الميتوكوندري بطيئا مما يؤدي إلى استعادة الـ PH الأصلي بشكل بطيء - في وجود DNP يكون دخول البروتونات إلى الميتوكوندري سريعا لأن DNP يزيد من نفاذية الغشاء الداخلي للبروتونات من الخارج إلى الداخل. وبالتالي استعادة الوضعية الأصلية بسرعة. 4- الاستنتاج: يتم انتقال البروتونات عبر الغشاء الداخلي للميتوكوندري في الاتجاهين ، حيث يكون خروجها سريعا ( تضخ) بينما يكون دخولها بطيئا .

62. التجربة 0 3 : ( الوثيقة 01 ص 215 ) باستعمال الأمواج فوق الصوتية تمت تجزئة الميتوكوندري فتشكلت حويصلات للأغشية الداخلية "المقلوبة "بها كريات مذنبة كما أن فصل الجزء الكروي ( F1 ) من الإنزيم ATP Synthase عن الجزء المتواجد ضمن الغشاء ( F0 ) سمح بتحديد دور كل منهما في تركيب ATP في شروط تجريبية مناسبة نتائج التجربة موضحة في الوثيقة التالية

63. ما هي المعلومات التي تقدمها نتائج هذه التجربة فيما يخص دور مكونات الغشاء الداخلي للميتوكوندري ؟

64. المعلومات المقدمة من النتائج فيما يخص دور مكونات الغشاء الداخلي للميتوكوندري : من خلال نتائج التجربة نستنتج أن : - نقل الإلكترونات يتم بواسطة مكونات الغشاء ( سلسلة نقل الإلكترونات) - تركيب ATP يتم بواسطة الجزء الكروي ( F1 ) من الإنزيم ATP Synthase المتصل بالغشاء عن طريق القطعة ( F0 )

65. التجربة 4 : ( الوثيقة 03 ص 216) يتم وضع حويصلات غشائية محتوية على كريات مذنبة في أوساط مختلفة من درجة الـ PH وبوجود ADP و Pi يتم الكشف عن فسفرة الـ ADP إلى ATP في كل حالة نتائج التجارب مدونة في الجدول الموالي: الملاحظات وجود الكرية المذنبة PH الخارجي PH الداخلي التجارب ADP عدم فسفرة الـ نعم 7 7 1 ADP فسفرة الـ نعم 7 4 2 ADP عدم فسفرة الـ لا 7 4 3 * استنتج من نتائج التجربة شروط تركيب الـ ATP على مستوى الحويصلات ثم على مستوى الميتوكوندري

66. شروط تركيب الـ ATP : على مستوى الحويصلات: يتم تركيب الـ ATP عندما يكون الوسط الداخلي للحويصلة أكثر حموضة (أكثر تركيزا من البروتونات H+ ) من الوسط الخارجي في وجود الكريات المذنبة. على مستوى الميتوكوندري: يتم تركيب الـ ATP بواسطة الكريات المذنبة ( إنزيم ATP synthase ) عندما يكون الفراغ بين الغشاءين أكثر حموضة من المادة الأساسية.

67. -0.32 -0.19 0.05 0.22 0.254 0.32 0.84 ׀ ׀ ׀ ׀ ׀ ׀ ׀ T 1 T 2 T 3 T 4 T 5 سلسلة انتقال الإلكترونات (السلسلة التنفسية) الغشاء الداخلي الغشاء الخارجي للميتوكوندري الفراغ بين الغشاءين المادة الأساسية NADH,H + NAD + é é é é é 2 H + 2 é 2 H 2 O ADP+Pi ATP H + 2 O 2 +1/2 H + H + H + H + H + H + H + H + H + H + H + H + H + H + H + H + H + H + H + H +

68. -0.32 -0.19 0.05 0.22 0.254 0.32 0.84 ׀ ׀ ׀ ׀ ׀ ׀ ׀ T 1 T 2 T 3 T 4 T 5 سلسلة انتقال الإلكترونات (السلسلة التنفسية) الغشاء الداخلي الغشاء الخارجي للميتوكوندري الفراغ بين الغشاءين المادة الأساسية NADH,H + NAD + é é é é é 2 H + 2 é 2 H 2 O ADP+Pi ATP H + 2 O 2 +1/2 H + H + H + H + H + H + H + H + H + H + H + H + H + H + H + H + H + H + H + H + رسم تخطيطي لمراحل و آلية الفسفرة التأكسدية

69. 2- آلية الفسفرة التأكسدية * على مستوى الغشاء الداخلي للميتوكوندري - تعطي النواقل المُرجعة ( NADH,H+ ) و FADH2) ) الإلكترونات لسلسلة الأكسدة و الإرجاع ،التي تكون فيها مختلف النواقل مرتبة حسب كمون أكسدة و إرجاع متزايد إنها السلسلة التنفسية. - ي عتبر الأكسجين ( O2 ) المستقبل النهائي للإلكترونات في السلسلة التنفسية. يرتبط الأكسجين المرجع مع البروتونات الموجودة في المادة الأساسية لتشكيل الماء : O2 + 4é + 4H+  2H2O

70. - تسمح تفاعلات الأكسدة و الإرجاع التي تتم على طول السلسلة التنفسية بضخ ال بروتونات من المادة الأساسية نحو الفراغ بين الغشاءين مولد ة بذلك تدرجا ل لبروتونات في هذا المستوى . - يتم تشتت هذا التدرج الإلكتروكيميائي ( البروتونات المتراكمة في الفراغ بين الغشاءين ) بسيل ( تدفق ) عائد من البروتونات نحو المادة الأساسية بالانتشار عبر ال ـكرية المذنبة ( ATP سنتاز). - تسمح الطاقة المتحررة من سيل البروتونات بفسفرة ADP إلى ATP في وجود الفوسفات اللاعضوي (Pi) على مستوى الكرات المذنبة إنها الفسفرة التأكسدية .

71. ما هو DNP ؟ ثنائي نترو فينول Di Nitro Phénol . مركب كيميائي ذو طبيعة كارهة للماء يمكنه فقد أو الارتباط بـ H + حسب تغير درجة pH . ينفذ بسرعة عبر الطبقة الدهنية للغشاء في الحالتين (قبل وبعد فقد البروتون)

72. ما هو دور DNP ؟ يعمل على إدخال سريع لـ H + مما يؤدي إلى إزالة فرق التركيز الناتج من ضخ البروتونات بواسطة نواقل السلسلة التنفسية يمنع الإزدواج بين الأكسدة (المنتجة للطاقة) والفسفرة (المستهلكة للطاقة) ويؤدي بذلك إلى عدم تشكل ATP مركب DNP لا يؤثر على إنزيم ATP Synthase وإنما يقوم بإدخال البروتونات بسرعة مما يحول دون دخولها عبر الإنزيم.

73. 3- الحصيلة الطاقوية الإجمالية للتنفس: إذا علمت أن جزيئة واحدة من NADH,H+ تعطي عند أكسدتها 3 جزيئات ATP ، بينما تعطي أكسدة جزيئة واحدة من FADH2 جزيئتين (2) ATP ، أحسب الحصيلة الطاقوية (عدد جزيئات الـ ATP ) لتحلل جزيئة واحدة من الغلوكوز في الوسط الهوائي.

74. جزيئة غلوكوز 2 حمض البيروفيك 2 أسيتيل مرافق الإنزيم أ حلقة كربس 2 NADH,H 6ATP 6ATP 2 ATP 18ATP 4ATP 38 ATP 2 ATP 2 NADH,H 6NADH,H 2 FADH2 الحصيلة الطاقوية

75. المخطط التحصيلي لظاهرة التنفس