المحتويات
متى تلجأ الخلايا لإجراء عملية التخمير؟ إنه سؤال يطرحه الكثير من الناس ، وخاصة طلاب العلوم وعلم الأحياء. بينما تقوم الخلية ببعض العمليات مثل التنفس الهوائي والتنفس اللاهوائي وغيرها للحصول على الطاقة. التخمير هو إحدى العمليات التي تقوم بها الخلايا. في السطور التالية سنتحدث عن إجابة هذا السؤال ونتحدث عن التخمير بشيء من التفصيل.
متى تخضع الخلايا للتخمر؟
أجب على هذا السؤال عندما تكون كمية الأكسجين محدودة ، التخمير هو عملية كيميائية يتم فيها تكسير جزيئات مثل الجلوكوز بطريقة لا هوائية. على نطاق أوسع ، التخمير هو الرغوة التي تحدث أثناء إنتاج النبيذ والبيرة ، وهي عملية لا تقل عن 10000 عام. في القرن التاسع عشر ، صاغ الكيميائي وعالم الأحياء الدقيقة الفرنسي لويس باستير مصطلح التخمير لوصف التغيرات التي تسببها الخمائر والكائنات الدقيقة الأخرى التي تنمو في غياب الأكسجين (التنفس اللاهوائي). كما أدرك أيضًا أن كحول الإيثيل وثاني أكسيد الكربون ليسا المنتجين الوحيدين للتخمير.[1]
أنظر أيضا: الفرق بين التخمير والتنفس الخلوي
كيف تتم عملية التخمير؟
تتم عملية التخمير من خلال سلسلة من الخطوات مثل:[2]
- تعيش الكائنات الحية الدقيقة باستخدام الكربوهيدرات (السكريات مثل الجلوكوز) للحصول على الطاقة والوقود.
- توفر المواد الكيميائية العضوية مثل الأدينوزين ثلاثي الفوسفات (ATP) هذه الطاقة إلى كل جزء من الخلية عند الحاجة.
- تنتج الميكروبات ATP باستخدام التنفس ، وهي الطريقة الأكثر فاعلية للقيام بذلك ، التنفس الهوائي الذي يتطلب الأكسجين.
- يبدأ التنفس الهوائي بتحلل السكر ، حيث يتم تحويل الجلوكوز إلى حمض البيروفيك. عندما يكون هناك ما يكفي من الأكسجين ، يتم التنفس الهوائي.
- يشبه التخمر التنفس اللاهوائي وهو النوع الذي يحدث عندما لا يوجد أكسجين كافٍ. ومع ذلك ، فإن التخمير ، على عكس التنفس ، الذي يستخدم حمض البيروفيك ، يؤدي إلى إنتاج جزيئات عضوية مختلفة مثل حمض اللاكتيك ، والذي يؤدي بدوره إلى إنتاج جزيئات ATP.
- اعتمادًا على الظروف البيئية ، تتمتع الخلايا والميكروبات الفردية بالقدرة على التبديل بين وضعين مختلفين لإنتاج الطاقة.
- عادةً ما تحصل الكائنات الحية على الطاقة اللاهوائية من خلال التخمير ، ولكن بعض الأنظمة تستخدم الكبريتات كمستقبل نهائي للإلكترون في سلسلة نقل الإلكترون.
ما هي الأنواع المختلفة لعمليات التخمير التي تقوم بها الخلايا؟
يمكن للميكروبات المتخصصة في تحويل مواد معينة إلى مواد أخرى أن تستخدم عملية التخمير لإنتاج مجموعة متنوعة من الأطعمة والمشروبات ، وإليك الأنواع الثلاثة الأكثر شيوعًا للتخمير:[2]
- تخمير حمض اللاكتيك: تقوم أنواع الخميرة والبكتيريا بتحويل النشويات أو السكريات إلى حمض اللاكتيك ولا تستخدم الحرارة في هذه التفاعلات الكيميائية اللاهوائية. يستخدم نيكوتيناميد الأدينين ثنائي النوكليوتيد + الهيدروجين (NADH) لتكوين حمض البيروفيك وحمض اللاكتيك و NAD. يحدث تخمر حمض اللاكتيك أيضًا في خلايا العضلات البشرية. أثناء النشاط الشاق ، يمكن للعضلات أن تطلق الأدينوزين ثلاثي الفوسفات (ATP) أسرع من الأكسجين الذي يتم توفيره لخلايا العضلات ، مما يؤدي إلى تراكم حمض اللاكتيك ووجع العضلات. تعد بكتيريا حمض اللاكتيك ضرورية لإنتاج طعام صحي غير مكلف والحفاظ عليه. هذه الطريقة تصنع مخلل الملفوف والمخللات بشكل عام واللبن والخبز المخمر.
- تخمير الإيثانول / تخمير الكحول: تعمل الخميرة على تكسير جزيئات البيروفات ، وهو أحد منتجات استقلاب الجلوكوز (C6H12O6) المعروف باسم تحلل النشويات أو السكريات إلى جزيئات كحولية وثاني أكسيد الكربون. ينتج التخمير الكحولي النبيذ والبيرة.
- تخمير حمض الخليك: يتم تخمير النشويات والسكريات والحبوب والفواكه إلى حمض الأسيتيك وهي لاذعة. تشمل الأمثلة خل التفاح وخل النبيذ.
أنظر أيضا: يتم إنتاج الطاقة دون استخدامها من خلال عملية التخمير.
أخيرًا أجبنا على سؤال متى تلجأ الخلايا لإجراء عملية التخمير؟ نظرًا لأننا تحدثنا عن الأنواع المختلفة للتخمير ، فقد تعرفنا أيضًا على كيفية حدوث عملية التخمير.