المحتويات
ما هي العملية التي تؤدي إلى إطلاق الطاقة عند عدم وجود كمية كافية من الأكسجين تسمى؟نظرًا لأن الخلية تعتمد على الأكسجين أثناء عملية التنفس الهوائي ، حيث يتم تحويل الطاقة الكيميائية ، فهي أحد الأسئلة الشائعة التي يطرحها الكثيرون ، وخاصة طلاب العلوم والبيولوجيا والذين لديهم معرفة عميقة بالخلايا. يتحول إلى طاقة يمكن للخلية استخدامها ، ولكن ماذا يحدث إذا لم يكن هناك ما يكفي من الأكسجين؟ هذا ما سنجيب عليه بشيء من التفصيل.
تسمى العملية التي ينتج عنها إطلاق الطاقة عند عدم وجود أكسجين كافٍ بالأكسجين.
الرد التنفس اللاهوائي، لأن هذه العملية تحدث في غياب الأكسجين ، فإن المصدر الوحيد للطاقة في الخلية لأنواع معينة من البكتيريا اللاهوائية هو التنفس اللاهوائي. تحدث هذه العملية في الجزء السائل من السيتوبلازم ، والذي يختلف عن التنفس الهوائي الذي يحدث في الميتوكوندريا وينتج المزيد من جزيئات الطاقة.[1]
ملامح التنفس الهوائي
التنفس الهوائي هو العملية التي تحصل بها الخلية على الطاقة اللازمة لنفسها في وجود كمية كافية من الأكسجين ، ويتميز التنفس الهوائي بعدة ميزات وهي:[1][2]
- يحدث التنفس الهوائي في جميع النباتات والحيوانات والطيور والبشر ، باستثناء بعض بدائيات النوى البدائية.
- في التنفس الهوائي ، يعمل الأكسجين كمتقبل للإلكترون ، مما يساعد على إنتاج الطاقة بشكل أكثر كفاءة وسرعة.
- تتمتع الرابطة المزدوجة في الأكسجين بطاقة أعلى من الروابط الأخرى ، مما يساعد على إنتاج المزيد من ATP.
- التنفس الهوائي هو الطريقة المفضلة لتحلل البيروفات بعد تحلل السكر. يدخل البيروفات الميتوكوندريا ليتأكسد بالكامل خلال دورة كريبس.
- يستخدم التنفس الهوائي بشكل أساسي في أكسدة الكربوهيدرات. ومع ذلك ، فإن مواد مثل الدهون والبروتينات تستخدم أيضًا كمواد متفاعلة.
- ثاني أكسيد الكربون والماء نتاج التنفس الهوائي ، إلى جانب الطاقة المستخدمة لإضافة مجموعة فوسفات ثالثة إلى ADP وتكوين ATP.
- يتم تحويل الجزيئات الأخرى الغنية بالطاقة مثل NADH و FADH2 إلى ATP عبر سلسلة نقل الإلكترون مع الأكسجين والبروتونات.
- أثناء التنفس الهوائي ، يتم إنتاج معظم ATPs أثناء الفسفرة المؤكسدة ، حيث يتم استخدام طاقة جزيء الأكسجين لضخ البروتونات من غشاء الخلية.
- ينتج التنفس الهوائي 38 جزيءًا من الطاقة ، وهو عدد كبير مقارنة بالتنفس اللاهوائي.
خصائص التنفس اللاهوائي
التنفس اللاهوائي هو عملية تحدث عندما لا يوجد أكسجين كافٍ أو لا يوجد أكسجين في الخلية. يتميز التنفس اللاهوائي بعدة ميزات مثل:[1][2]
- في التنفس اللاهوائي ، يمكن أن يكون متقبل الإلكترون عبارة عن أيون كبريتات (SO4–) أو أيون نترات (NO3–) أو جزيئات أخرى مختلفة.
- من المعروف أن بعض الكائنات الحية ، التي تسمى الميثانوجينات ، تستخدم ثاني أكسيد الكربون كمستقبل للإلكترون ، مما ينتج الميثان كمنتج ثانوي.
- وبالمثل ، تستخدم مجموعة أخرى من بكتيريا الكبريت الأرجواني الكبريتات كمستقبل للإلكترون ، وبالتالي تنتج كبريتيد الهيدروجين كمنتج ثانوي.
- تعيش هذه الكائنات الحية في بيئات منخفضة الأكسجين ، وبالتالي تختار مسارات لاهوائية لتفكيك الطاقة الكيميائية.
- يشبه التنفس اللاهوائي التنفس الهوائي ، حيث تدخل الجزيئات في سلسلة نقل الإلكترون لتمرير الإلكترونات إلى متقبل الإلكترون النهائي.
- تمتلك مستقبلات الإلكترون النهائية المشاركة في التنفس اللاهوائي إمكانات اختزال أصغر لجزيئات الأكسجين مما يؤدي إلى إنتاج طاقة أقل. ومع ذلك ، فإن التنفس اللاهوائي مطلوب للدورات البيوجيوكيميائية للكربون والنيتروجين والكبريت.
- النترات ، التي تعمل كمستقبل للإلكترون في التنفس اللاهوائي ، تنتج غاز النيتروجين كمنتج ثانوي. هذه العملية هي الطريقة الوحيدة لوصول النيتروجين الثابت إلى الغلاف الجوي.
- التخمير هو طريق آخر للتنفس اللاهوائي حيث يكون المسار الوحيد لاستخراج الطاقة هو التحلل السكري ولا تتم إعادة أكسدة البيروفات عبر دورة كريبس.
- يحدث التنفس اللاهوائي في العديد من البيئات مثل المياه العذبة والتربة وأسطح البحار العميقة. تستخدم بعض الميكروبات في البيئات المؤكسجة أيضًا التنفس اللاهوائي لأن الأكسجين لا يمكن أن ينتشر بسهولة عبر أسطحها.
أنظر أيضا: ما هو التنفس الخلوي وأنواعه ومراحله بالتفصيل
أخيرًا أجبنا على سؤال ما هي العملية التي تؤدي إلى إطلاق الطاقة عند عدم وجود كمية كافية من الأكسجين تسمى؟كما تعلمنا بالتفصيل عملية التنفس الهوائي والتنفس اللاهوائي وخصائص كل منهما.